把线路拉起来,拉的对就开始干活!
简单来说。
利用合成生物学,我们可以把玉米这种“天然的复杂工厂’,省去一个个步骤。
用二氧化碳和水,直接变成淀粉!”
听课的过程中。
学生们都听得如痴如醉。
李舟院士的课堂,无论什么时候听,都这么简单易懂。
他们一边记笔记的同时。
心里也在想。
合成生物学,真的可以把二氧化碳和水,变成淀粉吗?
李舟继续说道:“科学选题,要真正瞄准问题,瞄准真问题,且结合国情,寻找新的发展模式。我们的传统模式,是种地。
通过种地,固定空气中的二氧化碳,形成生物质,合成淀粉。
而用合成生物学的新思维。
那我们完全可以不依赖土地种植,选择通过工厂和工业化的方式,来生成淀粉。
大家请看大屏幕……”
众人抬眼一看,只见上面出现一张玉米种植出淀粉的具体过程和步骤。
李舟的声音,随之响起。
“植物叶片上的叶绿体,吸收太阳光之后,把它变成生物体能用的能量形式。”
“这些能量形式,经过卡尔文循环,可以把二氧化碳固定下来,在植物的里面形成淀粉。”“这是个非常漫长的过程,大概需要超过60个步骤,时间是3到4个月。”
“而我今天,会用实验设备,用二氧化碳合成淀粉,全程只需要11步反应,耗时4个小时!”这话一出。
教室内一片哗然。
学生们个个都面带震撼之色。
不会吧?
李舟院士,要当场演示用二氧化碳合成淀粉?
仅仅四个小时。
这也太夸张了吧?
很快,他们回过神来。
难怪今天李舟院士来教室时,让学生们搬了许多实验仪器。
原来真的准备做这个实验啊!
全场学生注视下。
李舟开始了二氧化碳合成淀粉实验。
他操作瓶瓶罐罐,同时进行讲解。
“第一步,用电解水获得氢气。”
“第二步,让氢气和二氧化碳先经过一步化学反应,从而生成甲醇。”
“有了甲醇之后呢,将电能转换成甲醇中储存的化学能,然后使用生物酶催化剂将甲醇转换成二羟基丙酮………”
“然后,再经过八步的酶反应,就可以把它聚合成磷酸葡萄糖,最后转化为淀粉!”
“同学们,这11个步骤,你们应该能理解吧?”
“我给你们上了半学期课,看懂这些应该不是问题。”
“总体来说,这个实验很简单,也就是光一电能一化学能的能量转变方式,实现人工合成淀粉。”时间缓缓推移。
当4个小时的实验,圆满成功,且真的合成淀粉之后。
多媒体教室内,响起了山呼海啸般的欢呼声。
二氧化碳合成淀粉!
这简直是生命科学领域,里程碑的成就!
以玉米为例。
首先是周期变短。
从播种到淀粉成熟时间大概需要100-150天,人工合成淀粉可以缩短到4个小时完成。在降低土地占用的同时,也减少了人们依赖植物来合成淀粉的行为。
其次是能量转化效率提高。
玉米从生长到转换淀粉的过程中,需要进行超60步的反应,对于太阳能的利用效率也不超过2%。而人工合成淀粉从最开始的光能到最终转化成淀粉,只需要11步主反应,不仅将能量转化效率提高了3.5倍,还成功突破太阳能的局限,使得淀粉的生产效率超过玉米光合作用的8倍以上。
最后就是产量的提高。
从李舟院士的实验结果来看。
换算下来。
就是1立方米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。
据世界粮农组织统计。
全球有将近10亿人面临严重的饥饿威胁。
而夏国的谷物粮食中,70%-80%的成分都是淀粉。
相当于全球每年产出的30亿吨粮食中,有近20亿吨都是淀粉。
一旦二氧化碳合成淀粉这项技术,真正实现工业化。
那就可以为国家,节省超90%的土地和淡水资源,掀起一场农业变革。
李舟院士此举。
功在当代,利在千秋!
课堂最后。
李舟不好意思的笑了笑:“同学们,实验时间太长,耽误大家休息了,真是抱歉。
刚才给大家做的这个实验,就是合成生物学新思维的运用。
既然二氧化碳,能人工合成淀粉。
那一氧化碳,能合成什么呢?
生产中常见的东西,又能合成什么呢?
科技改变世界。
这点需要你们发散思维,去一一尝试。
而我做的,就是给你们传道授业解惑,引起你们对科学知识的向往,从而探寻生命科学的本质!”话音落下。
全体学生起立,掌声经久不息!