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2021年9月24日中科院天津工業(yè)生物所的“人工合成淀粉”重大科技成果論文在《科學(xué)》發(fā)表??蒲袌F(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出11步反應(yīng),在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉的合成。人工合成淀粉原理是化學(xué)-生物法:在無細(xì)胞系統(tǒng)中,用二氧化碳和電解產(chǎn)生的氫氣合成淀粉。
自然界中,玉米等農(nóng)作物中淀粉的合成與積累涉及60余步生化反應(yīng)以及復(fù)雜的生理調(diào)控,但是能量轉(zhuǎn)化效率僅為2%左右。而按照目前實(shí)驗(yàn)室技術(shù)參數(shù),在能量供給充足條件下,理論上1立方米大小的生物反應(yīng)器年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于5畝土地玉米種植的淀粉產(chǎn)量(按中國(guó)玉米淀粉平均畝產(chǎn)量計(jì)算);其效率比玉米中的淀粉生物合成效率高8.5倍。
這一影響世界的重大顛覆性技術(shù)成果,其意義不僅使淀粉生產(chǎn)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能,并為以二氧化碳為原料合成復(fù)雜分子開辟了新的技術(shù)路線,同時(shí)對(duì)于解決當(dāng)今世界存在的其他很多熱點(diǎn)問題具有重要研究意義。
(1)自然界中綠色植物通過
光合
光合
作用合成淀粉等有機(jī)物。
(2)把你學(xué)過的合成淀粉知識(shí)與本文內(nèi)容進(jìn)行比較,完成如下表。
比較項(xiàng)目 |
通過教材學(xué)習(xí) |
通過題干文本獲取 |
原料 |
① 二氧化碳和水 二氧化碳和水 |
② 二氧化碳和氫氣 二氧化碳和氫氣 |
場(chǎng)所 |
細(xì)胞內(nèi) |
無細(xì)胞系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)設(shè)備 |
(3)你認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)成果還可以用于解決當(dāng)今世界哪些熱點(diǎn)問題。
葉綠體
葉綠體
。(答出一點(diǎn)即可)
(4)想要規(guī)?;S車間生產(chǎn)淀粉,還需要考慮什么問題
人工合成淀粉的食品安全性(或電解氫氣的能源提供;或人工合成淀粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等)
人工合成淀粉的食品安全性(或電解氫氣的能源提供;或人工合成淀粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等)
。(答出一點(diǎn)即可)