细胞壁的结构课件.ppt

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1、第二章细胞壁的结构CellwallStructureofWood几个概念宏观构造：在肉眼或手持放大镜下观察到的木材特征。微观构造：用光学显微镜所观察到的木材特征。超微结构：使用电子显微镜或其它手段，如X射线衍射仪等工具所观察或测出的木材结构特征。第二章细胞壁的结构一、木材细胞的生成形成层原始细胞木质部子细胞分生细胞形体扩大细胞胞壁增厚细胞成熟细胞死亡胞腔胞壁细胞组织输导组织机械组织薄壁组织分泌组织树木管胞木材纤维图4－1木材中典型的细胞导管分子木材的主要细胞种类针叶材阔叶材木材中的厚壁细胞在胞壁加厚以后变成围绕空腔的外壳，木材主要是由这类细胞构成，这是木材构

2、成上的一个重要性状。木材细胞壁的结构，往往决定了木材及其制品的性质和品质。因此，对木材在细胞水平上的研究，也可以说主要是对细胞壁的研究。一、木材细胞壁结构木材高分子物质低分子物质多糖木素有机物无机物纤维素半纤维素抽提物灰分针叶材(%)阔叶材(%)纤维素42±245±2半纤维素27±230±5木素28±220±41.木材细胞的化学组成纤维素结构单元：D-葡萄糖基（C6H10O5）聚合度：7000-10000基环联接：1-4β苷键（直链结构）主要功能基：羟基-OH分子形态：直链半纤维素结构单元：多种糖基（非均一聚糖）聚合度：150-200（主链）主要功能基：羟基

3、-OH分子形态：线型具短支链D-木糖D-甘露糖D-葡萄糖D-半乳糖D-阿拉伯糖¨¨¨木素结构单元：苯基丙烷主要官能团：甲氧基（-OCH3）羟基（-OH）分子形态：三维空间结构羧基（=CO）ABC三种结构单元：A愈疮木基丙烷B紫丁香基丙烷C对羟基丙烷木材的细胞壁称为钢筋-混凝土建筑。纤维素分子链聚集成束以排列有序的微纤丝状态存在于细胞壁中，赋予木材抗拉强度，起着骨架作用，故称此种结构物质为骨架物质；半纤维素以无定型状态渗透在骨架物质之中，起着基体作用，借以增加细胞壁的刚性，故称其为基体物质；木质素是木材细胞壁的一种显著特征，木质素是在细胞分化的最后阶段才形成的

4、，它渗透在细胞壁的骨架物质之中，可使细胞壁坚硬，所以称其为结壳物质或硬固物质。基本纤丝、微纤丝和纤丝木材细胞壁的组织结构，是以纤维素作为“骨架”的。它的基本组成单位是一些长短不等的链状纤维素分子，这些纤维素分子链平行排列，有规则地聚集在一起称为基本纤丝（又称微团）。在电子显微镜下观察时，认为组成细胞壁的最小单位是基本纤丝。基本纤丝宽约3.5~5.0nm，断面大约包括40（或37~42）根纤维素分子链，在基本纤丝内纤维素分子链排列成结晶结构。2.细胞壁的超微构造微纤丝(microfibris)由基本纤丝组成一种丝状的微系统称为微纤丝。微纤丝角（α）(micro

5、fibrillarangle)：细胞壁中微纤丝排列方向与细胞轴所成的角度。微纤丝大约宽1030nm，微纤丝之间存在着约l0nm的空隙，木素及半纤维素等物质聚集于此空隙中。由微纤丝的集合可以组成纤丝；纤丝再聚集形成粗纤丝（宽0.41.0μm）；粗纤丝相互接合形成薄层；最后许多薄层聚集形成了细胞壁层。葡萄糖基→纤维素分子链→微纤丝→纤丝→薄层→细胞壁结晶区和非结晶区(crystallineareaandamorphousregion)结晶区——在大分子链排列最致密的地方，分子链规则平行排列，定向良好，反映出一些晶体的特征，所以被称为纤维素的结晶区。在纤维素结

6、晶区内，纤维素分子链平行排列，在x射线衍射图反映是高度结晶的，分子链与分子链间的结合力随着分子链间距离的缩小而增大。非结晶区结晶区非结晶区——当纤维素分子链排列的致密程度减小、分子链间形成较大的间隙时，分子链与分子链彼此之间的结合力下降，纤维素分子链间排列的平行度下降，此类纤维素大分子链排列特征被称为纤维素非结晶区（有时也称作无定形区）。结晶区与非结晶区之间无明显的绝对界限，而是在纤维素分子链长度方向上呈连续的排列结构。纤维素的结晶区和无定形区二、细胞壁的壁层结构一、细胞的发育步骤：增大、加厚和木质化图4-4细胞的发育（1)胞间层(ML)：（2)初生壁(P)

7、：（3)次生壁(S)：外层(S1)：中层(S2)：内层(S3)：图细胞壁的构造1、胞间层（Intercellularlayer,ML）：是细胞分裂以后，最早形成的分隔部分。胞间层主要由一种无定形的、胶体状的果胶物质所组成，在偏光显微镜下呈各向同性。在成熟的细胞中已很难区别出胞间层来，因为通常在胞间层出现不久，很快在其两侧沉积了许多纤维素，形成了初生壁。实际上，通常就将胞间层和初生壁合在一起，称之为复合胞间层（复合中层）。2、初生壁（Primarywall）：是细胞在继续增大过程中胞间层两侧所沉积的壁层。它由纤维素和果胶物质所组成，其中还含有半纤维素和其它多糖

8、。在偏光显微镜下显示出各向异性。3、次生壁(Seco