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植物细胞为什么会有细胞壁（植物细胞一定有细胞壁吗?）

2023-12-02 09:07:28 来源：心动文学点击：0

植物细胞有细胞壁吗

所有成熟植物细胞都有细胞壁，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。

细胞壁结构

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。

细胞壁组成

植物细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的主要特征之一。主要成分为纤维素和果胶。

由三部分组成：

（1）胞间层。又称中胶层。位于两个相邻细胞之间，为两相邻细胞所共有的一层膜，主要成分为果胶质。有助于将相邻细胞粘连在一起，并可缓冲细胞间的挤压。

（2）初生壁。细胞分裂后，最初由原生质体分泌形成的细胞壁。存在于所有活的植物细胞。位于胞间层内侧。通常较薄，约1～3微米厚。具有较大的可塑性，既可使细胞保持一定形状，又能随细胞生长而延展。

主要成分为纤维素、半纤维素，并有结构蛋白存在。细胞在形成初生壁后，如果不再有新的壁层积累，初生壁便是他们的永久的细胞壁。如薄壁组织细胞。

（3）次生壁。部分植物细胞在停止生长后，其初生壁内侧继续积累的细胞壁层。位于质膜和初生壁之间。

主要成分为纤维素，并常有木质存在。通常较厚，约5～10微米，而且坚硬，使细胞壁具有很大的机械强度。大部分具次生壁的细胞在成熟时，原生质体死亡。纤维和石细胞是典型的具次生壁的细胞。

在作植物原生质体培养时，常用含有果胶酶和纤维素酶的酶混合液处理植物组织，以破坏胞间层和去掉细胞的纤维素外壁，得到游离的裸露原生质体。

为什么植物细胞具有细胞壁，动物细胞没有细

从进化上来讲植物和动物的祖先都是单细胞生物，细胞壁的有无都是随机产生的，但在自然选择下，有细胞壁的植物祖先生存了下来，无细胞壁的变异个体不能生存，基因无法传递给后代就绝了种。对应的动物是消费者，必须要运动捕食才能生存，而细胞壁显然阻碍运动能力的发展，被自然选择淘汰

植物细胞壁形成机理

在植物细胞中的高尔基体内，经过一系列的化学反应，如脱水缩合，将单糖变为纤维素，果胶等。这一过程发生在植物细胞有丝分裂后期，在细胞赤道板位置出现，称为细胞板，细胞板从中间向四周包围，形成子细胞的细胞壁

植物的细胞有细胞壁，细胞壁究竟有什么作用？

动物之所以没有细胞壁，是因为动物界把所有含有细胞壁的生物都清理出了动物界。这是分类学给出的答案。但从底层逻辑上，我们依旧可以思考一下，为什么植物细胞有细胞壁，而动物没有细胞壁呢？

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。

我们知道，动物和植物的区别在于：动物属于异养生物，不能通过光合作用生产能量。这导致动物们需要很强的流动性，而细胞壁的流动性就不如细胞膜的流动性强。

还有，动物身体的表面积和植物相比比较小，水分蒸发有限，再加上大多数动物在演化中保留了毛发这一特征，因此水分蒸发的量更小，所以动物不需要细胞壁组织体液的蒸发。

最重要的是，动物在演化过程中，能够通过移动、拍打、撕咬等方式驱赶体外的寄生虫以及其他动物的攻击，不需要依靠细胞壁抵御外界的攻击。

植物之所以拥有细胞壁，是因为细胞壁可以抵御微生物、防止水分蒸发过快、以及防止渗透压过高，撑破细胞。