大家上学的时候都学过，植物是绿色的原因，是因为植物有叶绿素，叶绿素能够吸收阳光制造植物的食物。但是除了这些之外，你知道叶绿素的细节吗？还有它们其实在生活中也有许多功用！
很久没聊到植物相关的课题了，这次我们就来探讨一个植物里大家都觉得很基本的一样“东西”：叶绿素。叶绿素（Chlorophyll）是一种天然存在于植物、藻类和蓝细菌中的绿色色素，这也是为什么大部分植物是绿色的主要原因。它是光合作用过程中不可或缺的元素，叶绿素能够吸收光能，将其转化为化学能，使植物能够通过光合作用制造食物。叶绿素的名字来源于希腊语“chloros”（绿色）和“phyllon”（叶子）。
植物怎样吸收阳光
叶绿素主要分为叶绿素a和叶绿素b两种。叶绿素a是所有光合作用生物中最普遍的色素，叶绿素b则主要存在于绿藻和高等植物中。叶绿素分子的基本结构包括一个含有镁离子（Magnesium-Mg）的卟啉环和一个长的疏水性侧链——植醇。卟啉环的化学结构使叶绿素能够有效地吸收光能，特别是在蓝紫光（波长约400-450nm）和红光（波长约640-680nm）区域。正是这种光吸收特性使叶绿素呈现出绿色，因为它无法吸收绿光，进而反射绿光。
很多高中生在学习生物时，光合作用是必然学到的基本知识之一。叶绿素分子就在光合作用中扮演关键角色，主要分布在植物细胞的叶绿体内。它通过两个主要阶段实现：光反应和碳固定反应。在光反应阶段，叶绿素吸收光子能量，使电子从低能态跃迁到高能态。这些高能态电子通过一系列电子传递链传递，最终产生ATP和NADPH，这两种分子在碳固定反应中被用来合成有机化合物。
这时候就得说说叶绿素a和叶绿素b在这环节明显不一样的角色了。叶绿素a在光反应中心起着很关键作用，它能够直接将光能转化为化学能。没有叶绿素a，光合作用就直接不能做了。叶绿素b则主要作用于光捕集复合体，它能够扩展光吸收的波长范围，提高光捕集效率。光捕集复合体中的叶绿素b将吸收的光能传递给叶绿素a，从而增强光合作用的效率。
不只是产生光合作用
叶绿素是生态系统中碳循环的关键。通过光合作用，植物和藻类能够吸收大气中的二氧化碳，并将其转化为有机物质，这不仅为食物链提供了基础，还在全球碳循环中起到重要作用。植物可说是在整个碳循环里少数能把空气中的二氧化碳转化成对人类有益的物质的生物。植物吸收二氧化碳的同时释放氧气，这对于维持大气中的氧气水平也至关重要。
叶绿素不仅在自然界中起着重要作用，它还被广泛应用于食品、医药和化妆品等领域。在食品工业中，叶绿素作为天然色素被用于各种食品和饮料的着色。由于其安全性和天然来源，叶绿素被认为是一种健康的食品添加剂。在医药领域，叶绿素及其衍生物具有抗氧化、抗炎和抗菌等多种生物活性，因此被用于开发各种药物和保健品。仔细的过程部分也许就在未来再介绍啦。
尽管叶绿素的基础研究已经相对深入，但仍有许多领域值得进一步探索。比如，通过基因工程手段改造植物的叶绿素合成途径，提高光合作用效率，从而增加作物产量。这对于应对全球粮食安全问题具有重要意义。在环境学上，叶绿素浓度常用作衡量水质和富营养化程度的指标。如果叶绿素指标太高的话，或许就是富营养化导致藻类大量繁殖，形成“水华”现象，进而破坏水体生态平衡。
