葉綠素

　　植物吸收光能進行光合作用的主要色素，包括葉綠素a、b、c、d以及光合細菌中的細菌葉綠素。所有綠色植物除瞭均含葉綠素a外，高等植物、綠藻和眼蟲藻還含葉綠素b；矽藻和褐藻還含葉綠素c；紅藻還含葉綠素d；藍藻隻含葉綠素a。

　葉綠素為一類含鎂的卟啉衍生物。由4個吡咯環平行相連，中間結合一個鎂原子，構成能吸收光能的大卟啉核，在卟啉核的側基上還連接一條葉綠醇的長鏈，定位在類囊體膜上。各種葉綠素之間的分子成分和結構差異不大，如葉綠素a比葉綠素b僅多兩個氫、少一個氧，而細菌葉綠素與葉綠素a的不同也隻是在卟啉核Ⅰ上的對乙烯側基換成酮基、Ⅱ上的一個雙鍵被氫化(見圖)。

　　葉綠素具有特異的吸收光性質，它選擇性地吸收紅光和藍光而不吸收綠光，故在可見光照射下呈綠色。葉綠素容易用乙醇、丙酮等有機溶劑從植物組織中提取出來，也可用石油醚將葉綠素a和b與其他色素分開。葉綠素溶液的吸收光譜稍有不同，葉綠素a吸收峰在430nm(納米)和660nm處，葉綠素b吸收峰在435nm和643nm處，而細菌葉綠素a的光吸收在遠紅光區，吸收峰在773nm處。葉綠素分子受光激發後發射熒光，故葉綠素溶液在光照下可發出紅色熒光。

　　葉綠素的生物合成比較復雜，主要是先由糖代謝的中間產物琥珀酰輔酶A和甘氨酸縮合成δ–氨基乙酰丙酸，再由兩分子δ–氨基乙酰丙酸縮合成吡咯衍生物——膽色素，後由4個膽色素聚合成尿卟啉原，尿卟啉原經氧化脫羧轉化合成葉綠素或亞基血紅素的共同前體——原卟啉，與鎂離子結合形成鎂原卟啉，並進一步形成脫植基葉綠素，它在光照下形成葉綠素a。原卟啉如與鐵離子結合，則合成血紅素，這表明生物界的兩大色素——葉綠素和血紅素——最初是同源的。

　　在活體條件下，為瞭有效地吸收光能，葉綠素分子還與其他色素分子如胡蘿卜素、葉黃素等聚集在一起成為分子簇，即天線色素復合體，此種復合體與蛋白質結合而固定在類囊體膜上。大多數葉綠素a分子隻是像“天線”那樣起著捕獲光能的作用。受光激發的葉綠素a能將激發能量從一個分子傳給另一個分子，最後傳遞給少數特殊的葉綠素a分子(可能是聚合狀態的葉綠素a分子)即反應中心，在反應中心引起光化學反應，將光能轉化成化學能。

　　在自然界裡，植物的葉綠素代謝隨溫度、水分、光照和營養等環境變化而變化，如深秋時節氣溫降低，植物葉綠素的降解大於合成，原來被大量葉綠素掩蓋的其他色素，如胡蘿卜素和花青素等就顯現出來，葉片呈現黃紅色。

　　從植物組織中提取出來的葉綠素很不穩定，容易被酸堿等氧化脫色，如用銅離子將葉綠素分子中的鎂取代，形成葉綠素的銅鈉鹽後就比較穩定，可用作天然的著色劑。一般葉綠素不能為動物吸收和消化，如蠶食桑葉後的排出物組分中，幾乎都是被濃縮瞭的葉綠素。