细菌细胞壁主要成分是肽聚糖;植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶;真菌细胞壁中主要成分为几丁质。
细胞壁有三层即胞间层(中层)、初生壁和次生壁。胞间层是把相邻细胞粘在一起形成组织。初生壁位于胞间层两侧,所有植物细胞都有。初生壁有弹性,能随着细胞的生长不断增加面积。次生壁由原生质体分泌形成的细胞壁,通常比较薄。
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细胞壁功能:
1、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。
2、物质运输与信息传递细胞壁允许离子、多糖等小分子和低分子量的蛋白质通过,而将大分子或微生物等阻于其外。因此,细胞壁参与了物质运输、降低蒸腾作用、防止水分损失(次生壁、表面的蜡质等)、植物水势调节等一系列生理活动。
细胞壁上纹孔或胞间连丝的大小受细胞生理年龄和代谢活动强弱的影响,故细胞壁对细胞间物质的运输具有调节作用。
3、防御与抗性细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素的形成,它们还对其它生理过程有调节作用,这种具有调节活性的寡糖片断称为寡糖素。将一种庚葡萄糖苷寡糖素施加于大豆细胞时,会使负责合成抑制霉菌生长的抗菌素的基因活化而产生抗菌素。
多种寡糖素的功能复杂多样,如有的作为蛋白酶抑制剂诱导因子,在植物抵抗病虫害中起作用;有的寡糖素可使植物产生过敏性死亡,使得病原物不能进一步扩散;还有的寡糖素参与调控植物的形态建成。
细胞壁中的伸展蛋白除了作为结构成分外,还有防病抗逆的功能。如黄瓜抗性品种感染一种霉菌后,其细胞壁中羟脯氨酸的含量比敏感品种增加得快。
细胞壁的化学组成是胞间层基本上是由果胶质组成,如果植物组织中的果胶质用果胶酶分解掉,细胞就会离散。初生壁是由水、半纤维素、果胶质、纤维素、蛋白质和脂类组成。胚芽鞘、茎、叶、毛等初生壁的各种成分的平均值见表。构成细胞壁的成分中,90%左右是多糖,10%左右是蛋白质、酶类以及脂肪酸。细胞壁中的多糖主要是纤维素、半纤维素和果胶类,它们是由葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等聚合而成。次生细胞壁中还有大量木质素。
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细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。
细胞壁的机械强度有赖于肽聚糖的存在。合成肽聚糖是原核生物特有的能力。肽聚糖是由n-乙酰葡萄糖胺和n-乙酰胞酸两种氨基糖经β-14糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架。在n-乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链,肽链之间再由肽桥或肽链联系起来,组成一个机械性很强的网状结构。各种细菌细胞壁的肽聚糖支架均相同,在四肽侧链的组成及其连接方式随菌种而异。
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根据细菌细胞壁的构造和化学组成不同,可将其分为G+细菌(即革兰氏阳性菌)与G-细菌(即革兰氏阴性菌)。
G+细菌的细胞壁较厚(20~80nm),但化学组成比较单一,只含有90%的肽聚糖和10%的磷壁酸;G-细菌的细胞壁较薄(10~15nm),却有多层构造(肽聚糖和脂多糖层等),其化学成分中除含有肽聚糖以外,还含有一定量的类脂质和蛋白质等成分。此外,两者的表面结构也有显著不同。
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