年輕的英國科學家希爾，不相信這種宗教胡說。但是，葉綠體從細胞中分離出來以後，到底還能不能繼續進行光合作用呢？他決心進一步研究這個問題。
1939年秋天，希爾采集了幾十片野芝麻的綠葉，細心地撕去葉脈，把葉子切成碎片，放進研缽中，加上30毫升食鹽磷酸鹽溶液和少量的石英砂，用力研磨後，用兩層紗布濾去殘渣。把濾過液裝進試管，在小離心機上旋轉半分鍾，然後除去砂粒和碎葉片。再把剩下的濾過液離心旋轉以後，在試管下部沉澱下來的就是葉綠體了。最後，再取5毫升的食鹽磷酸鹽溶液，把葉綠體倒進去，葉綠體就懸浮在鹽溶液中，從而做成了葉綠體懸浮液。
接著，希爾用兩隻試管，各裝進2毫升葉綠體懸浮液，再分別加進去1毫升黃色的草酸鐵溶液。然後，把一隻試管放在陽光下照射，另一隻放在暗箱裏。3分鍾以後分別取出，放在沸水中加熱兩分鍾，再放進離心機裏旋轉，使葉綠體沉澱。
取出試管以後，看到照光的溶液變成了桔紅色，而暗箱裏的那隻試管顏色沒變。桔紅色的溶液是什麼呢？原來，陽光照射葉綠體以後，經光合作用放出的氧和草酸鐵進行了化學變化，使得黃色的草酸鐵變成了桔紅色的草酸亞鐵；在暗箱裏的葉綠體沒有進行光合作用，所以試管裏的顏色沒改變。同時，希爾還測到了在陽光下的那隻試管裏放出了氧氣，不過數量很少。這個轟動世界的“希爾實驗”證明：“車間”搬出來以後照常可以生產。
不過，美中不足的是，希爾在提取葉綠體的時候，把葉綠體的外被膜也就是“車間”的“圍牆”給破壞了，進行卡爾文循環的酶流了出來，這樣就不能和二氧化碳結合了。以後，科學家們細心地用種種方法保護了葉綠體，在試驗過程中不使“圍牆”破壞。這樣搬出來的“車間”，還是能夠和二氧化碳進行化學變化的。
希爾把葉綠體從細胞裏搬了出來，這在光合作用的研究中起了突破作用。首先是他把細胞給打開了，這對於後來深入地研究光合作用內部反應的各個環節，都起到了開路先鋒的作用。
四、一項重大的研究課題
二百多年來，世界上許多科學家為了揭開光合作用的奧秘貢獻了畢生的精力。不過，人們對於綠葉的光合作用，現在也隻是知道一個粗略的輪廓，許多細節還不很了解。要想更深入地探求光合作用這樣一個重要的自然現象的全部奧秘，還需要幾代人長期不懈的努力。
光合作用是在一個很精致、很複雜的“工廠”中進行的。各種植物的“綠色工廠”的設備和裝置也不完全一樣，科學家們正在探索不同植物的“工廠”特點，分析“工廠”中的各種設備，力圖抓住其中的關鍵環節，用遺傳學知識提高現有農作物等的光合作用效率；並通過對“綠色工廠”設備的詳細解剖和分析，在掌握它的生產原理以後，用現代化學、物理和工程學的知識來仿效它，以便高效率地生產品質最優良的產品。這是多麼富有魅力的目標啊！
那麼，當前科學家們對於光合作用的研究，正在開展哪些重大的研究課題呢？
變三碳植物為四碳植物
20世紀60年代，美國科學家發現植物可分為三碳植物和四碳植物兩類。所謂三碳植物，是指二氧化碳進入綠葉以後，先形成一個含有三個碳原子的化合物，這類植物比如水稻、小麥、大豆、天竺葵等等。而四碳植物，是指二氧化碳進入綠葉以後，先形成一個含有四個碳原子的化合物，這類植物比如甘蔗、玉米、高粱等等。
科學家是怎樣發現三碳植物和四碳植物的呢？
60年代初期，美國科學家用天竺葵做實驗，發現在光照下，葉片吸進的氧氣很多，放出來的二氧化碳也很多，科學家把這種現象叫做光呼吸。天竺葵的光呼吸是比較高的，但是光合作用的效率卻很低。
到了60年代中期，他們又發現另一種植物甘蔗的光呼吸很低，甚至幾乎沒有光呼吸，可是它的光合作用效率卻很高。這是怎麼回事呢？
經過科學家的進一步研究，發現甘蔗葉片內的維管束部分有皇冠狀的細胞組織，這種獨特的結構和二氧化碳的結合能力比較強。比如，中午陽光比較強的時候，氣孔開得很小、盡管吸進來的二氧化碳含量減少，但是光合作用能夠照常進行。而天竺葵、小麥等就不是這樣，平時，它們的氣孔開得很大，這樣就不能適應強光的照射，體內的水分都被蒸發到周圍環境中去了，所以一到中午，氣孔就關閉，叫做小麥“午睡”，需要等到太陽斜射的時候、葉片再恢複光合作用。
科學家還發現，四碳植物甘蔗進行光合作用的時候，還有一套比較複雜的酶係統和二氧化碳結合。具體講，有兩種酶和二氧化碳結合的很緊密：一種是二磷酸核酮糖羧化酶，另一種是磷酸烯醇丙酮酸羧化酶。這兩種酶都能把一丁點兒的二氧化碳盡快地送進“車間”。所以，在同樣的條件下，甘蔗光合作用的效率比小麥高。