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植物细胞的结构-细胞壁

(2011-12-09 04:47:42)
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文化

一、细胞壁的层次

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一、细胞壁的层次
1.胞间层:存在细胞壁最外面。化学成分:果胶(有很强的亲水性和可塑性,多细胞植物依靠它使相邻细胞彼此粘连在一起,易被酸或酶等溶解,从而导致细胞相互分离

2.初生壁:是在细胞停止生长前原生质体分泌形成的细胞壁层,存在于胞间层内侧。化学成分:纤维素、半纤维素和果胶(也含有少量结构蛋白)。许多细胞在形成初生壁后,如不再有新壁层的积累,初生壁便成为它们永久的细胞壁。

3.次生壁:是细胞停止生长后,在初生壁内侧继续积累的细胞壁层。化学成分:纤维素,含有少量的半纤维素,并常常含有木质。质地较坚硬,有增强细胞壁机械强度的作用。厚的次生壁有三层:外层、中层和内层。不是所有的细胞都具有次生壁,大部分具次生壁的细胞,在在熟时原生质体死亡,残留的细胞壁起支持和保护植物体的功能。

二、纹孔和胞间连丝

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初生纹孔场:在初生壁上具有一些明显的凹陷区域。

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           辣椒胞间连丝
胞间连丝:在初生纹孔场上集中分布着许多小孔,与相邻细胞的原生质体相连。这种穿过细胞壁,沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝。它是细胞原生质体之间物质和信息直接联系的桥梁,是多细胞植物体成为一个结构和功能上统一的有机体的重要保证。胞间连丝是管状结构,相邻细胞的质膜在胞间连丝的周围是连续的,内质网通过胞间连丝与相邻细胞联系。除初生纹孔场外,在壁的其他部位也可分散存在少量胞间连丝。

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纹孔:当次生壁形成时,次生壁上具有一些中断的部分,这些部分也就是初生壁完全不被次生壁覆盖的区域,称为纹孔。纹孔在初生纹孔场上形成,一个初生纹孔场上可有几个纹孔。一个纹孔由纹孔腔(次生壁围成的腔,开口朝向细胞腔)、纹孔膜(腔底的初生壁和胞间层部分)组成。

根据次生壁增厚情况的不同,纹孔分成单纹孔和具缘纹孔两种类型。

具缘纹孔的次生壁穹出于纹孔腔上,形成一个穹形的边缘,从而使纹孔口明显变小。

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纹孔塞:某些裸子植物管胞的壁的壁上有一种较为特殊的具缘纹孔,它们的纹孔膜中央部位有一个圆盘状的增厚区域。直径大于纹孔口,小于纹孔膜,增厚是初生壁性质的。

塞缘:周围的纹孔膜具孔。

作用机理:当纹孔膜位于相邻细胞的中央位置时,水分主要通过塞缘透到相邻细胞,而当两侧的细胞内压力不同时,纹孔膜偏向压力小的一侧,从而使纹孔塞关闭了该侧的纹孔口,阻止了水流向该侧的流动。这种具缘纹孔在一定条件下有控制水流的作用。

纹孔对:细胞壁上的纹孔通常与相邻细胞壁上的一个纹孔相对,二个相对的纹孔合称纹孔对。纹孔对中的纹孔膜是由二层初生壁和一层胞间层组成。

二、细胞壁的化学组成

    细胞壁最主要的化学成分为纤维素、其次为果胶质、半纤维素和非纤维素多糖。这些物质都是亲水性的,因此,细胞壁中一般含有较多的水分,溶于水中的任何物质都能随水透过细胞壁。

    细胞壁还渗入其他各种物质,常见的物质有角质、栓质、木质、矿质。它们渗入细胞壁的过程称为角质化、栓质化、木质化和矿质化。角质和栓质是脂肪性物质,因此,角质化或栓质化的壁就不易透水,具有减少蒸腾和免于雨水浸渍的作用;木质是亲水性的,有很大的硬度,木质化加强了机械强度,又能透水;矿质主要是碳酸钙和硅化物,矿质化的壁具有大的硬度,增加了支持力。茎、叶表面的细胞,细胞壁常角质化或栓质化,使植物在烈日下减少体内水分的丧失,加强了保护作用;树木木质部的细胞强烈木质化,使茎干能承受大的压力,加强了支持功能。

三、细胞壁的亚显微结构

微纤丝:构成细胞壁的结构单位,由纤维素分子束聚合成的纤丝,去掉细胞壁非纤维素成分后,微纤丝相互交织成网状,构成了细胞壁的基本构架。

    在完整的壁中,其它壁物质(果胶、半纤维素、木质、栓质等)填充于微纤丝“网”的空隙中。

大纤丝:微纤再聚集成较粗的纤维成为大纤丝。

    微纤丝的排列

    成层连续地敷设到壁上去的,微纤丝的沉积方向很可能受到质膜下微管排列的控制,二者常反映出具有一致性。微纤丝的合成,可能与质膜有关。在初生壁中,微纤丝呈网状排列,但多数纤丝与细胞的长轴相平行;在次生壁中,微纤丝多数与长轴成一定角度斜向排列,而且,在次生壁的外、中、内三层中,微纤丝的走向也不一致,这样的排列方式大大增强了细胞壁的坚固性。显微匀下,看到厚壁细胞和管胞的次生壁显出三层也是这个原因。

 

 

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