生物质转化技术及其研究进展
蒋随新
（广西大学生物工程系，广西南宁 540003）
摘要：介绍了我国生物质资源利用的现状及生物质转化技术，目前的生物质转化方法有直接燃烧法、生物化学法（发酵和厌氧性消化），热化学转化法（汽化、热解、液化和超临界萃取)、固体成型。分析了生物质转化技术在应用过程中存在的问题，提出对解决生物质转化技术在应用中存在问题的建议，在此基础上展望了我国生物质能产业的发展前景。
关键字：生物质，转化技术，利用现状
The Conversion and Utilization Technology of Binnass and Its Research Progress
Suixin Jiang
（Biological Engineering, Guangxi University）
Abstract ：Describes the use of biomass resources status and biomass conversion technology, the current method of direct conversion of biomass combustion, biochemical methods (fermentation and anaerobic digestion), thermo-chemical conversion process (vaporization, pyrolysis, liquefaction and SCFE), solid-molding. Analysis of the biomass conversion technology in the application process the problems and make recommendations to resolve the biomass conversion technology issues exist in the application, on the basis of a prospect of biomass energy industry.
.Keywords: Bioenergy, Conversion technology,Utilization status
前言
目前，随着工业化进程的加快和科技的进步，人们对化石资源的需求与消耗进一步的加大。然而化石资源等不可再生资源毕竟是有限的。据报道，全球能源消耗以平均每年3%的速度递增，天然气、煤和石油分别占全球能源消耗的17%, 25%和32%，可分别使用60年、220年和40年[1]。在为社会提供86%的能源的同时，化石资源还提供了96%的有机化学品[2]。化石资源的枯竭不仅会带来巨大的能源问题，还必然造成很多重要的化学品短缺，从而制约经济发展和社会进步。因此，寻找能源和化学品的新来源己经成为当务之急。
在众多的可再生资源中，生物质资源最具有广泛开发价值。生物质己经成为煤、石油和天然气之后的第4位能源，占世界一次性消耗能源的14%[3]。生物质(Biomass)是一切直接或间接利用植物光合作用形成的有机物质，包括所有动植物和微生物，及由这些生物的排泄和
代谢的有机物质。通常来讲，生物质主要包括木质纤维素类生物质、禽兽粪便、城镇固体有机垃圾、生活和工业有机废水和能源生物等。生质以化学能的形式储存着太阳能，是一种可再生的、丰富的和低污染的资源[4]。据报道，目前我们每年仅利用13亿t的生物质能，仅占其总量的0.76%[5]。而中国理论上生物质资源是目前中国总能耗的4倍[6]，足以满足中国当前和未来的发展需要。生物质资源的利用过程是碳中性的，植物通过光合作用捕获CO2生成有机物，而其释放的CO2又可重新被植物吸收，因此在生物质的整个利用过程中CO2是“零排放”的。而且生物质资源仅含少量的氮和硫，因此在其转化利用过程中可大大缓解由于大量使用化石资源所带来的温室效应等环境问题[7-8]。
1生物质原料种类
生物质原料种类众多，其中常见的生物质能源原料主要有草本植物、木本植物、微藻和脂肪类生物质资源。
草本能源植物是重要的生物质资源，欧洲和美国把它作为首选的生物质能源植物。根据各种草本能源植物所含成分的不同，其应用领域也不尽相同。如富含糖类、淀粉的草本植物(甘蔗、甜高粱、木薯等)可以作为生产燃料乙醇的良好原料;油菜是重要的油料作物，可以用于制备生物柴油;富含纤维素的草本植物通过生物和化学方法处理后，可以得到乙醇和沼气等高热值的能源。近年来，可用于生产燃料的能源草越来越受到人们的关注，能源草一般为禾本科多年生高大的丛生草本植物，如荻、芦竹、杂交狼尾草、柳枝等，它们富含纤维素和半纤维素，灰分含量低，具有热值高、干物质产量高、抗旱、耐瘩薄能力强、适应性广的优点，是目前最具发展前途的生物质资源之一[9]。
木本植物是生物质能源原料中的又一重要构成。木本生物质资源种类很多，如直接来自于森林的能源林木材、间接来源于森林的林木废弃物、木质燃料能源林(乔木林和灌木林等)、各种木本林业的废弃物等，这些木本生物质可以经化学转化、热化学转化和生物转化技术，生成不同的气体、液体和固体生物燃料[10]。我国对木本油料生物质资源的开发利用最为引人注目，木本油料生物质资源，如光皮树、麻疯树、油茶、乌柏、油桐、黄连木、文冠果等都是用于生产生物柴油的良好生物质原料[11]。木本油料植物一次种植后可持续利用数十年，不用每年重新种植，可降低原料成本，从发展的角度看，能有效提高林业生物质资源开发利用的经济性。
微藻是一类细胞结构简单、生长速度快的原核或真核光合微生物，真核微藻包括绿藻、硅藻等，原核微藻主要指蓝藻。微藻种类繁多，广泛分布于淡水、海水和陆地，被认为是一种重要的生物质资源，在未来有望取代传统的化石燃料。与其他植物生物质资源相比，微藻作为生物质原料具有许多优点，如光合效率高、生长周期短、生长速率高、可连续收获、藻体油脂含量高、微藻生物质燃油热值高等。微藻转化方式多样，如萃取转酷化、热解、气化等，可以生产生物柴油、汽油和航空燃料等多种生物质液体燃料。
油脂是重要的可再生生物质资源，主要来自动物脂肪、微生物油脂、油料作物等。油脂茹度高，可通过热裂解、催化加氢和酷交换等方法改变其分子结构，制备适合于发动机使用的不同液体燃料[12]。
2生物质转化利用技术及研究状况
2.1直接燃烧技术
生物质直接燃烧是生物质能最早被利用的传统方法，就是在不进行化学转化的情况下，将生物质作为燃料转化成能量的过程。通常是在蒸汽循环作用下将生物质能转换为热能和电能，为烹饪、取暖、工业生产和发电提供能量和蒸汽。直接燃烧可大致分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、固型燃烧和垃圾焚烧4种方式。
2.1.1炉灶燃烧
炉灶燃烧是最原始的利用方法，一般适用于农村或山区分散独立的家庭用炉，投资最省，但效率最低。生物质在炉灶中燃烧的热效率一般为10%-15%，在省柴炉灶中燃烧的热效率为30%左右。到目前为止，我国己推广新式省柴节煤灶1.7x108户，新式灶提高了热效率10多个百分点，缓解了部分地区柴草不足的紧张局面[13]。
2.1.2锅炉燃烧
锅炉燃烧采用现代化的锅炉技术适于大规模利用生物质，效率高，可实现工业化生产，但其投资高，不适合分散的小规模利用。生物质作为锅炉的燃料直接燃烧，其热效率为50%-60%。
从国内外生物质直接燃烧技术的发展状况来看，流化床锅炉对生物质燃烧的适应性较好。Eriksson和Kjellstrem等研究了木材水解残渣在150 kW的粉末燃烧器里燃烧情况[14]，结果表明，直接燃烧是燃气轮机使用的切实可行的方法。生物质燃料在床内停留时间较氏，可以确保生物质燃料完全燃烧，提高生物质锅炉的效率，同时流化床锅炉能够在850℃左右稳定燃烧，燃料燃尽后不易结渣，并且减少了NOx，SOx等有害气体的生成，有益于环境的保护，符合国家的节能减排政策。
2.1.3固型燃烧
固型燃烧是把生物质固化成型为高密度的固体燃料后，采用传统的燃煤设备燃用，以便集中利用，提高热效率。生物质经过固化以后，能量密度可增大到加工前10倍左右，热值可以达到15000 kJ/kg左右，经测定该燃料排放物的污染度低于煤，是一种高效、洁净的可再生能源。目前，制约固体成型燃料发展的因素主要集中在成型机械的稳定、可靠运行上。
2.1.4垃圾焚烧
垃圾焚烧也是采用锅炉技术的，但由于垃圾的品位低、腐蚀性强，所以要求技术更高、投资更大，从能量利用的角度看也必须规模较大才可行。热值较高的生物垃圾采用热电联供方式进行处理，工艺流程为:生物垃圾一选择性破碎机一流化床焚烧炉一废热锅炉一供热/汽轮发电机。
目前发达国家己由“直接焚烧法”向“热解焚烧法”发展，而我国己将热解焚烧法列入自然科学领域中的前沿研究项目[15]。
2.2热化学转化法
生物质热化学转化技术[15-16]是指在一定的温度和压力等条件下，使生物质气化、碳化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和其他高附加值化学品。
2. 2.1热解技术
生物质在隔绝或少量供给氧气的条件下，利用热能切断生物质大分子中碳氢化合物的化学键，使之转化为小分子物质的加热分解过程通常称之为热解。
不同热解条件可得到不同组成和比例的燃烧产物回:低温及低热传导速率的热解条件会得到固体(焦炭);低温、高热传导速率和短气体停留时间则得到液态产物(如甲醇、丙酮、乙酸、焦油等);高温、低热传导速率和氏气体停留时间则得到气体燃料(一般为C0, H2 CH4、等混合气体);而根据热解过程中原料停留时间和温度的不同，热解工艺又可分为3种类型:①慢速热解。主要用于烧木炭业;②常规热解，将生物质原料放入常规热解装置中进行，经热解，可得到原料重量20%-25%的生物炭和10%-20%的生物油;③快速热解。将磨细的生物质原料在快速热解装置中进行，热解产物中的生物油，一般可以达到原料重量的40%-60%。快速热解过程需要的热量以热解产生的部分气体为热源供。
其中，快速热解生产生物油被认为是最经济的生物质生产液体燃料路线[17]。如果能够开发出选择性优良的快速热解工艺，生产出低含氧量高热值的液体燃料，那么快速热解工艺将具有非常强的竞争力，因此，世界各地的研究机构相继开发了各式各样的快速热解工艺，包括输送流式裂解、快速升温裂解、旋风式熔融裂解、裂解磨旋转锥反应器、流化床快速裂解等。
热解得到产物中含有醇类化合物，而且基本不含硫、氮和金属成分。但热解得到的液体燃料热稳定性差，并存在腐蚀性。热解过程中，必须消除焦油问题，提高液体燃料产率。
2. 2.2液化技术
将生物质转化为液体燃料使用，是有效利用生物质能的最佳途径。液化是指通过化学方式将生物质转换成液体产品的过程。液化技术主要有直接液化和间接液化两类。
生物质的直接液化是将生物质、一定的溶剂和催化剂放入高压釜中，通入氢气或惰性气体，在适当的温度和压力下将生物质直接液化的技术，其主要形式有热解液化、催化液化、加压加氢液化等[18]。生物质直接液化还具有以下优点:①原料不需要进行脱水和粉碎等高耗能步骤;②设备简单、操作简单;③产品质量好、热值高。但同时也存在一些问题，如:生物质定向催化及定向转化、设备放大及系统优化和油品提质及加工利用。
间接液化就是把生物质气化成气体后，在进一步进行催化合成反应制成液化产品。生物质气化合成燃料是一种间接液化技术，是生物质热化学转化利用的主要方式之一，产品包括费托合成染料(汽油、煤油、柴油等)及含氧化合物燃料(甲醇、二甲醚)，合成燃料产品纯度较高，几乎不含S, N等杂质，燃烧后无黑烟排放，合成气还可经过分离提纯制取氢气，用于燃料电池发电，合成燃料的尾气可用于发电和供热，气化产生的废渣是优质的农业生产肥料，可提炼高附加值产品，由燃气中分离出的C02,可用于合成塑料产品等。
2.2.3超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction, SCFE)
超临界流体(SCFE)具有气液两重性的特点，它既有与气体相当的高渗透能力和低载度，又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力在超临界水中，将煤炭和生物质能源转化为清洁的氢能，具有气态产物中氢气含量高，无需对原料进行干燥，反应不生成焦油等副产品，不造成二次污染等优点。
2.3生物化学转化
2.3.1发酵(Fermentation)
发酵是生物质间接液化的一种。常见的如乙醇的发酵。乙醇的发酵底物几乎包括各种原始生物材料，最主要的原料为甘蔗、小麦、谷类、甜菜和木材。若用富含木质纤维素的农业
废弃物生产乙醇，可避免农作物食用和工业生产间的矛盾，其潜在生产量是世界目前产量的16倍。生物质发酵生产乙醇是国际上除了制备生物柴油以外的另一条石油替代路线，近期我国重点技术研发方向是利用甜高梁、木薯及木质纤维素等非粮食原料生产燃料乙醇，并建设规模化原料供应基地，建立生物质液体燃料加工企业。
2.3.2厌氧性消化(Anaerobic digestion)
厌氧消化是指利用微生物在缺氧条件下消化易腐生物质，使其彻底分解，产生氢气和甲烷等高能清洁燃料(即沼气)的过程。Yang等以乙酸盐等为有机源，在填充了碳毡的固定化产烷微生物流化床混合反应器中进行厌氧消化，使甲烷产量达798mL/d，提高了产量[19]。目前，木质纤维素类物质分解是沼气生产的瓶颈问题。由于对厌氧消化所需要的三类厌氧微生物的研究仍较肤浅，致使无法圆满解决产气效率低等现象。如果这一课题的研究得到质的展，则可将原料由目前以人畜粪便为主扩大到各种秸秆、枝叶类，可以大大扩展沼气原料来源。
2.4 固体成型技术(Briquetting Technology)
固体成型技术是指在一定温度与压力作用下，将原来分散的、没有一定形状的生物质废弃物压制成具有一定形状、密度较大的各种成型燃料的高新技术。该技术则能以连续的工艺和工厂化的生产方式将这些低品位的生物质转化为易储存、易运输、能量密度高的高品位生物质燃料，从而使燃烧性能得到明显改善，热利用效率显著提高为高效再利用农林废弃物、农作物秸秆等提供了一条很好的途径。目前国内开发的生物质颗粒燃料成型技术(Highzones 技术)，比热压成型技术减少了烘干、成型时加热及降温等3个耗能程序，可就地将原料及时压缩成颗粒燃料，解决了生物质燃料规模化应用中存在的收、运、储成本高的瓶颈问题，便于在原料产地推广使用。
3生物质转化技术在应用广中存在的问题
生物质气化主要使用的原料是秸秆和玉米芯，不经过处理就直接填入气化炉，玉米芯与秸秆的比重、密度、成分不同，气化反应条件也不同。固定的气化炉就不能满足反应的最适条件，因而影响热值和效率，而且容易产生副产品如焦油。
秸秆成型燃料可取代煤，但秸秆价路目前没有确定，该技术一旦推广，原料价路可能会迅速上涨，这就给秸秆成型燃料的生产增加了难度，推广应用的速度就会减慢。同时秸秆的收获期是短时问、大范围同时进行的姑秆的收集也有一定的困难。
生物质液化过程受到很多因素影响，主要包括反应原料种类反应温度、压力、时间、溶剂和催化剂等。
植物生物质主要由纤维素，半纤维素和木质素组成，它们之问的热解区问是不相同的，因此它们对热解过程中产物的分布有影响，且存在液化产品不稳定、产热值低、生产规模较小、成本较高等缺点。
另外对发展生物质能源的现实意义认识不够，导致在能源开发与发展过程中存在以卜问题:开发资金不足投入太少;缺乏系统的激励政策，相应的法规少;生产规模较小，成本较高,产品质量标准、产品质量监督体系缺少，产业化能力相对薄弱:缺少管理与引导等。
4对解决生物质转化技术在应用中存在问题的建议
4.1加强政府政策的导向作用
应大力宣传生物质燃环保效益，推广普及经济环保效益好的生物质燃烧设备。政策大力扶植制备生物质燃料与设备的企业，加大政府投资力度，使生物质转化技术与设备尽快推广，以获得较好的环保和经济效益。
4.2积极开展该项目试点示范工作
规划生物质(如秸杆）收集、储运和预处理模式主要解决秸秆的分散性、周期性供应与生产之问的矛盾;对区域的生物资源进行评估,有计划、有步骤的建立生物质转化利用的企业。
5展望
发展生物质能源对于缓解能源危机、保护环境以及国家能源安全等方面都自着极其重要的意义。我国生物质资源丰富，且具备一定的技术基础与发展条件，随着技术研发、相关政策支持、扩大工业化生产，生物质能产业发展前景广阔。同时，生物能源产业的发展为建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会具有重要意义。
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食品技术进展讲座报告
【摘要】生物质的生物转化与利用在生物质能源开发、生物质材料制备和生物活性药物制取等领域已取得了丰厚的研究成果，本文以上几个方面进行了综述，并对生物质资源生物转化的方式与途径进行了分析。 【关键词】生物质生物转化生物能源生物材料生物活性药物 【前言】建立在石油、煤炭及天然气等化石资源基础上的现代化学工业，一度成为满足人类生活和保障社会经济发展的重要基础工业。但由于化石资源的过度开发与利用累计的效应，相继也出现了诸多问题，化石资源储量的有限性，诱发了化石资源的渐趋枯竭问题；化石资源转化过程中产生的环境污染物，导致区域性和全球性环境、生态问题；另外，众多由化石资源而来的化学合成品的不可降解性，使用之后的残留物成为危害环境的世界性公害。为控制或减少化石资源的使用、降低环境和生态成本，各国政府纷纷颁布政策法规，鼓励开发利用可再生资源，尤其是生物质资源[1]，因此生物质资源的转化与利用也成为当今各国化学化工领域研究的热点问题 [2]。从理论上讲，生物质资源的转化与利用主要有以下4种方式：生物质资源的物理转化与利用、生物质资源的物理化学转化与利用、生物质资源的化学转化与利用和生物质资源的生物转化与利用。实践证明，前3种方式都不同程度地存在着转化与利用条件苛刻、资源利用率较低和环境污染等问题，而生物质资源的生物转化与利用的条件比较温和，并能实现多级循环利用，不仅不会对环境造成危害，而且还有利于改善已经被破坏了的环境与生态。本文主要从生物质资源的生物转化与利用在生物质能源开发、生物质材料制备和生物活性药物制取等领域研究现状进行了概述和前瞻。 【正文】 1 生物质生物转化生物质能源 生物质资源是由生物直接或间接利用绿色植物光合作用而形成的有机物。它包括所有的植物、动物或微生物，以及由这些生物产生的排泄物和代谢物。各种生物质资源中都含有能量，可以转化为能与环境协调发展的可再生能源，即生物质能。利用生物转化技术能将生物质资源转化为各种洁净的“含能体能源”，如沼气、燃料乙醇、生物氢和生物油等。因此，对生物质资源生物转化能源的研究成为目前能源研究领域的重要课题。 1.1生物质资源生物转化沼气[3]-[6] 沼气是有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成的一种可燃性气体。主要原料：人畜禽粪便、秸秆、农业有机废弃物、农副产品加工的有机废水、工业废水、城市污水和垃圾、水生植物和藻类等有机物质。 在各种可供开发的生物质资源中，农作物秸秆是最为丰富的一种富含有机质(80％—90％的生物质资源)。早在20世纪80年代，我国以植物秸秆为发酵原料生产沼气的技术就在户用沼气池中有过应用，后来由于产气效果不理想及出料难等问题没有解决而逐渐停滞。近年来，随着生物技术的进步以及农业主产区秸秆资源的过剩和部分地区农民就地焚烧秸秆带来环境问题，植物秸秆生物转化沼气研究重新引起重视。以沼气为纽带综合开发利用生物质资源的途径，即种、养、沼、加工业相结合的物质循环模式是最有实效的，三个效益（经济、社会、生态环境）的观点是开发农业废弃物资源化全过程的出发点和归宿。[3] 如今的沼气建设重点是由户用沼气池转移到大中型沼气池，沼气工程以产气为主要发展为处理有机废弃物治理环境，沼气残留综合利用为主。在沼气残留物综合利用的研究中，要从单纯的有机肥效果向饲料添加剂和提取生物粪活性物质发展。用高科技方法研究沼气工作的设计、设备、发酵工艺及综合利用。使之成
1、说出三种蛋白质的测定方法，若你选择，你会选择哪一种？为什么？ 答：双缩脲法、lowry改良法、考马斯亮蓝（Bradford）法、BCA（二喹啉甲酸）法、紫外线分光光度法。我会选择BCA法。双缩脲法灵敏度差，特异性不高。Lowry改良法对样品的溶解度要求高、易受物质干扰且容易产生测量误差。紫外线分光光度法的精确度差。而BCA 法则能较好地弥补以上方法的缺点。它具有操作便捷快捷、精确度高、抗干扰能力强、能使用于微板孔等特点。 2、western blot印记中封闭液的作用？ 答：封闭液可以结合非相关蛋白的位点以降低非特异性结合的背景。 3、γ球蛋白的提取过程。 答：（1）盐析—中性盐沉淀： 通过加入半包和硫酸铵可以使球蛋白沉淀，清蛋白留在溶液中。得到γ球蛋白粗制 品。 （2）脱盐—凝胶柱层析： 经过凝胶柱层析，使得大分子的蛋白质和小分子的盐分离。 （3）纯化—DEAE纤维素阴离子交换层析 用阴离子交换层析可以把在PH=6.3的缓冲液中的带负电的α、β球蛋白和带正电的 γ球蛋白分离。使γ球蛋白被洗脱出来被纯化。 （4）经过浓缩得到浓度高的γ球蛋白 4、离子交换剂的原理 答：离子交换剂是一种在高分子的不溶性载体上结合有若干活性基团，这些活性基团含可解离的离子并和溶液中的其他离子进行交换。 5、如果western blot中出现两条带，是否说明有杂质？为什么？ 答：并不说明有杂质。因为在实验中我们的检测对象是人血清IgG，IgG是由两条轻链和两条重链通过二硫键结合起来，变形后轻、重链分开，形成两条带（21KD、57KD） 6、分别简述DNA提取中蛋白酶K、SDS、无水乙醇、RNase的作用 答：蛋白酶K：将蛋白质降解成小肽或氨基酸，使DNA分子完整地分离出来。 SDS：破坏细胞的细胞膜、核膜并使组织蛋白和DNA分子分离 无水乙醇：可以使DNA沉淀 RNase：可以去除溶液中的RNA （EDTA：抑制细胞中的DNase活性） 7、试述转化质粒蓝白筛选的原理。 答：载体质粒DNA带有b-半乳糖苷酶N端146个氨基酸残基（α片段）的编码信息，经过改造的宿主菌含有b-半乳糖苷酶C端（ω片段）的序列。只有当两个片段都存在的时候才能形成有活性的b-半乳糖苷酶（这种现象称为α-互补）。b-半乳糖苷酶在IPTG的存在下可以使底物X-gal转变为蓝色产物，使菌落变为蓝色。当外源DNA片段插入载体的多克隆位点后。便不能表达α片段，转化细菌后不能分解底物，结果使菌落呈现白色。α互补筛选又称为蓝白筛选。 8、简述RT-PCR原理及核酸类型。 答：首先，经逆转录酶的作用从RNA合成cDNA，再以cDNA为模板，扩增合成目的片段。
生物化学——克隆 学校： 院系:生物技术 班级：xxx班 学号：xx 姓名：songxw
克隆 克隆是英文"clone"或"cloning"的音译，而英文"clone"则起源于希腊文"Klone"，原意是指以幼苗或嫩枝插条，以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物，如扦插和嫁接。在大陆译为“无性繁殖”在台湾与港澳一般意译为复制或转殖或群殖。中文也有更加确切的词表达克隆，“无性繁殖”、“无性系化”以及“纯系化”。克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。通常是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组织后代的过程。另有相关书籍和影视作品以此为题。 克隆的历史： 鲤鱼:1963年，中国科学家童第周早在1963年就通过将一只雄性鲤鱼的遗传物质注入雌性鲤鱼的卵中从而成功克隆了一只雌性鲤鱼，比多利羊的克隆早了33年。 绵羊:1996年，多利（Dolly） 猕猴:2000年1月，Tetra，雌性 猪:2000年3月，5只苏格兰PPL小猪；8月，Xena，雌性 牛:2001年，Alpha和Beta，雄性猫:2001年底，CopyCat（CC），雌性鼠:2002年兔:2003年3-4月分别在法国和朝鲜独立地实现； 骡:2003年5月，爱达荷Gem，雄性；6月，犹他先锋，雄性 鹿:2003年，Dewey 马:2003年，Prometea，（普罗米修斯）雌性 狗:2005年，韩国首尔大学实验队，史纳比 猪:2005年8月8日，中国第一头供体细胞克隆。 克隆的定义： 1963 年J.B.S.Haldane在题为“人类种族在未来二万年的生物可能性”的演讲上采用“克隆(Clone)”的术语。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫“克隆”，这门生物技术叫“克隆技术”，其本身的含义是无性繁殖（中国大陆的翻译），即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。 克隆也可以理解为复制、拷贝和翻倍（港澳台的意译），就是从原型中产生出同样的复制品，它的外表及遗传基因与原型完全相同，但大多行为思想不同。时至今日，“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”，凡是来自同一个祖先，无性繁殖出的一群个体，也叫“克隆”。这种来自同一个祖先的无性繁殖的后代群体也叫“无性繁殖系”，简称无性系。简单讲就是一种人工诱导的无性繁殖方式。但克隆与无性繁殖是不同的。克隆是指人工操作动物繁殖的过程，无性繁殖是指：不经过两性生殖细胞的结合由母体直接产生新个体的生殖方式，常见的有孢子生殖、被子生殖出芽生
生物化学BIOCHEMISTRY 绪论Prolegomena What is BIOCHEMISTRY? CHEMISTRY：the branch of science which deals with the identification of the substances of which matter is composed, the investigation of their properties and the ways in which they interact, combine, and change, and the use of these processes to form new substances Biochemistry: the branch of science concerned with the chemical and physic-chemical processes which occur within living organisms Including: The chemistry of the components in living organisms (static biochemistry) The principles for the chemical changes in living organisms (dynamic biochemistry) The chemistry of metabolism and cell functions (functional biochemistry) 生物化学的主要分支： 按化学的研究范畴划分：生物无机化学（bioinorganic chemistry），生物有机化学（bioorganic chemistry），生物物理化学（biophysical chemistry） 按生物学的研究领域划分：动物生物化学（animal biochemistry），植物生物化学（plant biochemistry），微生物生物化学（microbe biochemistry） 按研究对象划分：蛋白质化学（protein chemistry），核酸化学（nucleate chemistry） 按与生产、生活关系划分：生理生化（physiological biochemistry），工业生化（industrial biochemistry），农业生化（agricultural biochemistry），医药生化（medicinal biochemistry） 生物化学的使命：揭示生命现象的本质，促进生命科学发展；改善人类健康水平和生活质量；促进物种的改良和优化；带动工、农业的发展和变革 分子生物学Molecular biology： 什么是分子生物学：在分子水平上研究生物大分子的结构与功能，从而阐明生命现象本质的科学 主要研究领域：蛋白质体系，蛋白质-核酸体系，蛋白质-脂质体系 分子生物学的三个支柱学科：生物化学，遗传学，微生物学 分子生物学的地位：由学科分支成长为主流前沿，殊途同归的集大成者，生物学科走向统一的前驱 古代生物化学（在化学中萌芽）： 19世纪以前：A.L. Lavoisier, “呼吸作用的本质和燃烧是一样的”；C.W. Scheele, 多种生化物质的分离；J.von.Liebig, 新陈代谢（stoff wechsel)；Hoppe Seyler, 1877年，提出“biochemie”近代生物化学（由静态走向动态）： 19世纪中叶——20世纪50年代，相关学科的蓬勃发展：1804，John Dalton 提出原子论；1859，Port Darwin 进化论；1865，Gregor Mendel 遗传定律；1869，D.L.Mendelyeev 元素周期律 生物化学的发展： 1848, Helmhoitz & Bernard，肝脏的生糖功能；1869，J.F. Michel 分离“核素”（核酸）；1897，Bucher ，酵母榨出液可使蔗糖发酵生成乙醇；1902，D.A. Leeven，从核酸中分离胞嘧啶；1904，Knoop ，脂肪酸的 -氧化；1907，E.H. Fischer ，蛋白质的降解与合成；1912，F.G. Hopkins，确立维生素概念，形成剑桥生物化学学派；1921，F.G.班廷和C.H.贝斯特，分离纯胰岛素；1926，J.B. Sumner 分离脲酶，并证明其是蛋白质；1929，Lohmann & Fiske ，ATP的能量功能；1931，Warburg 制得呼吸酶并研究其生物氧化作用；1937，Krebs，三羧
《生物质能源转化及利用》课程教学大纲 课程名称：生物质能源转化及利用 课程代码：400+ 学分/学时：3学分/51学时 开课学期： 适用专业：热能与动力工程，新能源科学与工程 先修课程：工程热力学、流体力学、传热学 后续课程： 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 课程性质：生物质能源转化及利用是热能与动力工程、新能源科学与工程等专业的一门新兴应用技术基础课程。 教学目标：生物质能是目前世界上继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源，也是今后可再生能源技术的主要利用对象。生物质能也是唯一可储存的可再生能源，而且生物质可以转化为固体燃料、液体燃料和气体燃料，是唯一可全面替代化石能源，在未来建设低碳能源体系和可持续发展社会中将起到十分关键的作用。对我国目前社会经济高速发展、城镇化不断扩大的历史阶段，存在大量的废弃秸秆和城市生活垃圾的清洁处理和资源化利用问题，所以开发利用生物质能不仅是解决化石能源不可持续的问题，也是解决我国社会经济发展所面临的迫切问题，掌握生物质能源转化的基本原理，熟悉生物质能利用技术，是能源工作者必须具备的基本素质，也是作为工程技术人员和管理人员必须具备的基本知识。 本课程由课程知识和课程大作业两部分组成。课程知识以生物质资源、生物质前处理技术、生物质能源转化技术及多元化利用为主线，介绍生物质能基本特征、转化途径及基本原理、利用系统构建等，同时介绍我国在开发利用生物质能方面所面临的问题，以及国际上生物质能发展趋势。课程大作业以我国能源体系为背景，结合我国生物质资源分布的特点和利用问题，针对特定区域的用能需求，提出因地制宜的生物质能利用方案和相应的政策支持，使学生不仅活学活用所学过的基本知识，而且养成全面系统地分析问题和解决问题的综合能力，以及创新思维能力。 二、课程教学内容及学时分配 1.课程知识部分 概述：（3学时）
热解系统 申请人弗兰克·帕索罗布尔斯，CA（美国） 发明者弗兰克·帕索罗布尔斯，CA（美国） 应用编号: 14/105,832 归档时间2013年12月13日 餐厨垃圾高效裂解生产清洁燃气技术本发明公开了用于垃圾热解的系统和方法，系统包括一个主要反应和次要反应。合成气的 主要干馏热解产生，然后混合随着助燃空气并点燃，在反应下，产生能量。碳进入二次反应并通过一个气闸舱从系统排出。
热解系统 工作原理 [001]本发明涉及一种用于热解废物的热解过程中回收热量的系统和方法。 发明背景 [002]废材料，目前不断增加的处理问题。 [003]在过去，垃圾和有毒废物往往被烧毁。然而，由于政府和监管标准的提高，致癌的空气排放潜在着对公众健康的影响，如电池和燃烧传播有毒物质的风险，垃圾焚烧已普遍被抛弃。 [004]在我们的努力下，以热解过程，将提供低排放的燃烧安全和允许从燃烧热取代焚烧垃圾的回收率。 [005]发明参考，描述了一个系统的废物热解。该系统包括一个热氧化裂解装置，联合一个堆栈单元。热解装置包括第一罐布置在燃烧室和设置燃烧室外面二反应。燃烧室供给热量，该粉体的废物是通过第一罐输送。热氧化剂氧化热解气体从第一罐和堆栈单元提供一个方法将热解分析气体通过热氧化。从燃烧室的烟气排放到大气中。 总结 [006]本发明的特征用于裂解系统，包括裂解装置裂解单元的改进，热氧化装置，和一个堆栈单元，例如，在美国专利中所描述的类型为6758150号。如上所述，在热解系统的发明，为防止合成气在排气管中形成堵塞热解装置和烟气排出，气体从热解装置中排出，以恢复它们的热量，并消除烟气对环境的排放。热解装置的这些和其他功能的增强，在商业过程中使用的红外活性，可能会增加热解系统，包括热解装置的能量产率。 [007]一方面，本发明的特征包括热解装置（一）燃烧室包含一个或多个燃烧器的配置产生热烟气；（b）主要的反应，设置在燃烧室，配置为至少部分地裂解原料送到反应，从而产生合成气；和（c）混合室，使合成气和烟气流动。 [008]一些实现可能包括以下几个功能。 [009]该装置可进一步包括（一）烟道气卸管，其具有与燃烧室连通的密封流体连通的第一端，以及与该混合室流体连通的第二端；和（e）设置烟气溢流管内，合成气溢流管具有第一端流体连通的主要反应和流体连通的第二端与混合室。在一些实施方案中，在使用过程中，烟气的救济管道内气体的温度和合成气溢流管在+ / -25华氏度，对烟道气和合成气的温度分别在燃烧室与主罐，合成气卸管外壁和烟道气卸管内壁之间的间隙可以选择这样的流动性，在使用过程中的气体流速约30至60英尺/秒。 [010]某些情况下，长轴的合成气补救设置管道通常垂直于水平面通过一长轴主要反应。烟道气卸管长轴最好也设置一般垂直于水平面，在这种情况下，两管长轴一般可共线，[011]该装置还可包括在混合室中的混合隔板和分配锥，其配置为在混合室中的直接气体。该装置还可包括燃烧作为入口和加力元定位锥下游分布。 [012]该装置还可以包括热氧化室流体连通的混合室和加力系统设置在热氧化室。在某些情况下，一个前与热氧化室流体连通的膨胀室。多个混合隔板可以设置在膨胀室中。风机可设置扩展下游在室内，风机被配置在膨胀室抽真空，热氧化室，混合室。 [013]该装置还可以包括一次反应流体连通的反应和配置从主反应中接收固体残留物。二次反应最好安装在膨胀锡安辊使主要反应和次要反应相对运动。这种安装技术允许二次反应和主要反应是由刚性管道连接。 [014]在另一方面，本发明提供了利用本发明的设备的方法。例如，本发明方法包括（a）提供原料的一个主要的反应，设置在燃烧室中包含一个或多个燃烧器；（b）利用燃烧器产生的热烟气，从而至少部分裂解原料，生成合成气；和（C）绘制的烟道气和合成气进入混合室采用负压的主要反应和燃烧室。 [015]该方法的一些实现可能包括以下几个功能的一个或多个。 [016]该方法可进一步包括通过烟道气卸管排出燃烧室中的烟道气体，该烟道气卸管具有与燃烧室连通的密封流体连通的第一端部D流体连通的第二端与混合室；和（e）排气从合成
生化实验五大技术 一.分光光度技术 1.定义:根据物质对不同孩长的光线具有选择性吸收,每种物质都具有其特异的吸收光语。而建立起来的一种定t 、定性分析的技术。 2.基本原理:（图1-1光吸收示意） 透光度T=It/lo 吸光度A=lg(lo/ I1) 朗伯-比尔(lambert-Beeri)定律:A=KLc K 为吸光率，L 为溶液厚度(em), c 为溶液浓度 (mol/L)] 摩尔吸光系数日ε:1摩尔浓度的溶液在厚度为 I.cm 的吸光度。 c=A/ε 3. 定量分析: (1)标准曲线(工作曲线)法 (2) 对比法元-KCLCx (3)计算法: e=A/ε (4)差示分析法(适用于浓度过浓成过稀) (5) 多组分湖合物测定 4.技术分类 分子吸收法&原子吸收法:
可见光(400-760 nm) &紫外光(200~ 40m) &红外光(大于760 nm)分光光度法； 5.应用方向 有机物成分分析&结构分析红外分光光度法测定人体内的微量元囊原子吸收分光光度法 二电脉技术 1.定义:带电荷的供试品在情性支持介质中，在电场的作用下，向其对应的电 极方向按各自的速度进行脉动。使组分分离成族窄的区带，用透宜的检洲方法记录其电泳区带图请或计算其百分含量的方法。 2.基本原理: 球形质点的迁移率与所带电成正比，与其半径及介质粘度成反比。v=Q/6xrη 3.影响电泳迁移率的因素: 电场强度电场强度大，带电质点的迁移率加速 溶液的PH值: 溶液的pH离pl越远，质点所带净电荷越多，电泳迁移幸越大 溶液的离子强度:电泳液中的高子浓度增加时会引起质点迁移率的降低 电渗:在电场作用下液体对于固体支持物的相对移动称为电渗 4:技术分类: 自由电泳(无支持体) 区带电泳(有支持体):法纸电泳(常压及高压)，博层电泳(薄膜及薄板).凝波电泳(琼脂，琼脂糖、淀粉胶、柔丙烁配胶凝胶)等 5. 电泳分析常用方法及其特点: 小分子物质滤纸、纤维素、硅胶薄膜电泳复杂大分子物质凝胶电泳 ⑴醋酸纤维素薄膜电泳 ①这种薄顺对蛋白质样品吸阴性小，消除纸电沫中出现的“拖尾”现象 ②分离理应快，电泳时间短 ③样品用最少: ④经过冰最酸乙醉溶液或其它看明液处理后可使膜透明化有利丁对电泳图潜的光吸收措测店和爱的长期保 ------别适合于病理情况下微量异常蛋白的检测(胰岛素、游菌酶、胎儿甲种球
1. 能源：可再生能源与不可再生能源；清洁能源：风能、太阳能、 水能等。 生物质能：是直接或间接地通过绿色植物的光合作用，把太阳能转化为化学能的形式固定和储存在生物体内的能量。 生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸 秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生性。低污染性。广泛分布性。 2. 生物质主要化学组成有纤维素、半纤维素和木质素以及少量的灰 分和提取物。 纤维素：是由β-D-葡萄糖基通过1，4-β糖苷键连接起来的线型高分子化合物， 半纤维素：是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，包括木糖、阿拉伯糖和半乳糖等。 木质素：是苯丙烷类结构单元通过碳-碳键和氧桥键连接而成的的无定型且具有网状结构的芳香族聚合物， 半纤维素热性质最不稳定，因为半纤维素有支链结构 木质素具有芳环结构，碳元素含量高，因此热稳定性高，热值高 热解产物：挥发分；焦炭 水解产物： 3. 生物质压缩成型：p31-33 影响成型的因素：温度、水分、颗粒大小、成型压力、原料种类 生物质压缩成型技术按成型加压的方法分，螺旋挤压式、活塞冲压式、辊模碾压式 辊模碾压式采用湿压（冷压）成型工艺，螺旋挤压式、活塞冲压式采用热压成型工艺 工艺：常温湿压成型、热压成型、炭化成型、冷压成型。 成型燃料燃烧和散状燃烧有什么不同？p41 典型热压成型工艺流程：生物质原料→粉碎→干燥→成型→冷却→筛分→包装 4. 生物质直接燃烧：秸秆、垃圾等生物质完全燃烧，产生的热量主 要用于发电或集中供热
班级姓名学号 第十四届学术科技节之生物化学实验技能大赛初赛试卷将正确答案按题号填写到下列表格中：
一、判断题（每题1分，共30题） 1.（）90%乙醇是指100ml乙醇中含有90g乙醇。 2.（）6.78950修约为四位有效数字是：6.790。 3.（）滴定分析中，为了减少滴定管读数误差，滴定体积越大越好。 4.（）酸式滴定管既可以用来盛装酸类溶液，也可以盛装氧化性溶液。 5.（）抽样检查中，抽取的样本数越多越好。 6.（）采样时必须注意样品的生产日期、批号、代表性和均匀性。 7.（）我国化学试剂分为优级纯、分析纯、化学纯和实验试剂。 8.（）天平的分度值越大灵敏度越高。 9.（）使用干燥箱时，试剂和玻璃仪器应该分开烘干。 10.（）在使用酒精灯时，当灯内的酒精少于1/3时也没有关系，当不用灯时，直接把灯帽盖上就可以了。 11.（）酵母菌发酵糖时，通常会产生二氧化碳。 12.（）革兰氏染色时最好选择处于稳定期的微生物细胞进行染色。 13.（）使用高压灭菌器时，在冷气排尽后，压力上升至15磅，温度是121℃。 14.（）若在紫外光区对样品进行分光光度分析，应使用玻璃比色皿。 15.（）用漏斗过滤时漏斗中的液面不要超过滤纸的 2/3。 16.（）配制盐酸标准滴定溶液可以采用直接配制方法。 17.（）金属离子指示剂H3In与金属离子的配合物为红色，它的H2In呈蓝色，其余存在形式均为橙红色，则该指示剂适用的酸度范围为pKa1 常用分子生物学技术的原理及其应用 一、选择题 （一）A 型题 1 ．分子杂交实验不能用于 A ．单链DNA 与RNA 分子之间的杂交 B ．双链DNA 与RNA 分子之间的杂交 C ．单链RNA 分子之间的杂交 D ．单链DNA 分子之间的杂交 E ．抗原与抗体分子之间的杂交 2 ．关于探针叙述错误的是 A ．带有特殊标记 B ．具有特定序列 C ．必须是双链的核酸片段 D ．可以是基因组DNA 片段 E ．可以是抗体 3 ．下列哪种物质不能用作探针 A ．DNA 片段 B ．cDNA C ．蛋白质 D ．氨基酸 E ．RNA 片段 4 ．印迹技术可以分为 A ．DNA 印迹 B ．RNA 印迹 C ．蛋白质印迹 D ．斑点印迹 E ．以上都对 5 ．PCR 实验延伸温度一般是 A ．90 ℃ B ．72 ℃ C ．80 ℃ D ．95 ℃ E ．60 ℃ 6 ．Western blot 中的探针是 A ．RNA B ．单链DNA C ．cDNA D ．抗体 E ．双链DNA 7 ．Northern blotting 与Southern blotting 不同的是 A ．基本原理不同 B ．无需进行限制性切酶消化 C ．探针必须是RNA D ．探针必须是DNA E ．靠毛细作用进行转移 8 ．可以不经电泳分离而直接点样在NC 膜上进行杂交分析的是 A ．斑点印迹 B ．原位杂交 C ．RNA 印迹 D ．DNA 芯片技术 E ．DNA 印迹 9 ．下列哪种物质在PCR 反应中不能作为模板 A ．RNA B ．单链DNA C ．cDNA D ．蛋白质 E ．双链DNA 10 ．RT-PCR 中不涉及的是 A ．探针 B ．cDNA C ．逆转录酶 D ．RNA E ．dNTP 11 ．关于PCR 的基本成分叙述错误的是 A ．特异性引物 B ．耐热性DNA 聚合酶 C ．dNTP D ．含有Zn 2+ 的缓冲液 E ．模板 12 ．DNA 链末端合成终止法不需要 A ．ddNTP B ．dNTP C ．引物标记 D ．DNA 聚合酶 E ．模板 13 ．cDNA 文库构建不需要 A ．提取mRNA B ．限制性切酶裂解mRNA C ．逆转录合成cDNA D ．将cDNA 克隆入质粒或噬菌体 E ．重组载体转化宿主细胞 14 ．标签蛋白沉淀是 A ．研究蛋白质相互作用的技术 B ．基于亲和色谱原理 C ．常用标签是GST D ．也可以是6 组氨酸标签 E ．以上都对 15 ．研究蛋白质与DNA 在染色质环境下相互作用的技术是 A ．标签蛋白沉淀 B ．酵母双杂交 C ．凝胶迁移变动实验 D ．染色质免疫沉淀法 E ．噬菌体显示筛选系统 生物质转化技术 1介绍 木质纤维素原料可以用来生产酒精，是一种能替代有限的石油资源的能源。淀粉类粮食作物生产的燃料酒精已经替代部分汽油成为汽车的能源。然而与石油燃料相比较，生产成本相对较高。以玉米淀粉为基础原料来生产酒精，由于受土地限制产量是不可能大幅度增加的。一种低成本酒精生产的潜在的原料，就是利用木质纤维原料，如农作物残渣、草、碎木片、木屑和动物的固体排泄物等。由于生物精练厂替代了炼油厂，作为再生能源的碳水化合物的原料转化成碳氢化合物可以更有益于社会和环境保护。以生物质为基础的酒精生产，其转化过程主要有2部分：木质纤维生物质中的纤维素被水解生成还原糖和用还原糖的发酵来生产酒精。当前由木质纤维原料来生产酒精存在的主要问题是水解过程中产量低，生产成本高。目前在这方面的研究已取得一些成果。首选的方法是对生物质原料进行热的化学预处理和用酶水解，经过预处理的原料成为可转化成酒精的发酵糖。预处理的研究是集中在缩短微生物转化的时间，减少纤维素酶的用量和提高酒精的产率等方面。纤维素酶的研究则集中在开发高效、高热稳定性、与其他酶混合所产生的协同增效作用来满足终端用户的需要。对于能将生物质糖转化成酒精和其他生物产品的高活性的发酵微生物也正在被开发利用。相信不久的将来，会出现生物质酒精生产的投资和建工厂(图1)。 木质纤维原料的预处理可以除去木质素和半纤维素，能够明显提高纤维素的水解水平；应用适合的纤维素酶也能够提高水解水平；边糖化边发酵的工艺能有效地减少对于纤维素酶活性有抑制作用的葡萄糖含量，这样就能够提高生产量和纤维素水解的速度。 生物质的酶法水解由于具有低能耗、产品专一并符合政府的环保政策而成为将来发展的主要手段。目前的纤维素酶由于其活性和稳定性水平使得其制造成本过高而阻碍着对生物质的水解应用。开发高效活性并稳定的纤维素酶成为酶制剂研究领域的必然。 木质纤维性物质含有纤维素(38%～50%)，半纤维素(23%～32%)，多酚性木质素(15%～25%)以及其他的可以提取的成分。 2木质纤维原料生产酒精的工艺技术 虽然有大量的原料可以利用，但是在工业上将生物质转化的最大挑战是降低操作成本。主要是预处理过程和酶制剂的成本，以及新的更有效的酵母。 2.1木质纤维原料的预处理 预处理的目的是去除木质素和半纤维素，减少纤维素的结晶度和增加原料的多孔性。成功的预处理必须满足以下需要： ?产生大量可被酶分解的多糖(如：打开纤维素的结构，使酶可以进行作用)； ?低固定资产投入(压力，建筑材料)； ?低能量消耗； ?从纤维素分解的C6糖的含量高； 生物质能源化学转化技术与应用研究进展 摘要随着全球能源的紧缺和化石燃料使用带来的环境污染的加剧，生物质作为可替代化石能源的可再生能源之一，其使用范围越来 越广泛。介绍了生物质及生物质能的基本概念。综述了生物质能的直接燃烧。气化。液化。热解等热化学转化技术，并对这些技术的应 用与前景进行了阐述。针对生物质能在转化和利用中存在的问题，提出了相应的解决措施。关键词环境污染; 生物质; 化学转化 能源是现代社会赖以生存和发展的基础，能源的供给能力密切关系着国民经济的可持续发展，是国家战略安全保障的基础之一。我国目前主要能源来自于煤。石油。天然气等化石能源，化石能源作为一次性能源，其燃烧造成空气污染，大气变暖。海平面上升和酸雨等环境问题。国务院能源研究所对未来15年内能耗总量的预测，2020 年煤炭采耗30亿t，我国煤资源 还能维持数十年，而我国的石油需求将达到4.5-6.0亿t，进口依存度将超过50%;30-40年内，石油资源将无法满足人类的需要，还有天然气缺口367亿m^3。因此，迫切需要一种新的清洁可再生能源来代替化石能源。我国有丰富的可再生能源资源且种类齐全，从生物质能。水能。风能。太阳能热和发电到地热，已经实现可再生能源供应多元化。但是，由于水能和地热能有地域限制，全面发展很困难; 我国大型风力发电机的设计和制造与国际先进技术相比还存在一定差距，主要问题是单机容量小。关键技术依赖进口。零部件质量有待提高; 太阳能光伏发电技术发电成本大约是我国常规电力成本的10倍左右，在我国太阳能光伏发电主要用于解决新疆。西藏等偏远无电离网地区的居民用电。然而，生物质能是可再生且不会增加温室气体的低硫燃料，还可减少环境公害，与其他可再生能源相比，利用技术上的难题较少。因此，从生物质能的特点看，开发和使用生物质能源，符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。 1生物质和生物质能 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物以及农林废弃物和城市固体有机垃圾等。生物质的硫含量、氮含量低，燃烧过程 生成的SO 2、NO X 较少，由于其CO 2 的排放量与其生长时吸收的量相当，可有效减 轻温室效应和环境污染。生物质能是以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用。地球上的植物每年通过光合作用合成大约1400-1800Gt的干生物质，其中蕴含的能量可达目前全球每年总能耗的 10 倍，在世界能耗中生物质能约占14%，在不发达地区占60%以上。全世界约20 亿人90%以上的生活能源是生物质能。我国生物质能资源量每年4.87亿t油当量，其中有约3.7亿t可用于发电和供热，占总量的76%。目前全球生物质能消费量仅次于煤、石油、天然气，居第四位。生物质能具有许多优点:生物质能资源分布十分广泛，远比石油丰富，且可不断再生;从生物质能资源中提取或转化得到的能源载体更具有市场竞争力;开发生物质能源资源，可以促进经济发展，提高就业机会，具有经济与社会双重效益; (在贫瘠或被侵蚀的土地上种植能源作物或植被，可以改良土壤。改善生态环境。提高土地的利用程度。城市内燃机车辆使用从生物质资源提取或生产出的甲醇。液态氢，有利于环境保护。生物质能的开 生物质利用技术 世界上生物质能源的开发利用技术，长期以来主要是采用直接燃烧，尽管经过不断的技术改造，利用效率仍很低。为了提高效率、方便运输、贮存如多功能使用生物质能源，减少直接燃烧造成的环境污染，近几十年来，不少国家，尤其是经济发达国家，大力研究、开发利用生物质转型优化的能源技术，也就是将低品位的生物质能源转变成液体、气体、固化、电力等形式的优质新能源的技术以及高效节能技术，并开发种植“石油”植物，增加生物质能源的资源储备。 一、生物质热解综合技术 该项技术是生物质在反应器中完全缺氧或只提供有限氧和不加催化剂条件下，高温分解为生物炭、生物油和可燃气的热化学反应过程。可热解的生物质非常广泛，农业、林业和加工时废弃的有机物，都可以作为热解的原料。生物质热解后，其能量的80%-90%转化为较高品位的燃料，有很高的商业价值。农业、林业废弃生物质热解产生的固体和液体燃料燃烧时不冒黑烟，废气中含硫量低，燃烧残余物很少，减少了对环境的污染。分选后的城市垃圾和废水处理生成的污泥经热解后，体积大为缩小，臭味、化学污染和病原菌被除去在消除公害的同时，获得了能源。 热裂解工艺有以下3种类型。 1、慢速热解（烧炭法）：主要用于烧木炭业。将木材放在种型式的窑内，在隔绝空气的情况下，加热烧成木炭。一个操作期一般要几天，可得到原料重量30%- 35%的木炭，烧木炭法也称木材干馏或碳化。低温干馏的加热温度为50 0-580℃，中温干馏温度为660-750℃，高温干馏温度为900-1100℃。 2、常规热解：是将生物质原料通过常规热解的装置，一般要经过几个小时的热解，可得到原料重量20%-25%的生物炭、10%-20%的生物油。 3、快速热解：是将磨细的生物质原料在快速热解装置中进行，过程经历的时间很短，只有几秒钟，热解产物中生物油的比率明显提高，一般可以达到原料重量的40%-60%，快速热解过程需要的热量以热解产生的部分气体为热源供应。 另外，国内外正在研究“闪激加热”热解气化技术，加热速率越高，热解所获得的气态和液态的燃料产品率越高。 热解所用原料和工艺不同，所得生物炭、生物油和燃料气3种产品的比率及其热值也有差异。 二、生物质液化技术 该技术是以生物质为原料，制取液体燃料的工艺。将生物质转化为液体燃料使用，是有效利用生物质能的最佳途径。其转换方法可分为热化法、生化法、机械法和化学法。生物质液化的主要产品是醇类和生物柴油。 醇类是含氧的碳氢化合物，其分子式为R-OH，其中R表示烷基。常用是甲醇和乙醇。甲醇可用木质纤维素经蒸馏获得，亦可将生物质气化产物一氧化碳与氢经催化反应合成。生产甲醇的原料比较便宜，但设备投资较大。乙醇可由生物质热解产物乙炔与乙烯合成制取，但能 21-生物化学习题与解析--常用分子生物学技术的原理及其应用 常用分子生物学技术的原理及其应用 一、选择题 （一） A 型题 1 ．分子杂交实验不能用于 A ．单链 DNA 与 RNA 分子之间的杂交 B ．双链 DNA 与 RNA 分子之间的杂交 C ．单链 RNA 分子之间的杂交 D ．单链 DNA 分子之间的杂交 E ．抗原与抗体分子之间的杂交 2 ．关于探针叙述错误的是 A ．带有特殊标记 B ．具有特定序列 C ．必须是双链的核酸片段 D ．可以是基因组 DNA 片段 E ．可以是抗体 3 ．下列哪种物质不能用作探针 A ． DNA 片段 B ． cDNA C ．蛋白质 D ．氨基酸 E ． RNA 片段 4 ．印迹技术可以分为 A ． DNA 印迹 B ． RNA 印迹 C ．蛋白质印迹 D ．斑点印迹 E ．以上都对 5 ． PCR 实验延伸温度一般是 A ．90 ℃ B ．72 ℃ C ．80 ℃ D ．95 ℃ E ．60 ℃ 6 ． Western blot 中的探针是 A ． RNA B ．单链 DNA C ． cDNA D ．抗体 E ．双链 DNA 7 ． Northern blotting 与 Southern blotting 不同的是 A ．基本原理不同 B ．无需进行限制性内切酶消化 C ．探针必须是 RNA D ．探针必须是 DNA E ．靠毛细作用进行转移 8 ．可以不经电泳分离而直接点样在 NC 膜上进行杂交分析的是 A ．斑点印迹 B ．原位杂交 C ． RNA 印迹 D ． DNA 芯片技术 E ． DNA 印迹 9 ．下列哪种物质在 PCR 反应中不能作为模板 A ． RNA B ．单链 DNA C ． cDNA D ．蛋白质 E ．双链 DNA 10 ． RT-PCR 中不涉及的是 A ．探针 B ． cDNA C ．逆转录酶 D ． RNA E ． dNTP 11 ．关于 PCR 的基本成分叙述错误的是 A ．特异性引物 B ．耐热性 DNA 聚合酶 C ． dNTP D ．含有 Zn 2+ 的缓冲液 E ．模板 12 ． DNA 链末端合成终止法不需要 A ． ddNTP B ． dNTP C ．引物标记 D ． DNA 聚合酶 E ．模板 13 ． cDNA 文库构建不需要 A ．提取 mRNA B ．限制性内切酶裂解 mRNA C ．逆转录合成 cDNA D ．将 cDNA 克隆入质粒或噬菌体 E ．重组载体转化宿主细胞 14 ．标签蛋白沉淀是 A ．研究蛋白质相互作用的技术 B ．基于亲和色谱原理 C ．常用标签是 GST D ．也可以是 6 组氨酸标签 E ．以上都对 15 ．研究蛋白质与 DNA 在染色质环境下相互作用的技术是 A ．标签蛋白沉淀 B ．酵母双杂交 C ．凝胶迁移变动实验 D ．染色质免疫沉淀法 E ．噬菌体显示筛选系统 16 ．动物整体克隆技术又称为 A ．转基因技术 B ．基因灭活技术 C ．核转移技术 D ．基因剔除技术 生物质热化学液化研究现状 刘孝碧 中国农业大学工学院，北京，100083 Email:xiaobi_2002@https://www.doczj.com/doc/c16858924.html, 摘要：随着化石能源的枯竭和人类对全球性环境问题的关注，生物质资源以其可再生、资源丰富、分布广泛、CO2 零排放等优点日益成为国内外众多学者研究的热点。物质热化学转化方式可分为气化、热解液化和直接液化。生物质直接液化又可分为超临界萃取、高压液化和HTU（Hydro thermal upgrading process）液化。本文将综述近年来国内外生物质热化学液化技术的最近进展。 关键词：生物质；热解；气化；液化 0引言 生物质是地球上数量最丰富的可再生性资源。全球每年光合作用的产物高达1500-2000 亿吨[1]。生物质能源主要包括农作物秸秆及副产品、林业作物、水生植物及城市固体废弃物。目前这些生物质能源还没有得到很好的开发，有些甚至还造成严重的环境污染, 如秸秆就地焚烧、农产品加工业排放废物、城市丢弃有机垃圾等。仅我国每年的各种农林废弃物就有近十亿吨, 工业纤维性废渣数千万吨。从我国国情来看，一方面我国缺油少气，能源资源人均拥有量只有世界人均拥有量的十分之一，能源形势十分严峻[2]。另一方面可再生生物质资源特别是农作物秸秆却大量闲置浪费，甚至造成社会、环境问题。因此，从保护生态环境、人类资源出发，开发高效的生物质转化技术，生产可降解的高分子材料及燃料有着重大社会生态意义。 生物质转化工艺主要可分为四大类，分别为直接燃烧、热化学转化、生物化学法和农业化学法[3]。生物质热化学转化技术是一种很有前途的技术，通过热化学转化过程，可将生物质最大限度地转化为液体燃料也可作为化工原料，产品的能量密度高、附加值大、储运方便。热化学转化可分为气化、裂解液化和直接液化，我们将裂解液化和直接液化所得的液相产物成为生物原油。生物原油还需要进一步精炼，才能作为燃料油使用，因此成本提高，使其无法与石油竞争。但随着化石能源的耗竭，以及科学技术的进步，生物质液化技术的日趋成熟，生物原油作为液体燃料和化工原料将有着广阔的市场。 1生物质热化学液化研究进展 1.1气化 生物质气化技术形式多样，目前主要有沼气发酵技术和热解技术。这里我们主要介绍一下热解技术。生物质气化技术，是生物质原料在缺氧状态下燃烧和还原反应的能量转换过程，它可以将固体生物质原料转换成为使用方便而且清洁的可燃气体。生物质由碳、氢、氧等元素和灰分组成。当它们被点燃，只供应少量空气，并且控制其反应过程，使碳、氢元素变成由一氧化碳、氢气、甲烷等组成的可燃气体，秸秆中大部分能量都转移到气体中，这就是气 - 1 -21生物化学习题与解析--常用分子生物学技术的原理及其应用
生物质转化技术
生物质能源化学转化技术与应用研究进展
生物质利用技术
21-生物化学习题与解析--常用分子生物学技术的原理及其应用
生物质热化学液化研究现状
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