构成的聚合物，共价结合在在纤维素和其它多糖上形 成疏水网状结构。在木本植物成熟的木质部中，其含 量达18%-38%，主要分布于纤维、导管和管胞中。木 质素增加细胞壁的机械强度和抵抗病原菌的能力。
栓质 由酚类和脂类化合物构成，栓质可防止水分蒸
发。
角质 由长度不等的脂肪酸构成,可防止水分蒸发,机
械损伤等.
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3
• 纤维素（cellulose）
1）成分
纤维素，以微纤丝的 (microfibril)形式存在，约占 初生壁的20%－30%。
纤维素由100010000个D-葡聚糖
以 – 1,4 –糖苷键结合形成纤维素
分子链，不分支、不溶于水。
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4
以二聚糖β1→4 D-葡聚糖为重复单位
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功能 结构作用； 在抗病、抗逆过程中起作用。
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• 扩张蛋白（expansin）
可以使热失活的细胞壁恢复在酸性条件下伸展的
蛋白质。
“应力松弛”
木聚糖
expansin
纤维素微纤丝
松弛－生长－拉紧
Microfibril separation via loosening
the cross-linking glycans by
参与细胞壁结构的蛋白质: 如伸展蛋白（extensin)
与细胞壁组建或调节壁特性有关的酶 类：如纤维素酶、过氧化物酶类、糖
基转移酶
细胞壁的调节蛋白：如钙调素及钙调 素结合蛋白、扩张ppt课蛋件 白（expansin1）5
伸展蛋白（伸展素） Lamport 等人于1960年发现，在细 胞壁中有富含羟脯氨酸的糖蛋白， 约占初生壁干重的5 10% 。
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•凝集素（lectin)
一类能与糖结合的蛋白质或糖蛋白, 能够 凝集细胞或使含糖大分子发生沉淀 。
功能 参与植物对细菌、真菌和病毒的 防御作用；在细胞识别中起重要作用； 种子萌发、休眠、成熟、植物生长调节 等生命活动中起作用。
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21
木质素: 不是多糖，是由苯基丙烷衍生物的单体所
5
2）纤维素的合成
在细胞质膜蛋 白复合体－－终端 复合体（terminal compex）上合成。 终端复合体包含多 个纤维素合酶 （cellulose synthase）
“玫瑰花结”
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6
蔗糖合成酶
蔗糖＋UDP＝UDPG+果糖
酶纤 维 素 合
（1 4）连接 的D-葡聚糖链
纤维素合成酶复合体
成份比率因植物种类及不同生长发 育阶段而变化.
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25
• 初生壁的形成过程
细胞有丝分裂晚后期， 母细胞的赤道板上有不规则 高尔基体分泌的小囊泡，借 助于微管，排列成一排，形 成成膜体（phragmoplast）。 小泡经过融合，小泡内的成 分形成细胞壁，融合的膜则 形成质膜。
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新细胞板未达母细胞 两侧壁上时，新壁开 始加固。
纤维素合酶有两个催 化糖基转移的位点，
纤维素链延伸时每次
加入两个葡萄糖基。
纤维素总是以二聚糖
纤维素在质膜纤维素合酶复合体上 （1,4）D-葡聚糖为重
进行合成的分子模型 ppt课件
复单位
7
微纤丝的结构
微团
β-1，4葡聚糖→链状纤维素分子
→微纤丝 →大纤丝→细胞壁。
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8
每一个纤维素合成酶单元合成一条纤维 素分子，成对的纤维素分子之间由葡萄糖 残基上的–OH基所形成的氢键相连结,这 些纤维素分子链具有相同的极性，排列成 立体晶格状，称为分子团，也叫微团 (micell)结构，每个微团再以氢键与周围 的微团结合，形成微纤丝（microfibril）, 微纤丝又组成大纤丝(macrofibril)。
第四节
细胞壁
一 细胞壁的结构和成分
二 细胞壁的功能
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1
植物细胞的质膜外一层并不很厚但却坚硬的壁。
高等植物细胞壁不仅是一个机械的支架，而且更
重要的是一个有代谢活性的动态结构，它参与细
胞的生长，分化，识别，抗病和物质运输等生命
活动过程；非常重要的工业原料。
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2
一 细胞壁的化学组成
1 多糖 纤维素，半纤维素，果胶质 2 蛋白质 结构蛋白，酶类，调节蛋白 3 其它化学成分 钙 凝聚素
expansins
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17
扩张蛋白的已知特性
• 不能水解纤维素、半纤维素、果胶和细胞壁的 其他成分，它的作用是打开纤维素微纤丝与木葡
聚糖或其它半纤维素多糖间的氢键等非共价键。
• 对pH敏感。
• 专一性 只有迅速生长部位细胞壁中提取的扩张蛋
白才有活性，停止生长部分提取不到或无活性。某一 植物细胞壁中提取的扩张蛋白只对某些植物有效，对 另一些植物无效。
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22
二 细胞壁的结构
一、
初生壁 次生壁 中胶层
(Primary wall) (Secondary wall) (Middle lamela)
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23
次生壁
初生壁
中胶层
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1 初生壁
较薄，有弹性。 如分生组织细胞、胚乳细胞等。
组成：
纤维素 (Cellulose) ~20-30% 半纤维素 (hemicellulose) ~25% 果胶质 (Pectin) ~35% 结构蛋白1~8%
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钙调素和钙调素结合蛋白 它们可能在与钙相关的信号转导中起作用。
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•其它
•钙
细胞壁是植物细胞的最大钙库（浓度可达到 10-5-10-4mol/L）。 作用： 在细胞壁的果胶的羧基间形成钙桥
（calcium bridge），有固化细胞壁 的作用； 钙在细胞信号转导过程中起重要作用。
– 1,4 –D –半乳糖醛酸。 亲水凝胶：果胶上羧基－Ca2+→钙桥
→ 网状结构
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细胞壁中微纤丝与半纤维素和果 胶质的关系?
微纤丝周围充满着衬质 （matrix），衬质包括半纤 维素和果胶质。
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13
微纤丝与半纤维素ppt课件和果胶质的关系14
•细胞壁蛋白质(proteins in cell wall) 占5% 10%
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9
3）微纤丝的组装 微管指导微纤丝的排列方向
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10
微管
•半纤维素（hemicellulose）
约占 20% 25% 异质多聚糖：
木聚糖，阿拉伯木聚糖、木葡聚糖等。 – 1,4 –糖苷键
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•果胶（pectin）
约占10% 35%；可溶性较强。 异质多聚糖：
半乳糖，阿拉伯糖，鼠李糖， 半乳糖醛酸等。