細胞壁的結構與功能

絕大多數的原核生物、真菌和植物，都具有細胞壁。細胞壁都位于細胞的外層，包圍着内部的原生質體。各種生物的細胞壁在成分和功能上有所差異，同種生物不同組織類型的細胞或同一細胞在不同發育時期，細胞壁的成分和結構上都存在一定的差異。

1 四類生物細胞壁的成分和結構

（1）藍細菌

在光學顯微鏡下觀察藍細菌的細胞壁是由兩層組成，内層為固有膜，外層為膠質鞘。有些物種兩層細胞壁的界限不明顯。在電子顯微鏡下觀察，固有膜分為4層。藍細菌細胞壁主要有肽葡聚糖（黏肽）組成，膠質鞘内含有一定量的纖維素。很多膠質鞘是無色的，但有一些物種的膠質鞘中含有褐綠素、褐紅素、黏球藻素等色素或幾種色素的混合物，使得藍細菌細胞壁呈現黃色、棕色、紅色或藍紫色等顔色。膠質鞘的形态結構是藍細菌分類的依據之一。

（2）細菌

細菌細胞壁的重量可以占菌體幹重的10%~30%。細胞壁有三種主要成分，即多肽聚糖（也稱膜素、黏蛋白或黏多肽）、胞壁酸和特殊的脂類複合物。除了無細胞壁的細菌種類外，所有的細菌都具有多肽聚糖，隻是含量上有多有少，這種成分導緻細胞壁具有--定的硬度，是細菌細胞保持一定形狀的主要原因。胞壁酸主要存在于革蘭氏陽性菌，革蘭氏陰性菌沒有。與類脂結合的多糖和蛋白質，是革蘭氏陰性茵的特征，少數陽性菌如抗酸杆菌、諾卡氏杆菌和棒狀杆菌也有。

（3）真菌

真菌細胞壁的主要成分是由己糖或氨基己糖構成的多糖鍊（幾丁質、纖維素、葡聚糖、甘露聚糖及其他多糖成分），以及蛋白質、脂質、黑色素和無機鹽等。

所有真菌細胞壁都是微纖維鑲嵌在無定形的基質化合物中組成的。微纖維是由不同的多糖鍊相互纏繞所組成的一股又粗又壯的鍊，這些鍊構成的網絡嵌入由蛋白質、類脂和一些小分子多糖構成的基質中。電鏡顯示，酵母細胞的細胞壁有兩層，内層壁是幾丁質和β-葡聚糖的複合物，它們構成細胞壁的機械強度；外層壁含有蛋白質，在細胞表面呈放射狀延伸。絲狀真菌細胞壁約有4層：最内層是放射狀排列的幾丁質微絲，可能也有蛋白質成分；向外一層是蛋白質層，可能含有其他成分；再向外一層是糖蛋白組成的粗糙的網，埋入蛋白質層；最外層是無定型的葡聚糖構成的。

（4）植物

植物細胞壁的成分主要有纖維素、果膠多糖、半纖維素、木質素、蛋白質（包括過氧化物酶、磷酸酯酶、自溶性酶等多種酶）等。某些特殊類型的植物細胞還具有其他化學成分，如花粉細胞壁的外壁主要是由孢粉素和纖維素構成的。在光學顯微鏡下，植物細胞壁可分為初生壁和次生壁，但這兩種類型的細胞壁實際上是很難嚴格區分的。一般地認為，初生細胞壁是指植物細胞有絲分裂産生子細胞後，細胞生長時期形成的壁，此時的壁含果膠質較多，無木質素，允許細胞生長和擴張。不同植物的初生壁的基本結構是相似的，即以纖維素微纖絲為骨架，以半纖維素和果膠以及糖蛋白為基質，通過共價鍵和非共價鍵的結合，交叉形成一種高度複雜的、抗張力強的網狀結構。相鄰兩個植物細胞的初生壁之間往往存在起連接作用的胞間層。次生細胞壁是指細胞初生壁表面增大停止後，戈壁物質繼續澱積在初生壁上而形成的胞壁層。主要由纖維素、半纖維素和木質素組成。根據纖維素微纖絲的排列方位可分為3層，纖維絲在每一層中呈現一定的平行排列。

2 細胞壁的功能

所有的細胞壁對細胞都具有保護作用，防止山于原生質體内外滲透壓的不平衡造成細胞的損傷。由于細胞壁具有較堅韌的支撐性，因此，對細胞起着支撐作用，保持着細胞的外形。除此以外，不同生物的細胞壁還有各自獨特的功能。例如，細菌細胞壁能夠介導細胞間相互作用，進而侵入宿主，具有抗原性；能夠協助細胞運動和分裂；能夠防止大分子人侵。對植物體而言，細胞壁與植物在形态建成、器官發育及信号轉導中均發揮重要作用，還可為運輸水分和養料，保護植株免受病蟲害的侵蝕并提高植株對環境的适應性等，特化的細胞一般都産生具有某種相應功能的細胞壁。

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文章來源于：生物100

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