杰西卡

在電影《火星救援》中，一場風(fēng)暴讓宇航員馬克·沃特尼被困在火星。他在研究站里種土豆，這才在荒涼的火星上生存了近500天，直到獲得救援。為了種土豆，馬克要改造火星土壤、提供水分、維持溫度氣壓等等，使出了渾身解數(shù);不過，如果他擁有一種新技術(shù)，或許就不用種土豆了，喝“西北風(fēng)”就能填飽肚子。

淀粉可由人工造

人類食物中的重要部分是淀粉，它是人體能量的主要來源。不管米飯、面條，還是薯片，它們的主要成分都是淀粉。古往今來，淀粉類食物的制作原料都來自于水稻、小麥、土豆、玉米等植物。不過，2021年，中國科學(xué)家研發(fā)出一項新技術(shù)，可以人工合成出淀粉。

淀粉的原料是二氧化碳

人工合成淀粉的原料并非植物，而是二氧化碳。二氧化碳是空氣的組成成分之一，也是我們呼吸時排出的無用氣體，用二氧化碳變出食物聽起來很不可思議，但植物就是用這種方式獲取能量的。

植物攝取陽光中的能量，利用光能將它們吸收的水分和二氧化碳轉(zhuǎn)化成氧氣和淀粉，這就是光合作用。

造淀粉就像搭積木

淀粉有著非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它由很多個“積木”組成，這些“積木”有3個種類：碳元素、氫元素、氧元素。碳元素和氧元素可以從二氧化碳中獲得，氫元素可以從氫氣中獲得?？茖W(xué)家通過生物化學(xué)方法，將這些物質(zhì)中的元素拆分出來，再一步步拼裝，越拼越復(fù)雜，最終拼成了淀粉。

淀粉分子結(jié)構(gòu)的一小段，完整的淀粉分子由上百個這種片段組成。

科學(xué)家蔡韜手中的人工合成淀粉樣品

比植物更高效

明明種植物就可以獲得淀粉，為什么非要人工合成呢？

人工合成淀粉，比植物自己造淀粉要高效得多。比如玉米合成、積累淀粉要用約60個步驟，經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)和生理調(diào)控才能完成。而科學(xué)家們設(shè)計的“搭積木”流程在自然界中不存在，只需11個步驟就能造出淀粉，合成速度是玉米的8.5倍;在能量充足的情況下，1立方米的反應(yīng)器生產(chǎn)的淀粉量就相當(dāng)于半個足球場大的玉米田。

火星糧倉

目前，人工合成淀粉技術(shù)還處于實驗階段，成本也遠(yuǎn)高于種植農(nóng)作物生產(chǎn)淀粉，我們在很長一段時間里還是要靠種地獲取食物。但隨著技術(shù)不斷升級，未來，或許會有“淀粉工廠”拔地而起，源源不斷生產(chǎn)出“人造淀粉”;火星的大氣95%都是二氧化碳，宇航員把淀粉反應(yīng)器帶去火星，建造“太空糧倉”，就不用愁沒有食物了。

葉綠體是植物細(xì)胞中的“能量工廠”，光合作用要在葉綠體中進行。