二氧化碳人工合成淀粉分子方程式

反应式: 6CO2 + 12H2O → C6H12O6(可认为是淀粉) + 6O2 + 6H2O

其中分为光反应阶段和暗反应阶段:

1.光反应阶段在叶绿体的类囊体的薄膜上

包括水的光解 即 2H2O → O2 + 4[H] 条件

2.暗反应阶段在叶绿体基质中:

包括 CO2 的固定 即 CO2 + C5→ 2 C3

C3的还原:2C3 → C6H12O6(可认为是淀粉) 条件

其中C3和C5分别代表三碳化合物和五碳化合物结构复杂

二氧化碳人工合成淀粉化学方程式

二氧化碳人工合成淀粉的化学反应是由来自多种生物的工程重组酶催化，用二氧化碳和氢气合成淀粉的合成路线。

二氧化碳首先被无机催化剂还原为甲醇，然后被酶转化为三碳和六碳糖单元，进而聚合为淀粉。

该路线的理论能量效率为 7%，在氢气驱动下，每分钟每毫克催化剂产生的淀粉的量理论上可以达到同样指标下植物理论性能的 8.5 倍。

二氧化碳人工合成淀粉需要什么

非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。他们采用一种类似“搭积木”的方式，联合中科院大连化学物理研究所，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)。

该团队还通过耦合化学催化与生物催化模块体系，创新高密度能量与高浓度二氧化碳利用的生物过程技术，通过反应时空分离优化，解决人工途径中底物竞争、产物抑制、热/动力学匹配等问题，扩展人工光合作用的能力。按照目前技术参数，在能量供给充足条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量(按中国玉米淀粉平均亩产量计算)。这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟新的技术路线

二氧化碳怎么制作淀粉

目前，淀粉主要由玉米等农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产，合成与积累涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，理论能量转化效率仅为2%左右。农作物种植通常需较长周期，并使用大量土地、淡水等资源和肥料、农药等农业生产资料。

中国科学院天津工生所研究团队，采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计出11步主反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径，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。

二氧化碳制成淀粉有多困难

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按目前技术参数，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亩玉米地年产淀粉量。大家可以闭上眼睛想想这是什么概念。

这是影响世界的重大颠覆性技术，一旦走向产业应用，最起码，粮食安全保障能力将大幅提升。网友称，“以后喝西北风也能喝饱啦！”

对未来而言，可能真不是夸张。淀粉是粮食最主要的成分，亿万年来都是通过自然光合作用而来。此前，多国科学家积极探索人工合成淀粉，但一直未取得实质性突破。看似简单的一小步，实则是人类科技史上一大步。