学生的问题：教材中有关植物细胞壁的内容较少，植物的细胞壁的结构是怎么样？除了支持和保护作用以外，还有什么生理作用？植物的生殖细胞有没有细胞壁？

一、细胞壁的结构

植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶。由三部分组成：

1．胞间层

胞间层又称中胶层。位于两个相邻细胞之间，为两相邻细胞所共有的一层膜，主要成分为果胶质。有助于将相邻细胞粘连在一起，并可缓冲细胞间的挤压。

2．初生壁

细胞分裂后，最初由原生质体分泌形成的细胞壁。位于胞间层内侧。通常较薄，约1～3微米厚。具有较大的可塑性，既可使细胞保持一定形状，又能随细胞生长而延展。主要成分为纤维素、半纤维素，并有结构蛋白存在。细胞在形成初生壁后，如果不再有新的壁层积累，初生壁便是他们的永久的细胞壁。如薄壁组织细胞。

3．次生壁

部分植物细胞在停止生长后，其初生壁内侧继续积累的细胞壁层。位于质膜和初生壁之间。主要成分为纤维素，并常有木质存在。通常较厚，约5～10微米，而且坚硬，使细胞壁具有很大的机械强度。大部分具次生壁的细胞在成熟时，原生质体死亡。纤维和石细胞是典型的具次生壁的细胞。在作植物原生质体培养时，常用含有果胶酶和纤维素酶的酶混合液处理植物组织，以破坏胞间层和去掉细胞的纤维素外壁，得到游离的裸露原生质体。

二、细胞壁的形成

是多种细胞器配合作用的结果。新细胞壁的形成开始于细胞分裂的晚后期或早期。细胞分裂时，在母细胞的赤道板面上，有许多大小不一的分泌囊泡不规则地汇聚在一块，这些小囊泡是由高尔基体和内质网分泌而形成的，其中富含组成细胞壁的各种糖类，它们借助与细胞赤道板垂直方向上存在的微管的运动，逐渐整齐地排列成片，组成成膜体。成膜体中的囊泡膜相互融合与连接形成细胞的质膜，其中的内含物连成一体构成细胞板，这是雏形的中层结构。细胞板组成后，高尔基体小泡运输造壁物质释放到质膜外，以充实新形成的壁。当细胞板中逐渐有果胶质和少量纤维素分子不断地填充和掺入时便构成了中层，在中层两侧陆续有纤维素和半纤维素等物质的沉积则形成了质地柔软的初生壁，这时两个子细胞便形成。此后，大多数细胞的初生壁内侧又分层、定向地沉积着纤维素分子，它们经纬分明地交叉加固，这是增强植物体支持能力的重要基础。可见，细胞壁的形成是在生活细胞分裂、成长以至分化的过程中逐步完成的。在细胞分裂以及新细胞壁形成时，除了有高尔基体、内质网和微管参与外，还有生长素和多种酶类的作用，而所有的活动又要靠线粒体来提供能量，这正体现了细胞内各部位相互配合来共同完成生命活动的特征。

三、有些植物细胞没有细胞壁

植物的体细胞中，只有少数的藻类不具有细胞壁。没有细胞壁的藻类有：隐藻、裸藻、绝大多数的金藻。其余的藻类，都具有细胞壁。高等植物（苔藓、蕨类、裸子植物、被子植物）也都具有细胞壁。

植物的精子和卵细胞，是植物体中唯一天生没有细胞壁的细胞。常用于植物的细胞融合等研究，不需要去壁。形成的受精卵，在发育过程中分裂生成的逐渐分泌形成细胞壁。但是，一般具有很强的分生能力的细胞，细胞壁都会很薄，保留初生壁的柔软状态，为分裂创造条件。

精子和卵子没有细胞壁，但是有其他细胞和结构的保护，精子形成花粉以后外面有一个很坚硬的花粉壁，而卵细胞是深藏在胚囊中的，但这些都不是他们自己的细胞壁。

四、细胞壁的作用

1．保护作用

维持细胞形状，控制细胞生长细胞壁增加了细胞的机械强度，并承受着内部原生质体由于液泡吸水而产生的膨压，从而使细胞具有一定的形状，这不仅有保护原生质体的作用，而且维持了器官与植株的固有形态。

2．物质运输与信息传递

细胞壁允许离子、多糖等小分子和低分子量的蛋白质通过，而将大分子或微生物等阻于其外。因此，细胞壁参与了物质运输、降低蒸腾作用、防止水分损失、植物水势调节等一系列生理活动。细胞壁上纹孔或胞间连丝的大小受细胞生理年龄和代谢活动强弱的影响，故细胞壁对细胞间物质的运输具有调节作用。另外，细胞壁也是化学信号（激素、生长调节剂等）、物理信号（电波、压力等）传递的介质与通路。

3．防御与抗性

细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素的形成，它们还对其它生理过程有调节作用，这种具有调节活性的寡糖片断称为寡糖素。多种寡糖素的功能复杂多样，如有的作为蛋白酶抑制剂诱导因子，在植物抵抗病虫害中起作用；有的寡糖素可使植物产生过敏性死亡，使得病原物不能进一步扩散；还有的寡糖素参与调控植物的形态建成。细胞壁中的伸展蛋白除了作为结构成分外，还有防病抗逆的功能。如黄瓜抗性品种感染一种霉菌后，其细胞壁中羟脯氨酸的含量比敏感品种增加得快。

4．参与细胞间的相互粘连，即“胞间连丝”。

研究发现，细胞壁还参与了植物与根瘤菌共生固氮的相互识别作用，此外，细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素还可能参与了砧木和接穗嫁接过程中的识别反应。