叶子里面含有叶绿素,叶绿素是绿色的,植物利用叶绿素进行光合作用,产生养料，植物体内主要的色素有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素和花青素，叶子变色主要由植物体内色素的变化所主导。春、夏季日照长，光合作用特别活跃，叶片行光合作用除合成糖类外，也加速叶绿素的分解，夜晚时，叶绿素又开始合成。由于叶绿素持续不停地分解与再生，因此，叶子含有丰富的叶绿素。当叶子内同时含有叶绿素与胡萝卜素时，叶子会吸收红光、蓝光、蓝绿光，剩下的光线反射，叶子便呈现绿色。 进入秋天后，日照时间缩短，夜间渐长，因应日照时间的变化，落叶树种会在叶柄基部产生离层素，叶子因而脱落，却也阻止养分的运输。同时，温度降低后，叶绿素合成的速率会变慢。叶内水分减少的结果，叶绿素在低温发生分解，但叶绿素合成的速率却来不及补充，因此叶绿素色素含量逐渐降低。此外，胡萝卜素远比叶绿素稳定，即使叶绿素消失了，胡萝卜素仍可存于叶子中，叶片中的叶黄素、胡萝卜素等逐渐主宰树叶颜色，导致叶片呈现黄色
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