生物质燃料是一种能取代不可再生能源的能再生碳資源，在其中所饱含的核甘酸化学物质为酒精等然料电力能源生产制造带来了很多发醇底物，但完成这一全过程的先决条件是原材料的高效率糖化，在其中木质纤维素的溶解是木质素原材料高效率糖化的具体构造天然屏障。因为木质素结构繁杂而高密度，必须超高压高温或是强氧化剂才可以毁坏其构造，这种方式耗能高且不低碳环保。根据一直围绕高中化学教育中的绿色化学核心理念，运用生物菌催化反应方式高效率溶解木质纤维素，能给予翠绿色、环境保护和能耗低的前处理方式以摆脱木质素的构造天然屏障，随后最大限度地运用木质纤维素甲基纤维素中的含糖量成分，在生物质能源的糖服务平台上提升糖的释放出来。在高中化学教学环节中，根据展现酶催化反应生物能源的全过程，一方面将绿色化学的观念渗入在课堂教学中，另一方面有利于交叉学科跨情景的综合能力的塑造，将生物菌法与有机化学金属催化剂相匹配，从而增强学员对催化反应方面的兴趣爱好，塑造创新精神与企业社会责任等有机化学学生核心素养，激起她们探寻前沿科学行业并志向处理我们面对的未来发展难题。

伴随着动物化石資源日益匮乏和能源供应慢慢提升，木质素被觉得是用来生产制造固体燃料和化工品最有发展前景的动物化石資源取代原材料。从木质素原材料中高效率获得可发醇单糖是生物质燃料固体燃料及生物基材料微生物提练的速度限制流程，必须摆脱木质素的酶解抵抗性。

1木质素的酶解抵抗性

木质素关键由甲基纤维素、木质素和木质纤维素构成，在其中甲基纤维素是木质素中占比最多的含糖量成分，一般一条链中有10 000好几个葡萄糖水分子结构，根据β-1,4糖苷键连接。纤维素酶如今己经进步的很完善，酶的魅力企业提升，企业酶魅力的产品成本持续降低，用纤维素酶能够 将甲基纤维素完全溶解成可发醇的葡萄糖水。高中化学分析化学控制模块主题风格3:分子伴侣及生成高分子材料中，就可以进行相对的甲基纤维素这类分子伴侣酶催化反应水解反应的有关试验。

可是有别于单一含糖量成份的简易糖化全过程，因为绿色植物为了更好地抵挡微生物菌种和小动物的损害，在木质素长期性演变全过程中产生了由甲基纤维素、木质素和木质纤维素交叠夹杂而成的、具备繁杂的物理学和化学结构的分子伴侣(图1),在其中木质纤维素就仿佛“强力胶”一样，将可以水解反应成可发醇单糖的膳食纤维和木质素盘绕包囊在一起，产生了木质素的酶水解反应糖化抵抗性天然屏障。因而要想将木质素高效率酶解糖化，不仅是对于甲基纤维素这单一成分来讲，只是涉及到木质素中全部成分的综合性转换。除开甲基纤维素和木质素等含糖量化学物质的转换，还包含木质素中木质纤维素这一重要抵抗性天然屏障的摆脱。木质纤维素的出现是限定木质素中有糖酶解的重要抵抗性构造天然屏障是目前广泛认可的基础理论，有很多试验都证实伴随着木质纤维素除去的提升木质素的糖化高效率也会随之提升。

研究表明，木质纤维素关键从两层面限定了木质素的酶解糖化。第一，木质纤维素生物大分子纯天然的构造错综复杂，当做“强力胶”与含糖量化学物质中间共价键联接产生物理学构造天然屏障，图1表明了木质素中木质纤维素的地方以及对甲基纤维素和木质素的包囊。这类构造天然屏障阻拦了木质素中的甲基纤维素成分与纤维素酶的完全触碰(即甲基纤维素的普适性),这类室内空间位阻功效局限了木质素的酶解糖化高效率。第二，木质素中的木质纤维素成分会对纤维素酶造成吸咐功效，这一部分被木质纤维素吸咐的纤维素酶归属于失效吸咐，且这类粘附功效或是不可逆。进而造成 耗费大量的纤维素酶酶负载和木质素中甲基纤维素成分的酶解高效率减少。总的来说，木质纤维素相近“强力胶”一样物理学构造天然屏障和其对纤维素酶失效的、不可逆的粘附功效一同产生了木制纤维素酶解的抵抗性要素。

2消除酶解抵抗性的前处理方式

因为木质素底物酶解抵抗性要素的存有，必须历经适合的前处理全过程，才可以高效率的将木质素底物转换成可发醇单糖。木质素结构繁杂而高密度，必须超高压高温或是强氧化剂才可以毁坏其构造，如机械设备破碎、辐照度、强酸强碱预备处理、蒸气工程爆破等,但这种物理化学方式耗能高且非低碳环保。如图所示2所显示，微生物预备处理能合理毁坏木质纤维素的自然构造抵抗性天然屏障，进而提升木质素中含糖量成分的酶解糖化高效率。对比翠绿色、绿色环保的微生物预备处理，物理化学预备处理去除木质纤维素遭遇下列挑戰：(1)对反应设备规定高，能耗也高；(2)反映历程中形成的小分子水化学物质对贵金属金属催化剂有侵害功效；(3)可选择性裂化木质纤维素中的C-O键，导致木质纤维素比较严重的和不可避免的高宽比缩合反应，缩合反应后的木质纤维素更无法被有机化学解聚；(4)物理化学预备处理全过程中会造成糠醛、5-羟甲基糠醛等化学物质，这种成分对中后期单糖发醇有抑制效果。而微生物预备处理具备耗能低、低成本、反映标准柔和、绿色环保及其预备处理全过程不易造成中后期单糖发醇的抑止物等一系列优势。总的来说，微生物预备处理更为合乎“绿色化学”生产制造核心理念。

3大自然白腐菌胞外木质纤维素溶解系统软件的启发以及在翠绿色微生物提练上的运用

大自然中木质素的纯天然腐烂全过程有希望为这一难点的处理给予新理念。白腐细菌(White rot Fungus)是大自然中现阶段已发现的最有效的木质纤维素溶解者，当今研究表明，白腐菌对木质纤维素的分解关键依赖其代谢的木质纤维素辅因子包含木质纤维素乳酸脱氢酶(Lignin Peroxidase,LiP)、锰乳酸脱氢酶(Manganese Peroxidase,MnP)、漆酶(Laccase,Lac)等經典木质纤维素酶。近年来研究表明，在其中还有可能出现一些非經典的新式木质纤维素酶，也在木质纤维素溶解中起到主要功效，如多用途乳酸脱氢酶(Versatile Peroxidase,VP)等。除此之外，一些和氧自由基氧化还原反应有关的小分子多肽或纯天然介体等輔助化学物质也涉及到木质纤维素的协作溶解功效。那麼，能不能根据白腐菌的胞外木质纤维素溶解系统软件的科学研究搭建高效率木质纤维素复合型溶解酶系，完成木质纤维素的高效率溶解呢?

白腐细菌以及有关木质纤维素溶解酶可以在绿色环保的标准下合理溶解木质纤维素，是生物质燃料“糖服务平台”预备处理的有效途径。早在90年代，就会有科学研究运用黄孢原毛平革菌以及造成木质纤维素酶开展木质纤维素的溶解。细菌中的漆酶在木料、造纸行业等方面均有普遍的运用，针对木料有一定的脱木质素工作能力。Rodrigue等运用白腐细菌代谢的胞内酶液溶解玉米秸秆中的木质纤维素，根据摆脱木质素结构天然屏障提升了玉米秸秆的甲基纤维素使用率。也有很多科学研究运用白腐细菌代谢的木质纤维素酶功效能使木质纤维素甲基纤维素中木质纤维素溶解5.2%～25.2%不一。也有一些研究发现不一样种类木质纤维素酶中间具有协同效应，可以提升木质纤维素溶解高效率。如Galliano等发觉运用Lac与MnP与此同时功效于木质纤维素，其木质纤维素溶解率要大于独立酶的溶解;王志刚磊、曾光辉等也依次发觉木质纤维素的溶解与溶解管理体系中木质纤维素酶活比率息息相关;因而，根据发掘不一样种类白腐菌胞外木质纤维素溶解系统软件中木质纤维素酶資源并根据其木质纤维素酶的协同效应对策，可以完成木质纤维素的复合型高效率溶解。2013年，宋丽丽等根据塑造标准提升，初次使微生物预备处理的功效与传统式物理化学方式的作用非常，在最好塑造情况下，白腐菌预备处理后使玉米秸杆的葡萄糖水转换率做到了91.41%,而以前Wang等选用高溫、稀碱预备处理木质纤维素甲基纤维素后葡萄糖水的转换高效率为90.43%。2016年根据绿色化学核心理念的微生物和酶催化反应法也在进一步的分析和快速发展当中，在保存微生物和酶催化反应环境保护零污染、耗能劣等优势的与此同时，又进一步提高了其解决和催化反应高效率。

文中简易讲解了节能型、绿色环保的生物能源“糖服务平台”微生物提练预备处理技术性，及其能在生物能源“糖服务平台”上的运用生物菌金属催化剂。相比传统式的有机化学金属催化剂，生物菌金属催化剂拥有节能型和环保节能的优势，可是也具有非常容易降解、催化反应效果不高的难题。因此必须进一步科学研究，能够根据定向进化、固定化、分子结构更新改造等方式提升生物菌的催化反应可靠性和高效率，进而扩张和发展趋势生物菌在有机化学催化反应中的运用。

在高中化学教学环节中，能够把文中信息和有机化学金属催化剂融合起來，将绿色化学的观念渗入在课堂教学中。在人教版高中化学教材也是有许多地区展现了“绿色化学”的核心理念，如：必需2第四章第二节“有机化学与資源开发利用、生态环境保护”中涉及到了生态环境保护与绿色化学。而金属催化剂的定义早在人教九年级化学教材内容中就已明确指出，学员也都非常熟悉。高中化学必需1第四章第四节根据“氨的生成”主题风格学习活动，规定掌握合成氨工艺的基本原理、原材料、关键机器设备、步骤和实际意义，了解到金属催化剂的研发对推动化工未来发展的积极意义，了解化工厂生产制造对我们自然环境的可持续发展观很有可能造成的危害。让学员体验到化学变化的金属催化剂很有可能不仅一种，挑选催化反应实际效果更佳的金属催化剂能最很多地提升化工高效率、减少能耗、从而降低对自然环境的不良危害。提升学员对催化反应行业和细胞生物学交叉科学的兴趣爱好，塑造创新精神与企业社会责任的有机化学学生核心素养，激起她们探寻前沿科学行业并志向处理我们遭遇发展趋势难题的责任感。