获诺贝尔奖得可能性有多大 中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术


获诺贝尔奖得可能性有多大 中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术

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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?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 。


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