470 Über den chemischen Mechanismus der Photosynthese 



wichtigste Experiment 11 . Es folgte 1958 die Arbeit von Krippahl 12 , nach der im 

 Gebiet sehr niedriger O-2-Drucke die Atmung und die Photosynthese in gleichem 

 Maße absinken. Es folgte 1959 eine Arbeit von Kayser 13 , nach der in den grünen 

 Keimblättern der Gerste, in denen die Kohlenoxydhemmung im Lauf von 14 

 Tagen verschwindet, in jeder Phase des Verschwindens Atmung und Photosyn- 

 these um den gleichen Betrag gehemmt werden. Es folgt heute die Hemmung der 

 Fixierung des Kohlenstoffs durch atmungshemmende Dosen von Chinon; und — 

 besonders beweisend — die Fixierung oder Nichtfixierung des Kohlenstoffs je 

 nach Vorbehandlung der Chlorella mit w/100-Blausäure: Fixierung nach Vorbe- 

 handlung mit Blausäure im Dunkeln, wobei die Atmung intakt bleibt ; und Nicht- 

 fixierung nach 1 stündiger Vorbehandlung der Chlorella mit Blausäure im Licht, 

 wobei die Atmung vernichtet wird. 



Versuchsteil 



Als Versuchsobjekte wurden Grana oder „Broken Chloroplasts" oder Chlorella 

 benutzt. 



Granu. Die Grana wurden aus Blättern von Freilandspinat nach den Vorschriften von 1944 gewon- 

 nen 2 , und unter Zusatz von Cl-Ionen, die hier die Funktion eines Kofaktors haben, belichtet. Die 

 Suspensionsmedien waren entweder ;;?/30-Phosphat oder w/10-Bicarbonat mit Kohlensäure im 

 Gasraum; pH wurde von 4,3 bis 8 variiert. Sollte auch die Lichtphosphorylierung untersucht wer- 

 den, so wurden ADP und MgCk zugesetzt. Oxydantien waren wie 1944 Benzochinon, ß-Naphto- 

 chinonsulfosäure und Ferricyanid. Wegen ihrer Fähigkeit zur Autoxydation sind die Chinone die 

 physiologisch interessanteren Oxydantien. 



Wir unterscheiden stöchiometrische und katalytische Versuche. Bei den stöchiometrischen Ver- 

 suchen mit Grana war pH etwa 6,7, ein pH, bei dem der O-i die Hydrochinone nicht reoxydiert. 2 

 Moleküle Chinon entwickelten dann 1 Molekül Sauerstoff. Bei den katalytischen Versuchen mit 

 Grana war pH etwa 8, ein pH, bei dem der Oj die Hydrochinone reoxydiert. Bei den katalytischen 

 Versuchen war die zugesetzte Chinonmenge etwa 1 //Mol Chinon pro //Mol Grana-Chlorophyll. Bei 

 den stöchiometrischen Versuchen war die zugesetzte Menge Chinon 10 bis 20 //Mole Chinon pro 

 ,»Mol Grana-Chlorophyll. 



Die stöchiometrische Versuchsanordnung ist die einfachere, weil man es hierbei nur mit der 

 Entwicklung des O2, mit der Hinreaktion der Katalyse zu tun hat. Die verschiedenartigsten Grana 

 geben dabei schnelle (^-Entwicklungen, z. B. Grana aus Freilandspinat, aus Neuseeländer Ge- 

 wächshausspinat, aus Mangold, Zuckerrüben, Futterrüben, Kohlrabi, Salat und so weiter. 



Komplizierter ist die katalytische Versuchsanordnung, weil hier zu der Hinreaktion die Rück- 

 reaktion des O2 hinzukommt. Noch komplizierter ist die Versuchsanordnung mit Phosphorylierung, 

 weil hier zu den Chinonreaktionen die Transphosphorylierungs-Reaktionen hinzukommen. In 

 der Tat kann Phosphorylierung nur gefunden werden, wenn die Transphosphorylasen nicht aus 

 den Grana ausgewaschen sind, während diejenigen Fermente, die das Adenosintriphosphat spalten, 

 entfernt sein müssen. So kommt es, daß viele Granaarten, die zur Untersuchung der Chinon- 

 reaktionen geeignet sind, zur Untersuchung der Phosphorylierung ungeeignet sind. Allen Anforde- 

 rungen genügten die Grana aus Freilandspinat, also diejenigen Grana, die 1944 bei der Entdeckung 

 der Granareaktionen die Versuchsobjekte gewesen sind. Neuere Vorschriften zur Gewinnung dieser 

 Grana und die komplizierten Medien, die zur Untersuchung der Lichtphosphorylierung empfohlen 

 wurden, sind nach unseren Erfahrungen keine Verbesserungen, sondern eher Verschlechterungen 

 gegenüber 1944. 



„Broken Chloroplasts". Fraktioniert man nach unseren Vorschriften die Granasuspensionen auf der 

 Zentrifuge, so werden die schwereren Fraktionen neuerdings als „Broken Chloroplasts" bezeichnet. 

 In diesen Fraktionen ist das Ferment der Rückreaktion des Hydrochinons, die Phenoloxydase, 

 wirksamer als in den leichteren Fraktionen. Die Folge davon ist, daß zur Reoxydation des Hydro- 

 chinons ein niedrigerer Ü2-Druck genügt, so daß man bei der Manometrie in Argon und in Luft die 

 gleiche Lichtphosphorylierung findet ; während die leichteren Granafraktionen in Argon schlechter 



