3.葉綠素的秘密
葉綠體
葉綠體好比工廠的車間。光合作用是在葉綠體上麵進行的。
在電子顯微鏡下，可以看到葉綠體是橢球形的，周圍有兩層半透性的薄膜，它好像是“車間”的圍牆。
葉綠體的麵積大小不一，一般直徑是5—10微米。葉綠體的外形和個體大小雖然千差萬別，但是，“車間”內部的布置卻有共同的特點，都像一層層重疊的雲片，生物學家把它叫做葉綠體的片層結構，也叫層膜。片層裏排列著葉綠素，就像澡塘裏鋪得整整齊齊的瓷磚那樣。
用電子顯微鏡觀察結果說明葉綠素不是均勻地分布在葉綠體裏麵的，而是集中在片層的光合膜上麵。葉綠素在基粒上麵有一定的排列順序，才形成了片層結構。在片層結構上還有其他色素和蛋白質、脂肪等等。
葉綠體細胞裏的色素很多，其中主要是綠色的葉綠素和橙黃色的類胡蘿卜素，另外還有花青素等等。有時候，花青素的量還會很多，甚至葉片的綠色都會被它所遮蓋，比如秋天楓樹的紅葉，紅莧菜的葉子都是紅色的。
原來，紅莧菜的綠色是隱藏在紅色之中的。那紅色是葉片所含花青素顯示的顏色。花青素能溶解在水中，水溫越高，它越溶解得快。而葉綠素卻不溶於熱水。因而，在沸水中，紅莧菜就脫去紅色的“外套”，露出綠“襯衣”——葉綠素來了。每年秋天楓樹的紅葉，那是因為氣溫下降，樹葉裏的葉綠素被破壞，花青素就顯出了美麗的紅色。
別看花青素把紅莧菜打扮得這麼鮮紅妖豔，雖然它也吸收陽光，卻不能進行光合作用；而默默無聞地製造養料的，卻是隱居在花青素背後的葉綠素。隻是由於花青素濃妝豔抹，色彩太鮮豔了，才把生產的“主人”——葉綠素遮蓋住了。秋海棠、楓樹等植物，它們的葉子是紅褐色或紫紅色的，原因也是這樣。
當然，也有例外的。比如，深海裏的藻類植物紅藻，它生活在海底，不能直接吸收太陽的紅光和藍紫光，因為它們被海水吸收了。盡管紅藻裏含有葉綠素，可是“綠色工廠”還是不能開工生產。它被迫改裝了生產“機器”，利用它身體裏邊的藻紅蛋白和藻藍蛋白，來幫助吸收透射力很強的藍紫光，然後把能量傳遞給葉綠素來進行光合作用。這種隻幫助葉綠素吸收光能的色素，叫做鋪助色素。這種輔助色素在普通綠色植物中也是存在的。葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b。葉綠素b不能進行光合作用，但它能吸收光能，然後把光能全部傳給葉綠素a。高等植物“綠色工廠”中的輔助色素是葉綠素b，它是黃綠色的，所以葉片外表是綠的。紅藻和褐藻(比如海帶)的輔助色素是紅的和褐色的，但進行光合作用的也是葉綠素a，盡管外表可以有各種顏色。
葉綠體是怎麼樣通過葉綠素吸收太陽光能的?對太陽光裏的七色光吸收的情況又是什麼樣的?俄國著名的生物學家季米裏亞捷夫用了30多年的時間，研究探索植物在光合作用中綠葉是怎樣攝取太陽光的。當時，他的實驗是這樣做的：
拿來幾隻試管，每一隻試管中各放一片大小相同的綠葉，並且封入一定量的二氧化碳。然後，把試管分別插到試管架上，試管之間用黑紙隔開，避免它們之間相互幹擾。再取三棱鏡一枚，把射進來的太陽光分散成紅橙黃綠藍靛紫七種顏色。讓七色光分別照射到試管上麵。經過三小時以後，測定試管中消耗二氧化碳的量和綠葉內含的澱粉量。結果發現：照射紅光的試管裏二氧化碳減少得最多，葉片製造的澱粉也最多，照橙光的次之，照藍光的第三；而照射綠光的試管，裏麵的二氧化碳幾乎沒有減少，葉片裏也找不到澱粉。這個實驗告訴人們：綠葉有很強的吸收紅光的能力，紅光照射下的光合作用效率最高。
提取葉綠素
葉綠素吸收了光能以後，葉綠體才能進行光合作用。那麼葉綠素是個什麼樣的物質，它有哪些物理和化學性質?隻有把葉綠素提取出來才能進一步地研究它。
許多科學家進行了大量的研究工作，首先搞清楚幾種葉綠素化學成分的人是威爾斯塔特。
威爾斯塔特是德國人，出生在卡爾斯魯厄城一個猶太小商人家庭中。他從小就喜歡花草樹木，和“綠色工廠”結下不解之緣。中學時代，他學習成績出眾，聰明過人，不足之處是十分自負。他的老師貝耶，為了幫助他改正缺點，經常在課堂上提些問題讓他思考。威爾斯塔特常常支支吾吾答不上來，貝耶老師當眾批評他，指出驕傲是成材的攔路虎，勉勵他培養虛心好學的品德。老師的教導，威爾斯塔特一直銘刻心懷，直到他成為舉世聞名的大科學家時，常常以此來告誡自己的學生和子女。
1905年，當許多科學家因為提取葉綠素失敗而偃旗息鼓的時候，威爾斯塔特卻鳴鑼開道，居然選定當時世界公認的大難題，並且以必勝的信心和百倍的勇氣，向科學的尖端攀登。
他認真地總結前人失敗的經驗教訓，認為前人的失敗是在於分離方法上的錯誤。他開始用茨維特發現的色層分析法來提取葉綠素。
他割下自己住宅周圍的青草，把它放到幾個大瓶子裏，並且倒上酒精，讓葉綠素和其他的有機物都溶解在酒精裏。等葉綠素全部溶解以後，再讓溶液通過裝有各種吸附劑的吸附柱，利用吸附柱對各種物質不同的吸附力，把其中雜質一一吸附幹淨，剩下的經過反複結晶，就得到葉綠素的純品了。