53 Neubestimmung des Quantenbedarfs der Photosynthese 

 mit der Kompensationsmethode* 



Von Otto Warburg und Günther Krippahl 



Die bisher noch unentschiedene Frage, ob der Quantenbedarf der C02-Spaltung bei der Photo- 

 synthese 4 oder kleiner als 4 ist, wurde mit einer verbesserten Kompensations-Methode von neuem 

 untersucht, mit dem Ergebnis, daß 2,8 Quanten benötigt werden, um 1 COj zu spalten. Da 2,7 der 

 kleinste energetisch mögliche Quantenbedarf an der roten Wirkungsgrenze bei 680 m// ist, so kann 

 also im Rot nahezu 100",, der eingestrahlten Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt 

 werden. Da bei Änderung der Wellenlänge die benötigte Quantenzahl gleich bleibt, so wird die 

 Ausbeute an chemischer Energie beim Übergang zu kürzeren Wellenlängen kleiner und beträgt 

 im Blau bei 436 m// etwa 64 Prozent. 



Da es keine wichtigere Zahl** in der Biophysik gibt, als den Quantenbedarf der 

 Photosynthese, und da es noch nicht endgültig entschieden ist, ob die Spaltung 

 eines CO-2-Moleküls 4 oder weniger Lichtquanten erfordert, so haben wir eine Neu- 

 bestimmung des Quantenbedarfs vorgenommen und zwar mit der Kompensations- 

 Methode 1 , die wir für diesen Zweck weiter verbessert und vereinfacht haben. Bei 

 der Kompensations-Methode wird mit so dichten Zellsuspensionen gearbeitet, 

 daß das eingestrahlte Licht vollständig oder fast vollständig absorbiert wird. Wegen 

 der notwendigen Zelldichte muß man dabei eine größere Atmung in Kauf nehmen, 

 die jedoch nicht stört, wenn man sie mit diffusem Licht kompensiert. Zu den 

 Zellen, deren Atmung kompensiert ist, werden dann die gemessenen Lichtstrahlen 

 hinzugefügt, und für diese Licht- Inkremente wird die Wirkung des Lichts ge- 

 messen (Abb. 1). 



Die Kompensationsmethode, in einer primitiven Form, wurde zuerst im 

 Frühjahr 1949 gemeinsam mit amerikanischen Kollegen in Bethesda entwickelt 

 und angewandt 2 . Mit ihr haben dann im Sommer 1949 Studenten der Biologie in 

 Woods Hole (Mass.) — in denkwürdigen Versuchen 3 — den Quantenbedarf der 

 Photosynthese bestimmt und Quantenzahlen um 4 gefunden, die während des 

 Krieges von James Franck und seinem Arbeitskreis bestritten worden waren. 

 Später, nachdem wir das Prinzip der Ulbrichtschen Kugel 4 für die Energetik der 

 Photosynthese nutzbar gemacht hatten, wurden die Methoden, die ohne Kom- 

 pensation, mit wenig Zellen und kleiner Lichtabsorption arbeiten, hinzugefügt 5 . 

 Aber diese Methoden erfordern Apparate, die heute den meisten Forschungs- 

 instituten noch nicht zur Verfügung stehen, während die Kompensationsmethode 

 überall ausgeführt werden kann. 



* Aus Zeitschrift für Naturforschung, 15 b (1960) : 190. 



** Zusatz 1961. In den letzten Jahren wird die Bedeutung dieser Zahl von den- 

 jenigen bestritten, die statt 3 die Zahl 15 gefunden hatten; und es wird hervor- 

 gehoben, daß sich eine Diskussion dieser Zahl ohnehin erübrigen werde, wenn 

 dereinst der chemische Mechanismus der Photosynthese aufgeklärt worden sei. 

 Es hat den Anschein, daß aus analogen Gründen bald auch der chemische Mecha- 

 nismus der Photosynthese als unwichtig erklärt werden wird. 



