33 Photochemische Wasserzersetzung durch lebende Chlorella* 

 Von Otto Warburg und Günther Krippahl 



Lebende Chlorella reduziert im Licht Ferricyanid katalytisch unter Entwicklung von Sauerstoff. 

 Diese photochemische Wasserzersetzung wird in eine Dunkel- und eine Heil-Reaktion zerlegt. 



1939 fand Hill 1 , daß isolierte Chloroplasten im Licht Ferri-Oxalat reduzieren 

 und daß dabei Sauerstoff entwickelt wird nach der Gleichung : 



4 Fe*-++ + 2 H 2 = 4 Fe++ + 4 H+ + 2 . [1] 



Da Ferro-Oxalat autoxydabel ist, kann hierbei Sauerstoff nur bis zu sehr nied- 

 rigen Drucken entwickelt werden; und da Ferri-Oxalat im Licht — ohne Chloro- 

 plasten — unter COj-Entwicklung reduziert wird, ergeben sich bei photochemi- 

 schen Versuchen mit Ferri-Oxalat Komplikationen, die vermieden werden, wenn 

 man, wie wir in unseren Versuchen mit grünen Grana 2 zeigten, Ferricyanid als 

 Eisensalz benutzt. Ferricyanid ist viel lichtbeständiger als Fern'-Oxalat, und Ferro- 

 cyanid ist nicht autoxydabel, so daß man Sauerstoff bis zu beliebigen Drucken ent- 

 wickeln kann, wenn man Ferricyanid und grüne Grana im Licht zusammen- 

 bringt. 



Bei der Fortsetzung dieser Versuche haben wir gefunden, daß man — merk- 

 würdigerweise — die grünen Grana durch lebende Chlorella ersetzen kann, die 

 also wie grüne Grana im Licht Wasser nach Gleichung [1] zersetzt. Große Mengen 

 an Ferricyanid können dabei durch wenig Chlorella reduziert werden, ohne wesent- 

 liche Schädigung der Chlorella, so daß es, aus methodischen Gründen, aussichts- 

 reich erschien, die photochemische Wasserzersetzung mit lebender Chlorella als 

 Versuchsobjekt näher zu untersuchen. 



Es zeigte sich dabei, daß Ferricyanid durch lebende Chlorella auch im Dunkeln 

 reduziert wird, und zwar, wenn die Lösungen genügend Sauerstoff enthalten, nur 

 wenig langsamer als im Licht; daß aber im Dunkeln nicht Sauerstoff, sondern 

 Kohlensäure erscheint, entsprechend der Gleichung: 



4 pe+++ + C + 2 H 2 = 4 Fe++ + 4 H+ + C0 2 . [la] 



Im Licht folgt auf diese Dunkelreaktion die Reaktion : 



C0 2 = C + 2 t lb ] 



und die Bilanz ist die Sauerstoffentwicklung aus Wasser gemäß Gleichung [1]. 

 Die photochemische Wasserzersetzung durch Eisen beruht also auf der kataly- 

 tischen Wirkung einer Kohlenstoffverbindung, die in einer Dunkelreaktion zu 

 CO2 oxydiert und in einer Hellreaktion — der Photosynthese — wieder zurückredu- 

 ziert wird. 



Von den Eigenschaften der Dunkelreaktion ist erwähnenswert, daß sie bei Gegen- 



* Aus Zeitschrift für Naturforschung 10b (1955): 301. 



Zusatz 1961. Seit dieser Arbeit waren wir der Überzeugung, daß alle „Hill- 

 reaktionen" Photolysen der Kohlensäure, nicht Photolysen des Wassers sind. 

 5 Jahre später (Arbeit 56 dieses Buchs) wurde der Beweis erbracht. 



