Réaction de Hill

En 1937, Robert Hill a découvert que des chloroplastes isolés pouvaient produire de l'oxygène même en l'absence de dioxyde de carbone. Les seules conditions requises pour convertir l'eau en oxygène moléculaire sont un accepteur d'électron et de la lumière.

On peut utiliser un accepteur d’électron spécial appelé indicateur d’oxydoréduction ou indicateur redox pour mesurer le flux d'électron dans la chaîne de transport d'électrons. Le DCPIP est un colorant redox. Dans son état oxydé, il absorbe la lumière du spectre rouge et apparaît en bleu foncé. En revanche, à l'état réduit, il n'absorbe pas la lumière du spectre visible et est donc incolore.

Ces propriétés, associées à sa capacité à se diffuser dans les membranes biologiques, en font l’indicateur idéal pour mesurer le potentiel d’oxydoréduction de la chaîne de transport d’électrons. Ainsi, on peut mesurer le flux d’électrons du photosystème II.

Pour mesurer l'activité des photosystèmes, les cellules doivent être maintenues dans l'obscurité pendant une journée avant de commencer l'expérience. L'incubation dans l'obscurité garantit que tous les composants de la chaîne de transport d'électrons sont dans leur état d'énergie le plus bas.

Le DCPIP à l'intérieur de la membrane thylakoïde est réduit par la plastoquinone qui transfère naturellement les électrons à la chaîne de transport d'électrons. Grâce à son changement de couleur, le potentiel redox de la chaîne de transport d'électrons peut facilement être visualisé avec le DCPIP.

La réduction du DCPIP peut être interrompue à l’aide du diuron (DCMU), un herbicide efficace. Il bloque le site de liaison de la plastoquinone dans le photosystème II. Par conséquent, il désactive toute la chaîne de transport d’électrons.