植物細胞壁是存在于植物細胞外圍的一層厚壁，是區別于動物細胞的主要特征之一。細胞壁是植物的重要組成成分，具有增強植物機械強度，調控細胞生長速度，涉及植物物質運輸，抵御病菌危害及逆境影響以及參與細胞間信息傳遞等功能。

植物細胞壁由胞間層、初生壁和次生壁構成。胞間層又稱中膠層，其主要成分為果膠質，用于將相鄰細胞粘連在一起，并可緩沖細胞間的擠壓。初生壁是由原生質體分泌形成的細胞壁，位于胞間層內側，通常較薄，具有較大的可塑性，可使細胞保持一定形狀，又能隨細胞生長而延展。次生壁是植物細胞停止生長后，其初生壁內側繼續積累的細胞壁層，位于質膜和初生壁之間，通常較厚，約5～10微米，而且堅硬，使細胞壁具有很大的機械強度。有研究人員發現細胞壁上微纖絲的排列方向各層很不一樣,一般初生壁上的微纖絲多呈不規則交錯的網狀,而在次生壁上則往往比較有規則。

植物細胞壁中的化學組分主要包括纖維素，半纖維素，木質素和蛋白質等。纖維素是β1-4連接的葡聚糖（glucan）鏈狀分子，大約有30-100個這樣的鏈狀分子“并肩”排列，形成纖維絲（microfibril）。一般認為纖維素生物合成的前體分子是尿昔二磷酸-D-葡萄糖( UDPG)。半纖維素的主要成分為木聚糖( xylan)、木葡聚糖(xyloglucan)、葡糖甘露聚糖(glucomannan)、甘露聚糖(manan)、葡糖醛酸甘露聚糖( galactomannan)等。半纖維素的主要生理功能是參與細胞壁結構的構建和調節細胞的生長過程。果膠多糖也是細胞壁中一類重要的基質多糖，其主要成分包含鼠李半乳糖醛酸聚糖(rhamogalaetuornan)、同型半乳糖醛酸聚糖 ( h omo galactuornan)、阿拉伯聚糖(arabrinan)和半乳聚糖(galactan )等。有研究表明細胞壁中果膠多糖的合成速率主要由參與果膠多糖合成的多種糖基轉移酶所控制。果膠多糖不僅是細胞壁重要的組成成分，并且參與植物水勢的調節和抵御病蟲危害。木質素，其主要基本結構單位是苯丙烷，與細胞壁機械強度密切相關。除上述成分外，細胞壁中還含有結構蛋白和酶蛋白。在大多數植物細胞壁中發現結構蛋白被分類為富含羥脯氨酸的糖蛋白（HRGP），阿拉伯半乳聚糖蛋白（AGP），富含甘氨酸的蛋白質（GRP）和富含脯氨酸的蛋白質（PRPs）。酶蛋白主要包括水解酶，酯酶，過氧化物酶和轉糖基酶，其作用是切割，修剪和交叉鏈接細胞壁聚合物。

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