第2章 资源生物学 生物质资源ppt课件
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生物活性物质特点：
Ø 含量少 Ø 生物活性高 Ø 代谢速度快
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初级代谢产物 生物细胞通过光合作用糖类代谢和柠檬酸代谢生成的生 物体生存繁殖所必需的化合物（如糖类、氨基酸、脂肪 酸、核酸及其聚合衍生物、乙酰辅酶A等。）
次级代谢产物 以某些初级代谢产物为起始原料，通过一系列特殊生物 化学反应生成的化合物，如萜类、甾体、生物碱多酚类 等。
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二、生物质直接燃烧和固体燃料
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三、生物质液体燃料及相关资源
(一)生物质液化及其资源 (二)生物质液体燃料及其货源 (三)燃料乙醇及其资源 (四)生物柴油及其资源
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四、生物质气化和沼气资源
(一)生物质气化及其资源 (二)沼气及其资源
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第七节 生物质材料
生物质材料 是指在工业化水平上的初级生物质或天然生物材 料的柱料化应用，即通过物理、化学和生物等手 段,对生物质进行加工、改性、制备或聚合之后获 得的新材料；其中最重要的环节是生物质与其他 材料的复合,获得新的材料特性。
生物质就是有机质，其特征是直接或间接来自太阳能， 最初由光合作用形成，并衍生而成。
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生物质包括所有的植物、动物、微 生物形成的有机质,以及以植物和 微生物为食物的动物及其生产的有 机排泄物和副产物,在严格意义上 生物质还包括人类的生产生活所产 生的所有有机质。
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随着生物科技的进步，越来越多的有机质通过工程化手 段和人工合成获得，这些人工合成的有机质也是生物质。
质素的含量不同。
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木质纤维素不仅是自然界分布最广泛、存量丰富的生物 质,更是其他生物质产生的主要物质基础;人类活动首先 也依赖于对木质纤维素的直接利用和开发。
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二、木质纤维素的功能
(一)木质纤维素的储存功能 (二)木质纤维素的结构功能
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第二节 生物活性物质
一、生物活性物质的内涵 生物活性物质( bioactive substance或 bioactivator) 是指来自生物体内的对生命过程有调控作用的微量或少量 物质。
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焚烧处理方式技术原理示意图
资源化技术处理可生产的各类资源性产品
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加工副产品的综合利用
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三、加工副产物的工业化利用
(一)能源化利用 (二)资源性产品 (三)基质化利用 (四)加工副产物资源化利用的展望
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第六节 生物质能和能源生物质
一、生物质能的定义
生物质能( biomass energy)是以生物质为载体的 能量,即蕴含在生物质中的化学能,其最初来源是 绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能形式 面储存在生物质内部的能量。
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二、生物活性物质的种类
(一)氨基酸与蛋白质类生物活性物质 (二)糖类活性物质 (三)油脂类活性物质 (四)其他生物活性物质
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第三节 动物和微生物源生物质
一、动物源生物质的内涵
动物源生物质的物质基础即动物自身各种专业化的细 胞和组织，如具有防御功能、支持与运动功能、代谢 与运输功能的各类细胞或组织。不同性质的细胞具有 不同的结构组成，造成它们组成不同的分子和元素是 其应用的物质基础。
生态环境与资源学院
the College of Ecological Environment and Resources
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第二章 生物质资源
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生物质是资源生物利用的物质基础。生物质主要有结构 物质、能源物质、活性物质和代谢产物等物质类型。 在生物质资源中可以开发出相应的工业用途的生物质材 . 料、医药用途的活性药物和生活用途的生物质能。
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动物源生物质生态功能
另外，动物作为自然生态系统中的一环，其自身也承 担生态系统运行的物质转运和能量传递的功能，其生 态学价值也是动物源生物质的外延服务功能。
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二、动物源生物质的价值
1动物毛皮 4,动物血液 2动物内脏 5.动物油脂 3.动物骨骼 6.蛋壳
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三、微生物源生物质 (一)单细胞蛋白 1.单细胞蛋白的定义 Ø 单细胞蛋白，也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料
及石油废料人工培养的微生物菌体。 Ø 因而，单细胞蛋白不是一种纯蛋白质，而是由蛋白质、
脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、 维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。 Ø 单细胞蛋白中重要的是酵母蛋白、细菌蛋白和藻类蛋白 . ，它们的化学组成中一般以蛋白质、脂肪为主。
2. 单细胞蛋白具有以下优点： Ø 第一，生产效率高，比动植物高成千上万倍，这主要是因为微生
.Fra Baidu bibliotek
狭义的生物活性物质 Ø 从生物质中提取获得的一类对人体、动物、植物或微生
物具有显著调控作用的天然组分，这种组分对产生它的 生物体无显著作用，但对其他生物体的生命活动却有影 响，尤其是对改善人类健康有积极功效。 Ø 这类生物活性物质往往是产业化追求的目标，可通过提 取，改性、修饰、转化成为具备产业价值的活性物质。
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3.单细胞蛋白的用途 Ø 广泛用于食品加工和饲料中。单细胞蛋白不仅能制成“人造肉”，供人
们直接食用，还常作为食品添加剂，用以补充蛋白质或维生素、矿物质 等。 Ø 由于某些单细胞蛋白具有抗氧化能力，使食物不容易变质，因而常用于 婴儿粉及汤料、作料中。 Ø 干酵母的含热量低，常作为减肥食品的添加剂。 Ø 单细胞蛋白还能提高食品的某些物理性能，如意大利烘饼中加入活性酵 母，可以提高饼的延薄性能。 Ø 酵母的浓缩蛋白具有显著的鲜味，已广泛用作食品的增鲜剂。单细胞蛋 . 白作为饲料蛋白，也在世界范围内得到了广泛应用。
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思考题
1.为什么说木质纤维素是最基本的生物质? 2.请分别简述纤维素和木质素的特点。 3.请举例说明生物质材料化利用的前景与 意义。 4.自然界目前含量最多的动物生物质是什 么,目前有哪些用途? 5.请简述生物质资源加工副产物如何进行 资源化利用。 6.请简述生物活性物质产业化利用的关键 技术有哪些。
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作业题
1. 为什么说木质纤维素是最基本的生物质? 2. 贝壳是否属于生物质资源？请说说你的理由
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第一节 木质纤维素
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一、木质纤维素的特点
u 木质纤维素( lignocellulose)是指植物细胞死亡后剩余 的细胞壁成分,主要包括纤维素、半纤维素和木质素, 同时还有少量的低分子物质和灰分,后者是生物基矿 物质。
u 在广义上,植物体形成的生物质,通称为木质纤维素。 u 不同植物来源的木质纤维素中纤维素、半纤维素和木
物的生长繁殖速率快。 Ø 第二，生产原料来源广，一般有以下几类：①农业废物、废水，
如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加 工废水；②工业废物、废水，如食品、发酵工业中排出的含糖有 机废水、亚硫酸纸浆废液等；③石油、天然气及相关产品，如原 油、柴油、甲烷、乙醇等；④H2、CO2等废气。 Ø 第三，可以工业化生产，它不仅需要的劳动力少，不受地区、季 节和气候的限制，而且产量高，质量好。
(二)能源微生物 1.微生物与沼气 2.微生物与燃料乙醇 3.微生物油脂 4.微生物质能的应用前景 (三)微生物生物质的材料化利用 (四)微生物生物质的生物医药利用
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第四节 加工副产物 一、加工副产物的资源现状 加工副产物及其资源量 加工副产物的特点
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二、加工副产物的无害化处理 对于加工副产物,其无害化处理方式主要有焚烧、填埋和堆肥化处 理等。
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一、纸浆与包装材料 二、天然纤维复合材料 (一)木塑复合材料 (二)木质纤维素的预处理 (三)木塑复合材料的配料和辅料 (四)秸塑复合材料
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三、其他材料的生物质 主要包括淀粉和粮食作物、天然橡胶、甲壳素及其衍生 物、动物油脂、蛋白质及聚氨基酸、牛奶纤维等。 (一)淀粉及其材料化用途 (二)橡胶 (三)动物油脂 四、生物炭和活性炭 五、生物基矿物质
生物活性物质特点：
Ø 含量少 Ø 生物活性高 Ø 代谢速度快
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初级代谢产物 生物细胞通过光合作用糖类代谢和柠檬酸代谢生成的生 物体生存繁殖所必需的化合物（如糖类、氨基酸、脂肪 酸、核酸及其聚合衍生物、乙酰辅酶A等。）
次级代谢产物 以某些初级代谢产物为起始原料，通过一系列特殊生物 化学反应生成的化合物，如萜类、甾体、生物碱多酚类 等。
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二、生物质直接燃烧和固体燃料
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三、生物质液体燃料及相关资源
(一)生物质液化及其资源 (二)生物质液体燃料及其货源 (三)燃料乙醇及其资源 (四)生物柴油及其资源
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四、生物质气化和沼气资源
(一)生物质气化及其资源 (二)沼气及其资源
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第七节 生物质材料
生物质材料 是指在工业化水平上的初级生物质或天然生物材 料的柱料化应用，即通过物理、化学和生物等手 段,对生物质进行加工、改性、制备或聚合之后获 得的新材料；其中最重要的环节是生物质与其他 材料的复合,获得新的材料特性。
生物质就是有机质，其特征是直接或间接来自太阳能， 最初由光合作用形成，并衍生而成。
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生物质包括所有的植物、动物、微 生物形成的有机质,以及以植物和 微生物为食物的动物及其生产的有 机排泄物和副产物,在严格意义上 生物质还包括人类的生产生活所产 生的所有有机质。
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随着生物科技的进步，越来越多的有机质通过工程化手 段和人工合成获得，这些人工合成的有机质也是生物质。
质素的含量不同。
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木质纤维素不仅是自然界分布最广泛、存量丰富的生物 质,更是其他生物质产生的主要物质基础;人类活动首先 也依赖于对木质纤维素的直接利用和开发。
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二、木质纤维素的功能
(一)木质纤维素的储存功能 (二)木质纤维素的结构功能
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第二节 生物活性物质
一、生物活性物质的内涵 生物活性物质( bioactive substance或 bioactivator) 是指来自生物体内的对生命过程有调控作用的微量或少量 物质。
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焚烧处理方式技术原理示意图
资源化技术处理可生产的各类资源性产品
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加工副产品的综合利用
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三、加工副产物的工业化利用
(一)能源化利用 (二)资源性产品 (三)基质化利用 (四)加工副产物资源化利用的展望
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第六节 生物质能和能源生物质
一、生物质能的定义
生物质能( biomass energy)是以生物质为载体的 能量,即蕴含在生物质中的化学能,其最初来源是 绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能形式 面储存在生物质内部的能量。
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二、生物活性物质的种类
(一)氨基酸与蛋白质类生物活性物质 (二)糖类活性物质 (三)油脂类活性物质 (四)其他生物活性物质
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第三节 动物和微生物源生物质
一、动物源生物质的内涵
动物源生物质的物质基础即动物自身各种专业化的细 胞和组织，如具有防御功能、支持与运动功能、代谢 与运输功能的各类细胞或组织。不同性质的细胞具有 不同的结构组成，造成它们组成不同的分子和元素是 其应用的物质基础。
生态环境与资源学院
the College of Ecological Environment and Resources
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第二章 生物质资源
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生物质是资源生物利用的物质基础。生物质主要有结构 物质、能源物质、活性物质和代谢产物等物质类型。 在生物质资源中可以开发出相应的工业用途的生物质材 . 料、医药用途的活性药物和生活用途的生物质能。
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动物源生物质生态功能
另外，动物作为自然生态系统中的一环，其自身也承 担生态系统运行的物质转运和能量传递的功能，其生 态学价值也是动物源生物质的外延服务功能。
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二、动物源生物质的价值
1动物毛皮 4,动物血液 2动物内脏 5.动物油脂 3.动物骨骼 6.蛋壳
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三、微生物源生物质 (一)单细胞蛋白 1.单细胞蛋白的定义 Ø 单细胞蛋白，也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料
及石油废料人工培养的微生物菌体。 Ø 因而，单细胞蛋白不是一种纯蛋白质，而是由蛋白质、
脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、 维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。 Ø 单细胞蛋白中重要的是酵母蛋白、细菌蛋白和藻类蛋白 . ，它们的化学组成中一般以蛋白质、脂肪为主。
2. 单细胞蛋白具有以下优点： Ø 第一，生产效率高，比动植物高成千上万倍，这主要是因为微生
.Fra Baidu bibliotek
狭义的生物活性物质 Ø 从生物质中提取获得的一类对人体、动物、植物或微生
物具有显著调控作用的天然组分，这种组分对产生它的 生物体无显著作用，但对其他生物体的生命活动却有影 响，尤其是对改善人类健康有积极功效。 Ø 这类生物活性物质往往是产业化追求的目标，可通过提 取，改性、修饰、转化成为具备产业价值的活性物质。
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3.单细胞蛋白的用途 Ø 广泛用于食品加工和饲料中。单细胞蛋白不仅能制成“人造肉”，供人
们直接食用，还常作为食品添加剂，用以补充蛋白质或维生素、矿物质 等。 Ø 由于某些单细胞蛋白具有抗氧化能力，使食物不容易变质，因而常用于 婴儿粉及汤料、作料中。 Ø 干酵母的含热量低，常作为减肥食品的添加剂。 Ø 单细胞蛋白还能提高食品的某些物理性能，如意大利烘饼中加入活性酵 母，可以提高饼的延薄性能。 Ø 酵母的浓缩蛋白具有显著的鲜味，已广泛用作食品的增鲜剂。单细胞蛋 . 白作为饲料蛋白，也在世界范围内得到了广泛应用。
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思考题
1.为什么说木质纤维素是最基本的生物质? 2.请分别简述纤维素和木质素的特点。 3.请举例说明生物质材料化利用的前景与 意义。 4.自然界目前含量最多的动物生物质是什 么,目前有哪些用途? 5.请简述生物质资源加工副产物如何进行 资源化利用。 6.请简述生物活性物质产业化利用的关键 技术有哪些。
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作业题
1. 为什么说木质纤维素是最基本的生物质? 2. 贝壳是否属于生物质资源？请说说你的理由
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第一节 木质纤维素
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一、木质纤维素的特点
u 木质纤维素( lignocellulose)是指植物细胞死亡后剩余 的细胞壁成分,主要包括纤维素、半纤维素和木质素, 同时还有少量的低分子物质和灰分,后者是生物基矿 物质。
u 在广义上,植物体形成的生物质,通称为木质纤维素。 u 不同植物来源的木质纤维素中纤维素、半纤维素和木
物的生长繁殖速率快。 Ø 第二，生产原料来源广，一般有以下几类：①农业废物、废水，
如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加 工废水；②工业废物、废水，如食品、发酵工业中排出的含糖有 机废水、亚硫酸纸浆废液等；③石油、天然气及相关产品，如原 油、柴油、甲烷、乙醇等；④H2、CO2等废气。 Ø 第三，可以工业化生产，它不仅需要的劳动力少，不受地区、季 节和气候的限制，而且产量高，质量好。
(二)能源微生物 1.微生物与沼气 2.微生物与燃料乙醇 3.微生物油脂 4.微生物质能的应用前景 (三)微生物生物质的材料化利用 (四)微生物生物质的生物医药利用
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第四节 加工副产物 一、加工副产物的资源现状 加工副产物及其资源量 加工副产物的特点
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二、加工副产物的无害化处理 对于加工副产物,其无害化处理方式主要有焚烧、填埋和堆肥化处 理等。
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一、纸浆与包装材料 二、天然纤维复合材料 (一)木塑复合材料 (二)木质纤维素的预处理 (三)木塑复合材料的配料和辅料 (四)秸塑复合材料
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三、其他材料的生物质 主要包括淀粉和粮食作物、天然橡胶、甲壳素及其衍生 物、动物油脂、蛋白质及聚氨基酸、牛奶纤维等。 (一)淀粉及其材料化用途 (二)橡胶 (三)动物油脂 四、生物炭和活性炭 五、生物基矿物质