的硬度和弹性的固体结构。包括胞间层、初生 壁和次生壁。 造纸用的就是植物细胞的细胞壁即纤维（永久细 胞）。永久细胞由细胞壁和细胞腔组成
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植物的细胞
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植物细胞立体结构
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（二）教学基本要求
了解植物纤维的形成过程，掌握常见的三种植物纤维， 熟练掌握植物纤维的概念及纹孔的类型。
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作业题
• 常见的三种植物纤维 • 纹孔的类型、结构及其作用
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第二章 植物纤维的种类、生物结构
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植物纤维化学
Chemistry of plant fiber
许凤
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绪论 INTRODUCTION
一、课程性质与任务 二、课程研究内容 三、学习要求 四、讲授方法 五、考核办法 六、参考文献
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第一节 造纸植物纤维原料的分类
一、植物分类( plant classification ) 1.树木的分类 根据树木的花、果、叶的主要形态特征，树木的分类常 采用恩格勒（Engler）的自然分类法。划分的单位由高 至低排列的顺序为：
界、门(division)、纲(class)、目(order)、科(family)、 属(genus)、种(species)
应产物的扩散等都有重要的影响。 • 单纹孔构造简单，有利于药液的渗透。 • 阔叶木多数是单纹孔，只有少量是具缘纹孔，
有些甚至无纹孔，有利于药液的渗透。
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• 部分针叶木具缘纹孔具有纹孔塞，对针叶木的 生长及木片在蒸煮时的药液渗透有不良影响。
• 蒸煮液通过纹孔渗透到细胞内部使其可与木素 进行反应，小放气可以震破孔膜，利于药液渗 透，使原料得到均匀蒸煮。
3、纤维形成
分生细胞 永久组织细胞 永久细胞 原生质体 转化为细胞壁 纤维（失去生命机能的细长锐端永久 细胞）
形成层 轴向：纺锤状原始细胞 径向：射线原始细胞
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4、纹孔及纹孔对
纹孔pit——指植物细胞壁在次生加厚过程中，并不是整个 细胞壁都产生均匀的增厚，其未增厚部分的细胞壁较薄， 在显微镜下像个孔，一般称为纹孔，即次生壁上的凹陷。
2、纤维细胞的生长
植物细胞生长指细胞体积和重量不可逆的增加。包括 细胞纵向的延长和横向的延展。
细胞的生长有两种方式：
• 一种是细胞吸水胀大的“生长”，这是植物细胞液泡 吸水膨胀的结果，这种现象称为细胞伸长 (elongation)。
• 另一种是细胞实质性生长。这是在细胞生长时，细胞 的鲜重和干物质随着体积的增加而增加。在液泡变化的 同时，细胞内其他细胞器在数量和分布上发生各种变化。
四、讲授方法
• 1、以教师讲授为主 • 2、以启发式、研究式、讨论式 • 3、课堂会经常提问 • 4、作业会及时点评
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五、考核办法
• 1、成绩分配 平时成绩10%，平时作业20%，期末考试70%
• 2、计算办法 平时成绩：出勤、表现 平时作业：交作业的次数及成绩 期末考试：卷面成绩
具缘纹孔对，是两个具缘纹孔所构成的纹孔对，发生在 次生壁强烈增厚的细胞壁上，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。
半具缘纹孔对，是具缘纹孔与单纹孔相构成的纹孔对。发 生在厚壁细胞与薄壁细胞相邻的细胞壁上，厚壁细胞侧为具 缘纹孔，薄壁细胞侧为单纹孔。
Beijing Forestry University 单纹孔对
Hemicelluloses conversion
Chemicals
Fuels
Biomaterials Lignin
conversion
提取物
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第一部分 组织学
植
物
植
植 物 纤 维 的 形 成
纤
物
维
纤
的
维
种
的
类
形
、
态
生
与
物
评
结
价
构
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* 课程内容分组织学和化学两部分内容
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组织学
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化学
5 20
45
lignin cellulose
30
hemicelluloses other
纤维素 半纤维素 木素
化学
植物纤维
纤维素
半纤维素
木质素
• 重点掌握针叶木、阔叶木生物结构、评 价原料优劣的方法
• 难点：原料的微观结构
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第一章
植 物 纤 维 的 形 成
第一部分 植物纤维组织学
*第二章
植 物 纤 维 的 种 类 、 生 物 结 构
*第三章
植 物 纤 维 的 形 态 与 评 价
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Beijing Forestry University 次生壁
纹孔缘
纹孔口 纹孔塞 纹孔腔
纹孔膜
初生壁 胞间层
具缘纹孔对示意图
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4.2 纹孔对
相邻细胞的纹孔是成对出现的，典型的纹孔对有三种： 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。
Cellulose
Tool handles
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二、课程研究内容
紧紧围绕“植物纤维”这一核心讲授： 1、造纸植物纤维原料的种类、生物结构特点 2、植物纤维原料的化学组成 3、主要化学组成（木素、纤维素、半纤维素）的结
构、物理性质、化学性质 4、木素、纤维素、半纤维素的改性与综合利用
较大，具有一定柔性和强度的细长物体。 • 按原料进行分类：
天然纤维：植物纤维、动物纤维、矿物纤维 化学纤维：人造纤维、合成纤维、无机纤维
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第二节 植物纤维的形成 一、常见的三种植物纤维
植物分为低等植物和高等植物，造纸原料多是高等植物。
种子植物
裸子植物
概述 第一节 造纸植物纤维原料分类 第二节 造纸植物纤维原料生物结构
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概述
造纸用纤维的使用历史 1、公元25～220年蔡伦：一切纤维
都可以造纸，树皮、麻头、旧布、 渔网生产纸浆 2、1838年，法国科学家Payen从木 材中提纯出了纤维素（硝酸） 3、1880年法国用麻＋谷草造纸 4、1884年德国开始用木材造纸
组 分 的 结 构、物 理、化 学 性 质
改 性与 综合 利 用
Bioethanol Cellulose esters Cellulose ethers Cellulose xanthate
Cellulose conversion
Gels Films
Adhesives Furfural Xylitol
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• 植物纤维化学（第三版），杨淑慧 • 纤维化学与物理 詹怀宇 • 制浆造纸分析与检测 石淑兰、何福望主编
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第一部分 植物纤维组织学
• 了解和掌握原料分类、组成及相关的概 念、各种原料的生物结构
第一章 植物纤维的形成
第一节 纤维的概念 第二节 植物纤维的形成
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第一章 植物纤维的形成
第一节 纤维的概念
一、《辞海》对纤维的解释 天然的或人工合成的细丝状物质。具有相当的强度
和长度、弹性和吸湿性等。多数为有机物，少数 为无机物。
二、科学定义的纤维（Fiber） • 形态学上的概念，是指一种长度与截面直径之比
• 植物细胞的生长是有一定限度的，当体积达到一定大 小后，便会停止生长。
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初生纤维在周围的细胞仍在分裂 的时候，它们还能继续引伸到相 当的长度。
这种细胞的伸长，除与周ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ细胞
一起增长（协同生长）以外；还
有细胞顶端可伸入到周围细胞之
间的生长（侵入生长）。
具缘纹孔对
半具缘纹孔对
纹孔对的结构及类型
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4.3 纹孔的功能
• 植物生长过程中，营养、水分、光合作用产物 等都是通过纹孔来流通、输送的，在心材中纹 孔被树脂类物质堵塞而失去生理上的功能。
• 纹孔对蒸煮的作用 纹孔的类型及状态对制浆过程中的药液渗透及反
苎麻的纤维停止伸长以后，在发 生次生壁的沉积时，纤维的基部 可能也有厚的次生壁。但顶端仍 有生活的内容物和薄的细胞壁，
苎麻的韧皮纤维可以 继续伸长几个月，最 后增加的长度为原来 的4、5万倍，最长可 达55厘米。
因此，细胞顶端还可以继续伸长。
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