随着环境变化、能源危机等问题的加剧,木质纤维素的综合利用逐渐成为人们关注的焦点,其中纤维乙醇更有待深入研发。秸秆生物质因其细胞壁（木质纤维素）复杂的结构而具备“抗降解性”,这也是限制生物质降解转化的根本原因。因此,研究不同植物秸秆细胞壁的组成与结构具有重要意义,有利于预处理最佳条件的选择、酶解工艺的改良和培育高产优质的能源植物。另外,植物还能够利用自身的萃取功能对土壤镉污染进行一定程度的修复并积累于植物秸秆中,因此将其降解转化生物乙醇的同时,还可以进行重金属回收。植物秸秆生物质降解转化生物乙醇与镉污染治理的联合处理工艺于近些年来被提出,因此,探讨镉对细胞壁结构的影响有其重要性和应用价值。本研究主要分为两部分:第一部分:通过选定甘蔗属植物的三种不同类型（甘蔗,野生割手密,斑茅）,比较分析了四种不同预处理的效果,并着重通过研究液体热水预处理前后三种甘蔗属材料的细胞壁成分与细胞壁结构特性的改变,测定酶解转化效率。主要结果如下:1.三种甘蔗属细胞壁组成存在很大变异,导致酶解产糖效率不同;其中,甘蔗半纤维含量显著高于割手密与斑茅,甘蔗秸秆的酶解效率也显著高于其他两组材料。2.四种预处理方式对其酶解效率影响不同,各个预处理的最适条件分别是:H2SO4的浓度为1%、NaOH为4%、氧化钙（CaO）为10%、液体热水（LHW）为200℃,4min;在各自最适预处理条件下,三组甘蔗属秸秆的酶解效率差异亦很大,其中LHW预处理酶解机理与其它三种预处理明显不同。3.甘蔗属秸秆经200℃、4min LHW预处理后,其细胞壁组成发生很大改变,纤维素含量显著升高,半纤维素含量显著降低。4.甘蔗属秸秆经200℃、4min LHW预处理后,其残渣的半纤维素分支度反向参数（Xyl/Ara）上升,并与酶解效率显著负相关;其残渣的纤维素结晶度（CrI）下降,并与酶解效率极显著负相关。5.LHW预处理对甘蔗属秸秆的纤维素聚合度（DP）影响很大,可使其DP降低,并且DP差值率与酶解效率呈极显著正相关。6.在200℃、4min LHW+1.6%Tween 80（表面活性剂）的条件下,三组材料的乙醇含量比未经预处理时显著提高;经10%CaO+1.6%Tween80条件下,三组材料乙醇产量又普遍高于4min LHW;故Tween 80能够提高糖醇转化效率。第二部分:目前我国部分土壤耕地受重金属镉污染,利用水稻其本身的吸附功能,可治理低度镉污染的土壤,且籽粒镉含量低,秸秆镉含量高,进一步将含镉水稻秸秆生产乙醇,可同时进行镉的回收。本研究利用土培法对野生型水稻NPB、ZH11和突变体Osfc16、Osfc116四种水稻进行镉处理,分析了秸秆茎、叶细胞壁组成结构以及酶解效率。其主要结果如下:1.不同基因型水稻吸附Cd的能力不同,突变体材料吸附能力要强于野生型,Osfc16吸附Cd的能力最强;各个组织吸附镉的能力各异,茎＞叶＞籽实。2.细胞壁中果胶质能大量吸附镉,茎组织中果胶吸附量占其总量的31.08%～37.49%;叶组织中果胶吸附量占总量的55.07%～63.28%。3.水稻经Cd处理后,细胞壁成分变化明显,纤维素显著降低,半纤维素显著升高,果胶与糖醛酸极显著升高,木质素变化不明显。4.Cd处理后的水稻材料,细胞壁纤维素的结晶度（CrI）和聚合度（DP）、半纤维素分支度反向参数（Xyl/Ara）降低,并与酶解效率成显著负相关;果胶中糖醛酸含量与酶解效率呈显著正相关。5.在NaOH（预处理）+1%Tween 80（酶解表面活性剂）条件下,含Cd水稻材料的酶解效率高于不含Cd的对照材料;茎组织材料在10%CaO+1%Tween 80条件下,乙醇产量高达19%（干重）,高于1%NaOH+1%Tween 80。6.经Cd处理水稻材料的酶解残渣的吸附能力随着NaOH预处理浓度升高而增强;80%以上的镉分布于上清液中,有利于镉的回收。