47 Quantenbedarf der Photosynthese* 



Von Otto Warburg und Walter Schröder 



Bestimmt man den Quantenbedarf der Sauerstoffentwicklung mit der 2-Gefäßmethode und mit 

 der Dithionitmethode, so findet man dieselben Quantenzahlen. Die Bedingungen, die den Quanten- 

 bedarf bestimmen, sind nunmehr festgelegt und werden beschrieben. 



Wir haben unsere Bemühungen 1 fortgesetzt, die Bedingungen festzulegen, unter 

 denen Chlorella das Licht gut oder schlecht ausnutzt. Die vorliegende Arbeit zeigt, 

 wieweit diese Aufgabe nunmehr gelöst ist. Wir können jetzt immer und mit Sicher- 

 heit den Quantenbedarf 4 erzeugen; und wir finden häufig den Quantenbedarf 3, 

 der bedeutet, daß im Rot etwa 90 % der vom Chlorophyll absorbierten Licht- 

 energie in chemische Energie verwandelt wird. 



Da Licht freiverwandelbare Energie ist, kann thermodynamisch nichts gegen 

 die Möglichkeit niederer Quantenzahlen eingewendet werden, wie es in den ver- 

 gangenen Jahrzehnten oft geschehen ist. Offenbar war es ein irreführender Zufall 2 , 

 daß in den Vereinigten Staaten, in den Jahren 1939 bis 1947, gerade diejenigen 

 hohen Quantenzahlen — 12 bis 20 — experimentell gefunden wurden, die von den 

 dort aufgestellten Theorien über den Mechanismus der Photosynthese verlangt 

 wurden. Mit diesen Theorien sind heute alle Einwände gegen die niederen Quan- 

 tenzahlen zusammengebrochen. 



Die Bedingungen der Zucht und Messungen, auf die es ankommt, sind im 

 wesentlichen die folgenden : 



1. Züchtet man Chlorella mit Metallfadenlicht und läßt man die Lampen dauernd 

 brennen, so zwingt man die Zellen zu einer dauernden Nahrungsproduktion. Als 

 Gegenmaßnahme senkt die Zelle die Ausnutzung des Lichts. Zellen, die gute Aus- 

 beuten geben, entstehen nur dann, wenn das Licht wie in der freien Natur in seiner 

 Intensität fluktuiert. Wir lassen deshalb bei der Züchtung das Licht durch auto- 

 matische Änderung der Betriebsspannung der Lampe fluktuieren, und zwar so, 

 daß wir 9 Stunden Tag, 9 Stunden Nacht und 2mal 3 Stunden Dämmerung haben. 

 Es ist dabei nicht gleichgültig, in welcher Phase der 24stündigen Periode man die 

 Zellen erntet. Morgens geerntete Zellen geben die besten Ausbeuten. 



2. Zu einer Zeit, als wir die spektrale Reinheit des Meßlichts mehr und mehr 

 steigerten, wurden die Ausbeuten schlechter und schlechter. Die Erklärung wurde 

 in der Tatsache gefunden, daß Chlorella in ganz reinem rotem, gelbem oder 

 grünem Licht fast keine Ausbeuten gibt, daß aber die guten Ausbeuten in wenigen 

 Minuten erscheinen, wenn man zu dem Meßlicht eine kleine Menge blaugrünes 

 Licht hinzufügt. Früher war es dabei notwendig 3 , das blaugrüne Licht in Inter- 

 vallen von 30 Minuten hinzuzufügen und wieder fortzunehmen. Die nach den 

 heutigen Vorschriften gezüchteten Zellen verlangen dieses Intermittieren, das 

 unverständlich war, nicht, vielmehr können wir heute bei der Messung des Quan- 

 tenbedarfs 6 Stunden kontinuierlich mit konstanter Intensität belichten und er 

 halten dann eine fast gradlinige Sauerstoffentwicklung (Abb. 1 und 2). 



* Aus Zeitschrift für Naturforschung Band 12b, (1957): 716. 



