细胞壁的结构、成分和功能高中生物学必修一P48图示简单介绍了植物细胞壁的成分和功能：除植物细胞外，原核细胞与真菌细胞也有细胞壁。细胞壁的结构与成分因及功能的不同而有很大差别。植物细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的主要特征之一。主要成分为纤维素和果胶。由三部分组成：（1）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。存在于所有活的植物细胞。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。植物细胞壁中有蛋白质——伸展蛋白 伸展蛋白是含于植物细胞壁中的羟脯氨酸（Hyp）占高比例的糖蛋白。细胞壁中含达2-10％，Hyp占构成蛋白质的氨基酸的20％以上，在其他蛋白质中则丝氨酸（Ser）的含量高。由于可以控制植物细胞的伸展，故称为伸展蛋白。在生长旺盛的幼龄期的细胞中含量少，生长速度迟缓时含量增加，因此，伸展素是植物细胞生长期间释放的一种能使细胞壁松弛的蛋白质，是细胞壁的关键调节剂，对细胞生长有重要作用。其蛋白质部分具有－ser－Hyp－Hyp－Hyp－Hyp的氨基酸序列，Hyp残基许多有3-4个阿拉伯糖所构成的寡糖；而Ser残基许多具有1—2个半乳糖。肽的脯氨酸羟化后，细胞器的糖链结合，被分泌到细胞外，纳入细胞壁中。植物细胞壁的特点：木质化: 细胞壁内填充和附加了木质素，可使细胞壁的硬度增加，细胞群的机械力增加。这样的填充木质素的过程就叫做木质化。木栓化：细胞壁中增加了脂肪性化合物木栓质，它是一种简化的细胞，不易透气，也不易逐水，所以造成最后细胞内的原生质体完全消失。
这样的填充脂肪族化合物的过程就叫做木栓化。角化：指在表皮接触空气的一面壁上形成覆于壁外的一层角质（亦为一种脂肪酸）膜，可减少植物体水分损失，防止机械损伤，昆虫摄食和病菌侵染，也可调节暴晒下植物的体温。角质膜透明不影响透光。矿化：指矿物质如钙，硅等积累在细胞壁内，可增加组织结构的硬度与保护功能。禾本科，莎草科等植物茎，叶表皮外壁中常积累有二氧化硅而硅质化。中间纤维：细胞骨架的第三种纤维结构称中等纤维或中间纤维（,IF），又称中间丝，为中空的骨状结构，直径介于微管和微丝之间，其化学组成比较复杂，在不同细胞中，成分变化较大。原核细胞的细胞壁厚度因细菌不同而异，一般为15-30纳米。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸构成双糖单元，以β（1-4）糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（革兰氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成了肽聚糖片层，像胶合板一样，粘合成多层。肽聚糖中的多糖链在各物种中都一样，而横向短肽链却有物种间的差异。革兰氏阳性菌细胞壁厚约2080纳米，有15-50层肽聚糖片层，每层厚1纳米，含20-40%的磷壁酸（ acid），有的还含有少量蛋白质。
革兰氏阴性菌细胞壁厚约10纳米，仅2-3层肽聚糖，其他成分较为复杂，由外向内依次为脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。此外，外膜与细胞之间还有间隙。肽聚糖是 革兰阳性菌细胞壁的主要成分，凡能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物质，都有抑菌或杀菌作用。如溶菌酶是N-乙酰胞壁酸酶，青霉素抑制转肽酶的活性和肽桥的形成。细菌细胞壁的功能包括：保持细胞外形；抑制机械和渗透损伤（革兰氏阳性菌的细胞壁能耐受20kg/c㎡的压力）；介导细胞间相互作用（侵入宿主）；防止大分子入侵；协助细胞运动和分裂。脱壁的细胞称为细菌原生质体（ ）或球状体（），因脱壁不完全，脱壁后的细菌原生质体，生存和活动能力大大降低。真菌细胞壁干重的80%由碳水化合物组成，如：几丁质、脱乙酰壳多糖、葡聚糖、纤维素、半乳聚糖等。大约10%由蛋白质及糖蛋白构成，蛋白质包括负责细胞壁生长的酶、特定胞外酶和将多糖交联起来的结构蛋白。此外，还有类脂、无机盐等小分子。不同的多糖链相互缠绕组成粗壮的链，这些链构成的网络系统嵌入在蛋白质及类脂和一些小分子多糖的基质中，这一结构使真菌细胞壁具有良好的机械硬度和强度。
显微镜下观察真菌细胞壁，可看到4-8层明显的分层，如典型真菌白色念珠菌的细胞壁可大致分为4层。细胞壁的成分也会随真菌类群的不同而不同?。 真菌细胞壁为真菌和周围环境的分界面，起保护和定型的作用。除了在维持细胞固有形态及完整上扮演重要角色，此外，还可维持细胞正常代谢、离子交换和渗透压。例、下列物质一般不能破坏洋葱细胞壁的是（）A.纤维素酶? ? ? ?
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