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只有植物细胞有细胞壁吗

2023-11-30 15:38 876浏览

并不是只有植物细胞有细胞壁,原核生物细胞(除支原体外)都有细胞壁。只不过植物细胞壁与原核生物细胞壁的组成成分不同。原核生细胞壁的主要成分是:糖类和肽聚糖,植物细胞壁的主要成分是:纤维素和果胶。

什么是细胞壁

细胞壁是位于细胞膜外的一层较厚、较坚韧并略具弹性的结构,其成分为黏质复合物,有的种类在壁外还具有由多糖类物质组成的荚膜,起保护作用。荚膜本身还可作为细胞的营养物质,在营养缺乏时能被细胞所利用。

细胞壁的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,这是因为初生壁是由水、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。

而动物的细胞外基质从某种意义上说也就是细胞壁,其化学组成是胶原蛋白、粘连蛋白、氨基多糖及蛋白聚糖。

细菌细胞壁主要成分则是肽聚糖。真菌细胞壁中主要成分为几丁质、纤维素、葡聚糖、甘露聚糖等,这些多糖都是单糖的聚合物。

植物为什么有细胞壁

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。

除此之外,植物还需要对抗身体内的水分流失。我们知道,植物为了更好的光合作用,会尽可能地生长出更多的枝条和树叶,并尽可能地展开树叶,以便吸收阳光。但同时,过多的树叶也让植物体内的水分被蒸发,如果植物没有细胞壁,植物细胞水分会很快被太阳蒸发,导致植物无法在陆地上存活,只能在水中生长。

从这些角度来看,植物之所以拥有细胞壁,是为了要对抗恶劣的环境,同时也是为了适应地球环境。