目前,能源的短缺和环境的污染已经是当今世界各国共同面临的核心问题,可再生能源将是未来世界能源格局中的战略性选择。在可再生能源中,以木质纤维素为原料生产生物乙醇的第二代生物乙醇技术越来越受到人们的关注。木质纤维素中,水生和陆生植物原料的化学构成和结构特性差异较大,可能对其酶解产糖效率有重要影响。本文选取凤眼莲和甘蔗渣为代表性水生和陆生植物,分析它们在化学成分和纤维素结构特性上的差异；提取凤眼莲和甘蔗渣的纤维素,基于提取纤维素配制人工生物质样品进行纤维素酶酶解产糖实验,建立了各自不同纤维素、半纤维素和木质素(三素)配比与酶解产糖关系的方程,并与实际生物质酶解产糖进行比较,分析两者模拟产糖差异的原因及与实际生物质产糖差异的原因。研究结果为选择利用不同生境来源的木质纤维素原料酶解产糖奠定理论了基础。其中对水生植物凤眼莲,还考虑了不同生育期下生物质三素构成和纤维素结晶度指数对其酶解产糖的影响。另外,本文还对凤眼莲和甘蔗渣中三素的分离方法进行了探讨,主要结果如下：(1)所用野生成熟凤眼莲秸秆的纤维素含量为19.44%,半纤维素含量为41.51%,木质素含量为11.66%,粗灰分含量为16.25%；甘蔗渣的纤维素含量为32.38%,半纤维素含量为28.65%,木质素含量为13.38%,粗灰分含量为13.58%。野生凤眼莲的产糖物质(纤维素和半纤维素之和)60.95%和甘蔗的61.03%差异不大。(2)用硝酸和无水乙醇(体积比1：4)作为提取液,在固液比为1：25,沸水浴加热60min的情况下,能较好地分离出凤眼莲和甘蔗渣中的纤维素。其中,甘蔗渣纤维素的纯度更高。采用在酸性洗涤液(范式法测三素中用于溶解半纤维素)处理木质纤维素所得液体样品中加乙醇沉淀的方法,不能很好地分离半纤维素。采用酸性洗涤木质素的方法也不能很好地分离木质素。(3)随着凤眼莲的生长,丙酮提取物和半纤维素的含量呈递减的趋势,纤维素和木质素的含量呈递增趋势。同样的酶解条件下,无其它前处理时,幼苗样的酶解产糖显著快于培养3周样和培养7周样。随着生育期的延长,样品的结晶程度增加,培养3周样和培养7周样的三素之间的结合相比幼苗样更为紧致,这可能是幼苗样的产糖显著快于后两者的重要原因。为高效利用凤眼莲植株产糖,需要综合考虑生物量、三素含量、产糖速率／糖转化率来决定最佳收获时期(生育期)。(4)基于凤眼莲和甘蔗渣纤维素的不同三素配比的人工生物质的酶解实验表明,不同酶解时间下,还原糖产量y与纤维素和半纤维素含量X1、X2的酶解模拟方程y=β1X1+β2X2,能很好地反映不同人工生物质中纤维素和半纤维素含量对产糖的贡献程度。其中,两种人工生物质均表现出半纤维素对酶解还原糖产量的贡献比纤维素的大,即β2＞β1；另外,凤眼莲纤维素对还原糖产量的贡献相比甘蔗渣纤维素的更大,这可能是由于凤眼莲原料更低的结晶度所致。(5)两种未作预处理的植物生物质原料的酶解产糖均显著低于各自人工生物质的酶解产糖,而两种植物提取纤维素的实际酶解产糖和模型预测值较为接近,两种经过氧化+碱化预处理后生物质的酶解产糖和人工生物质的模型预测值也较为接近。实际生物质和人工生物质间的产糖差异反映了实际生物质中三素间结合的紧密程度,而是否有预处理以及预处理的强度对三素间的结合程度、木质素和灰分的去除程度都对这种差异产生了直接的影响,这些结果也说明了预处理的必要性和重要性。