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新华社北京9月24日报道 ， 中科院天津工业生物技术研究所在人工合成淀粉方面取得了重要进展 ， 提出了一种颠覆性的淀粉合成方式 ， 不依赖光合作用 ， 以二氧化碳、电解产生的氢气为原料 ， 成功生产出淀粉！相关研究成果9月24日在线发表于《科学》期刊上 。
二氧化碳变成淀粉 ， 究竟是怎么实现的？大家都知道淀粉遇碘呈蓝色 ， 已经被广泛用于检测碘或淀粉的存在实验中 ， 在我们日常食用的主粮中 ， 淀粉占比很高 ， 比如小麦中含淀粉63-65% ， 大米中淀粉占比在60%~70% ， 不同品种的大米淀粉占比也不异样 。
淀粉也被称为碳水化合物 ， 简单地说也是糖类 ， 是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称 ， 基本上是我们日常摄入热量的主要来源 ， 它的结构有很多种 ， 在自然状态下是通过光合作用合成的 。
- 光合作用怎么变成淀粉？
12H2O +阳光→ 12H2 + 6O2 [光反应
12H2 (来自光反应) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6H2O [碳反应
它需要阳光水以及二氧化碳的参与 ， 属于太阳能利用的一种方式 ， 尽管它的理论效率可达11% ， 但会因为吸收不良 ， 光合作用的呼吸要求以及最佳太阳辐射水平等影响 ， 整体效率很低 ， 总光合效率在总太阳辐射的3%到6%之间 。
当然这也架不住全球植物和藻类覆盖面积太大 ， 是全球碳水化合以及氧气的极其重要的来源 ， 如果没有光合作用就没有地球生命存在的基础 。
- 人工合成淀粉究竟是怎么实现的？
人造淀粉合成代谢途径的设计和模块化组装
中国科学院天津工业生物技术研究所马延和研究员带领团队 ， 研究团队采用了一种类似“搭积木”的方式 ， 利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一（C1）化合物 ， 然后通过设计构建碳一聚合新酶 ， 依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三（C3）化合物 ， 最后通过生物途径优化 ， 将碳三化合物又聚合成碳六（C6）化合物 ， 再进一步合成直链和支链淀粉（Cn化合物） 。 核磁共振等检测发现 ， 人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致 。
这个人工合成的效率可达自然界农业生产方式的8.5倍 ， 1立方米的生物反应容器就可达5亩玉米地的生产水平 ， 未来的农业生产将真的变成工厂 ， 假如有一天《流浪地球》时代来临 ， 还真可以进入地下工业化生产粮食 。
人工合成淀粉究竟有多大意义？相信很多朋友对这条新闻无感 ， 不就实现个合成淀粉么 ， 有啥了不起的？但事实上这个新闻一出 ， 比较了解科学的朋友一定发现了一个惊人的事实 ， 合成淀粉需要用到什么？二氧化碳！
- 同时解决全球变暖与粮食危机
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