51 Hill- Reaktionen * 



Von Otto Warburg und Günther Krippahl 



Die Lichtreaktion der /////-Reaktion ist nicht die Spaltung des Wassers, sondern die Spaltung der 

 Kohlensäure. Die Sauerstoffatmung, deren Energie bei der normalen Photosynthese die Spaltung 

 der CO2 ermöglicht, ist bei den /////-Reaktionen durch „sauerstofflose" Atmungsvorgänge ersetzt, 

 bei denen Ferrisalze oder Chinon oder chinoide Farbstoffe den molekularen Sauerstoff ersetzen. 

 Die Theorie der primären Wasserzersetzung, auf der die heutigen chemischen Theorien der 

 Photosynthese beruhen, kann hiernach nicht länger aufrechterhalten werden. 



Suspendiert man Chlorella in C02-freier Salpetersäure und belichtet, so wird 

 stundenlang Sauerstoff entwickelt nach der Gleichung : 



hno 3 - FfoO = NH 3 + 2 O2, 



eine Reaktion, die wir 1920 gefunden und dahin aufgeklärt haben 1 , daß die Sal- 

 petersäure zunächst Kohlenstoff in einer Dunkelreaktion zu Kohlensäure oxydiert 

 und daß dann im Licht die Kohlensäure in C — O2 gespalten wird : 



Dunkel: HNO3 - 2 C - H2O = NH 3 - 2 CO2, [la] 



Hell: 2 CO2 = 2 C - 2 Oo, [lb] 



Bilanz: HNO3 - rTO = NH 3 -2 2 . [1] 



Es lag nahe, die von Hill' 2 1939 entdeckte Wirkung der Eisensalze auf belichtete 

 Chloroplasten in ähnlicher Weise durch die Annahme zu erklären, daß die Eisen- 

 salze zunächst Kohlenstoff in einer Dunkelreaktion zu Kohlensäure oxydieren 

 und daß dann im Licht die Kohlensäure in C ^ O2 gespalten wird : 



Diese Erklärung wurde 1955 für Chlorella bewiesen, als wir fanden 3 , daß 

 Ferricyanid, wenn es zu lebender Chlorella gegeben wird, zunächst Kohlenstoff 

 in einer Dunkelreaktion (die in lebender Chlorella mehr als 24 Stunden andauert) 

 zu Kohlensäure oxydiert und daß dann im Licht die Kohlensäure in C - - O2 ge- 

 spalten wird : 



Dunkel : 4 Ferri - C - 2 H 2 = 4 Ferro + 4 H® + CO2, 

 Hell : CO-2 = C + 2 , 



Bilanz : 4 Ferri + 2 H 2 = 4 Ferro - 4 H® - CK 



Würde man hier das Ferricyanid durch Chinon 4 ersetzen, so wären die entsprechen- 

 den Gleichungen: 



2 Chinon - 2 H 2 - C = 2 Hydrochinon - C0 2 , 

 C0 2 = C O2, 



Bilanz: 2 Chinon + 2 H2O = 2 Hydrochinon - CK 



Hier aber tritt die Schwierigkeit auf, daß Chinon die Reaktion C0 2 = = C + 2 

 in Chlorella zu hemmen scheint, da bei Zusatz von Chinon -f Kohlensäure die 

 Sauerstoffentwicklung im Licht halt macht, nicht wenn die Kohlensäure, sondern 

 wenn das Chinon verbraucht ist. So war es bisher unmöglich anzunehmen, daß bei 

 der Chinonreaktion in Chlorella die Reaktion CO2 = C — O2 eine Zwischen- 

 reaktion ist, und es blieb nichts anderes übrig, als sich mit zwei Arten 5 von Hill- 



* Aus Zeitschrift für Naturforschung 13b (1958): 509. 



