细胞壁是许多生物细胞外层的一层坚韧结构,它对细胞起着保护、支撑和维持形状的重要作用。很多人认为只有植物细胞才拥有细胞壁,但实际上,这并不完全正确。
植物细胞的细胞壁:植物细胞的细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶组成。这种坚固的结构为植物提供了强大的支撑力,使其能够直立生长,并抵抗外部压力。此外,细胞壁还能控制细胞的体积,防止细胞因吸水而破裂。
真菌细胞的细胞壁:除了植物,真菌也拥有细胞壁,但其主要成分与植物细胞壁不同。真菌细胞壁通常由几丁质构成,这是一种坚韧的聚合物,也存在于昆虫的外骨骼中。几丁质为真菌提供了结构支撑,并保护它们免受环境伤害。
细菌细胞的细胞壁:细菌也拥有细胞壁,但其成分更为复杂。细菌细胞壁的结构因细菌种类而异,主要由肽聚糖组成。肽聚糖是一种由糖和氨基酸组成的复杂聚合物,为细菌提供了坚固的保护层,并帮助细菌抵抗渗透压的变化。
细胞壁分为3层,即胞间层(中层)、初生壁和次生壁。胞间层把相邻细胞粘在一起形成组织。
初生壁在胞间层两侧,所有植物细胞都有。
次生壁在初生壁的里面,又分为外(S1)、中(S2)、内(S3)3层,在内层里面,有时还可出现一层。
这样的厚壁,水分和营养物就不能透过。有些植物的次生壁上具瘤层,还分化有特殊结构,如纹孔和瘤状物等。
纹孔是细胞间物质流通的区域,而瘤状物则是次生壁里层上的突起。
细菌细胞壁主要成分是肽聚糖,又称粘肽。
植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶。
细胞壁主要是维持细胞形状,控制细胞生长细胞壁增加了细胞的机械强度,并承受着内部原生质体由于液泡吸水而产生的膨压,从而使细胞具有一定的形状,这不仅有保护原生质体的作用,而且维持了器官与植株的固有形态。
另外,壁控制着细胞的生长,因为细胞要扩大和伸长的前提是要使细胞壁松弛和不可逆伸展。
1、维持细胞形状,控制细胞生长,这是由于细胞壁增加细胞的机械强度,从而使细胞具有一定的形状。另外,细胞壁控制细胞生长,是因为细胞扩大和生长的前提,是要使细胞壁松弛和不可逆伸展。
2、具有物质运输与信息传递功能,细胞壁允许离子、多糖等小分子和低分子量的蛋白质通过,因此参与物质的转运与信息的传递。
3、细胞壁具有防御的功能,这是与细胞壁中寡糖片段,也就是寡糖素的作用有关。
4、细胞壁中的酶类,广泛参与细胞壁高分子的合成、转移、水解。
5、细胞壁参与细胞间的相互粘连及胞间粘连。
并非所有细胞的细胞壁,都具有上述功能。每一类细胞的细胞壁功能,都是由其特定的组成,和结构所决定的。
根据牛顿的工作方法,在研究一个事情本质之前,要首先给自己的研究对象下定义,所以我们先下一下植物的定义是什么?
植物,在生物学的分类上是指:有生命的机体,能固定生活以及自养型生物被称为植物。
植物在生长过程中,能够依靠光合作用生产自己的食物。也就是说,它们不需要像动物一样掠食来维持生存和繁衍,所以流动性对于它们而言不再是进化的优势,反而很消耗能量。在演化的过程中,移动这个功能逐渐丧失了,久而久之植物就只能固定在一个地方生存。
由于植物丧失了移动这个功能,所以植物在演化过程中很容易遭受微生物以及病菌、动物的袭击,久而久之这些病菌以及微生物会导致自养型植物大面积灭绝。但其中有一小部分植物,由于基因变异,演化出了细胞壁的结构,一般情况下,细胞壁的组成是多糖类的纤维素和半纤维素以及果胶,这些物质通过紧密地编制成一个特定的网格,像是战士的铠甲一样,能够依靠物理屏障阻碍微生物的入侵,可以幸运地存活下来,并遗传给下一代。
为了对抗动物的啃食,植物们在演化时,往往演化出了有毒、有刺、植株高让动物无法采食以及 难吃等特征。
比如:桉树有毒,大多数动物都无法食用桉树的树叶。玫瑰有刺,生物在啃食玫瑰时,不会一下子把整株植物都啃食,松树会散发强刺激性气味,以驱赶动物们。
这些植物的智慧们一代代遗传并保留下来,才成为了今天我们见到的地球模样。
再者,植物需要进行光合作用才可以存活下来,但在光合作用时,高浓度的碳水化合物溶质会导致水被迅速吸收到细胞当中,既两侧存在过高渗透压,容易导致细胞膜破裂。
而多糖形式构成的细胞壁,可以有效降低渗透压,并像是一个骨架一样为细胞提供了机械支持,防止细胞破裂,植物才可以存活。
动物之所以没有细胞壁,是因为动物不需要进行光合作用,身体内不存在高渗透压环境,因此细胞可以完整地存在。
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