引入
为什么木材比草更坚硬?答案。
如果植物细胞壁是刚性的,那植物细胞是如何继续长大?
抗生素是如何杀死细菌的?
正文
定义
细胞膜外面额外的一个外层,为细胞提供结构支撑和物理保护。植物、真菌、细菌的细胞壁功能基本相似。
植物
植物细胞壁成分为纤维素、半纤维素、果胶、木质素(在木质化细胞中)
额外功能:保持细胞形状;抵御外界病原体;调控水分进出。
次生细胞壁
木制产品的坚硬主要来自木材细胞壁。所有植物细胞都有初生细胞壁,柔性可扩展。而乔木和灌木这类植物有木质化细胞形成坚韧的韧皮和木材,包括导管细胞、纤维细胞,这些细胞在生长后期能形成次生细胞壁,含有高比例的纤维素、半纤维素和木质素,提高硬度,阻止水分渗透,耐腐蚀。
细胞生长
细胞壁虽是细胞的刚性结构,但其有重塑性,酶类(如伸展酶)会切断细胞壁中的某些多糖连接,使壁的结构变松。细胞吸水产生膨压,推挤细胞壁延展。
形成次生细胞壁的细胞通常意味着细胞停止生长了,木质化细胞壁阻断水分和物质运输,常伴随细胞死亡。木质素使得壁结构非常稳定,膨压也无法推动壁继续扩展。
真菌
真菌细胞壁成分为几丁质、葡聚糖、甘露聚糖等。菌丝的细胞壁可以将不同细胞核分隔,形成一个或多个细胞。
细菌
细菌细胞壁由肽聚糖组成,可细菌维持形状、抵抗外界渗透压,抗生素通过抑制肽聚糖合成,使细胞壁失效,细菌在高渗环境中无法维持内外平衡,会迅速胀裂死亡。
分类
可大致分为革兰氏阴性和革兰氏阳性。
革兰氏阴性菌的细胞壁肽聚糖层较薄,外面还有一层复杂的外膜,外膜含有脂多糖,具有毒性和屏障功能。对糖肽类抗生素(如万古霉素)敏感。常见的如大肠杆菌和沙门氏菌。
革兰氏阳性菌的细胞壁由厚厚的肽聚糖层构成,含有磷壁酸和脂磷壁酸,其结构简单但坚固,对青霉素类抗生素敏感。常见的如葡萄球菌和链球菌。
引出
真菌和植物都不能移动,曾有一段时间认为真菌是一种植物,为什么它们的细胞壁却演化出不同 成分?
能不能制造一种能同时破坏真菌和细菌细胞壁的超级抗生素?
革兰氏阴性菌细胞壁外有脂多糖,它的毒性对人体会造成什么影响?