41
4、纹孔对的类型：
纹孔对的类型
a.单纹孔对：是单纹孔之间
构成的纹孔对，存在于薄壁细 胞之间、某些特殊的厚壁细胞 之间。
b.具缘纹孔对：是两个具缘
纹孔所构成的纹 孔对，存 在于管胞、纤维状管胞、导管 分 子和射线管胞等含有具缘 纹孔的细胞之间。
c.半具缘纹孔对：是具缘纹
孔与单纹孔相构成的纹孔对。
第三章 木材的细胞
Cell of Wood
3.1 木材细胞的生成 3.2木材细胞壁结构 3.3木材细胞壁上的特征
1
材细胞的生成
（细胞的分裂、细胞扩大生长、胞壁增厚）
a、形成层原始细胞的分裂
树木的生长包括高生长 和直径生长。树木中木质 部的绝大部分是由直径生 长形成，它是形成层原始 细胞分生的结果。
36
(2)具缘纹孔的结构：
1、纹孔缘 2、纹孔口 3、纹孔腔 4、纹孔室 5、纹孔膜 6、纹孔内口 7、纹孔外口 8、纹孔道
具缘纹孔的结构 （佐伯浩，1985）
37
纹孔膜：纹孔对之间的隔膜，多数 为两个细胞的初生壁和胞间层组成；
纹孔口：纹孔腔通到细胞腔的开口；
纹孔腔：纹孔膜到细胞腔的全部空 隙；
微 纤
木素及半纤维素等物质 丝
聚集于此空隙中。
的
微纤丝角（α）
构 成
(microfibrillar angle)：
细胞壁中微纤丝排列方
向与细胞长轴所成的角
度。
15
葡萄糖基→纤维素分子链（40根）→基 本纤丝（2－4个） →微纤丝→纤丝→粗 纤丝（宽 0.4-1.0um）→薄层→细胞壁
基本纤丝：由纤维素构成，在电镜下 可见，尺寸约为35～ 50Å。
垂周分裂 平周分裂
6
形成层原始细胞的垂周分裂
纺锤形原始细胞的增加(岛地谦，1976)
7
射线原始细胞的增加
8
b、细胞的扩大生长和增厚
细胞的发育
9
二、木材的主要细胞种类
早材导管分子
木
管
纤维
胞
晚
材
导
管
分
子
木 材 中 典 型 的 细 胞
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针叶树材和阔叶树材中的主要细胞
针叶树材
阔叶树材
管胞
导管
环管管胞和维管管胞
厚时，即产生次生壁时，加厚不均匀，遗留若干空隙，这些初生 壁未被次生壁增厚的部分，即为纹孔。
(2)纹孔对(pit pair)：纹孔多数成对，及细胞上的一个纹孔与
相邻细胞的另一个纹孔位置相对，且相互补助，构成纹孔对。
33
(3)纹孔存在的意义：
a.树木中是细胞间水分和养料的通道； b.对木材的渗透性影响很大； c.可能影响木材的强度。
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35～50Å ，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。
14
微纤丝
纤维素以微纤丝状态存
在于细胞壁中。微纤丝
是由更微小的基本纤丝
构成的。微纤丝大约宽
10 ～ 30nm，微纤丝之 间存在着约l0nm的空隙，
（ 1) 细 胞 间 质 ( 胞 间 层 ) ：
（2)初生壁： （3)次生壁：
外层(S1)： 中层(S2)： 内层(S3)：
细胞壁的构造 (申宗圻，木材学)
20
胞间层
胞间层——是细胞分裂以后，最 早形成的分隔部分，后来就在此 层的两侧沉积形成初生壁。 胞 间层主要由一种无定形、胶体状 的果胶物质所组成，在偏光显微 镜下呈各向同性。
纹孔缘：次生壁呈拱状的部分；
纹孔道：由细胞腔通向纹孔室的通 道；
纹孔室：由纹孔膜与纹孔缘拱形环 绕之间的空隙部分；
纹孔内口：纹孔道通向细胞腔的开 口；
纹孔外口：纹孔道通向纹孔室的开 口。
纹孔的各组成部分（刘一星，2004）
1. 胞间层; 2.次生壁; 3.纹孔室; 4.纹
孔外口;5.纹孔内口; 6.纹孔道; 7.纹
纤丝组成，当细胞生长时，微 纤丝不断沉积在伸展的细胞壁 内壁，随着细胞壁的伸展而改 变其排列方向。初生壁整个壁 层上的微纤丝排列都很松散， 这种结构和微纤丝的排列状态， 有利于细胞的长大。
初生壁
24
次生壁的微纤丝排列
在次生壁上，由于纤维素分子 链组成的微纤丝排列方向不同，可 将次生壁明显地分为三层，即：
34
2、纹孔的类型：
(1)单纹孔(simple pit)：见于薄壁细胞和韧性纤维； (2)具缘纹孔(bordered pit)：见于导管和管胞。
（佐伯浩，1985）
35
3、纹孔的结构：
单纹孔的结构（佐伯浩，1985）
(1)单纹孔的结构：
纹孔腔、纹孔膜、纹孔口
纹孔膜：纹孔对之间的隔膜， 多数为两个细胞的初生壁和胞 间层组成； 纹孔腔：纹孔膜到细胞腔的全 部空隙； 纹孔口：纹孔腔通到细胞腔的 开口。
存在一些突起物，称为附物。
（见图）。
附物纹孔一般常见于导管壁上
的具缘纹孔，也见于纤维状管
胞壁上的具缘纹孔。
附物纹孔是鉴别阔叶树材 树种所依据的特征之一。
图3-11 附物纹孔（刘一星，2004） a. 珊瑚状（导管的具缘纹孔）；b.分枝或网状（ 导管间具缘纹孔，着生于纹孔室的拱壁和导管壁 的表面）；c.珊瑚状（半具缘纹孔对）; d.乳头
初生壁一般较薄， 通常只有细胞壁厚度的 1%或略多一点。初生壁 也分层。
图3-4 细胞壁的壁层结构 A.细胞腔； P.初生壁； S.次生壁；
ML.胞间层； S1.次生壁外层； S2.次生壁中层；
S3.次生壁内层
22
次生壁：是细胞停止增大以后，在初生壁上继续形成的壁层。
S
次生壁：是细胞停止增 大以后，在初生壁上继 续形成的壁层。
（初生壁、次生壁S1、S2和S3层）
图 3-6 木材管胞细胞壁微细结构 （成俊卿，1985） 26
5、管胞和木纤维的壁层结构
P 、S1 、S2、 S3
初生壁（P）: 松散的网状排列。很薄，只有细胞壁的1％ 或略大一点； 次生壁可明显分为三层，各层的微纤丝都形成螺旋取向， 但斜度不同。
S1：微纤丝呈平行排列，与细胞长轴的夹角为50∘～70∘，
复合胞间 层中木素浓 度最高，但 木素的约80 ％仍分布在 次生壁。
管胞壁中的物质分布
29
第三节 木材细胞壁上的特征
30
一、纹孔
纹孔
纹 孔
纹孔
纹 孔 木 材 中 的 细 胞 上 的 纹 孔
31
管胞壁上的纹孔（R.Brucen Hoadly ,1990）
32
1. 纹孔、纹孔对及其意义：
(1)纹孔(pit)：木材细胞壁次生壁的凹穴状。在木材的细胞壁加
通常将相邻细胞间的胞间层 和其两侧的初生壁合在一起称为 复合胞间层。
ML
图3-4 细胞壁的壁层结构 A.细胞腔； P.初生壁； S.次生壁
； ML.胞间层； S1.次生壁外层； S2.次生壁中层；
S3.次生壁内层
21
初生壁
初生壁：是细胞分裂后，
在胞间层两侧最早沉积、
P
并随细胞继续增大时所
形成的壁层。
42
单纹孔对
半具缘纹孔对 （崔永志，2003）
具缘纹孔对
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5、闭塞纹孔：
(1) 概念：针叶树材管胞的具缘纹孔对在某些情况下纹孔塞会
偏于一侧，而将纹孔口堵住，形成闭塞纹孔。
闭塞纹孔
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6、附物纹孔：
在阔叶树材的某些科树种中，
存在一种附物纹孔。
附物纹孔:阔叶树材的—种具
缘纹孔，在纹孔缘及纹孔膜上
微纤丝：木材细胞壁的基本构成单位， 在电镜下可见，尺寸约为10～30nm。
(Siau,1971)
16
3、结晶区和无定形区
纤维素的结晶区和无定形区
17
结晶区和无定形区：
结晶区(crystalline area)：在基本纤丝内，纤维素分
子链基本平行排列的部分，称为结晶区；在结晶区内， x射线衍射图反映是高度结晶的。
厚度百分率为10％ ～ 22％。
S2：微纤丝与细胞长轴的夹角为10∘～ 30∘，近乎平行
于细胞轴。厚度百分率为70％ ～ 90％。
S3：微纤丝与细胞长轴的夹角为60∘～90∘。厚度百分率
为2％ ～ 8％。
27
6、导管和薄壁细胞的壁层结构 导管的壁层结构 薄壁细胞的壁层结构
28
7、细胞壁壁层中物质的分布
matrix(日文文献)：包括木材细胞壁内的所有木
素和大部分半纤维素(不包括与纤维素紧密结合的那部
分半纤维素)。
13
2、基本纤丝、微纤丝、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）。
木材细胞壁上的螺纹加厚
（周崟，姜笑梅，1994）
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四、锯齿状加厚：射线管胞内壁的次生加 厚为锯齿状突起。
轴向薄壁细胞
轴向薄壁细胞
射线薄壁细胞
射线薄壁细胞
射线管胞
木材纤维
（韧性纤维和纤维状管胞）
树脂道泌脂细胞 树胶道泌胶细胞
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第二节 木材细胞壁的结构
12
一、木材细胞壁的物质
1、木材细胞壁的三大物质：
纤维素(cellulose)：骨架物质
半纤维素(hemicellulose)：基体物质
木素(lignin)：结壳物质(硬固物质)
3
形成层原始细胞：纺锤形原始细胞 射线原始细胞
纺锤形原始细胞的长轴沿树高方 向，两端尖削，呈纺锤形，为木质 部中纵行排列细胞的来源；射线原 始细胞形小、聚集成射线状，为木 质部中横行细胞的来源。