基本介紹
- 中文名:希爾反應
- 外文名:Hill reaction
- 發現者:英國科學家羅伯特·希爾
- 發現過程:葉綠體借光能使電子受體
概述,發現者,發現過程,表示方式,化學分析,偉大意義,相關考題,題目,答案,
概述
希爾反應(Hill reaction)是指離體葉綠體在光照條件下使水分解,釋放氧氣並還原電子受體的反應。
發現者
該反應由英國科學家羅伯特·希爾發現,故稱“希爾反應”。
發現過程
希爾反應是指葉綠體藉助光能使電子受體還原並放出氧的反應。當希爾(R.Hill,1939)用光照射加有草酸高鐵的葉綠素懸濁液時,發現Fe3+還原成Fe2+並放O2(1939)。
表示方式
希爾反應一般可用下式表示:
4 Fe3+ + 2 H2O —→ 4 Fe2+ + O2 + 4 H+(條件為光照) 或
2NADP+ + 2H2O —→ 2NADPH + 2H+ + O2(條件為光照)
許多物質如2,4-二氯酚靚酚、苯醌、NADP+、NAD+等都能作為希爾反應的電子受體,他們也被稱為希爾氧化劑。
目前,已知在類囊體腔一側有3條外周多肽,其中一條33000的多肽為錳穩定蛋白(manganese stablizing protein,MSP),它們與Mn、Ca、Cl一起參與氧的釋放,稱為放氧複合體(oxygen-evolving complex,OEC).
另外,雖然O2仍可作為氧化劑,但在這種情況可見有O2-(超氧陰離子)和H2O2的形成,而H2O2是由不均化反應造成的。
化學分析
反應的標準吉布斯自由能變ΔrGom=- ZFEo= 2 ×96485 × 1. 3469J·mol-1= 259. 911 ×103J·mol- 1
希爾反應所需光子的波長:
根據希爾反應的平衡常數,通過計算推導可得到希爾反應能夠進行的最大波長λ= 686nm,即希爾反應進行所需的光子的波長為K< 686nm。
這一理論值與產生紅降現象的波長( λ> 685nm) 相吻合, 可以說, 紅降現象的產生是由希爾反應的熱力學所決定的。
偉大意義
證明了光合作用在葉綠體中進行;
植物放出的氧是水在光下被分解和氧化,這種水的光氧化反應與CO2的還原可分開進行,因而劃分出光反應和暗反應兩個階段;
發現了光反應中有光誘導的電子傳遞和水的光解及O2釋放;發現了水在光反應中起到的是供氫體和電子供體的雙重作用。
相關考題
題目
二十世紀,科學家希爾曾做如下實驗如圖所示,請你分析並回答下列問題。
(1)據你分析,圖b氣泡中的氣體是________,如何設計實驗來驗證氣
體中所含的氣體成分?_________________________。
(2)通過實驗可以看出,光合作用進行的場所是________________。
(3)通過圖b和圖c的比較,可以說明什麼問題?________________。
(4)希爾的這個實驗證明了光合作用的條件是__________________。
(3)通過圖b和圖c的比較,可以說明什麼問題?________________。
(4)希爾的這個實驗證明了光合作用的條件是__________________。
答案
(1)氧氣;用透明的玻璃罩把培養皿罩起來,把快要熄滅的火柴棒迅速深入玻璃罩內,火柴重新燃燒起來
(2)葉綠體
(3)光合作用只有在光下才能進行
(4)光和葉綠體
(3)光合作用只有在光下才能進行
(4)光和葉綠體