Hypothèse : pour que l’eau soit oxydée, il faut du dioxyde de carbone. Expérience de Hill Observation : l’oxygène du dioxygène formé lors de la photosynthèse provient de l’eau. Problématique : peut-on dissocier incorporation de CO2 (réduction) et formation de O2 (oxydation) ? Hypothèse : pour que l’eau soit oxydée, il faut du dioxyde de carbone.
Préparation de la suspension de chloroplastes : On pèse 10g de limbes de feuilles d’épinard, que l’on découpe en morceaux dans un mortier froid (ce qui permet d’éviter la dégradation des enzymes) On ajoute 10 à 30 mL de solution tampon (phosphate saccharose), et on broie. On filtre sur gaze et coton hydrophile. On contrôle la présence des chloroplastes et l’absence de cellules intactes au microscope optique.
Le milieu contient du CO2. Le réactif de Hill : C’est une solution de ferricyanure de potassium K3Fe(CN)6 à l’état oxydé. Dans les conditions physiologiques (normales), l’accepteur d’électrons R est réduit (gain d’électrons). Lors de l’expérience, après le broyage des feuilles, la quantité d’accepteur naturel est insuffisante, d’où la nécessité d’ajouter un accepteur artificiel : le réactif de Hill. Le milieu contient du CO2. Introduire quelques mL de filtrat dans le bioréacteur. On débute les mesures avec le bioréacteur à la lumière. Au temps t = 1 min, on ajoute 0,1 mL du réactif de Hill. Au temps t = 3 min on ajoute 0,3 mL du réactif de Hill. Au temps t = 5 min, le bioréacteur est placé à l’obscurité.
Expérience de Hill Résultats : la concentration en dioxygène du milieu augmente lorsque l’on ajoute le réactif de Hill. A l’obscurité, il n’y a pas formation de dioxygène. Interprétation : pour qu’il y ait formation d’ O2, il faut une substance capable de capter les électrons perdus par l’eau lors de son oxydation. Cette phase de la réaction ne peut se faire qu’à la lumière. Conclusion : les électrons perdus par l’eau ne sont pas acceptés par le dioxyde de carbone. Il faut un accepteur d’électrons au milieu pour que les chloroplastes libèrent du dioxygène. La photosynthèse peut donc être séparée en 2 réactions couplées à un système d'oxydoréduction.