咱有句俗话叫喝西北风，
意思是没得吃了。
可谁也没想到现在西北风还真的能吃了。
9月底，我国科学家发表论文，
首次实现了在实验室条件下
从二氧化碳到淀粉的人工合成。
这要是能大规模投入，
将彻底改变粮食的生产结构！
中国科学院天津工业生物技术研究所人工合成淀粉团队
消息一出，网友们纷纷夸奖，
说咱科学家都能“用空气做馒头”了！
哎，您别说，
把空气中的二氧化碳变成淀粉，
其实还真不是什么新发明，
这项技术，
咱身边的植物
可是开发并使用了十几亿年了，
那就是“光合作用”呀！
说白了，咱吃的面粉土豆南瓜，
不都是人家植物拿二氧化碳造的嘛。
那……您这算是？
咱研究的意义是什么呢？
首先榕哥给您捋一下光合作用的过程，
它主要可以分成三个阶段：
首先，用含有1个碳原子的分子，
也就是CO2，
来生产含有3个碳原子的分子，
比如3-磷酸甘油醛；
然后，用3个碳原子的分子，
去合成制造含有6个碳原子的葡萄糖；
最后，
再用葡萄糖分子生产
含有大量碳原子的淀粉。
说白了就是1个碳原子变成3个，
3个变成6个，6个变成n个。
其中第一步是最难的，
因为它需要消耗大量的能量。
能量来自哪儿？
太阳嘛，日照不充足咋产粮？
可就算是足的地方，
植物对于二氧化碳到淀粉的转换效率
其实也并不高，大约就是5%。
这还是历经了亿万年的进化呢！
迭代了不知道多少次。
再看看我们开头说的研究，
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！
那科学家是怎么实现这个转化呢？
尤其是需要消耗大量能量的第一步，
难度太大了，
于是研究者们了一个比较现实的路径。
他们直接从高能物质甲醇出发，
这也是单碳分子啊。
把光合作用门槛最高的环节给规避过去。
可即便这样也不容易。
比如，甲醇能变成甲醛，
甲醛则可以变成3个碳原子的物质，
但这两个反应却不能放，
它们会互相干扰。
所以为了解决从1到3，
研究者们花费了大量的精力，
挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等
31个不同物种的62个生物酶催化剂，
最终优中选优，使用10个酶，
逐步1个碳的甲醇
转化为3个碳的二羟基丙酮，
进一步转化为6个碳的磷酸葡萄糖，
最后转化为淀粉。
别急啊，事儿还没完，
CO2还没加进去呢。
虽然目前人类还没能接近人家植物
利用光能捕获二氧化碳的水平。
但是从能量角度来看，
光合作用其实就是将太阳光能
转化为淀粉中储存的。
所以科研人员想到了一个
“光能—电能—化学能”
能量转变方式：
先用太阳能发电，
再用电分解水产生氢气和氧气，
然后把氢气和二氧化碳
在高温高压下混合，
生产甲醇。
最后再把二氧化造甲醇这个步骤，
和甲醇造淀粉这个步骤，
哎，拼一起了，
这才是“用空气做馒头”的全过程。
人造淀粉占地小、对环境依赖小，
生产周期极短，
不过在榕哥看来，
“用空气做馒头”还真不只是
造个淀粉或者给CO2找条出路这么肤浅。
这项研究最核心的价值是：
事实证明人类可以在实验室里
人工的筛选、组装、设计和优化
各种复杂的生物化学反应。
用比亿万年自然界演化更优的方式
制造淀粉或者其他有机物，
比如棉花尼龙啥的。
挑战自然演化这一“天条”。
最终打破桎梏，飞向星辰大海。
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