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中國科學家突破二氧化碳人工合成淀粉技術觀點 中國科學家突破二氧化碳人工合成淀粉技術試題題庫

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中國科學家突破二氧化碳人工合成淀粉技術觀點 中國科學家突破二氧化碳人工合成淀粉技術試題題庫

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我國科學院天津工業生物技術研究所，在人工合成淀粉方面取得重大突破性進展，首次在實驗室中實現了從二氧化碳到淀粉的合成過程 。相關研究成果在線發表在了世界頂級期刊《科學》雜志 。
客觀地說，這個研究是諾貝爾獎級別的大突破 。相信看到這里，很多人會納悶：這有什么了不起的？
我們可以簡單列舉一下，如果這個技術實現了大規模的應用，人類的生活會變成什么樣？
不再需要大量的耕地降低大氣二氧化碳含量，解決全球變暖問題把太陽能變成液化能源上火星不再需要不用種土豆了（注：美國大片《火星救援》中，宇航員在火星上種植土豆）
那究竟是咋回事呢？這回我們就來好好說一說這個事情 。
淀粉到底有什么用？
【中國科學家突破二氧化碳人工合成淀粉技術觀點 中國科學家突破二氧化碳人工合成淀粉技術試題題庫】俗話說“人活著不是為了吃，但吃是為了活著”，人如果要活下去，就必須攝取足夠多的食物 。而如果把食物按照成分進行分類，大概就這么幾個大類：
碳水化合物（糖）蛋白質脂肪無機鹽微量元素水
其中，能夠為人體提供能量的是碳水化合物、蛋白質和脂肪 。我們日常吃的食品其實都有營養成分表，這些成分都在上面寫著 。
碳水化合物是人類最主要的能量來源之一，而碳水化合物中是由碳、氫、氧三種元素組成的，是自然界中存在最多的有機化合物，由于氫氧的比例為二比一，和水一樣，故被稱為碳水化合物 。
碳水化合物也分很多種，我們還可以對其進行分類，分為多糖類，和單糖類 。常見的多糖類就有淀粉、纖維素，而最典型的單糖類就是葡萄糖、果糖 。
我們在吃糧食時，其中含有的就是淀粉，它進入人體后，會分解成單糖“葡萄糖”，葡萄糖可以在細胞內生成ATP，ATP水解后就可以釋放出大量能量讓人體使用 。
所以，淀粉實際上是人類最需要的能量來源，人類種植農作物的本質就是獲取淀粉 。在太陽光下，植物的葉綠體可以把二氧化碳和水合成淀粉，整個過程極其復雜，各種調控和和反應大概有60個步驟，十分緩慢，對于利用率和轉化率極低，只有2%左右 。這才使得我們需要大量的耕地來種植農作物 。
人工合成淀粉
這次合成淀粉的實驗方法是另辟蹊徑，僅需要11個步驟 。首先是在無機催化劑下，把二氧化碳和氫氣合成為甲醇，其中這里還用到了太陽能分解水制氫的技術，這也是受到了光合作用利用太陽能的啟發 。緊接著，再把甲醇轉化成三碳化合物，再把三碳化合物合稱為六碳化合物，以此類推，像搭積木一樣，最后聚合成淀粉 。
和植物合成淀粉相比，操作簡單，工序很少，速率快，轉化率和利用率都得到了大幅度的改善，以前自然界合成淀粉時，對于光能的利用率不到2%，而這次的利用率超過了10% 。也就是說，研究人員靠著太陽能、電能加上二氧化碳和水，就可以自己制備出淀粉來 。
這項技術的偉大意義，不僅僅在于多了一條淀粉生產途徑，更為重要的是為我們移民外太空做準備 。
太空移民的食物來源
美國大片《火星救援》中，美國宇航員馬克·沃特尼被遺留在了火星，同伴們都已離開，食物也只能夠維持一個月左右，但他憑借著植物學家的身份，在太空中種植土豆，依靠著土豆他存活了下來，并成功等到了地球的救援 。
通過這部電影我們可以看出，在美國的想象中，人類移民火星的食物來源是地球供給，以及在火星表面種植農作物 。
而中國的科技卻打破了美國的想象，人工合成淀粉技術成功之后，未來人類移民火星，根本不用在火星表面種植農作物，而是可以直接利用二氧化碳在火星表面制作淀粉，這樣制作的淀粉周期更短，而且轉化率更高，能夠以最少的代價獲得更多的淀粉 。
可能會有人說：既然可以人工合成淀粉，那未來是否可以不用種地了呢？
實際上，現如今還無法做到僅靠實驗室合成來獲取淀粉，還需要繼續耕種 。未來可以大規模生產之后，或許就可以減少農業種植面積 。
但是除了淀粉之外，人類還需要維生素，而我們主要是從水果、蔬菜中獲取維生素，再加上我們食用水果、蔬菜主要是喜歡它們的口感，所以在無法人工合成水果、蔬菜之前，我們仍舊要繼續種地 。
當然了，人工合成淀粉除了可以當作太空食物之外，還有非常多的好處：節約土地；早日實現碳中和；農民不用勞作，甚至可以消滅全世界的饑餓，從這些角度來看，我國科學家人工合成淀粉的技術非常重要，一旦大規模生產，將能夠造福于整個地球 。