Stoffwechsel (AJlj>-emeine Physiologie cles Stoffweehsels) 



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Als sich zunachst fiir einige pflanzliehe 

 Organismen (Bakterien, Hefen) herausstellte, 

 dais sie ohne Sauerstoff leben kunnen und in 

 diesem Falle ihre Betriebsenergie aus Spal- 

 tungen beziehen (s. u.), wurde der Begriff der 

 Atmung in der Pflanzenphysiologie derart 

 erweitert, da6 man diese Falle als Spaltungs- 

 atmung bezeichnete. Als besondere Form 

 der Spaltungsatmung werden die Garungen 

 (s. n.) unterschieden. Dainit ist der Begriff 

 der Atmung so erweitert, daB er bedeutungs- 

 gleich mit ,,Betriebsstoffwechsel" geworden 

 ist. Das Gemeinsame aller der chemisch 

 sehr verschiedenen - Vorgiinge, die wir 

 als Betriebsstoffwechsel bezeichnen, liegt 

 darin, daB sie Energie fur den Lebensbetrieb 

 liefern, weshalb man auch vorgeschlagen 

 hat, sie als ,,Energese" zu bezeichnen. 



2. Der Baustoffwechsel. Der sinn- 

 falligste Ausdruck der Baustoffweehseltatig- 

 keit eines Organismus ist sein Wachstum, 

 d. h. diejenige normale Lebenserscheinung, 

 die sich iuiBert in einer bleibenden, meist 

 mit Gestaltsveranderung vereinigten, Volum- 

 zunahme wiihrend der Periode der progres- 

 siven Entwickelung. 



Eine solche Volumzunahme kann auf 

 recht verschiedene Weise zustande kommen: 

 es kann sich handeln urn den unmittelbaren 

 Erfolg der Baustoffwechseltatigkeit, d. h. 

 um eine Vermehning der lebendigen Sub- 

 stanz im engsten Sinne, und andererseits 

 um Vermehrung von Produkten der Tatig- 

 keit der lebendigen Substanz, z. B. um 

 Vermehrung von Reservestoffen (Starke, 

 Glykogen, Fett), zu denen wir auch das 

 Wasser und die Salze rechnen iniissen. die 

 einen so bedeutenden Anteil an der Volum- 

 zunahme vieler Organismen nehmen. 



2 a) Die synthetischen Fahigkeiten 

 der Organismen. Der Aui'bau neuer 

 lebendiger Substanz aus Nahrungsstoffen 

 erfordert stets die Synthese von Verbin- 

 duim'en, die fiir den Stoi'l'bestand einer 

 Tier- oder Pflanzenart charakteristisch und 

 in der Xahrung nicht vorgebildet sind. Selbst 

 in dem Falle, daB ein Tier als Nahrung andere 

 Individuen derselben Spezies verwendet, 

 ist eine solche Synthese notwendig, da die 

 Nahrstoffe vor der Aufnahme in die lebendige 

 Substanz in der Verdauung (s. dort) tief- 

 greifencle Spaltungen erfahren. 



Die Lehre von den synthetischen Fahig- 

 keiten der Organismen ' verfolgt besonders 

 die Wege, auf denen der Kohlenstoff und der 

 Stickstoff in die Bindungen gelangen, die 

 diese beiden Elemente in den Stoi'fen des 

 Tier- und Pflanzenkorpers zeigen. 



Wenn ein Organismus mit bestimmten 

 chemisch definierten Stofi'en als einziger 

 Nahrung leben und wachsen kann, so ist 

 dainit bewiesen, daB es die Fahigkeit hat, 

 aus diesen Verbindiingen EiweiB, Nukleo- 



proteide, Kohlehydrate und Lipoide her- 

 zustellen, denn diese Stoffe fehlen in kcincr 

 Form der lebendigen Substanz. 



a) Die Kohlenstoff quellen. Das ein- 

 fachste Material, aus dem Organismen Kohlen- 

 stoff verbinduniren bilden konnten, ist der 

 elementare Kohlenstoff z. B. in Form von 

 RuB oder Kohle und in der Tat scheint rs 

 einzelne Bakterien zu geben, die diese Fahig- 

 keit besitzen, doch ist dariiber nur sehr 

 bekannt. Alle anderen Organismen 



decken ihren Kohlenstoff bedarf aus Kohlen- 

 stoffverbindungen. Die hochste Oxydations- 

 stufe des Kohlenstoff s, die Kohlensaure 

 (C'0 2 ) client den griinen Pflanzen und einer 

 Reihe von Bakterien als Kohlenstoffquello. 

 ( Die griinen Pflanzen fiihren die Reduktion 

 der Kohlensaure, die ihre Umwandlung in 

 Korpersubstanzen erfordert, mit Hilfe des 

 Lichtes durch nach der Fonnel 



= C 6 H 12 6 +120 



Kohlensaure Wasser Zncker Sauerstoff 



Bei den Bakterien, die CO, zum Aufbau 

 der Stoffe ihres Korpers verwenden, wird 

 die Energie, welche zur Ausfiihrung der 

 Reduktion nb'tig ist, durch Oxydation ver- 

 schiedener Nahrstoffe geliefert (s. Betriebs- 

 stoffwechsel). Es gehoren vor allein zu diesen 

 Formen die Eisenbakterien, Salpetcrsaure- 

 und Salpetrigsaurebakterien (Nitro- und 

 Nitrosobakterien) und einige Thiosull'at- 

 bakterien. 



Das Kohlenoxyd (CO), das fiir die Wirbel- 

 tiere ein starkes Gift ist, dient einem Bazillus 

 (Bacillus oligocarbophilus) als Kohlenstoff- 

 quelle. 



Sehr viel weniger zahlreich als die Arten, 

 welche aus der hochsten Oxydationsstufe 

 des Kohlenstoffs ihren Kohlenstoff bedarf 

 decken, sind diejenigen, welche die sauer- 

 stoffarmsten Kohlenstoffverbindungen be- 

 nutzen, z. B. das Methan (CH 4 ) oder hohere 

 Homologe der Paraffinreihe. doch i'ehlt es 

 auch fiir diese Fahigkeit nicht an Beispielen 

 aus den Reihen der Bakterien und Pilze. 

 Von der ganzen Fiille der organischen Ver- 

 bindungen, welche zwischen diesen beiden 

 Extremen liegen, ist keine zu nennen, die 

 nicht irgendeinein Organismus als Nahrung 

 dienen konnte, doch bestehen quantitativ 

 sehr groBe Unterschiede in der Fahigkeit 

 der verschiedenen Verbindiingen, einen leb- 

 haften Baustoffwechsel zu unterhalten. 



Ziichtet man z. B. den Pilz Aspenjillus 

 niger auf einer Losung von 1" Asparagin 

 als Stickstoffquelle. der die verschiedenen 

 Kohlenstoffquellen zugesetzt werden, so ist 

 die trockene Pilzernte, die man in gleichen 

 Zeiten nnter ganz gleichen Bedingungen er- 

 halt sehr verschieden. Werden stets 3 g der 

 Kohlenstoffverbindung auf 100 ccm gegeben, 



