32 Wirkung von Vanadium auf die Photosynthese* 



Von Otto Warburg, Günther Krippahl und Wolfgang Buchholz 



Vanadium wirkt bei der Photosynthese als Katalysator der Kohlensäure-Reduktion. 



Wie Arnon 1 gefunden hat, ist Vanadium zum autotrophen Wachstum von 

 Chlorella notwendig. Bei unsern Versuchen, die Bedingungen festzulegen, unter 

 denen Chlorella das Licht maximal ausnutzt, haben wir unserm üblichen Salz- 

 medium Arnons „Microelemente A" zugesetzt — Eisen, Mangan, Zink, Kupfer, 

 Molybdän und Bor — und außerdem Vanadium oder kein Vanadium. 30 cmm 

 Chlorella wurden dabei in 250 ccm eingesät. Die Ernte nach 24 Stdn. betrug 250 

 cmm und nach 48 Stdn. etwa 500 cmm. Lichtquelle war eine 200-Watt-Metall- 

 fadenlampe. Die Züchtungstemperatur war 25°. Der Kohlensäuredruck bei der 

 Züchtung betrug 1 /2o Atmosphäre. 



Wir fanden bei der hohen Lichtstärke der Züchtung mit und ohne Vanadium in 

 48 Stdn. nahezu das gleiche Wachstum. Anders bei den niedrigeren Lichtstärken, 

 bei denen der Quantenbedarf gemessen wurde. Wurden in das Meßgefäß 50 cmm 

 Quanten der Wellenlänge 546 m// pro Minute eingestrahlt, unter Zusatz des not- 

 wendigen blaugrünen Lichts, so war die Ausbeute an Sauerstoff sehr schlecht, 

 wenn die Chlorella ohne Vanadiumzusatz gezüchtet worden war; und das Verhält- 

 nis y == CO2/O2 war sehr niedrig, das heißt, es wurde viel weniger Kohlensäure 

 absorbiert, als Sauerstoff entwickelt. Wurde dann so viel Vanadium zugesetzt, daß 

 die Vanadiumkonzentration 2 10 '> molar war, so stieg sofort die Ausbeute an 

 Sauerstoff, und es wurde sofort eine dem Sauerstoff etwa äquivalente Menge an 

 Kohlensäure absorbiert, zum Beispiel : 



Ohne Zusatz von Vanadium in 30': .vo 2 +12 cmm; .tcc>2 - 2 cmm, 

 + 2 10 8 molar Vanadium in 30': .\ro 2 + 55 cmm; XCO2 — 64 cmm. 



Das Vanadium wurde dabei als öwertiges Vanadium, als gelbes Na-Salz der 

 Säure HVO3, zugesetzt. Wurde statt dessen das blaue Vanadylsulfat zugesetzt, in 

 dem das Vanadium 4wertig ist, so wurden keine Wirkungen des Vanadiums beob- 

 achtet. Um diese Unterschiede festzustellen, müssen die Lösungen frisch bereitet 

 werden, da an der Luft in Lösungen von Vanadylsulfat auf die Dauer öwertiges 

 Vanadium entsteht. 



Aus der sofortigen Wirkung des zugesetzten Vanadiums auf das Verhältnis 

 CO2/O2 folgt, daß es von den Teilvorgängen der Photosynthese die Reduktion der 

 Kohlensäure ist, an der das Vanadium beteiligt ist. 



*Aus Zeitschrift für Naturforschung 10b (1955): 422. 



Literatur 



1 Arnon, D., Nature (London) 172 (1953), 1039 



