2.2 2.2 木材细胞壁的超微构造木材细胞壁的超微构造本节重点：木材细胞壁的超微结构及细胞本节重点：木材细胞壁的超微结构及细胞壁上的主要结构特征；壁上的主要结构特征；本节难点：细胞壁微纤丝的超微结构及其本节难点：细胞壁微纤丝的超微结构及其在细胞壁各层的排列；在细胞壁各层的排列；第二章第二章 木材宏观构造木材宏观构造 与微观构造与微观构造1 12.2.1 2.2.1 微纤丝及其构成微纤丝及其构成1.1.微纤丝的定义微纤丝的定义 指构成木材细胞指构成木材细胞壁的最小形态结壁的最小形态结构为纤丝状单元。构为纤丝状单元。 右图右图: :陆均松纹孔膜的微陆均松纹孔膜的微纤丝纤丝2 22.2.微纤丝的构成微纤丝的构成: : 一般认为一般认为, ,细胞壁中的纤维素大分子是以细胞壁中的纤维素大分子是以一股贯穿着无数个结晶区和非结晶区的连续一股贯穿着无数个结晶区和非结晶区的连续胶束的状态而存在的。结晶区和非结晶区并胶束的状态而存在的。结晶区和非结晶区并无明显的界限。无明显的界限。 结晶区结晶区: :指在纤维素胶束中指在纤维素胶束中, ,纤维素大分纤维素大分子链排列紧密而互相平行的区段。结晶区长子链排列紧密而互相平行的区段。结晶区长度为度为60nm,60nm,横向尺寸为横向尺寸为23nm23nm。 非结晶区非结晶区: :指在纤维素胶束中指在纤维素胶束中, ,纤维素大纤维素大分子链不平行而呈松散状态的区段。分子链不平行而呈松散状态的区段。3 33.3.纤丝单元及纤丝角纤丝单元及纤丝角 (1)(1)丝状单元丝状单元: :亚基亚基本纤丝本纤丝( (直径直径1nm)1nm)基基本纤丝本纤丝(3.5(3.55nm) 5nm) 亚微纤丝亚微纤丝(12nm) (12nm) 微微纤丝纤丝(25nm) (25nm) 大纤丝大纤丝(0.4(0.41 1 ）纤丝薄纤丝薄层层胞壁各层。胞壁各层。右图右图: :木材细胞壁的超微木材细胞壁的超微结构结构4 4( (2)2)纤丝角纤丝角 : : 微纤丝排列方向微纤丝排列方向与细胞轴所成的与细胞轴所成的角度。角度。右图右图: :红桧管胞红桧管胞S S2 2层微纤丝层微纤丝5 52.2.2 2.2.2 细胞壁结构的成层倾向细胞壁结构的成层倾向 在电子显微在电子显微镜下观察镜下观察, ,细胞细胞壁中的微纤丝和壁中的微纤丝和木素之间的排列木素之间的排列, ,存在更微细的成存在更微细的成层倾向。层倾向。 右图右图: :细胞壁成层倾向模式细胞壁成层倾向模式6 62.2.3 2.2.3 细胞壁层次结构细胞壁层次结构 1.1.细胞壁各层微纤丝状况细胞壁各层微纤丝状况壁壁 层层 占胞壁厚占胞壁厚 纤丝层数纤丝层数 纤丝排列纤丝排列 纤丝角纤丝角 初生壁初生壁(P) 1%(P) 1% 1 12 2 漫无规则漫无规则 S S1 1层层 101022% 422% 46 6 规则网状规则网状 50507070 S S2 2层层 707090% 3090% 304040早材早材 近平行排列近平行排列 10103030 150 150晚材晚材 S S3 3层层 2 28%8% 1 16 6 平坦螺旋状平坦螺旋状 60609090瘤状层瘤状层(W)(W) 1% 1% 高度高度11微米微米 直径直径11微米微米7 72.2.马尾松管胞次生壁各层微纤丝排列马尾松管胞次生壁各层微纤丝排列8 82.2.4 2.2.4 细胞壁特征细胞壁特征2.2.4 1 2.2.4 1 纹孔：纹孔： 1.1.纹孔的定义：指木材细胞壁在次生加厚时纹孔的定义：指木材细胞壁在次生加厚时, ,其初生壁未被增厚的区域其初生壁未被增厚的区域, ,而在细胞壁上形成而在细胞壁上形成一个孔道。犹如房屋墙壁上的窗户。一个孔道。犹如房屋墙壁上的窗户。 9 92.2.纹孔构造：纹孔构造： 纹孔口纹孔口 纹孔腔纹孔腔 纹孔膜纹孔膜 纹孔塞纹孔塞 右图右图: :马尾松具缘纹马尾松具缘纹孔构造孔构造10103.3.纹孔类型纹孔类型 单纹孔单纹孔 具缘纹孔具缘纹孔 右图右图: :红松管胞壁上的红松管胞壁上的 单纹孔单纹孔( (大大) ) 具缘纹孔具缘纹孔( (小小) )图图3535图图36361111澳柏型具缘纹孔澳柏型具缘纹孔右图右图: :澳洲柏管胞具缘澳洲柏管胞具缘纹孔纹孔 附物纹孔附物纹孔右图右图: :擎天树导管壁附擎天树导管壁附物纹孔物纹孔12124.4.针阔叶材具缘纹孔的特点针阔叶材具缘纹孔的特点 项项 目目 针叶材针叶材 阔叶材阔叶材纹孔种类纹孔种类 有塞具缘纹孔有塞具缘纹孔 无塞具缘纹孔无塞具缘纹孔特殊纹孔特殊纹孔 澳柏型具缘纹孔澳柏型具缘纹孔 附物纹孔附物纹孔纹孔口纹孔口 园形园形 凸透镜形或交叉形凸透镜形或交叉形针叶材纹孔针叶材纹孔阔叶材纹孔阔叶材纹孔13132.2.4.2 2.2.4.2 内壁加厚内壁加厚 1.1.螺纹加厚螺纹加厚 在细胞内表面上呈在细胞内表面上呈螺旋线状凸起螺旋线状凸起, ,并环并环绕细胞内壁的加厚绕细胞内壁的加厚组织。组织。右图右图: :银杉管胞壁螺纹加银杉管胞壁螺纹加厚厚 图图2 2 银杉银杉14142.2.澳柏型加厚：澳柏型加厚： 仅在胞壁仅在胞壁纹孔口上下缘纹孔口上下缘各具一条弧状各具一条弧状的加厚条纹的加厚条纹 右图右图: : 澳洲柏管胞澳洲柏管胞壁加厚壁加厚15153.3.锯齿状加厚锯齿状加厚 射线管胞内壁呈射线管胞内壁呈锯齿状凸起的加厚。锯齿状凸起的加厚。 右图右图: : 黄山松射线管胞黄山松射线管胞内壁锯齿状加厚内壁锯齿状加厚16162.2.4.3 2.2.4.3 胞壁的其它特征胞壁的其它特征1.1.螺纹裂隙螺纹裂隙 细胞次生壁呈螺旋状细胞次生壁呈螺旋状的裂缝。常见于应力的裂缝。常见于应力木的木材细胞的胞壁。木的木材细胞的胞壁。 右图右图: : 马尾松应压木管胞壁马尾松应压木管胞壁螺纹裂隙螺纹裂隙图图31331317172.2.径列条径列条 在径切面上看在径切面上看, ,横跨细横跨细胞弦壁并在同一高度贯胞弦壁并在同一高度贯串数个细胞的棒状结构。串数个细胞的棒状结构。 右图右图: :红松、柏木管胞中的径红松、柏木管胞中的径列条列条1818 3.3.分隔分隔 指木纤维或薄壁细指木纤维或薄壁细胞胞腔中的横向隔胞胞腔中的横向隔膜。膜。 右图右图: : 见血封喉的分隔木纤见血封喉的分隔木纤维维 图图31531519194.4.雕纹雕纹 指细胞内壁呈指细胞内壁呈雕花状的加厚薄雕花状的加厚薄层。层。 右图右图: : 西南猫尾树具雕西南猫尾树具雕纹状穿孔纹状穿孔20205.5.眉条眉条-指横跨在具缘纹指横跨在具缘纹孔腔上下边缘孔腔上下边缘, ,呈半月呈半月状的一种特殊加厚条纹。状的一种特殊加厚条纹。 右图右图: : 金钱松、黄枝油杉管胞壁金钱松、黄枝油杉管胞壁的眉条的眉条 图图31731721216.6.瘤状层瘤状层-复盖在细胞腔复盖在细胞腔或纹孔腔表面上的隆起或纹孔腔表面上的隆起物物, ,或非纤丝薄层。它或非纤丝薄层。它是由原生质膜或液泡膜是由原生质膜或液泡膜的残渣堆积而成。的残渣堆积而成。 右图右图: : 长苞冷杉管胞壁具缘长苞冷杉管胞壁具缘纹孔上的瘤层纹孔上的瘤层2222关于瘤状层的形成过程说明关于瘤状层的形成过程说明 左上图左上图 在在S S3 3层上的质膜向胞腔方向形成几个凹陷层上的质膜向胞腔方向形成几个凹陷 左下图左下图 质膜凹陷区内开始出现瘤状物质膜凹陷区内开始出现瘤状物 右上图右上图 每个质膜凹陷内均出现瘤状物每个质膜凹陷内均出现瘤状物 右下图右下图 瘤状物进一步发育直至完成瘤状物进一步发育直至完成2323