4木材细胞壁结构
木材细胞壁构造(课堂PPT)
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
木材细胞壁
木材细胞壁的形成
细胞壁的形成及细胞器官 细胞壁成分的堆积过程
植物细胞壁的组成
胞间层。又称中胶层。位于两个相邻细胞之间，为两相邻 细胞所共有的一层膜，主要成分为果胶质。有助于将相邻 细胞粘连在一起，并可缓冲细胞间的挤压。
初生壁。细胞分裂后，最初由原生质体分泌形成的细胞壁。 存在于所有活的植物细胞。位于胞间层内侧。约1～3微米 厚。具有较大的可塑性。典型如薄壁细胞。
横截面：类结晶区 (paracrystalline region)。所谓类结晶 区，是指虽然纤维素分 子的排列仍有规则，但 是要比结晶区内的稍稍 乱一些。
微纤丝的全部长度方向 都表现出高的结晶性， 只是在纤维素分子的转 接处或是末端会出现结 晶性稍差的情况。
能不能用电镜观察到木材纤维素微纤丝的内 部构造？
原生质膜颗粒说
在细胞壁内表面有许多直径50ｎｍ左右的颗粒。这些颗粒群是纤 维素合成酶的复合体，由纤维素合成酶复合体形成的纤维素分子 和邻近的分子之间形成氢键结合，结晶化后形成微纤丝。颗粒集 合体可以在原生质膜上移动，移动方向由微管来决定，微管如同 列车的轨道一样，蔷薇状颗粒集合体在两根微管之间一边移动一 边形成微纤丝，就这样决定了微纤丝的取向。
多网生长说修正模型（藤井）
开始时微纤丝与细胞轴之 间呈很大的倾角，形成直 线型平行排列的层，然后 改变回旋方向在细胞壁的 内侧堆积，形成交叉多层 构造。接着，细胞壁伸 展，各层变薄，引起了微 纤丝的再排列。在这种情 况下，微纤丝的倾角以层 为单位变化。
次生壁
平回旋(flat helix)：S1和
纤维素晶系变形
微纤丝（microfibril）
没有木质化的杨树的木质部 纤维
的纤维壁上以及法囊藻的横 截面的照片。
木材细胞壁细胞腔细胞间隙的关系
作为你的文章写手，我将全面评估木材细胞壁、细胞腔和细胞间隙的关系，并据此撰写一篇有价值的文章。
在这篇文章中，我将优先考虑以从简到繁、由浅入深的方式来探讨这个主题，以便你能更深入地理解。
我会在文章中多次提及木材细胞壁、细胞腔和细胞间隙，包含总结和回顾性的内容，以便你能全面、深刻和灵活地理解这个主题。
我会共享我对这个主题的个人观点和理解。
标题：木材细胞壁、细胞腔和细胞间隙的关系探析一、木材细胞壁的构成及功能木材细胞壁是由纤维素、半纤维素和木质素组成的，它固定在细胞膜外，呈现出纤维状的结构。
木材细胞壁的主要功能是提供机械支撑和保护作用，同时也影响着木材的物理性能和化学性质。
二、细胞腔的作用和特点细胞腔是木材细胞壁包围的空间，它在木材成分中占据较大比例。
细胞腔的主要作用是贮存水分、有机物质和无机盐类，同时也参与了营养物质的运输，具有非常重要的生物学功能。
三、细胞间隙的结构和功能细胞间隙是细胞腔之间的空隙部分，它影响着木材的密度和孔隙度。
细胞间隙的结构特点对木材的物理性能和力学性质有着重要的影响。
四、木材细胞壁、细胞腔和细胞间隙的关系木材细胞壁、细胞腔和细胞间隙三者之间密不可分。
木材细胞壁中的纤维素和木质素主要构成了细胞壁的结构，细胞腔负责贮存水分和有机物质，细胞间隙则影响着木材的孔隙度和物理性能。
三者相互依存，共同构成了木材的基本结构和功能。
五、个人观点和总结在我看来，木材细胞壁、细胞腔和细胞间隙之间的关系非常复杂而又密切。
只有深入理解这三者之间的交互作用，才能更好地把握木材的特性和应用。
希望通过本文的阐述，能够让读者对木材的微观结构有更清晰的认识，进而对木材的性能和用途有更深入的了解。
总结：本文从木材细胞壁、细胞腔和细胞间隙的结构和功能着手，全面探讨了它们之间的关系。
希望读者能够通过本文对这一主题有更深入的了解，从而加深对木材微观结构的认识。
木材是一种常见且重要的材料，在建筑、家具制作、工艺品制作等领域都有着广泛的应用。
木材细胞壁力学概述
得分：_______ 南京林业大学研究生课程论文2014～2015学年第一学期课程号：43311课程名称：高级木材学（含竹材）论文题目：木材细胞壁力学概述学科专业：木材科学与技术学号：3140285姓名：霍子微任课教师：张耀丽二〇一四年十二月木材细胞壁力学概述霍子微（南京林业大学材料院，江苏南京 210037）摘要：对测试木材细胞壁的单纤维拉伸技术和纳米压痕技术进行了概述。
从纤维分离方法、纤维夹紧和定向、单根纤维细胞壁横截面面积测量评述单根纤维拉伸技术，并从探针选择，样品表面粗糙度，与其他技术连用等方面分析了纳米压痕技术。
关键词：细胞壁力学；单纤维拉伸技术；纳米压痕技术Overview in cell wall mechanics of woodHUO Ziwei（College of materials science and Engineering，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China）Abstract：Advances in the researches of mechanical properties of wood cell were reviewed from the tensile of single fiber and nanoindentation respectively. Fiber separation，fiber clamping and orientation and measurements of single fiber crosssectional area were reviewed from tensile of single fiber. And select from the probe, the sample surface roughness, in conjunction with other techniques and other aspects of the analysis of the nanoindentation.Keywords：mechanical property of wood cell wall；tensile of single fiber；nanoindentation引言细胞壁是木材的实际承载结构，对材料的宏观力学性能有着极其重要的影响，是把木材力学研究从宏观引向微观尺度的最佳桥梁。
木材细胞壁上的结构特征
木材细胞壁上的结构特征
木材是由纤维素和木质素组成的纤维素素材料的一种。
木材的结构特征主要体现在其细胞壁的组成和结构上。
首先，木材细胞壁的主要成分是纤维素和木质素。
纤维素是一种由葡萄糖分子组成的聚糖，占木材细胞壁的40%~50%。
纤维素使得木材具有较高的强度和抗拉性能。
而木质素是一种复杂的有机物，主要由苯酚和芳香族羟基化合物组成，也被称为木质素素材料的基质。
木质素占据细胞壁的大部分空间，使得木材细胞壁具有较低的导热性和较好的绝缘性能。
其次，木材细胞壁的层次结构包括原位基质、中间层和次级壁。
原位基质是细胞壁中最外层的一层，主要由纤维素和木质素组成。
中间层是原位基质和次级壁之间的一层，主要由木质素和半纤维素组成。
次级壁是细胞壁最内层的一层，主要由纤维素组成，且纤维素的排列方式呈网状结构。
次级壁中的纤维素纤维具有较高的晶度和较长的纤维长度，使得木材细胞壁具有良好的力学性能和稳定性。
最后，木材细胞壁的细胞间连接方式主要有两种：一种是依靠木质素之间的共聚结合力，即靠共同连接剂维持细胞壁的相对稳定；另一种是通过胶原蛋白，胶原蛋白作为一种连接材料，具有高强度和粘合能力，可以有效地连接细胞壁中的纤维素和木质素。
总的来说，木材细胞壁的结构特征主要体现在成分的构成、层次结构和细胞间连接方式上。
这些特征使得木材细胞壁具有较高的强度、稳定性和抗压性能。
同时，木材细胞壁的结构特征也为木材的加工利用和性能改良提供了基础。
第4章 木材的微观构造
侵填体:常见于榆 科、山毛榉科、桑 科、豆科、漆树科、 玄参科、紫葳科等。 最丰富的如：滇楸、 麻栎、刺槐、檫木、 漆树、泡桐、皂荚、 合欢、梓树。 树胶:通常为红色 和褐色。
侵 填 体
树 胶
图4-39 侵填体和树胶 （自text book of wood technology ,1984 ）
图4-40 管孔中的侵填体（腰希申，1988）
纤维状管胞：是标准的木纤维细 胞，腔小壁厚，两端尖削，而壁 上具有透镜形或裂隙状纹孔口的 具缘纹孔。其次生壁的内层平滑 或有螺纹加厚。 纤维管胞在有些树种中完全 无，一些树种中数量很少，但如 科和金缕梅科等属树种中极显著， 为组成木材的主要成分。
一、导管 vessel
1 ．导管和导管分子概念
导管：是绝大多数阔叶 树材具有的输导组织，是 一串的轴向细胞形成无一 定长度的管状组织。
导管分子：组成导管的 每一个细胞，即是导管分 子。
导管占木材体积的20%。
2、导管分子的形状与大小
形状：鼓形、圆柱形、纺锤形、矩形等； 长度一般200-800um； 直径：最小的在25um以下，大的可达400um以上。
二、木纤维
木纤维是两端尖削，呈长纺 锤型，腔小壁厚的细胞。 占阔叶木材体积的50%。 分为纤维状管胞、韧性纤维、 分隔纤维和胶质纤维。 支持树木的功能，为木材提 供强度。 木 纤 维 长 度 为 500-2000μm ， 直 径 为 10-50μm ， 壁 厚 为 111μm，热带材一般直径大。
图4-18 轴向薄壁组织（铅笔柏） （古野，1986； R.Bruce.Hoadley ，1990）
2、轴向薄壁组织的分布
木材细胞壁的空隙构造及物质的输运过程
木材细胞壁的空隙构造及物质的输运过程木材是一种常见的建筑材料，也是人类生活中不可或缺的资源之一。
在木材的组成中，木材细胞壁起着重要的作用。
细胞壁是细胞的外部包围结构，由纤维素、半纤维素和木质素等构成。
细胞壁的空隙构造和物质的输运过程对木材的性质和应用具有重要影响。
首先，我们来看木材细胞壁的空隙构造。
细胞壁由纤维素和其他细胞壁成分构成，其中纤维素是主要组成部分。
纤维素是一种高度有序排列的聚糖，由大量的葡萄糖分子组成。
它们通过氢键和共价键相互连接形成纤维素微丝。
在细胞壁中，纤维素微丝形成了一种网状结构，空隙主要存在于纤维素微丝之间。
这些空隙可以形成分子运输的通道，也可以储存和释放水分以适应环境的变化。
木材细胞壁的空隙结构对物质的输运起着重要的作用。
在木材中，物质的输运主要通过两种途径进行：一种是通过几个细胞壁间的孔隙进行的，称为细胞间输运；另一种是通过细胞壁内的纤维素微孔进行的，称为细胞内输运。
细胞间输运是指物质通过细胞间空隙和细胞壁间的直接通道进行的。
细胞间空隙是由细胞壁中的封闭腔、裂纹和毛细孔等构成。
在木材中，细胞间输运主要发生在木纤维细胞、导管细胞和射线细胞等之间。
木纤维细胞是木材中最常见的细胞类型，其细胞壁具有大量的孔隙和纤维素微丝的结构，使得物质在细胞间可以自由地流动。
导管细胞是用来输送水分和营养物质的特殊细胞，在其细胞间壁中的空隙也起到了重要的通道作用。
射线细胞是垂直于木材纹理方向生长的细胞，在细胞间也存在空隙，从而实现物质的跨射线输送。
细胞内输运是指物质通过细胞壁内的纤维素微孔进行的。
纤维素微孔是细胞壁中的一类空隙，形成于纤维素微丝之间的空隙中。
纤维素微孔的大小和形状对物质的输运起着重要的影响。
较大的纤维素微孔可以容纳较大分子的物质，而较小的纤维素微孔只能容纳小分子的物质。
此外，纤维素微孔也可以吸附水分和其他溶质，从而调节细胞壁的含水量和渗透压。
物质在木材细胞壁中的输运过程是一个复杂的动力学过程。
木材细胞壁的壁层结构
木材细胞壁的壁层结构木材的细胞壁结构，哎呀，这可真是个有趣的话题！你有没有想过，咱们平常看到的那些木头，背后竟然隐藏着这么复杂的秘密呢？细胞壁就像木材的“铠甲”，不仅保护着木材，还给它提供了力量。
细胞壁主要由三层构成，分别叫做初生壁、中层和次生壁。
听起来像个三明治，是吧？其实每一层都有它的独特职责，绝对不是简单的堆叠。
初生壁就像是木材刚出生时的嫩芽，轻薄柔软，主要是让细胞能够生长。
就像小朋友刚学走路的时候，摔倒也不疼。
然后呢，中层就登场了，真是个“大佬”，它由纤维素和果胶等成分组成，为细胞提供了稳定的支撑。
这个时候，木材开始变得结实，像是经过锻炼的肌肉男。
次生壁，哇，真正的王者！这层厚厚的壁，像是铠甲一样，给木材提供了超强的抗压能力。
你瞧，木材细胞壁的构造简直就像是个小型建筑工地，每一层都有它的工人和任务。
细胞壁的主要成分纤维素，就像是木材的“支柱”，把一切都撑起来。
果胶就像胶水一样，把各个部分紧紧粘合在一起，不让它们跑掉。
还有木质素，这家伙可是木材的“强化剂”，让木头更加坚韧，不怕水不怕火，真是个可靠的伙伴。
再说说细胞壁的功能，哎呀，真是丰富得不得了！它不光是木材的防护墙，还能调节水分和养分的运输。
你知道吗，木材的生命离不开水，就像我们离不开空气一样。
细胞壁就像个调度员，负责把水和养分从根部运送到树冠，确保树木健康成长。
想象一下，一个大树就像个巨人，细胞壁就是它的筋骨，支撑着它屹立不倒。
这些细胞壁还可以影响木材的质地和硬度。
有些木材硬得像石头，有些则柔软得像棉花糖，这都和细胞壁的结构有关系。
咱们平常用的家具、地板，都是经过细胞壁的“精心打造”，才有了那么多种类。
每一种木材都有它的独特魅力，就像不同性格的人一样，让人爱不释手。
木材细胞壁的研究也不止于此，科学家们还在不断深入挖掘，探索这些结构背后的秘密。
他们发现，细胞壁的特性可以影响木材的加工性能，甚至可以提高木材的耐久性。
这对于那些从事木材工业的朋友们来说，简直是个天大的好消息。
谈木材细胞壁的层次结构检验
切 的关 系。木材 细胞壁上 的主要 结构特征 有： 纹孔、 内壁加 厚、 瘤状层 、 眉
条、 径列条等 。本文对 木材细 胞壁上 的结构特征 检验进行 简要 的分析 与
探讨 。 １ ． 细 胞 壁 物 质 组 成
木材细胞 壁主要是 由纤维素 、半纤维 素和木质素三种 成分构成 。纤 维 素以分子链 聚集成 束和排列 有序 的微 纤丝状态 存在于细 胞壁 中， 起着 骨架物 质作用 ， 相 当钢 筋水泥 构件 中的钢筋 。半 纤维素 以无定形 状态渗 透在骨 架物质 之中 ， 起 着基体 黏结作用 ， 故称其 为基体物 质， 相 当钢筋水 泥构件 中的绑捆钢筋 的细铁丝 。木质素 是在细胞分化 的最 后阶段木质化 过程 中形成 ， 它 渗透在 细胞壁 的骨 架物 质和基 体物 质之 中 ， 可使 细胞壁 坚硬 ， 所以称其 为结壳物质或硬 固物质， 相 当钢 筋水泥构件 中的水泥 。
为 两个细胞 所共有 ， 实 际上 ， 通常 将胞 问层 和相邻 细胞 的初 生壁 合在一 起， 称为复合 胞间层 。主要 由木质素和 果胶物质 组成 ， 纤 维素含量 很少 ，
所 以高度 木质化 ， 在 偏光显微镜 下显现各 向同性 。 （ ２ ） 初 生 壁 初 生 壁 是细 胞 增 大 期 间 所 形成 的 壁 层 。 初 生 壁 在 形 成 的 初期 ， 主要 由纤 维素组 成， 随着 细胞增 大速度 的减 慢 ， 可 以逐渐沉 积其他 物质 ， 所 以木质化后 的细胞 ， 初生 壁木质素 的浓度特 别高 。初生壁通常较 薄， 一般为细胞壁 厚度 的Ｉ ％左右 。当细 胞生长 时， 其微 纤丝 沉积 的方 向 非 常有规 则， 通 常呈松 散的 网状排 列 ， 这样就 限制 了细 胞的侧 面 生长最 后只有伸 长， 随着细 胞伸长 ， 微纤 丝方 向逐渐趋 向与细胞长轴平行 。
《木材学》课程教案(1)
《木材学》课程教案（1）周次1上课时间章节名称绪论授课教师马灵飞、聂玉静授课对象木材科学与工程授课类型√理论课□实践课教学时长2教学目标使学生明确学习木材学的目的和意义，了解木材资源的概况、木材的优缺点和木材学研究的主要内容教学重点木材的优缺点木材学的研究内容教学难点教学方法理论教学，多媒体教学与传统教学方法相结合教学手段多媒体教学，现代教学技术与传统方法有机结合教学步骤设计主要教学步骤教师活动学生活动时长分配森林的重要性，世界范围内以及我国的森林资源讲解45min木材的优缺点和木材学的研究内容讲解45min教学内容一、森林的重要性，世界范围内以及我国的森林资源1.森林的重要性生态功能；提供木材等。
2.世界范围内的森林资源4.我国森林资源培育上的问题国家经济建设中，木材与钢材、水泥、塑料并列为四大建设材料。
(1)建筑用材；(2)采掘用材；(3)交通建设用材；(4)造纸用材；(5)家具用材；(6)农用材；(7)其它：如火柴材、乐器用材、运动器械用材、工艺美术用材等。
二.木材的优缺点1、木材的优点易于加工，加工所需能量较低，不易污染环境；木材质轻而强度高；气干木材是良好的热绝缘和电绝缘材料；木材有吸收能量的作用；木材在破坏前有预兆；木材有天然的美丽的花纹、光泽和颜色，有特殊的装饰效果。
2、木材的缺点干缩湿胀；木材容易腐朽和被虫蛀；小尺寸木材易于燃烧；木材的性质各向异性；具有天然缺陷。
三.木材学的研究内容国际木材科学学会(IAWS)确定了广义的木材科学：指木质化天然材料及其制品的生物学、化学和物理性质，以及生产、加工工艺的科学依据。
木材科学的狭义范畴是以木材为对象的材料科学，为基础学科，包括木材结构，木材性质(化学、物理、力学)，木材缺陷和木材的功能性改良理论等内容。
讨论练习作业1.木材的优缺点有哪些？2.我国森林资源存在的问题有哪些？教具准备教学参考资料教材：《木材学》，刘一星、赵广杰编著，中国林业出版社，2012年。
木材细胞壁上的结构特征
木材细胞壁上的结构特征作者：王艳林赵元修来源：《科学与财富》2012年第12期摘要：木材的细胞壁主要是由纤维素、半纤维素和木质素三种成分构成的，细胞壁上的许多特征是为细胞生长需要而形成的，它们不仅为木材检验提供依据，而且也直接影响木材的加工利用。
关键词：木材细胞壁结构特征检验木材的细胞壁主要是由纤维素、半纤维素和木质素三种成分构成的，细胞壁上的许多特征是为细胞生长需要而形成的，它们不仅为木材检验提供依据，而且也直接影响木材的加工利用。
1．纹孔纹孔通常指木材细胞壁增厚产生次生壁过程中，初生壁上未增厚的部分而留下的孔陷。
生活中的立木，纹孔是相邻细胞间水分和养料的通道；在木材加工利用时，木材干燥水分的排出和木材防腐、阻燃改性过程中溶剂浸注处理等加工工艺都与纹孔的渗透性有关。
它是木材细胞壁上重要的结构特征，在木材识别上也很有意义。
1．1纹孔的组成纹孔主要由纹孔膜、纹孔腔、纹孔环、纹孔缘、纹孔室等部分组成纹孔膜是分隔相邻细胞壁上纹孔的隔膜，实际上是两相邻细胞的初生壁与细胞间的胞间层组成的复合胞层。
纹孔环是指纹孔膜周围的加厚部分。
纹孔缘位于纹孔膜上方，次生壁呈拱状突起的部分。
纹孔腔是由纹孔膜到细胞腔的全部空隙。
1．2纹孔的类型根据纹孔的结构，可以把纹孔分为两大类，即单纹孔和具缘纹孔。
单纹孔：当细胞次生壁加厚时。
所形成的纹孔腔在朝着细胞腔的一面保持一定宽度。
单纹孔多存在于轴向薄壁细胞、射线薄壁细胞等薄壁细胞壁上。
单纹孔的纹孔膜一般没有加厚，只有一个纹孔口，多呈圆形。
但在极厚的细胞壁上，纹孔腔有时是由许多细长的孔道呈分歧状连接起来通向细胞腔，此种纹孔称为分歧纹孔，多见于树皮石细胞具缘纹孔：是指次生壁在纹孔膜上方形成拱形纹孔缘的纹孔。
即次生壁加厚时，其纹孔腔为拱形。
具缘纹孔主要存在于各种厚壁细胞的胞壁上。
例如：针叶树材的轴向管胞、索状管胞及射线管胞等；阔叶树材的导管、导管状管胞、环管管胞及纤维等细胞壁上。
具缘纹孔的构造比单纹孔的构造远为复杂。
木材学(4.4.2)--木材细胞
第四章 木材细胞平周分裂:在弦向纵面，原细胞一分为二，所形成的两个子细胞和原细胞等长，其中的一个仍留在形成层内生长成纺锤形原始细胞，另一个向外则生成为韧皮部细胞，向内则生成为木质部细胞。
平周分裂使树干的直径增加；垂周分裂:在径向两侧产生新的形成层原始细胞，以适应树干直径加大中形成层周长增加的需要。
木材细胞的形成：显微水平上，细胞是构成木材的基本形态单位。
木材细胞的生长发育经历分生、扩大和胞壁加厚等阶段达到成熟，此过程在几周内完成。
树木中木质部大部分是由直径生长形成，是形成层原始细胞分生的结果。
木材细胞壁的超微构造：纤维素为骨架物质，半纤维素为基体物质，木素为结壳物质(硬固物质)。
基本纤丝：一些长短不等的链状纤维素分子（约40根左右）有规则地聚集在一起称为基本纤丝。
微纤丝：由基本纤丝（2-4个）组成一种丝状的微团系统，是木材细胞壁的基本构成单位。
微纤丝间存在约10nm的空隙，木素及半纤维素等物质聚集于此空隙中。
纤丝：由微纤丝集合而成。
微纤丝角：细胞壁中微纤丝排列方向与细胞轴所成的角度。
结晶区：在微纤丝内，纤维素分子链基本平行排列的部分，称为结晶区。
无定形区(非结晶区)：微纤丝内结晶区以外的部分。
结晶度: 结晶区的比例（百分数）。
非叠生形成层:多数树种的形成层原始细胞排列不整齐，上下相互交错，不在同一水平面上。
叠生形成层:有些阔叶树种形成层原始细胞排列整齐，从垂直于形成层的方向观察，呈明显的层次。
木材细胞壁的壁层结构：由于化学组成和微纤丝排列方向不同，木材细胞壁在结构上分出层次，在光学显微镜下，通常可将细胞壁分为初生壁（P）、次生壁（S）、以及两细胞间存在的胞间层（ML）。
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。
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。
复合胞间层：通常将相邻细胞间的胞间层和其两侧的初生壁合在一起。
初生壁：是细胞分裂后，在胞间层两侧最早沉积、并随细胞继续增大时所形成的壁层。
木材细胞壁细胞腔细胞间隙的关系
木材细胞壁细胞腔细胞间隙的关系【正文】一、木材细胞壁的组成与结构木材是一种重要的自然资源，被广泛用于建筑、家具、造纸等领域。
作为木材的主要构成部分，木材细胞壁的结构和特性对其性质和用途起着重要的影响。
木材细胞壁由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中纤维素是最重要的成分，占据了细胞壁中的绝大部分。
木材细胞壁的结构可分为三层，分别为初生壁、次生壁和中层。
初生壁位于细胞内，由纤维素和半纤维素组成，具有较低的密度和较高的可塑性。
次生壁位于初生壁的外部，由纤维素和木质素疊合形成，具有较高的密度和强度。
中层是次生壁内部的一层薄膜，具有较高的可塑性和柔软性。
二、木材细胞腔的作用与特点木材细胞腔是指细胞壁之间的空隙，它们是木材细胞壁组织中的重要组成部分。
木材细胞腔除了填充了部分空间外，还起到了贮存水分、气体传输和物质运输的作用。
木材细胞腔的大小和数量会受到多种因素的影响，如树种、生长环境、芳龄等。
一般来说，硬木的细胞腔较小而密集，而软木的细胞腔较大而稀疏。
木材细胞腔还具有一定的连通性，可以使得水分、气体和溶质在细胞间进行传输，为木材的性质和应用提供了便利。
三、木材细胞间隙的功能和影响因素木材细胞间隙是指细胞与细胞之间的空隙，它们是木材细胞组织中的重要成分。
木材细胞间隙对木材的性质和用途有着重要的影响。
木材细胞间隙可以影响木材的密度、强度和导热性能等性质。
一般来说，细胞间隙越小，木材的密度和强度越高，导热性能越差。
具有较小细胞间隙的木材更适合用于建筑结构等领域，而具有较大细胞间隙的木材更适合用于造纸和纤维板等领域。
木材细胞间隙的大小和分布会受到多种因素的影响，如树种、生长环境、芳龄等。
一般来说，硬木的细胞间隙较小而均匀，而软木的细胞间隙较大而不均匀。
细胞间隙的分布还会影响木材的加工和使用，不均匀的分布会增加木材的加工难度和损耗。
四、木材细胞壁、细胞腔与细胞间隙的关系木材细胞壁、细胞腔和细胞间隙是相互关联和相互影响的。
木材显微构造(共38张PPT)
图4-11 A.鼓形；B.圆柱形；C.纺锤形；D.
a.穿孔；b.穿孔隔；c.穿孔板
4.2.1.2 管孔的分布与组合
管孔的分布
分成环孔材、散孔材、半散孔材等不同类型
单管孔
管孔的组合
复管孔
管孔链
管孔团
4.2.1.3 导管分子的穿孔
管胞上的螺纹加厚
管胞和射线管胞上 的螺纹加厚
径列条和眉条
➢眉条
由纤维素组成,位于初生
纹孔场边缘的初生壁与次生壁 之间。作用是加强纹孔周围的 细胞壁。
水杉管胞中的径列条
眉条
返回
木射线（wood ray）
种类
组成
高度 射线薄 壁细胞
单列木射线（uniseriate wood ray） 纺锤型木射线（fusiform wood ray）
在弦切面上射线宽为二列以上 ，为绝大多数阔叶树材所具有
单独的射线组织相互聚集一起 ，显微镜下各小射线由不包含 导管在内的其它轴向分子所分 隔
由单列木射线和极宽木射线 ，这两类宽度明显差别的两 类射线共同组成的射线
杨柳科、七叶树 科和紫檀
核桃木、
柚木、桃花心 木
鹅耳枥、桤木 、石 栎、悬铃木
栎木、米槠
A
B
C
4.2.1.5 导管壁上螺纹加厚
❖在阔叶树材的环孔材中，螺纹加厚一般常见于晚 材导管。
❖散孔材则早晚材导管均可能具有螺纹加厚。
❖有的树种螺纹加厚遍及全部导管，如冬青、槭树等。 有的树种螺纹加厚仅限导管的梢端，如枫香。
❖导管分子内壁上的螺纹加厚为阔叶树材鉴定的重要 的特生之一。例如槭树与桦木的区别，前者具螺纹加 厚，后者则不具。
木材纹孔结构
木材纹孔（Pits）是木材细胞壁上的一个重要结构特征，它们在细胞间的交流和运输中起着关键作用。
以下是关于木材纹孔结构的一些详细信息：1. 纹孔的定义和功能：纹孔是木材细胞壁上的凹陷部分，它们是细胞间交流的通道，允许水分、营养物质和化学信号在细胞间传递。
在木材加工和利用中，纹孔对木材的干燥、胶粘剂的渗透以及化学处理剂的浸注等过程都有影响。
2. 纹孔的组成部分：纹孔主要由以下几部分组成：-纹孔膜（Pit membrane）：分隔相邻细胞壁上的纹孔，由两相邻细胞的初生壁和细胞间的胞间层组成的复合层。
-纹孔腔（Pit chamber）：由纹孔膜到细胞腔的空隙，是物质交换的区域。
-纹孔环（Pit ring）：围绕纹孔膜的加厚部分，增加了细胞壁的强度。
-纹孔缘（Pit margin）：位于纹孔膜上方的次生壁呈拱状突起的部分，有助于增加纹孔的结构稳定性。
-纹孔室（Pit cell）：介于纹孔膜和纹孔缘之间的空隙部分。
-纹孔道（Pit canal）：连接细胞腔和纹孔室的通道。
-纹孔口（Pit orifice）：纹孔的开口，分为内口和外口，分别通向细胞腔和纹孔室。
3. 纹孔的类型：根据纹孔的结构，可以将纹孔分为两大类：-单纹孔（Simple pit）：由初生壁的凹隙部分形成，通常成对存在，由胞间层和很薄的初生壁形成的纹孔膜隔开。
单纹孔简单，上下直径相同，常见于薄壁细胞、纤维和石细胞。
-具缘纹孔（Bordered pit）：在细胞壁加厚形成次生壁时，纹孔边缘隆起，形成穹形的边缘，这是裸子植物管胞纹孔的重要特征。
具缘纹孔的次生壁向细胞腔内隆起，形成纹孔塞（Torus），顶部开口称为纹孔口。
具缘纹孔常见于输水的管胞和导管。
4. 纹孔的分布和功能：在植物体内，纹孔的分布与细胞的功能密切相关。
例如，在导管和管胞这样的输水细胞中，常见的是一侧具缘纹孔，这有助于提高水分和养分传输的效率。
而在薄壁细胞和纤维细胞中，则可能只存在单纹孔。
第5次课-木材细胞-细胞分裂、细胞形成、细胞壁增厚
由许多吡喃型D-葡萄糖基以1→4β甙键联结形成线型分子链（纤维 素大分子链）；再由纤维素分子链聚集成束，构成基本纤丝；基本纤丝 再组成丝状的微团系统——微纤丝；然后再经过一些列的组合过程：微 纤丝组成纤丝，纤丝组成粗纤丝，粗纤丝组成薄层，薄层又形成了细胞 壁的初生壁、次生壁S1、S2和S3层，进而形成了木材的管胞、导管和木 纤维等重要组成分子。
列状态，有利于细胞的长大。 3.2 次生壁的微纤丝排列
S1层的微纤丝呈平行排列，与细胞轴呈50°~70°角，以S型或Z型缠 绕；在S2层，微纤丝与细胞轴呈10°~30°角排列，近乎平行于细胞轴， 微纤丝排列的平行度最好；而S3层的微纤丝与细胞轴呈60°~90°角，微 纤丝排列的平行度不甚好，呈不规则的环状排列。次生壁S1 和S3层都较 薄，S1的厚度为细胞壁厚度的9％~21％；S3的厚度为细胞壁厚度的 0％~8％；S2层最厚，在管胞、木纤维等主要木材细胞中可占细胞壁厚 度的70％~90％。所以，细胞壁的厚或薄主要S2层的厚薄决定。
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教学重点、难点： 1. 细胞壁的层次结构。 2. 纤维素、半纤维素、木质素在细胞壁结构中作用。 3. 胞壁各层微纤丝的排列。。
授课方法及手段： 授课方法: 以课堂讲授、自由提问和老师解答为教学方
法，以及多媒体图片演示邓手段相结合，着重在于引导。
§2. 木材细胞壁结构
1、木材细胞壁的超微构造
1.1 基本纤丝、微纤丝和纤丝 木材细胞壁的组织结构，是以纤维素作为“骨架”的。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）。由基本纤 丝组成一种丝状的微团系统称为微纤丝（图3-3）。由微纤丝的集合可 以组成纤丝；纤丝再聚集形成粗纤丝，粗纤丝相互接合形成薄层；最后 许多薄层聚集形成了细胞壁层。
谈木材细胞壁的层次结构
谈木材细胞壁的层次结构[摘要]木材是由细胞组成的，也就是说，细胞是构成木材的基本形态单位。
对于木材检验工作来说，首先要了解木材细胞壁的超微构造、壁层结构以及细胞壁上的特征，因为无论是木材树种识别与利用，还是木材物理力学性质的各向异性都与其有密切的关系。
【关键词】木材；检验；细胞壁；层次；结构木材是由细胞组成的，也就是说，细胞是构成木材的基本形态单位。
木材细胞在生长发育过程中经历分生、扩大和胞壁加厚等阶段而达到成熟。
成熟的木材细胞多数为空腔的厚壁细胞，仅有细胞壁与细胞腔，俨如桑蚕的蚕茧。
所以，对于木材检验工作来说，首先要了解木材细胞壁的超微构造、壁层结构以及细胞壁上的特征，因为无论是木材树种识别与利用，还是木材物理力学性质的各向异性都与其有密切的关系。
1．细胞壁物质组成木材细胞壁主要是由纤维素、半纤维素和木质素三种成分构成。
纤维素以分子链聚集成束和排列有序的微纤丝状态存在于细胞壁中，起着骨架物质作用，相当钢筋水泥构件中的钢筋。
半纤维素以无定形状态渗透在骨架物质之中，起着基体黏结作用，故称其为基体物质，相当钢筋水泥构件中的绑捆钢筋的细铁丝。
木质素是在细胞分化的最后阶段木质化过程中形成，它渗透在细胞壁的骨架物质和基体物质之中，可使细胞壁坚硬，所以称其为结壳物质或硬固物质，相当钢筋水泥构件中的水泥。
2．木材细胞壁的层次结构木材细胞壁各层的化学组成不同，光学显微镜下，它的结构可分为胞间层(ML)、初生壁(P)和次生壁(S)三层。
(1)胞间层细胞分裂的末期，出现了细胞板，将新产生的两个细胞隔开，这是最早的细胞壁部分。
此层很薄，它是两个相邻细胞中间的一层，为两个细胞所共有，实际上，通常将胞间层和相邻细胞的初生壁合在一起，称为复合胞间层。
主要由木质素和果胶物质组成，纤维素含量很少，所以高度木质化，在偏光显微镜下显现各向同性。
(2)初生壁初生壁是细胞增大期间所形成的壁层。
初生壁在形成的初期，主要由纤维素组成，随着细胞增大速度的减慢，可以逐渐沉积其他物质，所以木质化后的细胞，初生壁木质素的浓度特别高。
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单纹孔
具缘纹孔
针叶材管胞上的具缘纹孔： 针叶材管胞上的具缘纹孔：
纹孔塞(torus) 纹孔塞(torus)：纹孔膜中央的加厚 (torus) 部分。 塞缘(margo) (margo)：纹孔塞的外围部分。 塞缘(margo) 纹孔环(pit annulus)：胞间质沿纹 纹孔环(pit annulus) 孔边界的加厚部分。 纹孔缘(pit border)：纹孔的开口周 纹孔缘(pit border) 围形成的拱形突起。 纹孔腔(pit civity)：由纹孔膜到细 纹孔腔(pit civity) 胞腔的全部空隙。 纹孔室(pit chamber)：纹孔膜与拱 纹孔室(pit chamber) 形环绕纹孔缘之间的空隙部分。 纹孔口(aperture) (aperture)：纹孔室通向细胞 纹孔口(aperture) 腔的开口。
纹孔膜：分隔相邻细胞壁上纹孔的隔膜，实际上是两个相邻细胞的初 纹孔膜 生壁和胞间层组成的复合胞间层； 纹孔环： 纹孔环 在纹孔膜周围的加厚部分； 纹孔缘：在纹孔膜上方，纹孔的开口周围形成的拱形突起称纹孔缘； 纹孔缘 纹孔腔： 纹孔腔：由纹孔膜到细胞腔的全部空隙，称纹孔腔； 纹孔室：由纹孔膜与拱形环绕纹孔缘之间的空隙部分称纹孔室； 纹孔室 纹孔道：由纹孔腔通向纹孔室的通道； 纹孔道 纹孔口：纹口室通向细胞腔的开口，称纹孔口。 纹孔口 纹孔口： 纹孔内口 纹孔口 纹孔外口， 纹孔内口：由纹孔道通向细胞腔的开口。 纹孔内口 纹孔外口：由纹孔道通向纹孔室的开口称为。 纹孔外口
纹孔的类型： 纹孔的类型：
单纹孔(simple pit)：不具拱形的纹孔缘，孔腔直径大致相等 单纹孔 的纹孔。由纹孔膜和纹孔腔组成。 纹孔膜(pit embrane):相邻两细胞的胞间层和初生壁。 纹孔腔(pit civity) ：次生壁上未加厚的部分。 具缘纹孔(bordered pit) ：次生壁在纹孔膜上方成拱形纹孔 具缘纹孔 缘的纹孔。 具缘纹孔为针叶材的管胞和阔叶材的除薄壁细胞之外 的细胞所有。
4.2 细胞壁上的特征 (The Characteristics of Cell Wall)
细胞壁上的特征包括：纹孔、螺纹加厚、瘤层等。
பைடு நூலகம்
(pit)： (一) 纹孔 (pit)：
次生壁形成过程中，初生壁未被加厚的部分。 纹孔是立木中相邻细胞间的水分和养料的通道，木材利用中则对木材 干燥、胶粘剂渗透和化学处理剂浸注等方面都与纹孔的渗透性有关。它 是细胞壁上的重要构造特征。
骨架物质(frame substance)：以纤维素的微纤丝状态存在于细胞壁 骨架物质 中，富于细胞拉力强度。 基体物质(matrix substance)：指半纤维素和其它碳水化合物。渗透 基体物质 于骨架物质，增加细胞的刚性。 结壳物质(Encrusting substance)：木素，遍布于细胞壁之中，使细 结壳物质 胞获得硬度。
眉条(crassulae): 眉条(crassulae):
针叶材管胞上的具缘 纹孔对的上下边缘，由 胞间层和初生壁形成线 条状或半月状的加厚部 分，形似眼眉。 功能： 功能：加固初生纹孔 场的刚性。 眉条在松、柏和杉木 中的管胞上最为明显。
白皮松
(二)
螺纹加厚(spiral pitting) ：
微纤丝
基本纤丝： 基本纤丝： 构成微纤丝的结构单元，是由40根左右的 纤维素分子链组成。
葡萄 糖
纤维素 分子链
亚基本 纤丝
基本 纤丝
细胞 壁
粗纤 丝
微纤 丝
木材细胞壁结构
基本纤丝的两相结构理论： 基本纤丝的两相结构理论：
结晶区(crystalline area)：纤维素分子链平行紧密地排列形 结晶区 成结晶结构（X射线衍射图上反映出高度结晶）。 非结晶区(amorphous area)：纤维素分子链排列不平行（但不 非结晶区 是完全无序的）。 注意：结晶区与非结晶区之间并无明显界线。
。
有学者比喻：骨架物质— 钢筋； 基体物质— 沙石； 结壳物质— 水泥
微纤丝及其构成(microfibril (二) 微纤丝及其构成(microfibril and the structure)
(microfibril)： 微纤丝 (microfibril)： 是构成木材细胞壁的一级物理形态单位，呈纤丝状，是一种纤维 素分子链的集合体。在细胞壁的各个层次按不同的方向排列，起到骨 架物质的作用。微纤丝的排列方向不但决定着木材各向异性的特征， 而且分出了细胞壁的各个壁层。 微纤丝角(α)(microfibrillar angle)： 微纤丝角(α)(microfibrillar angle)： 细胞壁中微纤丝排列方向与细胞轴所成的角度。
纤维素大分子的化学结构
壁层结构(the (三) 壁层结构(the structure of cell wall) 细胞壁的层次： 细胞壁的层次：
木材的细胞壁，根据其形成阶段，可分为初生壁 次生壁 初生壁和次生壁 初生壁 次生壁。 初生壁(P)(primary wall)：原始细胞分生初期，从分裂到细胞增大(表面 初生壁 生长期间)所形成的胞壁。P > 1% 次生壁(S)(secondary wall)： 在初生壁内侧，由附着生长而形成的胞 次生壁 壁。次生壁是细胞停止增大以后，在初生壁上继续形成的胞壁。 次生壁外层(S1)： S1 = 10 ～ 20% 次生壁外层 次生壁中层(S2)： S2 = 70 ～ 90% 次生壁中层 次生壁内层(S3)： S3 = 2 ～ 8% 次生壁内层 胞间层(ML)(intercellularlayer)： 两个相邻细胞之间的部分。 胞间层 复合胞间层(ML+2P)(compound middle lamella)： 胞间质与两边相邻初 复合胞间层 生壁的复合体。
在细胞次生壁内表面上， 由微纤丝局部聚集而形成的 屋脊状凸起，呈螺 旋状环 绕着细胞内壁。 螺纹加厚是次生壁S3层 的延续和扩展，通常呈S或Z 状，螺旋方向近似次生壁S3 层微纤丝的排列方向。螺纹 的倾角通常与细胞的大小有 关。若壁厚，细胞腔窄，那 么螺纹的倾斜度就陡峭；反 之，则较平缓。
(紫杉 紫杉) 紫杉
阔叶材管胞上的具缘纹孔： 阔叶材管胞上的具缘纹孔：
阔叶材木纤维上的具缘纹孔在纹孔膜中央部分一般不具纹孔塞。 与针叶材构造的差异： 纹孔道: 纹孔道:纹孔室与细胞腔间较窄的通道。 纹孔内口(inner aperture)：纹孔道通向细胞腔的开口。 纹孔内口 纹孔外口(outer aperture)：通向纹孔室的开口。 纹孔外口 纹孔内口有内含和外延之分： 内含纹孔口(included aperture) ：纹孔内口的长轴尺寸不大于纹孔 内含纹孔口 环。 外延纹孔口(extended aperture)：纹孔内口的长轴尺寸大于纹孔环。 外延纹孔口 相邻纤维细胞壁上的纹孔对在正面观察时，由于纹孔内口的 走向相反，故常呈交叉状。
第 4 章 木材细胞壁结构
本章要点：
4.1 木材细胞壁结构 4.2 细胞壁上的结构特征
4.1 木材细胞壁结构
(The Cell Wall Texture of Wood)
(一) 细胞壁的结构组成
木材的细胞壁主要是由纤维素 半纤维素 木质素 纤维素、半纤维素 木质素三种成分构 纤维素 半纤维素和木质素 成的，组成木材细胞壁的主要化学成分，按其物理作用可分为三 类：骨架物质 基体物质 结壳物质 骨架物质、基体物质 结壳物质。 骨架物质 基体物质和结壳物质
纹孔的组成部分： 纹孔的组成部分：
纹孔主要由纹孔膜 纹孔膜、 纹孔膜 纹孔环、纹孔缘 纹孔缘、 纹孔环 纹孔缘 纹孔腔、纹孔室 纹孔室、 纹孔腔 纹孔室 纹孔道以及纹孔口 纹孔道 纹孔口 组成。
纹孔的各组成部分
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.纹孔环
薄壁细胞的壁层结构(the wall薄壁细胞的壁层结构(the wall-structure of parenchyma):
初生壁P 初生壁P ：微纤丝的排列是无定向的； S1层和S3层 层和S3 S1层和S3层 ： α = 30 ～ 60°； S2层 S2层 ：α ≈ 0 °，与细胞长轴几乎平行。
(三) 锯齿状加厚： 射线管胞内壁的次生加厚为锯齿状突起。 锯齿状加厚只存在于针叶树材松科木材中，是识别它 的重要特征。 锯齿状加厚的高度可分为四级： 内壁平滑 内锯为锯齿状，齿纤细至 中等，高达2.5µm 齿高超过2.5µm，至细胞腔中部 网状式舱室
( 四) 瘤层: 细胞壁内表面的微细突起物和包括覆盖它的附加层或结 壳层，此层—般认为是无定形的，存在于细胞腔和纹孔腔内 壁。 瘤层的产生：瘤状层是在次生壁的分化和木质化将完成 时发育形成的，它在原生质消失时出现。
导管分子的壁层结构(the wall导管分子的壁层结构(the wall-structure of vessel):
初生壁P 初生壁P：微纤丝呈无定向松散交织的网状结构 次生壁中层S2 S2：微纤丝角α = 40 ° 次生壁中层S2 次生壁外层S1 内层S3 S1、 次生壁外层S1、内层S3 ：成缓平螺纹
M：胞间层 P：初生壁 S：次生壁 S1：次生壁外层 S1： S2： S2：次生壁中层 S3： S3：次生壁内层 W：瘤层
细胞壁结构
管胞、木纤维的微纤丝排列： 管胞、木纤维的微纤丝排列：
初生壁P 初生壁P：微纤丝呈无定向松散交织的网状结构，微纤丝排 列的主要方向与细胞主轴略呈垂直。 次生壁外层S1 S1：微纤丝角α = 50 ～ 70° 次生壁外层S1 次生壁中层S2 S2：微纤丝角α = 10 ～ 30° 次生壁中层S2 次生壁内层S3 次生壁内层S3 ：微纤丝角α = 60 ～ 90
本章结束