Über den chemischen Mechanismus der Kohlensäureassimilation 



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1. Züchtung der Zellen 



Alle unsere Versuche sind mit lebender Chlorella ausgeführt worden, der Grün- 

 alge, die seit den Dahlemer Arbeiten von 1919 das Hauptversuchsobjekt der 

 Kohlensäureassimilation geworden ist. Die Alge wird in rein anorganischem Me- 

 dium, unter Zusatz der Arnonschen Mikroelemente 3 zu denen auch das Vanadium 

 gehört, im Licht von Metallfadenlampen gezüchtet, wozu früher noch wechselnde 

 Mengen Tageslicht kamen. 



Bezüglich der Züchtung der Chlorella haben wir in der letzten Zeit einen 

 wesentlichen Fortschritt erzielt. Schon lange wußten wir, daß Zellen, die das Licht 

 gut ausnutzen, immer dann entstehen, wenn die Zellen bei der Zucht außer dem 

 Metallfadenlicht auch Tageslicht erhalten. Die besten Zellen erhielten wir im 

 Sommer bei schönem Wetter an einem Südfenster. 



Fig. 1. Änderung der Quanten- 

 intensität in 24 Stunden, bei der 

 Züchtung der Chlorella gemes- 

 sen mit dem Chlorophyll-Quan- 

 tenaktinometer 



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Wir haben nunmehr gefunden, daß es nicht, wie wir anfangs glaubten, die spek- 

 trale Zusammensetzung des Tageslichts ist, die hier günstig wirkt, sondern daß 

 es die periodische Änderung der Intensität des Lichts ist. Züchten wir in einem 

 gegen Tageslicht verdunkelten Raum mit einer 300-W-Metallfadenlampe, die 

 konstant mit ihrer Normalspannung von 220 V brennt, so erhalten wir Zellen, die 

 das Licht schlecht ausnutzen. Lassen wir aber die Betriebsspannung der gleichen 

 Lampe in 24 Stunden von 50 bis 220 V ansteigen und wieder auf 50 V abfallen, so 

 erhalten wir Zellen, die das Licht so gut ausnutzen wie die Tageslichtzellen an 

 schönen Sommertagen. 



Bei diesen Züchtungsversuchen mit fluktuierender Lampenspannung haben wir 

 die Quantenintensitäten zu verschiedenen Zeiten der 24-Stunden-Periode mit 

 unserem Quantenaktinometer gemessen — das nur Licht, das von Chlorophyll 

 absorbiert wird, mißt — und haben eine Intensitätskurve erhalten, die in Fig. 1 

 abgebildet ist. 



Der Unterschied zwischen den Zellen, die mit konstanter und mit fluktuierender 

 Lichtintensität gezüchtet worden sind, ist sehr erheblich. Bei der Zucht mit 

 fluktuierender Intensität erhalten wir Zellen, deren Quantenbedarf pro Molekel 

 entwickelten Sauerstoffs, ohne Berücksichtigung der Atmung, 3,5 bis 4,5 ist und 

 mit Berücksichtigung der Atmung 3,0 bis 4,0. Ein Quantenbedarf 3 bedeutet, daß 

 die Lichtenergie im Rot bis zu 89",, ausgenutzt wird.* 



* Zusatz 1961. Somit sind nunmehr seit 1950 drei bisher unbekannte Bedingungen guter 

 Quantenausbeuten gefunden worden: der CO^-Druck, der bei den Messungen mindestens 

 200 mm Brodie betragen muß (während Emerson die Ausbeute bei 20 mm Brodie gemessen 

 hat); die Notwendigkeit eines Zusatzes von blaugrünem Licht bei der Messung; und der 

 Wechsel von Tag und Nacht bei der Kultur mit künstlichem Licht. 



