Reazione di Hill

Nel 1937, Robert Hill scoprì che i cloroplasti isolati potevano produrre ossigeno anche in assenza di diossido di carbonio. Gli unici elementi necessari per la conversione di acqua in ossigeno molecolare sono un accettore di elettroni e la luce. Possiamo utilizzare un particolare accettore di elettroni detto colorante redox per misurare il flusso di elettroni nella catena di trasporto degli elettroni. Un esempio di colorante redox è il DCPIP. Nel suo stato ossidato, assorbe luce dallo spettro del rosso e appare di colore blu scuro. Nel suo stato ridotto invece, non assorbe luce dallo spettro visibile ed è perciò incolore.

Queste proprietà unite alla sua capacità di diffondersi nelle membrane biologiche, lo rende l'indicatore ideale per misurare il potenziale redox della catena di trasporto degli elettroni; in questo modo possiamo misurare il flusso di elettroni dal fotosistema II.

Per misurare l'attività dei fotosistemi, le cellule devono essere tenute lontano dalla luce per almeno un giorno prima di iniziare l'esperimento. L'incubazione al buio assicura che tutte le componenti della catena di trasporto degli elettroni si trovino nel loro stato minimo di energia.

Il DCPIP all'interno della membrana tilacoide viene ridotto dall'azione del plastochinone che naturalmente trasferisce gli elettroni sulla catena di trasporto. Il potenziale della catena di trasporto degli elettroni può essere facilmente visualizzato grazie al cambiamento di colore del DCPIP.

La riduzione del DCPIP può essere inibita dal DCMU, un'erbicida molto efficace, che blocca il sito di legame del plastochinone nel fotosistema II e di conseguenza, arresta l'intera catena di trasporto degli elettroni.