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现代文阅读
学校公众号要制作一组关于“二氧化碳如何人工合成淀粉”的科普推送,从而普及科学知识,激发学生探索科学奥秘的热情。请你阅读以下材料,参与制作,完成问题。
(阅读提示:建议先浏览全文,再读文后题目,根据答题需要,选择重点内容阅读)
材料一:
二氧化碳能合成淀粉?这两个表面上看好像没有关联的东西还能进行转化?
中国科学家历时6年多的科研攻关给出了肯定的答案!
北京时间9月24日凌晨,由中国科学院天津工业生物技术研究所主导完成的人工合成淀粉重大科技突破进展成果论文,在著名国际学术期刊《科学》上发表,从而为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造“打开了一扇窗”。
材料二:
【甲】人工合成淀粉样品具体的合成路线:科研团队采用一种类似“搭积木”的方式,联合大化所利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下,还原成碳一(C1)化合物,然后通过设计构建碳一聚合新酶;依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物,最后通过生物途径优化,将碳三化合物又聚合成碳六(C6)化合物,再进一步合成直链和支链淀粉(Cn化合物)……最终通过核磁检测,该人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致,也就是说,两者没有区别。
【乙】传统的淀粉主要是通过农业种植和自然的光合作用形成淀粉,需要60步生化反应,看这个:6CO2+6H2O(光照、叶绿体)→C2H2O6【(CH2O)n】+6O2。如今二氧化碳只需要11步就能人工合成淀粉了。大家的DNA动了没?二氧化碳能合成淀粉一直是理论可行,而动手操作是第一次,“妥妥的”梦想照进现实,“空手套白面粉”。在此之前,科学家已成功把二氧化碳合成为葡萄糖,但在二氧化碳转化为淀粉面前还是too young too simple。这么复杂的合成可以用一个最简单的公式理解,水+二氧化碳+电=淀粉。光伏电水解产生氢气,再利用催化剂将氢气还原成甲醇,接下来将这样的碳一化合物聚合成多肽化合物,就能拿捏住淀粉了。涉及的化学本质就是最简单的还原、缩合、重排、聚合。这酿酒一样的过程,让科学家们坐了6年的冷板凳。他们从重新设计自然代谢途径开始,让自然淀粉复杂的合成过程简约至只有11步,其中有一个难题,就是自然界根本不存在甲醇合成淀粉的生命过程,也就是说不存在C1—Ca这三个过程的催化酶。没有怎么办?自己改造啊。科学家们挖掘改造了动物、植物、微生物等31个物种的62个生物酶催化剂,最后使用10个酶催化剂将甲醇转化为淀粉,甚至可以造出易消化的支链淀粉和消化慢、升糖慢的直链淀粉。这样,人工合成的淀粉不仅转化效率高,而且营养品成分和自然生产的淀粉一模一样。
材料三:
采 访 提 纲 |
采访对象 | 论文作者、中国科学院天津工业生物技术研究所所长马延和 |
采访目的 | 了解成功背后研究人员潜心科研攻关的故事 |
采访方式 | 电话采访 |
采访问题 | 问题1:马所长,恭喜你们取得了这样伟大的成就,请问你们第一次成功合成淀粉是什么时候?首次看到“淀粉蓝”,您有什么感受? 问题2:马所长,在项目研究过程中,请问您遇到的最大难题是什么?当时有没有想过放弃? 问题3:马所长,在您看来,这项研究将产生怎样的影响?有什么意义? |