78 Über den Photolyten der Photosynthese* 

 Von Otto Warburg und Günther Krippahl 



Unter aeroben Bedingungen, bei CO- 2 -Drucken von etwa 20% einer Atmosphäre, häuft sich in 

 Chlorella im Dunkeln, mit Hilfe der Energie der Atmung, der Photolyt der Photosynthese an, in 

 Konzentrationen, die von der Größenordnung des Chlorophyllgehalts sind. Der Photolyt ist ein 

 Derivat der Kohlensäure. Der erste Schritt bei der Entstehung des Photolyten ist die Phosphory- 

 lierung der Kohlensäure durch die Atmung. 



In dieser Arbeit 1 wird zunächst gezeigt, daß lebende Chlorella unter aeroben 

 Bedingungen C0 2 im Dunkeln chemisch bindet und daß die entstehende CO2- 

 Verbindung beim Übergang von aeroben zu anaeroben Bedingungen wieder zer- 

 fällt. Die Menge CO2, die von einer gegebenen Menge Chlorella mit Hilfe der 

 Atmung gebunden werden kann, hängt von der Größe der Atmung und dem Druck 

 der CO-2 ab, und ist eine stationäre Konzentration, bestimmt durch die Differenz 

 von Bildung und Zerfall. Unter unsern Versuchsbedingungen war die Halbwerts- 

 zeit der Bildung 5 Minuten, die Halbwertszeit des Zerfalls 35 Minuten. 



Belichtet man, so wird die aerobe CO2 verbraucht und 2 entwickelt. Im Licht 

 kommt also zu dem spontanen Dunkelzerfall ein Hellverbrauch hinzu und die 

 stationäre Konzentration der aeroben CO2 sinkt — um so mehr, je höher die an- 

 gewandte Lichtintensität ist. Quantenintensitäten von 180 mm 3 Quanten pro 

 Minute genügen, um die stationäre Konzentration der aeroben CO2 auf V5 bis 

 1 /io des Dunkelwerts zu erniedrigen. 



Geht man von aeroben zu anaeroben Bedingungen über, wartet, bis die aerobe 

 C0 2 -Verbindung zerfallen ist und belichtet dann, so findet man zunächst keine 

 Lichtwirkung. Belichtet man aber anaerob fortgesetzt, so genügt ein kleiner Rest 

 an aerober C0 2 , daß sich autokatalytisch 2 entwickelt und daß die Atmung 

 autokatalytisch CO2 bindet. Erst wenn durch Bindung der CO2 der aerobe Zu- 

 stand wiederhergestellt ist, wird im Licht ebensoviel O2 entwickelt, wie in einer 

 von Anfang an aeroben Kontrolle. Ein Versuch ist in Abb. 1 graphisch dargestellt, 

 bei dem die beobachteten Druckänderungen direkt als Funktion der Belichtungs- 

 zeit aufgetragen sind. Der Versuch zeigt, daß bei Belichtung unter anaeroben Be- 

 dingungen die Druckänderungen zunächst Null sind; daß dann eine Periode 

 negativer Druckänderungen folgt, die Periode, in der die aerobe CO2 gebunden 

 wird; und daß erst dann die positiven Druckänderungen der Photosynthese fol- 

 gen — eine vollständige Erklärung der photochemischen Induktion bei Belichtung 

 anaerober Chlorella' 1 . 



Ersetzt man in der Suspensionsflüssigkeit der Chlorella das Phosphat durch 

 Arsensäure, so wird die aerobe Bindung der Kohlensäure gehemmt. Gibt man dann 

 (ohne die Arsensäure zu entfernen) Phosphorsäure zu der Suspensionsflüssigkeit, 

 so steigt die aerobe CO2 wieder auf ihren Normalwert. Es geht daraus hervor, 



* Aus Zeitschrift für Naturforschung 15b (1960) : 788 



