科学探索|去火星不用再种土豆？中国科学家首次在实验室实现人工合成淀粉去火星不用再种土豆？中国科

近期，中国科学院天津工业生物技术研究所在淀粉的人工合成方面取得重大突破性进展，国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，相关工作于2021年9月24日发表于国际顶尖杂志《科学》。
我国实现从二氧化碳到淀粉的全合成，为国际上首次
_本文原题是：从0到1 ，中国科学家首次在实验室实现人工合成淀粉

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淀粉是粮食的主要成分，难道说这项技术让“喝西北风”成为现实了？
突破二氧化碳人工合成淀粉技术，对未来会产生哪些影响，到底有多重要？
我们先来看看官方的评价：
这是继上世纪60年代在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后，中国科学家又在人工合成淀粉方面取得重大颠覆性、原创性突破——国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。

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这个合成最大的特点是：不使用细胞（cell-free）。在自然界中，通过光合作用，细胞可以将二氧化碳合成淀粉。

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但光合作用的问题是，必须要有叶绿体，对于地球上绝大多数生物来说，只有植物以及部分动物才能完成。
而这次研究的特点就是：纯工业/实验室合成。
这个研究的路线图如下

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简单的说一下，这个实验的做法是：
首先将二氧化碳用无机催化剂还原为甲醇，然后将甲醇转化成为三碳，接下来再将三碳合成六碳，最后，聚合成为淀粉。
和标准天然淀粉对比，其结构基本一致。

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无论是吸收峰，还是核磁共振信号，都佐证了这种合成和天然淀粉非常接近了（图片来源：作者提供）

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合成的淀粉实物图（中国科学院科技摄影联盟供图）
人工合成淀粉的意义有多大？
我们从小往大来说：
1 。步骤简单
自然界中生物从二氧化碳合成淀粉，需要大约60个生化反应过程，且需要复杂的生理调节，而这次人工合成只需要11个步骤。
2 。速度快，效率高
这次实验室合成的速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。
理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩玉米地的年产淀粉量。
这条新路线使淀粉生产方式从传统的农业种植向工业制造转变成为可能，为从二氧化碳合成复杂分子开辟了新的技术路线。
此外，根据报道，这个合成效率也高。自然界合成淀粉的效率约为2%（玉米），而工业合成效率可以达到10%以上。
3 。远景
【科学探索|去火星不用再种土豆？中国科学家首次在实验室实现人工合成淀粉】民以食为天，一直以来，农业问题关乎人类的生死存亡。而采用这种合成办法，可以解决农业所需的耕地、淡水资源问题，也能够避免农药和化肥等的使用，改善粮食安全。