葉綠素分離色素方法原理
促使植物變色的“法寶”是什么?
地球上有40多萬(wàn)種植物,它們的顏色絢麗多彩、五彩繽紛。然而它們?nèi)f變不離其宗,都是由三件“法寶”——卟啉、類(lèi)葉色素和黃酮類(lèi)(花青素)三類(lèi)物質(zhì)相互變化而派生出來(lái)的。
先看卟啉類(lèi)物質(zhì)的顏色,它是綠色植物的基礎(chǔ)物質(zhì),例如,植物體通常含有的葉綠素A和葉綠素B等都是卟啉類(lèi)化合物,一切綠油油般的植物顏色都是它的貢獻(xiàn),它可以在日光下合成,也可在日光下分解。
類(lèi)葉色素有三個(gè)同分異構(gòu)體,都是有顏色的物質(zhì),主要存在于植物的葉子和果實(shí)中,在沒(méi)有光照下,植物也能合成它,但是,它有一個(gè)特性,植物一旦合成了它,就不易分解,植物某些部分有固定的顏色,大都是它的貢獻(xiàn)。
黃酮類(lèi)又稱(chēng)花青素,它是決定花色的基礎(chǔ)物質(zhì)、五彩繽紛的花色就是它的貢獻(xiàn),它性格活潑好動(dòng),顏色常隨外界的條件,如酸堿性和光照等的變化而變化。
這三大法寶是如何使植物變化顏色的呢?
植物在幼苗時(shí),葉子呈黃綠色,長(zhǎng)大后葉子變深綠色,到了秋冬又枯黃了。
植物葉子這種顏色的變化,其化學(xué)機(jī)制是怎樣的呢?
原來(lái),植物初生嫩葉時(shí),光合作用能力較弱,合成葉綠素的能力相應(yīng)較低,而合成黃色類(lèi)葉色素的力量稍強(qiáng),合成葉綠素的能力相應(yīng)較低,而合成黃色類(lèi)葉色素的力量稍強(qiáng),由于黃色的尖葉色素和綠色的葉綠素混合在一起,所以,初生幼苗葉子都呈黃綠色了。到了秋冬,光照減弱,葉子合成葉綠素又相對(duì)減少,加上此刻植物體內(nèi)的某些酶又出現(xiàn)分解葉綠素,而類(lèi)葉色素一旦形成,就不易分解,所以,一到冬天,除常綠植物外,其他植物的葉子都變枯黃了。
誠(chéng)然,不是所有植物葉子都符合上述變化規(guī)律,例如楓葉,由綠變紅再變黃,又如紅莧菜的葉子,一開(kāi)始就是紅的,但是,這完全可和上述三大關(guān)系去解釋?zhuān)缂t莧菜,它的葉子含類(lèi)葉色素和蘇青紫特別多,所以一開(kāi)始,就呈現(xiàn)紅色。
花的顏色多樣,變化也較復(fù)雜,有的同類(lèi)植物會(huì)開(kāi)出不同顏色的花朵,也有同樣一株植物,早晚開(kāi)的花顏色也不一樣,但是,萬(wàn)變不離其宗,這都是花青素在不同條件下,呈現(xiàn)不同顏色的緣故。
花青素化學(xué)性質(zhì)活潑,可以跟植物體內(nèi)的金屬離子結(jié)合或者受植物體液酸影響而呈現(xiàn)不同顏色。例如,把紅色牽?;ㄅ菰诜试硭?,就會(huì)變成藍(lán)色,隨著再把它浸到食醋中,它又會(huì)恢復(fù)紅色,同一種花,由于品種不同,花內(nèi)體液酸堿度不同,所以開(kāi)不同顏色的花,原因就在于此。此外,有的植物花色和日光的強(qiáng)弱有關(guān),例如,芙蓉花上午開(kāi)白花,中午變粉紅,這就是花青素在不同太陽(yáng)光強(qiáng)度下,呈現(xiàn)不同的化學(xué)結(jié)構(gòu),從而產(chǎn)生不同顏色之故。
最后再看植物果實(shí)顏色的變化。以桃子為例,桃子初結(jié)時(shí)呈綠色,長(zhǎng)大后光照一面常呈紅色,成熟時(shí)呈黃色,而最后腐爛時(shí)呈褐黑色。這個(gè)有規(guī)律的變化也是葉綠素和類(lèi)葉色素聯(lián)合變的“戲法”。因?yàn)?,果?shí)初結(jié)時(shí),需要大量糖類(lèi)化合物,葉綠素是合成糖類(lèi)化合物的能手,所以,植物初結(jié)果時(shí),果實(shí)里以葉綠素占主要優(yōu)勢(shì),這就是幾乎一切果實(shí)初結(jié)果時(shí),果實(shí)里以葉綠素占主要優(yōu)勢(shì),這就是幾乎一切果實(shí)初結(jié)時(shí)都呈綠色的緣故。后來(lái),植物果實(shí)長(zhǎng)到了一定大時(shí),就會(huì)逐漸放出催熟激素——乙烯,它是不利葉綠素合成而有利類(lèi)葉色素合成的,而強(qiáng)光對(duì)合成類(lèi)葉色素也頗有利,因此,光照一面的果實(shí),類(lèi)葉色素稍多,常呈紅色。果實(shí)成熟后,基本上停止葉綠素的合成,于是,呈黃色的類(lèi)量色素就大量合成出來(lái),使果肉接觸空氣,其所含的氧化酶,幫助空氣氧化催化果實(shí)內(nèi)有機(jī)化合物,氧化成黑色的醌類(lèi)化合物。
當(dāng)然,不是所有植物的果實(shí),都符合上述規(guī)律,例如西瓜就內(nèi)紅外綠,番茄成熟后全身都是顯紅彤彤的,這也是類(lèi)葉色素在不同條件下所引起的。
植物的色變?nèi)杂性S多問(wèn)題處于撲朔迷離之中,例如,植物體是怎樣根據(jù)自身需要,在不同時(shí)間合成三大法寶的?為什么花青素只有花里存在,而在其他器官幾乎極少發(fā)現(xiàn)呢?……
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