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Weitere Steigerung des Energiegewinns im Kreisprozeß der Photosynthese 



Andere früher beschriebene methodische Verbesserungen waren die Teilung 

 des Lichtstrahls, die Verminderung der Zelldichte, die Vorkompensation der Zell- 

 atmung sowie der intermittierende Zusatz des Meßlichts. Wurden nun die alten 

 und die neuen Verbesserungen vereinigt, so stieg die Energieausbeute bei der 

 Photosynthese der Chlorella bis in die Nähe der thermodynamisch möglichen 

 Grenze, der „theoretischen" Ausbeute. Während der theoretische Quantenbedarf 

 2,7 ist, fanden wir 2,8 bis 2,9 — das Ende eines Weges, das seit einigen Jahren 

 vorauszusehen war 4 , das zu erreichen aber viel Arbeit kostete. 



Die hohe Energieausbeute wurde zuerst in sauren Medien mit der 2-Gefäß- 

 methode gemessen, später aber mit einer Methode bestätigt, die durch ihre Ein- 

 fachheit ausgezeichnet ist: durch die 1 -Gefäßmethode in alkalischer Bicarbonat- 

 Carbonat-Lösung, die den Kohlensäuredruck konstant hält und deshalb bei der 

 Photosynthese nur Änderungen des Sauerstoffpartialdrucks anzeigt. Durch geringe 

 Änderungen in der Zusammensetzung der gebräuchlichen Lösung gelang es uns, 

 den COo-Druck über der Lösung von 0,2% auf 2% zu erhöhen, ohne dadurch 

 zuviel an Resistenz gegen Änderungen des COo-Drucks zu verlieren. In einer sol- 

 chen modifizierten Bicarbonat-Carbonat-Lösung, deren pH 8,8 war, erhielten 

 wir — mit der einfachsten aller manometrischen Methoden — die gleichen hohen 

 Ausbeuten wie in sauren Medien mit der 2-Gef äßmethode ; während in der alten 

 Bicarbonat-Carbonat-Lösung die Energieausbeute nur !/ 4 davon betrug. So liefern 

 also nunmehr zwei manometrisch grundverschiedene unabhängige Methoden die 

 gleiche Ausbeute, wenn man nur eine bisher übersehene Bedingung einhält : daß 

 der Kohlensäuredruck der gleiche sein muß. 



I. Energieausbeute in saurem Medium 



Wir bestimmten die Energieausbeute für Zellen, die mit dest. Wasser gewaschen 

 waren, in Salzlösung mit der 2-Gefäßmethode bei einem C0 2 -Druck von etwa 



5% einer Atm. und 200. Die Wellen- 

 längen waren die blaue Hg-Linie 436m//, 

 die grüne Hg-Linie 546 m// und die rote 

 Cd-Linie 644 mu. 



Die Zellmenge betrug etwa 20 mm 3 

 Zellen pro Gefäß, dessen Grundfläche 

 etwa 8 cm 2 war. Der absorbierte Bruch- 

 teil des Lichts betrug im Blau etwa 90%, 

 im Grün etwa 20% und im Rot etwa 63% . 



0.5 Iß 1.5 



20 



2.5 3.0 3,5 HO V 



COfDmck (°/o einer Atmosphäre) — i 



5.0 



Abb. 1. Quantenausbeute tp == O2/ÄV als Funk- 

 tion des CO-2-Drucks. Messungen mit der 

 2-Gefäßmethode in saurem Medium. Mes- 

 sungen mit der 1 -Gefäßmethode in alkalischer 

 Bicarbonat-Carbonat-Lösung bei 20° C. 



