298 Über den chemischen Mechanismus der Kohlensäureassimilation 



wo h ■ v also nur die von dem verbundenen Chlorophyll absorbierten Quanten be- 

 deuten. 



Ganz entsprechende Gleichungen haben wir früher für andere photochemische 

 Pigmentreaktionen gefunden, z. B. für die Photodissoziation der Kohlenoxyd- 

 eisenverbindungen FeC o + ihr = Fe + CO. 



Es sind die Gleichungen der Photodissoziation von Pigmenten für den Fall, daß 

 das freie und das verbundene Pigment gleich stark absorbieren. Die Gültigkeit der 

 Gl. [1] ist also ein weiterer Beweis dafür, daß bei der stöchiometrischen Sauerstoff- 

 entwicklung der Sauerstoff aus dem Chlorophyll entwickelt wird. 



In der allgemeinen Photochemie gilt ein Problem dann als gelöst, wenn man die 

 Reaktion gefunden hat, deren Quantenausbeute 1 ist, während ein Mehrquanten- 

 bedarf, den man findet, immer bedeutet, daß Sekundär- oder Rückreaktionen die 

 Primärreaktion verdecken. So ist nunmehr gefunden, daß die 1 -Quanten-Reaktion 

 der Kohlensäureassimilation die Sauerstoffentwicklung aus einer CO-2-Chloro- 

 phyllverbindung ist, und wenn wir bei nichtstöchiometrischen Versuchen einen 

 Quantenbedarf von drei oder mehr pro Molekel Sauerstoff finden, so kann es nicht 

 anders sein, als daß Sekundärreaktionen hinzukommen, die das einfache Verhältnis 

 1 0-2 : 1 Quantum verdecken. 



4. Rückreaktion 



Eine solche Sekundärreaktion sieht man, wenn man bei der stöchiometrischen 

 Sauerstoffentwicklung, nachdem der Endwert erreicht ist, verdunkelt. Dann sieht 

 man, wie 2 /3 des im Licht entwickelten Sauerstoffs zurückreagiert und dabei 2 /3 des 

 im Licht erhaltenen Reduktionsprodukts der Kohlensäure verbrennt. Wenn nun 

 1 Mol Quanten 1 Mol Sauerstoff entwickeln, aber 2/3 Mole Sauerstoff immer wieder 

 zurückreagieren, so entwickelt in der Bilanz 1 Mol Quanten nur l l$ Mol Sauerstoff 

 oder 3 Mole Quanten entwickeln ein ganzes Mol Sauerstoff. So kommt bei der 

 nichtstöchiometrischen, bei der katalytischen Versuchsanordnung, durch Über- 

 lagerung von Lichtreaktion und Rückreaktion der Mehrquantenbedarf pro Mole- 

 kel Sauerstoff zustande, den man bei der katalytischen Versuchsanordnung immer 

 gefunden hat und den man aus energetischen Gründen auch finden mußte. Doch 

 wollen wir hier, wo wir auf den chemischen Mechanismus der CO-2-Assimilation 

 hinaus wollen, die Energie beiseite lassen. 



Historisch ist zu dem Bisherigen zu bemerken, daß die Quantenausbeute 1 bei 

 der Entwicklung des Sauerstoffs bereits 1950 in Dahlem von Dean Burk und dem 

 Verfasser (O. W.) gefunden worden ist 5 , daß aber diese Entdeckung damals nicht 

 die ihr zukommende Beachtung fand, da James Franck und eine Schar von 

 Kollegen die Versuche, statt sie zu wiederholen oder in Dahlem anzusehen, aus 

 theoretischen Gründen für unmöglich erklärten. Inzwischen sind die Methoden 

 zur Messung der Quantenausbeute 1 wesentlich verbessert worden; die über- 

 lagernde Rückreaktion ist zeitlich weiter hinausgeschoben worden, und es ist eine 

 zweite unabhängige chemische Methode zur Messung ausgearbeitet worden. Die 

 Quantenausbeute 1 bei der Entwicklung des Oi ist heute so sicher und so genau zu 

 bestimmen wie etwa die Sauerstoff kapazität des Blutes, und wenn jemand sie noch 



