地球上的植物大約有40多萬種，它們的顏色是五彩繽紛的。然而，萬變不離其宗，他們都是由三大“法寶”——卟啉、類葉色素和黃酮類(花青素)三種物質相互變化而派生出來的。
我們先來看看卟啉類物質的顏色，它是綠色植物的基礎物質。例如，植物體通常含有的葉綠素A和葉綠素B等都是卟啉類化合物，一切綠油油的植物顏色都是它的貢獻，它可以在日光下合成，也可以在日光下分解。
類葉色素有三個同分異構體，都是有顏色的物質，主要存在於植物的葉子和果實中，在沒有光照下，植物也能合成它。但是，它有一個特性，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。
黃酮類又稱花青素，它是決定花色的基礎物質，五彩繽紛的花色就是它的貢獻。它性格活潑好動，顏色常隨外界的條件，如酸堿性和光照等的變化而變化。
那麼，這三大法寶又是如何使植物變化顏色的呢?人們都知道，植物在幼苗時葉子呈黃綠色，長大後葉子變深綠色，到了秋冬又枯黃了。那麼，植物葉子的這種顏色的變化，其化學機製是怎樣的呢?
原來，植物初生嫩葉時，光合作用能力較弱，合成葉綠素的能力相應較低，而合成黃色類葉色素的力量稍強。由於黃色的類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。夏天到了，植物也逐漸長大，合成葉綠素的能力大大增強，葉子中葉綠素的含量大大增加，此時葉子就變成鬱鬱蔥蔥的深綠色了。到了秋冬，光照減弱，葉子合成葉綠素又相對減少，加上此刻植物體內的某些酶又出來分解葉綠素，而類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。
然而，並不是所有植物葉子都符合上述變化規律。例如楓葉，由綠變成紅再變黃；又如紅莧菜的葉子，一開始就是紅的。但是，這也可用上述三大法寶關係去解釋，它的葉子含類葉色素和花青素特別多，所以，一開始就呈現紅色。
花的顏色多樣，變化也較複雜，有的同類植物卻開出不同顏色的花朵，也有同一株植物早晚開的花顏色不一樣。但是，萬變不離其宗，這都是花青素在不同條件下，呈現不同顏色的緣故。
花青素化學性質活潑，可以跟植物體內的金屬離子結合，或者受植物體液酸堿度影響而呈現不同顏色。例如，把紅色牽牛花泡在肥皂水中，就會變成藍色，隨著再把它浸到食醋中，它又會恢複紅色。同一種花，由於品種不同，花內體液酸堿度不同，所以開不同顏色的花，原因就在於此。此外，有的植物花色和日光的強弱有關。例如，芙蓉花上午開白花，中午變粉紅，這是花青素在不同太陽光強度下，呈現不同的化學結構，從而產生不同顏色之故。
現在再看植物果實顏色的變化。以桃子為例，桃子初結時呈綠色，長大後光照麵呈紅色，成熟時呈黃色。這個有規律的變化也是葉綠素和類葉色素聯合變的“戲法”。因為，果實初結時，需要大量糖類化合物，葉綠素是合成糖類化合物的能手。所以，植物初結果時，果實裏的葉綠素占主要優勢，這就是幾乎一切果實初結時都呈綠色的緣故。後來，植物果實長到了一定大時，就會逐漸放出催熟激素——乙烯，它是不利葉綠素合成而有利類葉色素合成的，而強光對合成類葉色素也頗有利，因此，光照一麵的果實，類葉色素稍多，常呈紅色。果實成熟後，基本上停止葉綠素的合成，於是，呈黃色的類葉色素就大量合成出來，果實就變黃了。果實腐爛變褐黑色是因為果實膨脹裂開，使果肉接觸空氣，其所含的氧化酶幫助空氣氧化催化果實內有機化合物，氧化成黑色的醌類化合物。當然也不是所有植物的果實都符合上述規律，例如西瓜就內紅外綠，番茄成熟後全身都顯紅彤彤的，這也是類葉色素在不同條件下所引起的。
植物的顏色變化仍有許多謎有待揭開，例如，植物體是怎樣根據自身需要，在不同時間合成三大法寶的?為什麼花青素隻在花裏存在，而在其他器官幾乎極少發現呢?植物分辨上下的本領
一粒種子，從一萌芽開始就知道莖往上長，根朝下紮。那麼，它是怎樣知道“上”“下”的概念的呢?是什麼力量讓它選擇這種生長方式的呢?這是許多植物生理學家一直感興趣的問題。
牛頓發現的萬有引力，給植物學家帶來啟發，人們認識到，地球的吸引力是影響植物生長方向的重要因素。那麼促使植物莖上根下生長的力量是什麼?著名生物學家達爾文曾觀察到，植物的根和芽在改變生長方向時，各部位細胞的生長速度是不同的，至於其原因，他當時無法作出更進一步的解釋。
1926年，美國植物生理學家弗裏茨·溫特第一次發現了植物生長素的秘密。他做了一個實驗，使植物的胚芽鞘一麵接受光照，一麵對著黑暗處，結果胚芽鞘在生長過程中漸漸向有光的方向彎曲。從胚芽鞘中，溫特分離出一種化合物，因為這種化合物具有促使植物生長的功能，所以溫特稱之為植物生長素。他發現，生長素總是愛聚集到遮蔭的一側，因而使植物的遮蔭部分生長加快，而相對缺少生長素的受光部分則生長較慢，結果導致植物發生彎曲。於是溫特指出，植物莖葉的彎曲是由生長素在組織內分布不均造成的。在重力條件下，生長素也會向植物下部積累，使植物根向下長，莖向上長。這一發現，吸引了眾多科學家對生長素的研究。他們通過實驗進一步發現，生長素在根細胞內的分布也不對稱，水平放置的根，上麵要比下麵生長快，促使根向下彎曲生長。
後來，美國俄亥俄州立大學的植物學家邁克爾·埃文斯和他的同事在研究中又有了新的發現，植物在彎曲生長的過程中，無論根冠下側還是芽的上側，都含有大量的無機鈣。由此，他們提出一個新理論：無機鈣在植物生長方向上起舉足輕重的作用。對此，埃文斯是這樣解釋的，因為根冠中有極為豐富的含澱粉體的細胞，澱粉體在貯存澱粉的同時也貯存大量無機鈣。在重力的作用下，澱粉體會把內部貯存的鈣送到根冠下側，使根向下生長。這時如果用實驗手段阻止鈣的移動，植物就會表現出非正常的生長方式。植物的芽也是這樣，澱粉體也能將貯存的無機鈣送到上側細胞中。因此說無機鈣對植物生長方向有著不可缺少的作用。
如果真是這樣，重力可以使無機鈣到達根冠下側，那麼把無機鈣送到芽上側的力量又是什麼呢?美國得克薩斯州立大學的斯坦利·魯進一步研究發現，由於細胞的上端和下端電荷數量不同，這種不一致引起了細胞極化。當為數眾多的被極化細胞排列在一起時，會產生有足夠吸引力的總電荷，是總電荷吸引著帶相反電荷的鈣原子在植物體內來去自如地上下移動的。因此他認為，控製植物生長方向的是細胞的極性。
研究並未停頓，爭論也並未終止，到底植物的生長方向由什麼決定，還是一個有待探索的謎。