《细胞壁与酶》PPT课件

细胞壁的结构与功能
(四) 细胞壁形成
细胞壁的结构与功能
(四) 细胞壁形成
与细胞壁形成有关的细胞器是: 内质网 高尔基体 微管
细胞壁的形成需要 多种亚细胞结构的参与
细胞壁的结构与功能
二、细胞壁的功能 1. 支持作用 2．运输通道 3．保护作用 4．参与各种代谢活动
细胞壁的结构与功能
1.支持作用：细胞壁可增加植物的机械强度，充当植物的骨架。
细胞壁的结构与功能
二、细胞壁的功能 4．参与各种代谢活动：细胞壁中的酶类参与细胞壁高分子合成，转移及水解，细胞外 物质输送到细胞内以及防御作用等。
细胞壁的结构与功能
另外:细胞壁参与了植物与根瘤菌共生固氮的相互识别以及共同完成侵染作用；细胞壁 中的多聚半乳糖醛酸酶可能参与了砧木和接穗之间嫁接过程中的识别反应。总之，高 等植物细胞壁积极参与各种代谢活动包括细胞的生长、分化、细胞识别及抗病抗逆机 制等方面。
格，形成细胞壁内的高层次上的结构。
细胞壁的结构与功能
3.果胶物质(pectic substances)也是细胞壁的组成成分。胞间层基本上是由果胶物质组成 的，使相邻的细胞粘合在一起。果胶物质是半乳糖醛酸组成的多聚体。
细胞壁的结构与功能
果胶物质根据其结合情况及理化性质，可分为三类：
果胶酸(pectic acid) 是由约100个半乳糖醛酸通 过α-1，4键连接而成的直链。果胶酸是水溶性的，易 与钙起作用生成果胶酸钙的凝胶。
果胶(pectin) 是半乳糖醛酸酯及少量半乳糖醛 酸通过α-1，4-糖苷键连接而成的长链高分化合物。
原果胶 果胶分子量在25000～50000之间，每条链 含200个以上的半乳糖醛酸残基。果胶能溶于水，存在 于中胶层和初生壁中，甚至存在于细胞质或液泡中。
细胞壁的结构与功能
4.木质素(lignin)不是多糖，是由苯基丙烷衍生物的单 体所构成的聚合物，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。
细胞壁的结构与功能
Structural model of a cellulose mi crofibril.
纤维素合酶 蔗糖合酶
纤维素在质膜纤维素合成酶复合体上进行合成的可能分子模型
细胞壁的结构与功能
2.半纤维素(hemicellulose)是指除纤维素和果胶物
质以外的，溶于碱的细胞壁多糖类的总称。它在化学 结构上与纤维素没有关系。半纤维素的结构比较复杂 。不同来源的半纤维素，它们的成分也各不相同。有 的由一种单糖缩合而成，如聚甘露糖和聚半乳糖。有 的由几种单糖缩合而成，如木聚糖、阿拉伯糖、半乳 聚糖等。半纤维素在纤维素微纤丝的表面及它们之间 ，彼此紧密而非共价健的连接在一起。因此，它们覆 盖在微纤丝之外并通过氢键将微纤丝交联成复杂的网
(二) 构成细胞壁的物质，主要成分是90%左右的多糖和10%左右的蛋白质以及酶类、脂
肪酸等。
表2-1 从悬浮培养的槭细胞分离的细胞壁的组成
成分
重量% 组成
总碳水 化物的 组成克 分子%
பைடு நூலகம்
成分
重量% 组成
鼠李糖 岩澡糖 阿拉伯糖 木糖 甘露糖 半乳糖
3.1 1.3 21.0 7.6 0.3 12.8
3.9 1.7 28.2 10.2 0.3 14.5
细胞壁 (cell wall)
细胞壁的结构与功能
细胞壁(cell wall)是植物细胞所特有的，具一定弹性和硬度，在细胞质膜之外并界 定细胞形状的复杂结构。
细胞壁的结构与功能
一、 (一)
典型的细胞壁是由胞间层(intercellular layer)，初生壁(primary wall)、有 的细胞还具有次生壁(secondary wall)所组成。
A. Diagram of the cell wall organization; B. B. Cross section of pine tracheid in whic
h three distinct layers in the secondary w all are visible.
细胞壁的结构与功能
次生细胞壁、初生细胞壁和中胶层结构示意图
细胞壁的结构与功能
初生壁 次生壁 胞间层
原生质向外分泌纤维素，纤维素定向地交 织成网状，而后分泌的半纤维素、果胶质以及 结构蛋白填充在网眼之间，形成质地柔软的初 生壁。很多细胞只有初生壁，如分生组织细胞、 胚乳细胞等。某些特化的细胞，例如纤维细胞、 管胞、导管等在生长接近定型时，在初生壁内 侧沉积纤维素、木质素等次生壁物质，且层与 层之间经纬交错。由于次生壁质地的厚薄与形 状的差别，分化出不同的细胞，如薄壁细胞、 厚壁细胞、石细胞等。
细胞壁的结构与功能
三、胞间连丝 当细胞板尚未完全形成时，有局部的原生质丝
(约400nm)存留在未完全合并的小囊泡之间，随后 便成为两个子细胞的管状联络孔道称胞间连丝(pl asmodesma)， 胞间连丝可以看作是两个细胞原生 质膜的突出而连成的一个管状结构。
葡萄糖 (非纤维素的)
葡萄糖 (纤维素的)
半乳糖醛酸
蛋白质(总)
羟脯氨酸
3.7
23.0
13.4 10 2
总碳水 化物的 组成克 分子%
4.2
24
13.2
细胞壁的结构与功能
胞间层:果胶质 初生壁:果胶质、纤维素、半纤维素 次生壁:果胶质、纤维素、半纤维素、木质素
细胞壁的结构与功能
1.纤维素(cellulose) 是细胞壁的主要成分，它是由1000 ～ 10000 个 β-D- 葡 萄 糖 分 子 以 β-1,4- 糖 苷 键 相连的无分支的长链。这些纤维素分子链都具 有相同的极性，排列成立体晶格状，可称为分 子团，又叫微团(micella)。微团组合成微纤 丝(microfibril)，微纤丝又组成大纤丝(macr ofibril)，因而纤维素的这种结构非常牢固， 使细胞壁具高强度和抗化学降解的能力。
细胞壁的结构与功能
二、细胞壁的功能 2．运输通道：细胞壁允许离子、低分子量的蛋白质和多糖等小分子通行无阻，而大分
细胞壁的结构与功能
二、细胞壁的功能 3．保护作用：初生细胞壁中的寡糖素能诱导植物抗毒素(phytolaxin)的形成，还对
其它生理过程有调节作用。在植物抵抗病虫害中起作用。可使植物产生过敏性死亡， 使得病原物不能进一步扩散。还有防御和抗病抗逆的功能。