植物细胞壁结构

植物细胞壁是多层的，由三个部分组成。从细胞壁的最外层，这些层被识别为中间层、初级细胞壁和次级细胞壁。虽然所有的植物细胞都有中间层和初级细胞壁，但并非所有的植物细胞都有次级细胞壁。

• 中间层：这一外层细胞壁含有称为果胶的多糖。果胶通过帮助相邻细胞的细胞壁相互结合来帮助细胞粘附。​
• 初生细胞壁：这一层形成于生长中的植物细胞的中间片层和质膜之间。它主要由半纤维素纤维和果胶多糖凝胶状基质中的纤维素微纤维组成。原代细胞壁提供细胞生长所需的强度和灵活性。​
• 次生细胞壁：在某些植物细胞中，该层形成于初级细胞壁和质膜之间。一旦原代细胞壁停止分裂和生长，它可能变厚，形成次生细胞壁。这一刚性层加强并支撑细胞。除了纤维素和半纤维素外，一些次生细胞壁还含有木质素。木质素增强了细胞壁，有助于植物维管组织细胞的水分传导。

植物细胞壁功能

细胞壁的一个主要作用是为细胞形成一个框架，以防止过度膨胀。纤维素纤维、结构蛋白和其他多糖有助于维持细胞的形状和形态。细胞壁的其他功能包括：

• 支撑：细胞壁提供机械强度和支撑。它还控制细胞生长的方向。​
• 承受膨压：膨压是当细胞内的物质将质膜推向细胞壁时施加在细胞壁上的力。这种压力有助于植物保持僵硬和直立，但也可能导致细胞破裂。​
• 调节生长：细胞壁发出信号，使细胞进入细胞周期，以便分裂和生长。
• 调节扩散：细胞壁是多孔的，允许一些物质，包括蛋白质，进入细胞，同时阻止其他物质进入。​
• 通讯：细胞通过胞间连丝（植物细胞壁之间的孔或通道，允许分子和通讯信号在单个植物细胞之间传递）相互通讯。​
• 保护：细胞壁提供了一个屏障，以防止植物病毒和其他病原体。它还有助于防止水分流失。​
• 储存：细胞壁储存用于植物生长的碳水化合物，特别是在种子中。

植物细胞结构和细胞器

植物细胞壁支持和保护内部结构和细胞器。这些所谓的“微小器官”执行支持细胞生命所需的功能。典型植物细胞中的细胞器和结构包括：

• 细胞（质膜）：这种膜包围着细胞的细胞质，包围着它的内容物。​
• 细胞壁：保护植物细胞并使其成形的细胞外层是细胞壁。
• 中心粒：这些细胞结构在细胞分裂过程中组织微管的组装。​
• 叶绿体：植物细胞中光合作用的部位是叶绿体。​
• 细胞质：细胞膜内的这种凝胶状物质支撑和悬浮细胞器。​
• 细胞骨架：细胞骨架是贯穿细胞质的纤维网络。​
• 内质网：这个细胞器是一个广泛的膜网络，由核糖体区域（粗糙内质网）和无核糖体区域（光滑内质网）组成。​
• 高尔基复合体：该细胞器负责制造、储存和运输某些细胞产品。​
• 溶酶体：这些酶囊消化细胞大分子。​
• 微管：这些空心杆的功能主要是帮助支持和塑造细胞。​
• 线粒体：这些细胞器通过呼吸为细胞产生能量。​
• 细胞核：细胞内的这种大的、膜结合的结构包含了细胞的遗传信息。​
• 核仁：核内的这种圆形结构有助于核糖体的合成。​
• 核孔：核膜上的这些小孔允许核酸和蛋白质进出细胞核。​
• 过氧化物酶体：这些微小的结构被一个单一的膜所结合，并含有产生过氧化氢作为副产品的酶。​
• 胞间连丝：植物细胞壁之间的这些孔或通道允许分子和通讯信号在单个植物细胞之间传递。​
• 核糖体：由RNA和蛋白质组成，核糖体负责蛋白质的组装。​
• 液泡：植物细胞中典型的大型结构有助于支持细胞，并参与多种细胞功能，包括储存、解毒、保护和生长。

细菌的细胞壁

与植物细胞不同，原核细菌的细胞壁由肽聚糖组成。这种分子是细菌细胞壁组成所特有的。肽聚糖是由双糖和氨基酸（蛋白质亚单位）组成的聚合物。这种分子使细胞壁坚硬，有助于形成细菌的形状。肽聚糖分子形成薄片，包裹和保护细菌质膜。

革兰氏阳性细菌的细胞壁含有几层肽聚糖。这些堆叠的层增加了细胞壁的厚度。在革兰氏阴性细菌中，细胞壁没有那么厚，因为它含有低得多的肽聚糖。革兰氏阴性细菌细胞壁也含有一层脂多糖（LPS）。LPS层包围肽聚糖层，在致病菌（致病细菌）中充当内毒素（毒物）。LPS层还保护革兰氏阴性细菌免受某些抗生素的侵害，如青霉素。

细胞壁关键点

• 细胞壁是许多细胞的外层保护膜，包括植物、真菌、藻类和细菌。动物细胞没有细胞壁。
• 细胞壁的主要功能是为细胞提供结构、支撑和保护。
• 植物的细胞壁主要由纤维素组成，在许多植物中包含三层。三层为中间层、初级细胞壁和次级细胞壁。
• 细菌细胞壁由肽聚糖组成。革兰氏阳性细菌具有厚的肽聚糖层，革兰氏阴性细菌具有薄的肽聚糖层。

来源

• 动态植物细胞壁〉，分子细胞生物学。第四版，W.H.弗里曼，2000年，www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21709/。
• 细菌细胞壁〉，威利在线图书馆，威利/布莱克威尔（10.1111），2010年4月19日，onlinelibrary.Wiley.com/doi/abs/10.1002/9780470015902.a0000297.pub2。