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。我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，相关成果于2021年9月24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表。

人工合成淀粉是科技领域一个重大课题。此前，多国科学家积极探索，但一直未取得实质性重要突破。此项研究成果意义重大，能够帮助人类应对全球气候变化、粮食与食品安全和能源资源短缺等一系列重大挑战。

中国科学家马延和带领团队，采用一种类似“搭积木”的方式，通过耦合化学催化和生物催化模块体系，实现了“光能—电能—化学能”的能量转变方式，构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，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。

众所周知，“减碳”减的是空气中的二氧化碳。日前，在中国科学家的实验室里，空气中的二氧化碳被人工精准合成了人体不可或缺的糖。人体所需要的70%左右的能量由是由糖提供的，但传统的生物工业制糖因成分复杂，过量食用会影响身体健康。同时，传统生物工业制糖受植物光合作用能量转换效率的限制，也受到土地退化和短缺、全球气候变暖导致的极端天气和自然灾害影响，全球糖类供应面临安全风险。研究人员将二氧化碳等原料在反应溶液中按一定比例调配，在人工改造过的酶等催化剂的作用下，仅用约17个小时，就高效、精准获得葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖等4种己糖。这种糖口感纯正，几乎不含卡路里，对促进消化、控制体重、抑制血糖均能起到一定的作用，有助于减肥及改善体脂率。

实验室的这颗糖，关联着“国之大者”:一方面，可为食品、医药、工业制造等领域提供更加健康、多元的原材料，助力健康中国和“双碳”战略；另一方面，打破传统制糖局限，可降低来自农业生产方面的不确定性风险，有益于保障国家粮食安全。

今年，我国科学家首次实现了不依赖植物光合作用的淀粉人工合成。研究人员采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成。研究人员表示，这一合成途径的工作效率大幅高于自然生物过程，跨越了自然途径数亿年的进化，为淀粉的车间生产打开一扇窗口。据此回答下列小题。