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2021年9月24日在國際學術期刊《科學》發(fā)表了一個極具影響性的重大技術成果——人工合成淀粉。這一技術源于中國科學家歷時6年多科研攻關，僅需11步在實驗室實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。

1.重要意義

淀粉，屬于一種白色無臭無味粒狀或粉狀的復雜多碳化合物，是小麥、玉米、大米等谷物糧食中最主要的成分，也是重要的工業(yè)原料。目前，人類主要通過農業(yè)種植來生產這種復雜多碳化合物。我國為了守護人民必要生命來源，在政策上嚴守耕地保護紅線，在技術發(fā)展上，從轉基因新品種培育到基因編輯技術育種，以此保證國家糧食安全。

二氧化碳合成淀粉、不依賴植物種植進行淀粉制造，這對于生物合成生物制造的領域是里程碑式的突破。我國乃至世界對農業(yè)生產、對工業(yè)的生物制造實際上提供了一個新的途徑，具有非常重大的推進意義。在未來將會節(jié)約90%以上的耕地和淡水資源，避免農藥、化肥等對環(huán)境的負面影響，推動形成可持續(xù)的生物基社會，提高人類糧食安全水平，也為推進“碳達峰”和“碳中和”目標實現的技術路線提供一種新思路。

2.合成過程

目前，淀粉主要由玉米等農作物通過自然光合作用固定二氧化碳生產，合成與積累涉及約60步代謝反應以及復雜的生理調控，理論能量轉化效率僅為2%左右。農作物種植通常需較長周期，并使用大量土地、淡水等資源和肥料、農藥等農業(yè)生產資料。

中國科學院天津工生所研究團隊，采用一種類似“搭積木”的方式，從頭設計出11步主反應的非自然二氧化碳固定與人工合成淀粉新途徑，利用化學催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一(C1)化合物，再將碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物，最后通過生物途徑優(yōu)化，將碳三化合物又聚合成碳六(C6)化合物，再進一步合成直鏈和支鏈淀粉(Cn化合物)。這一人工途徑的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，向設計自然、超越自然目標的實現邁進了一大步，并且通過核磁共振等檢測發(fā)現，人工合成淀粉分子與天然淀粉分子的結構組成一致。

試題演練：

1.(單選)我國人工合成二氧化碳需要( )步

A.11

B.15

C.17

D.21

1.【答案】A。解析：我國二氧化碳到淀粉合成只有11步反應。故本題答案為A。

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