光源下的“两副面孔”

唐亚星

叶绿素是高等植物和其他所有能进行光合作用的生物体含有的一类绿色色素。不过，有人发现当一束强烈的太阳光穿过月桂叶子的乙醇提取液时，溶液的颜色变成了绿色的互补色——红色。难道叶绿素也有“两副面孔”？让我们通过实验来一探究竟！

实验材料

菠菜、研钵（bō）、钵杵（chǔ）、剪刀、试管、漏斗、滤纸、锡紙、无水乙醇、石英砂、手电筒

实验步骤

1取新鲜的菠菜叶5～6片，洗净后擦干，去掉主脉。将菠菜叶用剪刀剪碎后放入研钵内，并加入少量石英砂和无水乙醇，开始研磨。注意研磨要迅速、充分。

2菠菜叶被研磨成匀浆后，加入10毫升无水乙醇。将滤纸折叠后放入漏斗中，对菠菜溶液进行过滤，我们就得到了色素提取液。

3将色素提取液分别倒入两支试管内，尽快塞好试管塞，其中一支试管用锡纸包裹，避光保存。

4打开手电筒，从背面照射试管，可以看到色素提取液是绿色的；从正面照射试管，可以看到色素提取液竟然变成了红色！

5将手电筒移到试管侧面，可以更直观地看到，色素提取液在光源前后呈现的色彩差异。

实验原理

叶绿素会大量吸收红光和蓝紫光，却几乎不吸收绿光，所以从试管背面照射色素提取液时，我们看到的是绿色。那么，红色是怎么形成的呢？

原来，叶绿素吸收的光能最终会转化成3种形式：光合作用、叶绿素的自发荧光和热能。实验中，被提取出来的色素由于脱离了叶绿体，吸收的大量蓝紫光就不再进行光合作用了，而是会形成荧光重新辐射出来。同时，在吸收和辐射的过程中，有一部分能量转化为热能损失了，所以我们看到的荧光是比蓝紫光能量低的红光。

知识拓展

光照对叶绿素的破坏

与包裹着锡纸的色素提取液相比，经过光照的色素提取液出现了褪色现象。这是因为，在活体植物中，叶绿素能进行光合作用，不会发生降解；而脱离活体植物的叶绿素对光照很敏感，光和氧气可导致它不可逆的分解。

实验升级

本次实验中，我们使用无水乙醇作为提取液，将菠菜叶中的色素提取出来。但高等植物的叶绿体中包含两大类色素，即除了叶绿素外，还有少量的类胡萝卜素，怎么才能将叶绿素从提取液中分离出来呢？我们将在下期实验栏目中公布答案！

（责任编辑 / 高琳 美术编辑 / 周游）