Etude de la réaction de Hill

Etude de la vitesse de la réaction de Hill avec le logiciel R

La réaction de Hill est une réaction d'oxydoréduction rendue possible grâce à l'énergie lumineuse captée au cours de la photosynthèse.

Cette réaction s'accompagne notamment de l'oxydation de l'eau, dégradée en dihydrogène et dioxygène.

En prélevant des pigments photosynthétiques et en ajoutant un accepteur d'électron (le DCPIP ou réactif de Hill), qui absorbe à 600 nm et cesse d'absorber la lumière à cette longueur d'onde lorsqu'il est réduit, il est possible de déterminer la vitesse de cette réaction de Hill.

Pour cela, il faut calculer les réductions qui ont lieu spécifiquement à la lumière et non à l'obscurité.

Cette étude de la réduction du DCPIP en fonction du temps permet de voir que cette réduction est très supérieure à la lumière.

Etude de la réaction de Hill - logiciel R

A600_2_lumière=c(1.277,1.130,1.001,0.783)

A600_3_lumière=c(1.26,1.083,.919,.730)

A600_4_obscurité=c(1.019,.96,.924,.91)

A600_5_bouilli=c(1.337,1.208,1.117,1.111)

A600_6_DCMU= c(.448,.444,.450,.451)

origine = 0.6 # cette valeur peut être modifiée à souhait

A600_2_lumière=A600_2_lumière-A600_2_lumière[1]+origine

A600_3_lumière=A600_3_lumière-A600_3_lumière[1]+origine

A600_4_obscurité=A600_4_obscurité-A600_4_obscurité[1]+origine

A600_5_bouilli=A600_5_bouilli-A600_5_bouilli[1]+origine

A600_6_DCMU=A600_6_DCMU-A600_6_DCMU[1]+origine

A600_lumière = (A600_2_lumière+A600_3_lumière)/2

# Calcul de la valeur minimale pour ajuster le graphique à l'origine (la valeur minimale = 0)

minimum = min(A600_lumière,A600_4_obscurité,A600_5_bouilli,A600_6_DCMU)

A600_lumière = A600_lumière - minimum

A600_4_obscurité=A600_4_obscurité-minimum

A600_5_bouilli=A600_5_bouilli-minimum

A600_6_DCMU=A600_6_DCMU-minimum

temps = c(0:3)

nom_axe_y =  expression(A[600]) # permet de mettre la longueur d'onde en indice

maximum_ordonnées = maximum = max(c(A600_lumière,A600_4_obscurité,A600_5_bouilli,A600_6_DCMU))

# Courbe lumière - Pour changer le graphique et le personnaliser : cliquer ici.

plot(temps,A600_lumière,type="o",lwd=2,col="green",ylim=c(0,maximum_ordonnées),pch=16,xlab="temps (min)",ylab=nom_axe_y)

# Autres courbes

points(temps,A600_4_obscurité,type="o",lwd=2,col="black",pch=16)

points(temps,A600_5_bouilli,type="o",lwd=2,col="red",lty=3,pch=16)

points(temps,A600_6_DCMU,type="o",lwd=2,col="blue",lty=3,pch=16)

# Ajouter la légende

legend(x="bottomleft", legend=c("lumière","obscurité","bouilli","+DCMU"), col=c("green","black","red","blue"), pch=16, lwd=2, lty=c(1,1,3,3))

abline(lm(A600_lumière~temps)$coefficients,lty=3,col="#234D0A")

abline(lm(A600_4_obscurité~temps)$coefficients,lty=3,col="black")

# 1- Récupération des coefficients directeurs des droites donnant la vitesse de réduction du DCPIP (dA/min)

vitesse_lumière = lm(A600_lumière~temps)$coefficients[2]

vitesse_obscurité = lm(A600_4_obscurité~temps)$coefficients[2]

# 2- la différence de ces deux vitesses donnent la variation due à la réaction de Hill

vitesse_hill = abs(vitesse_lumière-vitesse_obscurité) # abs : valeur absolue

# 3-  l'utilisation du coefficient directeur du DCPIP donne la vitesse de disparition en mol/mL/min

epsilon_DCPIP = 1.26 # en L/mol/cm

vitesse_hill = vitesse_hill/epsilon_DCPIP/1000 # en mol/mL/min

# 4- variation en mol/min si on tient compte du volume de solution dans les tubes réactionnels

volume_tube =  4 # en mL

vitesse_hill = vitesse_hill * volume_tube

cat("La vitesse de la réaction de Hill est de ",vitesse_hill," mol/min.\n")

cat("On peut ainsi continuer et calculer le quotient de Hill si on convertit cette vitesse en une production d'O2 en L/min par µg de chlorophylle.\n")