3. 细胞壁 保护外衣
细胞可分为原核细胞和真核细胞。植物细胞和动物细胞都是真核细胞,其主要区别是植物细胞有细胞壁。
植物细胞的最外面是一层厚厚的硬壁,称为细胞壁。它是植物细胞区别于动物细胞的重要特征之一。这层细胞壁是怎样形成的呢?对于植物细胞有什么特殊意义呢?
研究发现,植物的细胞壁由细胞分泌产生,可分为三层:新生的,质薄,称为初生壁;以后,形成有条纹的厚壁,称为次生壁;在两细胞之间的称为中层,使细胞壁粘合,并减低细胞间的压力。细胞壁的主要成分是纤维素,还有半纤维素、果胶质和木质素等。
木质素仅存在于成熟的细胞壁中,它使细胞壁坚硬,保护细胞不易受到外界损伤。细胞活着时,细胞壁能因其他物质的浸透和积累而改变性质,如稻、麦的细胞壁内含硅酸盐,能抗倒伏。因此,细胞壁可以维持细胞的形状,对细胞起保护作用。
一些微生物也有细胞壁,比如真菌、酵母菌、细菌。细菌的细胞壁不含纤维素。根据对一种紫色染料的染色反应,细菌可分为革兰阳性菌和革兰阴性菌两种,前者如葡萄球菌、淋球菌,后者如大肠杆菌、伤寒杆菌。革兰阳性菌能够被这种染料染色,而阴性菌不被染色或染色轻微。这是由于细胞壁结构不同造成的。
革兰阳性菌的细胞壁结构较厚,有15~50层肽聚糖组成,还有蛋白质、多糖等成分。革兰阴性菌的细胞壁结构比较复杂,分为内、外两层:内层是肽聚糖层,较薄,通过脂蛋白和外层相连;外层称外膜,基本上是一层磷脂和蛋白膜,外膜中含有脂多糖和脂蛋白,这些成分与细菌的毒素活动有关,也是细菌侵入人体后引起发烧的原因。
青霉素是我们熟悉的抗菌素,它的作用原理是通过阻止细菌细胞壁中肽聚体的合成来达到消灭细菌的目的,因而对细胞壁中含有大量肽聚糖的革兰阳性菌杀伤效果较好,而对革兰阴性菌比较差。
有的细菌在细胞壁外还有一层纤维状物质,称为荚膜。荚膜是细菌分泌到细胞壁外的物质,由多糖和蛋白质组成,含有中性糖和磷酸。荚膜对细菌生存不是严格必需的,但可以保护细菌抵抗不良环境,使毒性大大增强。
真菌、酵母菌细胞壁的主要成分是几丁质,又叫甲壳素、壳多糖,是一种多糖类物质。
动物细胞虽没有细胞壁,但有的细胞表面有葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖等分子形成的树枝状糖链。这些糖链就像天线一样,在细胞和细胞的识别与通信中起着重要作用。此外,人类的ABO血型也与红细胞膜上的糖链有关。