本問題被收錄至活動「十萬個是什麼」中。

活動時間：11/29 - 12/14

活動規則：大於 200 字的客觀事實定義，且註明可信來源，創作時間在前的優先採納。

活動內容：歡迎參與活動分享你的知識、經驗和見解，優質內容將有機會被收錄在《十萬個是什麼》電子書中，同時還有機會獲得一份精美的知乎周邊禮物。更多相關問題請進入活動頁面瞭解。

這是一本留給未來的百科全書，我們邀你一起合著。期待你的分享～

---

葉綠素是進行光合作用的生物體含有的一類綠色色素，是一種鎂卟啉化合物，屬於含脂的色素家族。葉綠素溶於乙醇、乙醚和丙酮等極性有機溶劑，不溶於水。結構上不穩定，光、酸、鹼、氧、氧化劑等都會使其分解。

不僅僅是植物，大部分光合生物都含有某種形式的葉綠素，高等植物、藻類和藍細菌含有葉綠素，厭氧光合細菌也含有細菌葉綠素。葉綠素主要包括葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c、葉綠素d、葉綠素f以及原葉綠素和細菌葉綠素等。

不同種類的葉綠素分子都含有一個四吡咯環，中心結合一個Mg原子。末端還有一個長鏈烴，所以葉綠素分子是疏水的。不同的葉綠素分子只是環上的基團不同。葉綠素a和葉綠素b只在一個支鏈上有差別，前者是甲基，後者是甲醯基。細菌葉綠素與葉綠素a相比，也是在支鏈上有不同修飾。具體結構如下圖所示：

葉綠素和血紅素的生物合成前體是ALA（氨基乙醯丙酸），兩分子由穀氨酸合成的δ氨基乙醯丙酸（ALA）反應生成膽色素原（PBG）。4個PBG分子形成原卟啉IX的環狀結構，葉綠素合成的第一步是由鎂螯合酶插入Mg離子，形成Mg-原卟啉，之後形成原葉綠素酯，再還原生成葉綠素酯。

葉綠素a的合成還需要進一步修飾，其中包括加上植醇鏈，葉綠素b的合成以葉綠素a為前體。葉綠素合成的最後一步就是疏水植醇鏈的酯化作用。不同的葉綠素在支鏈結構和吡咯環的飽和程度上有所不同。比如，葉綠素b是由加氧酶將葉綠素a的甲基轉化為甲醯基形成的。這種結構上的微小改變使它們的吸收性質發生了很大改變。

另外，葉綠素與光合膜上蛋白質的非共價結合也會影響其對光的吸收。葉綠素在430nm(藍光)和680nm(紅光)吸收較強，而對綠色光吸收較弱，所以更多綠光反射回來，使葉片呈現綠色。

被子植物葉綠素合成需要光依賴的原葉綠素酯還原酶，這步還原反應是依賴光的；而裸子植物、藻類和光合細菌中，含有不依賴於光的原葉綠素酯還原酶，故而可以在黑暗中合成葉綠素。

參考文獻

BUCHANAN· GRUISSEM· JONES BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY OF PLANTS

---

推薦閱讀：

相關文章