木材細胞壁的物質組成與層次結構

細胞壁材料組合物

木材細胞壁主要由纖維素、半纖維素和木質素組成。纖維素以分子鏈聚集束和有序微纖絲的狀態存在于細胞壁中，起著骨架材料的作用，相當于鋼筋混凝土構件中的鋼筋。纖維素以無定形狀態滲透到骨架材料中，起到基質結合的作用。因此稱為基體材料，相當于鋼筋混凝土構件中的細鐵絲綁扎鋼筋。木質素是在細胞分化最后階段的木質化過程中形成的。它滲透到細胞壁的骨架材料和基體材料中，能使細胞壁變硬，所以稱為結皮材料或硬固體材料，相當于鋼筋混凝土構件中的水泥。

木材細胞壁的層次結構

每層木材細胞壁的化學成分是不同的。在光學顯微鏡下，其結構可分為三層:細胞間層、初生壁層和次生壁層。

(1)細胞間層:在細胞分裂末期，出現細胞板，將兩個新產生的細胞分開，這是最早的細胞壁部分。這一層很薄。它是兩個相鄰單元之間的中間層，由兩個單元共享。實際上，相鄰細細胞的細胞間層和初生壁通常是結合在一起的，稱為復合細胞間層。主要由木質素和果膠組成，纖維素含量很少，所以在偏光顯微鏡下高度木質化，各向同性。

(2)初生壁:細胞膨大期形成的壁層。在初生壁形成的初始階段，它主要由纖維素組成。隨著細胞生長速度的減慢，其他物質可以逐漸沉積下來。因此，木質化細胞中初生壁木質素的濃度特別高。初生壁通常很薄，一般約為細胞壁厚度的1%。細胞生長時，微纖絲的沉積方向非常規則，通常呈松散的網狀排列，限制了細胞的側向生長，最終只能伸長。隨著細胞的伸長，微纖維的方向逐漸趨于平行于細胞的長軸。

(3)次生壁；它是在細胞停止生長后形成的，此時細胞停止生長，壁層迅速增厚，使細胞壁固定，不再延伸。直到細胞腔內的原生質停止運動，次生壁停止沉積，細胞腔變得中空。次生壁最厚，占細胞壁厚度的95%以上。次生壁主要由纖維素或纖維素與半纖維素的混合物組成，后期木材常含有木質素等物質。雖然總木質素含量高于初生壁，但次生壁木質素濃度低于初生壁，因此其木質化程度沒有初生壁高，在偏光顯微鏡下具有較高的各向異性。