11 Ein- Quanten-Reaktion und Kreisprozeß der Energie 

 bei der Photosynthese* 



Von Dean Burk** und Otto Warburg 



Die Resultate dieser Arbeit 1 ergaben sich aus einer Weiterentwicklung der Me- 

 thoden zur Messung der Photosynthese. Durch Verwendung von Quecksilber- 

 und Cadmium-Hochdrucklampen konnte die Intensität des monochromatischen 

 Lichts bis auf das 20-fache gesteigert werden. Der Strahl des monochromatischen 

 Lichts wurde in zwei Strahlen gleicher Intensität geteilt, so daß nunmehr bei der 

 Zwei-Gefäß-Methode die beiden Gefäße gleichzeitig belichtet werden konnten. 

 Die Gesamtintensitäten der beiden Lichtstrahlen wurden mit einem Großflächen- 

 Bolometer gemessen, das gegen eine Standard-Lampe des amerikanischen Bureau 

 of Standards geeicht war. Eine Methode zur Messung der Lichtabsorption in 

 dünnen, schnell schwingenden Zellsuspensionen wurde auf der Grundlage der 

 manometrischen Aktinometrie entwickelt, so daß das Prinzip der vollständigen 

 Lichtabsorption aufgegeben werden konnte, d. h., daß die Zdlmengen und damit 

 der Ballast der Atmung bis auf Vio verkleinert werden konnten. Die schwingende 

 Bewegung der Zellsuspensionen in den manometrischen Meßgefäßen wurde so- 

 weit beschleunigt, daß selbst bei Übergängen von den größten Lichtintensitäten 

 zu Dunkel der GasausgWch zureichend war und keine manometrischen Nach- 

 wirkungen auftraten. 



Wurde mit dieser Technik die Photosynthese bei einem Wechsel von 1 Min. 

 hell und 1 Min. dunkel gemessen, so wurde unter geeigneten Bedingungen in 

 jeder Hellminute pro absorbiertes Lichtquant etwa 1 Mol. Kohlensäure absorbiert 

 und etwa 1 Mol. Sauerstoff entwickelt. Der assimilatorische Quotient CO2/O2 war 

 dabei — 1 bis — 1,2. Die manometrischen Ausschläge waren trotz der kurzen 

 Meßzeiten hinreichend groß. Rot (644 m/0, Grün (546 m//) und Blau (436 m//") 

 gaben nahezu die gleichen Resultate. 15 mm 3 Zellen und 200 mm 3 Zellen pro Ge- 



* Aus Zeitschrift für Naturforschg. 66 (1951): 12—22. 



** Guest Research Worker of the Kaiser-Wilhelm-Institut für Zellphysiologie, and United 

 States Public Health Service Special Research Fellow (permanent address: National Cancer 

 Institute, Bethesda, Maryland). 



Zusatz 1961. Da es keine Mehrquantenreaktionen in der Photochemie gibt, so 

 beginnt die Aufklärung des Mechanismus jeder photochemischen Reaktion mit 

 der Entdeckung der Ein-Quanten-Reaktion. Deshalb wird diese Arbeit von 1951 

 immer an die Spitze aller Arbeiten zu stellen sein, deren Problem der chemische 

 Mechanismus der Photosynthese ist. Alle Schlußfolgerungen der Arbeit von 1951 

 sind in den folgenden 10 Jahren mit unabhängigen Methoden bestätigt worden; 

 und stillschweigend ist das „Quantenrätsel" aus der Literatur der Photosynthese 

 verschwunden. 1 Lichtquantum entwickelt aus dem Photolyten der Photosynthese 

 — einer Kohlensäureverbindung — 1 O2, von dem 2 /s zurückreagieren und dabei 

 neuen Photolyten bilden. Besser als in dieser ersten Darstellung sind die Ergeb- 

 nisse in einem Vortrag vor der Deutschen Bunsengesellschaft im Mai 1951 beschrie- 

 ben worden, der als Beitrag 11 dieses Buchs abgedruckt ist. 



