中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术观点中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术试题题库

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我国科学院天津工业生物技术研究所，在人工合成淀粉方面取得重大突破性进展，首次在实验室中实现了从二氧化碳到淀粉的合成过程。相关研究成果在线发表在了世界顶级期刊《科学》杂志。

客观地说，这个研究是诺贝尔奖级别的大突破。相信看到这里，很多人会纳闷：这有什么了不起的？
我们可以简单列举一下，如果这个技术实现了大规模的应用，人类的生活会变成什么样？
不再需要大量的耕地降低大气二氧化碳含量，解决全球变暖问题把太阳能变成液化能源上火星不再需要不用种土豆了（注：美国大片《火星救援》中，宇航员在火星上种植土豆）
那究竟是咋回事呢？这回我们就来好好说一说这个事情。
淀粉到底有什么用？
【中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术观点中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术试题题库】俗话说“人活着不是为了吃，但吃是为了活着”，人如果要活下去，就必须摄取足够多的食物。而如果把食物按照成分进行分类，大概就这么几个大类：
碳水化合物（糖）蛋白质脂肪无机盐微量元素水
其中，能够为人体提供能量的是碳水化合物、蛋白质和脂肪。我们日常吃的食品其实都有营养成分表，这些成分都在上面写着。

碳水化合物是人类最主要的能量来源之一，而碳水化合物中是由碳、氢、氧三种元素组成的，是自然界中存在最多的有机化合物，由于氢氧的比例为二比一，和水一样，故被称为碳水化合物。

碳水化合物也分很多种，我们还可以对其进行分类，分为多糖类，和单糖类。常见的多糖类就有淀粉、纤维素，而最典型的单糖类就是葡萄糖、果糖。
我们在吃粮食时，其中含有的就是淀粉，它进入人体后，会分解成单糖“葡萄糖”，葡萄糖可以在细胞内生成ATP，ATP水解后就可以释放出大量能量让人体使用。

所以，淀粉实际上是人类最需要的能量来源，人类种植农作物的本质就是获取淀粉。在太阳光下，植物的叶绿体可以把二氧化碳和水合成淀粉，整个过程极其复杂，各种调控和和反应大概有60个步骤，十分缓慢，对于利用率和转化率极低，只有2%左右。这才使得我们需要大量的耕地来种植农作物。

人工合成淀粉
这次合成淀粉的实验方法是另辟蹊径，仅需要11个步骤。首先是在无机催化剂下，把二氧化碳和氢气合成为甲醇，其中这里还用到了太阳能分解水制氢的技术，这也是受到了光合作用利用太阳能的启发。紧接着，再把甲醇转化成三碳化合物，再把三碳化合物合称为六碳化合物，以此类推，像搭积木一样，最后聚合成淀粉。

和植物合成淀粉相比，操作简单，工序很少，速率快，转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时，对于光能的利用率不到2%，而这次的利用率超过了10% 。也就是说，研究人员靠着太阳能、电能加上二氧化碳和水，就可以自己制备出淀粉来。

这项技术的伟大意义，不仅仅在于多了一条淀粉生产途径，更为重要的是为我们移民外太空做准备。
太空移民的食物来源
美国大片《火星救援》中，美国宇航员马克·沃特尼被遗留在了火星，同伴们都已离开，食物也只能够维持一个月左右，但他凭借着植物学家的身份，在太空中种植土豆，依靠着土豆他存活了下来，并成功等到了地球的救援。

通过这部电影我们可以看出，在美国的想象中，人类移民火星的食物来源是地球供给，以及在火星表面种植农作物。
而中国的科技却打破了美国的想象，人工合成淀粉技术成功之后，未来人类移民火星，根本不用在火星表面种植农作物，而是可以直接利用二氧化碳在火星表面制作淀粉，这样制作的淀粉周期更短，而且转化率更高，能够以最少的代价获得更多的淀粉。

可能会有人说：既然可以人工合成淀粉，那未来是否可以不用种地了呢？
实际上，现如今还无法做到仅靠实验室合成来获取淀粉，还需要继续耕种。未来可以大规模生产之后，或许就可以减少农业种植面积。
但是除了淀粉之外，人类还需要维生素，而我们主要是从水果、蔬菜中获取维生素，再加上我们食用水果、蔬菜主要是喜欢它们的口感，所以在无法人工合成水果、蔬菜之前，我们仍旧要继续种地。
当然了，人工合成淀粉除了可以当作太空食物之外，还有非常多的好处：节约土地；早日实现碳中和；农民不用劳作，甚至可以消灭全世界的饥饿，从这些角度来看，我国科学家人工合成淀粉的技术非常重要，一旦大规模生产，将能够造福于整个地球。

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