希尔反应(英国罗伯特·希尔发现的化学反应)

希尔反应

英国罗伯特·希尔发现的化学反应

希尔反应由英国科学家罗伯特·希尔发现，故称“希尔反应”。

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，1937）用光照射加有草酸铁的叶绿素悬浊液时，发现Fe3+还原成Fe2+并放O2（1937）。

即在光照下，离体叶绿体类囊体能将含有高铁的化合物（如高铁氰化物）还原为低铁化合物，并释放氧，将这个反应称为希尔反应(Hill reaction)。氢的受体也称为希尔氧化剂，例如NADP+、NAD+、苯醌等。

概述

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。

发现者

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、、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（锰 stablizing protein,MSP)，它们与、、一起参与氧的释放，称为放氧复合体（氧evolving 情结，OEC).

另外，虽然仍可作为氧化剂，但在这种情况可见有（臭氧阴离子）和的形成，而是由不均化反应造成的。

化学分析

反应的标准约西亚·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还原剂的双重作用。

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

参考资料

希尔反应.wiki.cnki.com.cn.2017-05-24

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