中国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术 - 希望能量产

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202109/2403:01:38
来源:新华网

我国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术​

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新华社北京9月24日电(记者董瑞丰、王井怀)以二氧化碳为原料,不依赖植物光合作用,直接人工合成淀粉——看似科幻的一幕,真实地发生在实验室里。我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,相关成果北京时间24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表。

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9月23日拍摄的新闻发布会现场。新华社记者 金立旺 摄
淀粉是粮食最主要的成分,通常由农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产。自然界的淀粉合成与积累,涉及60余步生化反应以及复杂的生理调控。人工合成淀粉是科技领域一个重大课题。此前,多国科学家积极探索,但一直未取得实质性重要突破。

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9月23日,中国科学院天津工业生物技术研究所马延和研究员在发布会上向媒体介绍研究成果。新华社记者 金立旺 摄
中国科学院天津工业生物技术研究所研究员马延和带领团队,采用一种类似“搭积木”的方式,从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。核磁共振等检测发现,人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。

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9月23日,中国科学院天津工业生物技术研究所马延和研究员在发布会上向媒体介绍研究成果。新华社记者 金立旺 摄
实验室初步测试显示,人工合成淀粉的效率约为传统农业生产淀粉的8.5倍。在充足能量供给的条件下,按照目前技术参数,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。
马延和介绍,此次研究设计、组装出一种自然界不存在的合成代谢途径,并使其工作效率大幅高于自然生物过程,跨越了自然途径数亿年的进化。这一突破,为淀粉的车间生产打开一扇窗口,并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。

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科研团队乔婧科研助理、蔡韬副研究员、马延和研究员、朱蕾蕾研究员、孙红兵科研助理(从左至右)在中国科学院天津工业生物技术研究所实验室合影(9月16日摄)。新华社记者 金立旺 摄
对于此次成果,德国科学院院士曼弗雷德・雷兹、美国工程院院士延斯⋅尼尔森等国际知名专家均给予高度评价,认为这一重大突破将该领域研究向前推进了一大步。

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在中国科学院天津工业生物技术研究所实验室,科研人员展示人工合成淀粉样品(9月16日摄)。新华社记者 金立旺 摄
中科院副院长周琪说,成果目前尚处于实验室阶段,离实际应用还有距离,后续需尽快实现从“0到1”概念突破到“1到10”的转换。

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中国科学院天津工业生物技术研究所蔡韬副研究员在实验室展示人工合成淀粉样品(9月16日摄)。新华社记者 金立旺 摄
据了解,经科技部批准,天津工业生物所正在牵头建设国家合成生物技术创新中心。科研团队的下一步目标,一方面是继续攻克淀粉合成人工生物系统的设计、调控等底层科学难题,另一方面要推动成果走向产业应用,未来让人工合成淀粉的经济可行性接近农业种植。

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在中国科学院天津工业生物技术研究所实验室,孙红兵科研助理在整理实验日记(9月16日摄)。新华社记者 金立旺 摄
【纠错】 【责任编辑:张欣然 】
 

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人造肉,人造淀粉?感觉人类向消灭乐趣自我毁灭路上又前进了一步,但是不搞这些东西,可能毁灭得更快。
 

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这下全球的二氧化碳排放就不是什么问题了,接下来研究怎么消耗淀粉? :good: :jiayou:
 
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billwanhua

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从空气中回收利用CO2最便宜最高效的还是自然光合作用
学习生物先。光合作用效率只有6%,还包含草等等,真正转换成大麦的可能都不到1%. 这个可以大批生产大麦粉,然后一半农田变森林,当然人类enjoy food或者长期对身体健康不是好事
 

gocanoeing

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学习生物先。光合作用效率只有6%,还包含草等等,真正转换成大麦的可能都不到1%. 这个可以大批生产大麦粉,然后一半农田变森林
首先怎么把CO2从空气中分离出来?不分离的话能直接利用空气吗,分离的话耗能会非常高
 

billwanhua

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首先怎么把CO2从空气中分离出来?不分离的话能直接利用空气吗,分离的话耗能会非常高
你捣乱还是了???你什么时候为植物分离co2的?

这个就是造成了,跟人造肉一样,只能给人提供碳水化合物,什么微量元素是没有的。未来人类只能呵呵
 

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你捣乱还是了???你什么时候为植物分离co2的?

这个就是造成了,跟人造肉一样,只能给人提供碳水化合物,什么微量元素是没有的。未来人类只能呵呵
植物能直接利用空气中的CO2

而这个用CO2生产淀粉的技术,我估计不能直接用空气,而是得用纯CO2
 

Jay Wang

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生化菜鸟问个问题,光合作用能量来自光子,这个能量哪里来?
 

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生化菜鸟问个问题,光合作用能量来自光子,这个能量哪里来?
物理学中有能量守恒定律

用CO2人工生产淀粉,为了消耗一吨CO2,得排放n吨CO2,n大概率大于1
 

billwanhua

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物理学中有能量守恒定律

用CO2人工生产淀粉,为了消耗一吨CO2,得排放n吨CO2,n大概率大于1
无知,植物转化成淀粉效率是2%, 太阳能板转换率目前技术,大概可以到20%。即使按照你说的,N超过十才得不偿失,这个还不包含省下的土地用于森林的效果。

关键是怎么达到人工生产的成本接近自然种植的成本。
 
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