Ein-Quanten-Mechanismus der Photosynthese 163 



beute 1 entwickelt wird, das bedeutet, mit einer Energieausbeute von 270" ,, der 

 absorbierten Lichtenergie ? 



Stellt man sich auf den Standpunkt, daß so wenig in der Bilanz, so wenig in 

 irgendeiner Phase der Photosynthese etwas geschehen darf, was der Thermodyna- 

 mik widerspricht, so folgt, daß im Licht der größere Teil der wirkenden Energie 

 nicht Lichtenergie sein kann, sondern chemische Energie sein muß, die der Photo- 

 synthese von der Zelle zur Verfügung gestellt wird. 



Der Träger dieser Hilfsenergie muß im Licht seine Energie mit der absorbierten 

 Lichtenergie vereinigen. Ist dann durch die vereinigten Energien die Kohlen- 

 säure reduziert und der Sauerstoff entwickelt worden, so erhält der Träger der 

 Hilfsenergie von der nun einsetzenden Verbrennungsreaktion seine aufgewendete 

 Energie zurück, und das Spiel kann von neuem beginnen. 



Man beachte, daß dieser Kreisprozeß, der die Photosynthese erst ermöglicht, 

 seinerseits durch die Produkte der Photosynthese unterhalten wird. Man beachte 

 ferner, daß bei diesem Kreisprozeß die Hilfsenergie abwechselnd in Form von 

 Trägerenergie und von Verbrennungsenergie vorliegt und daß bei diesem Oszil- 

 lieren der freien Energie nur wenig Energie als Wärme verloren werden darf: in der 

 Tat nur etwa 12% bei jedem Kreislauf, wenn der Gewinn der Photosynthese die 

 gefundenen 76% erreichen soll. Denkt man an das Phosphagen im Muskel, das 

 hier nach Einar Lundsgaard' 2 fast ohne Energieverlust durch die freie Energie 

 einer Gärung immer wieder regeneriert wird, so wird man nicht sagen können, daß 

 der Kreisprozeß bei der Photosynthese ohne Analogie in der lebenden Natur ist. 



Fragt man nun nach der chemischen Natur des Trägers der Hilfsenergie, so 

 weisen zwei Tatsachen in eine bestimmte Richtung. Gibt man zu einer Suspension 

 von Chlorella eine sehr kleine Menge Arsensäure, so sinkt die photochemische 

 Ausbeute, zum Beispiel auf l 2 oder T 4 des Normalwerts, und steigt wieder auf den 

 Normalwert, wenn man die Arsensäure aus den Zellen wieder entfernt. Arsen- 

 säure aber ist eine Substanz, die — übrigens durch einen wohlbekannten chemi- 

 schen Mechanismus — die Bildung des energiereichen Adenosintriphcsphats 

 hemmt. Und weiterhin: Otto Kandler hat vor kurzem gefunden, daß in Chlorella 

 anorganisches Phosphat frei wird, wenn man belichtet; und daß das frei gewordene 

 Phosphat wieder organisch gebunden wird, wenn man verdunkelt. Es ist also mög- 

 lich, wenn auch keineswegs bewiesen, daß Adenosintriphosphat — im Muskel die 

 Quelle der Muskelkraft — auch im Mechanismus der Photosynthese eine Rolle 

 spielt. 



7. Differentialgleichung 



Der wesentliche Inhalt dieses Vortrags kann in eine Differentialgleichung zu- 

 sammengefaßt werden, in der die Geschwindigkeit der Sauerstoffentwicklung als 

 Funktion der Belichtungszeit t dargestellt wird. 



Es sei: 



x = der im Licht entwickelte Sauerstoff (cmm) 

 e = der zurückreagierende Bruchteil von x 

 t = die Belichtungszeit (Minuten) 



