希尔反应
希尔反应(Hill reaction)是指离体叶绿体在光照条件下使水分解,释放氧气并还原电子受体的反应。[1]发现者希尔反应
该反应由英国科学家罗伯特·希尔发现,故称“希尔反应”。发现过程希尔反应是指叶绿体借助光能使电子受体还原并放出氧的反应。当希尔(R.Hill,1939)用光照射加有草酸高铁的叶绿素悬浊液时,发现
还原成并放(1939)。表示方式希尔反应一般可用下式表示:
(条件为光照)或(条件为光照)许多物质如2,4-二氯酚靓酚、苯醌、
、等都能作为希尔反应的电子受体,他们也被称为希尔氧化剂。目前,已知在类囊体腔一侧有3条外周多肽,其中一条33000的多肽为锰稳定蛋白(manganese stablizing protein,MSP),它们与
、、一起参与氧的释放,称为放氧复合体(oxygen-evolving complex,OEC).另外,虽然
仍可作为氧化剂,但在这种情况可见有(超氧阴离子)和的形成,而 是由不均化反应造成的。化学分析反应的标准吉布斯自由能变
希尔反应所需光子的波长:
根据希尔反应的平衡常数,通过计算推导可得到希尔反应能够进行的最大波长
,即希尔反应进行所需的光子的波长为。这一理论值与产生红降现象的波长(
) 相吻合, 可以说, 红降现象的产生是由希尔反应的热力学所决定的。伟大意义证明了光合作用在叶绿体中进行;
植物放出的氧是水在光下被分解和氧化,这种水的光氧化反应与
的还原可分开进行,因而划分出光反应和暗反应两个阶段;发现了光反应中有光诱导的电子传递和水的光解及
释放;发现了水在光反应中起到的是供氢体和电子供体的双重作用。考题题目二十世纪,科学家希尔曾做如下实验如图所示,请你分析并回答下列问题。
(1)据你分析,图b气泡中的气体是________,如何设计实验来验证气
体中所含的气体成分?_________________________。
(2)通过实验可以看出,光合作用进行的场所是________________。
(3)通过图b和图c的比较,可以说明什么问题?________________。
(4)希尔的这个实验证明了光合作用的条件是__________________。
答案(1)氧气;用透明的玻璃罩把培养皿罩起来,把快要熄灭的火柴棒迅速深入玻璃罩内,火柴重新燃烧起来
(2)叶绿体
(3)光合作用只有在光下才能进行
(4)光和叶绿体