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叶绿素
chlorophyll, chl
植物进行的主要色素,为镁卟啉化合物,包括叶绿素 a,b,c等以及光合细菌中类似的化合物细菌叶绿素，绿硫细菌叶绿素等。
化学结构的研究史 19世纪初，俄国化学家、色层分析法创始人M.C.茨韦特用吸附色层分析法证明高等植物叶子中的叶绿素有两种成分。德国H.菲舍尔等经过多年的努力，弄清了叶绿素的复杂的化学结构。1960年美国R.B.伍德沃德领导的实验室合成了叶绿素a。至此,叶绿素的分子结构得到定论。各种叶绿素之间的结构差别很小。如叶绿素a和b仅在吡咯环Ⅱ上的附加基团上有差异：前者是甲基,后者是甲醛基(图1[叶绿素结构:叶绿素])。细菌叶绿素和叶绿素a不同处也只在于卟啉环Ⅰ上的乙烯基换成酮基和环Ⅱ上的一对双键被氢化(图2[细菌叶绿素(Mg)结构]Mg)结构" class=image>)。
分布 高等植物、各种藻类几乎都含有叶绿素a。叶绿素b只在高等植物、绿藻、眼虫藻、管藻中存在,其含量在总叶绿素量中占 15～50％。高等植物中叶绿素a和b之比一般是3:1。硅藻、甲藻、褐藻中含有叶绿素c。
光谱性质 叶绿素的可见光波段的吸收光谱，在蓝光和红光处各有一显著的吸收峰。吸收峰的位置和消光值的大小随叶绿素种类不同而有所不同。这些性质可用于鉴定叶绿素的种类和数量(图3[叶绿素a、b的吸收光谱])。叶绿素溶液能发出深红色的荧光。 溶液中的叶绿素的吸收峰和荧光峰均与植物体内的不同。后者的红光吸收峰向长波长方向偏移。如将叶绿素聚合成二聚体、寡聚体或多聚体，那么它们的吸收峰也向长波长方向偏移，与活体内叶绿素的吸收峰相近，提示活体内的叶绿素是呈聚集状态有序排列的。
化学性质 叶绿素不很稳定，光、酸、碱、氧、氧化剂等都会使其分解。酸性条件下，叶绿素分子很容易失去卟啉环中的镁成为去镁叶绿素。叶绿素溶液能进行部分类似光合作用的反应，在光下使某些化合物氧化或还原，例如将NAD还原成NADPH。人工制备的叶绿素膜在光下能产生光电位和光电流，也能催化某些氧化还原反应。
生物学功能 叶绿素和细菌叶绿素分别是绿色植物和光合细菌的光合作用过程中吸收光能，推动原初光化学反应的主要色素。天线叶绿素分子吸收光能后形成的受激态，可在色素之间传递，最后由反应中心的叶绿素a转化成化学能（见、）。
生物合成与代谢 叶绿素a的生物合成途径,是由琥珀酰辅酶A和甘氨酸缩合成δ-氨基乙酰丙酸,两个δ-氨基乙酰丙酸缩合成吡咯衍生物胆色素原,然后再由4个胆色素原聚合成一个卟啉环──原卟啉Ⅳ，原卟啉Ⅳ是形成叶绿素和亚铁血红素的共同前体，与亚铁结合就成亚铁血红素，与镁结合就成镁原卟啉。镁原卟啉再接受一个甲基，经环化后成为具有第Ⅴ环的原脱植醇基叶绿素，后者经光还原、酯化等步骤而形成叶绿素a。
叶绿素在活体内也和其他物质一样处于不断更新状态。它被叶绿素酶分解，或经光氧化而漂白。深秋时许多树种叶片呈美丽的红色，就是因为这时叶绿素降解速度大于合成速度，含量下降，原来被叶绿素所掩盖的类胡萝卜素、花色素的颜色显示出来的缘故。
衍生物的应用 铜等金属离子能取代叶绿素中的镁，形成铜代叶绿素等取代物。铜代叶绿素比叶绿素稳定，不易退色，故在制作植物标本时，往往加入铜盐以将叶绿素转化成铜代叶绿素，从而经久地保持绿色。从苜蓿或蚕砂等提取所得到的油溶性的铜代叶绿素、水溶性的叶绿素铜钠盐是无毒天然色素，作为色素添加剂用于食品和化妆品，以及用于治疗溃疡等疾病。
杨善元
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