細胞壁 英文名: cell wall 原核生物和真核生物的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。除病毒外植物細胞壁的作用,一切生物均由細胞構(gòu)成,根據(jù)細胞內(nèi)核結(jié)構(gòu)分化程度的不同,細胞可以分為原核細胞和真核細胞兩大類型。化石研究表明,大約在35億年前地球就已出現(xiàn)了原核細胞,大約在12~14億年前才出現(xiàn)真核細胞。關(guān)于真核細胞的起源,主要有兩種假說:一是“內(nèi)共生假說”,認為真核細胞的各部分別起源于幾種共生的原核細胞,需氧細菌穿入異養(yǎng)厭氧的原核生物變?yōu)榫€粒體,藍藻穿入變成葉綠體,螺旋體穿入變成鞭毛和纖毛等;一是“質(zhì)膜內(nèi)褶假說”,認為古原核生物隨著體積增大,質(zhì)膜發(fā)生內(nèi)褶而形成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細胞器,以及核膜造成細胞核等;同時,DNA復(fù)制成許多拷貝,質(zhì)膜圍繞著DNA發(fā)生內(nèi)褶,最后形成有雙層膜的細胞器,如線粒體、葉綠體等。細胞的形狀和大小隨生物的種類而不同,即使同一生物不同部位細胞的形態(tài)也不相同。單獨存在的游離細胞常呈球形或近似球形,但由于細胞表面張力或原生質(zhì)粘度及其不均勻性,細胞的外形有時也會發(fā)生變化。構(gòu)成組織的細胞受相鄰細胞之間機械力和方向性的制約,往往呈現(xiàn)出不同的形態(tài)。一般說來,細胞形態(tài)與其生理功能密切相關(guān)。不同種類的細胞大小懸殊,細菌細胞一般直徑為0.5~1.5微米,長1~5微米,種子植物的幼嫩細胞直徑約為5~25微米,成熟細胞直徑均為15~65微米。高等動物的組織細胞通常比植物細胞小,但卵細胞一般都較大,有的神經(jīng)細胞的突起可長達1米以上。最小的細胞為支原體細胞,直徑只有0.1微米。單細胞生物由一個細胞組成。多細胞生物體的細胞數(shù)目差別很大。人出生時約有1014即百萬億個細胞;成人約有1014×16即1600萬億個細胞,近百種類型。盡管生物細胞類型多樣,卻具有大致相同的基本結(jié)構(gòu),真核細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)可分為表面結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩大部分。表面結(jié)構(gòu)包括細胞膜和膜外物質(zhì)層,如植物細胞的細胞壁和某些動物細胞的細胞外被;內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括細胞核和細胞質(zhì)。細胞核由核膜、核質(zhì)、核仁和染色質(zhì)組成。細胞質(zhì)中未分化的半透明膠態(tài)溶液稱為基質(zhì);具有特殊功能的各種微細結(jié)構(gòu)稱為細胞器,如線粒體、質(zhì)體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、中心體、微管、微絲,以及鞭毛和纖毛等;細胞質(zhì)內(nèi)常含有許多代謝產(chǎn)物形成的顆粒,如淀粉粒、糊粉粒、脂肪滴、糖原粒等,統(tǒng)稱后成質(zhì)。細胞是生命活動的單位,一些生命活動的基本過程,如物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換、運動、發(fā)育、繁殖和遺傳等,都是以細胞為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)來實現(xiàn)的。 細菌細胞壁主要成分是肽聚糖(peptidoglycan),又稱粘肽(mucopetide)。細胞壁的機械強度有賴于肽聚糖的存在。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-乙酰胞酸兩種氨基糖經(jīng)β-1.4糖苷鍵連接間隔排列形成的多糖支架。在n-乙酰胞壁酸分子上連接四肽側(cè)鏈,肽鏈之間再由肽橋或肽鏈聯(lián)系起來,組成一個機械性很強的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。各種細菌細胞壁的肽聚糖支架均相同,在四肽側(cè)鏈的組成及其連接方式隨菌種而異。 細菌細胞壁堅韌而富有彈性,保護細菌抵抗低滲環(huán)境,承受世界杯內(nèi)的5~25個大氣的滲透壓,并使細菌在低滲的環(huán)境下細胞不易破裂;細胞壁對維持細菌的固有形態(tài)起重要作用;可允許水分及直徑小于1nm的可溶性小分子自由通過,與物質(zhì)交換有關(guān);細胞壁上帶有多種抗原決定簇,決定了細菌菌體的抗原性。
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