并非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。只是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
细胞壁是坐落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,有些类型在壁外还具备由多糖类物质组成的荚膜,起保护用途。荚膜本身还可作为细胞的营养物质,在营养缺少时能被细胞所借助。
细胞壁的胞间层基本上是由果胶质组成。
假如植物组织中的果胶质用果胶酶分解掉,细胞就会离散,这是由于初生壁是由水、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、酶类与脂肪酸。细胞壁中的多糖主如果纤维素、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,这类多糖都是单糖的聚合物。
植物为何有细胞壁
依据牛顿的工作办法,在研究一个事情本质之前,要第一给我们的研究对象下概念,所以大家先下一下植物的概念是什么?
植物,在生物学的分类上是指:有生命的机体,能固定生活与自养型生物被叫做植物。
植物在成长过程中,可以依赖光合用途生产我们的食物。也就是说,它们无需像动物一样掠食来保持存活和繁衍,所以流动性对于它们而言不再是进化的优势,反而非常消耗能量。在演化的过程中,移动这个功能渐渐丧失了,久而久之植物就只能固定在一个地方存活。
因为植物丧失了移动这个功能,所以植物在演化过程中比较容易遭受微生物与病菌、动物的袭击,久而久之这类病菌与微生物会致使自养型植物大面积灭绝。但其中有一小部分植物,因为基因变异,演化出了细胞壁的结构,通常情况下,细胞壁的组成是多糖类的纤维素和半纤维素与果胶,这类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,可以依赖物理屏障妨碍微生物的入侵,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,总是演化出了有毒、有刺、植株高让动物没办法采食与难吃等特点。
譬如:桉树有毒,大部分动物都没办法食用桉树的树叶。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。
这类植物的智慧们一代代遗传并保留下来,才成为了今天大家见到的地球模样。再者,植物需要进行光合用途才能存活下来,但在光合用途时,高浓度的碳水化合物溶质会致使水被飞速吸收到细胞当中,既两侧存在过高渗透压,容易致使细胞膜破裂。
而多糖形式构成的细胞壁,可以大大降低渗透压,并像是一个骨架一样为细胞提供了机械支持,预防细胞破裂,植物才能存活。
动物之所以没细胞壁,是由于动物无需进行光合用途,身体内没有高渗透压环境,因此细胞可以完整地存在。
此外,植物还需要对抗身体内的水分流失。大家了解,植物为了更好的光合用途,会尽量地成长出更多的枝条和树叶,并尽量地展开树叶,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,假如植物没细胞壁,植物细胞水分会非常快被太阳蒸发,致使植物没办法在陆地上存活,只能在水中成长。
从这类角度来看,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。