木材学-第三章

第三章木材细胞,木材细胞壁结构,胞壁特征,3,木材细胞生成,1,2,3.1木材细胞的生成（TheFormationofWoodCell）,形成层原始细胞的分裂,经历分生、扩大和胞壁加厚三个阶段,形成层的两种原始细胞纺锤形原始细胞射线原始细胞,原始细胞两种分裂方式弦向纵面的平周分裂径向的垂周分裂,木材细胞的形成和胞壁增厚,细胞形体的扩大阶段指细胞直径的增加和长度伸长,细胞壁的增厚阶段细胞中的原生质逐渐转化成胞壁物质添加在新细胞的胞壁上,图示,木材纤维,针叶材管胞,晚材导管,b,d,e:导管分子,木材中典型的细胞,细胞的发育步骤：增大；加厚和木质化,返回,3.2木材细胞壁结构（CellWallTextureofWood）,木材细胞壁,3.2.1细胞壁的结构组成,3.2.2微纤丝及其构成microfibrilandthestructure,骨架物质framesubstance,结壳物质Encrustingsubstance,基体物质matrixsubstance,纤维素,微纤丝角（）(microfibrillarangle),决定着木材各向异性的特征，分出了细胞壁的各个壁层。,木材细胞壁的一级物理形态单位,半纤维素,木质素,图示,微纤丝(microfibril)是构成木材细胞壁的一级物理形态单位，呈纤丝状，是一种纤维素分子链的集合体。在细胞壁的各个层次按不同的方向排列，起到骨架物质的作用。微纤丝的排列方向不但决定着木材各向异性的特征，而且分出了细胞壁的各个壁层。微纤丝角（）(microfibrillarangle)：细胞壁中微纤丝排列方向与细胞轴所成的角度。,3.2.1微纤丝及其构成,微纤丝是由基本纤丝（原纤丝）(elementaryfibril)构成,纤维素分子链（40根左右）,基本纤丝（24个）,粗纤丝,胞壁的各层,微纤丝,薄壁层,下一张,纤维素的结晶区和无定形区,结晶区(crystallinearea)纤维素分子链平行紧密地排列形成结晶结构（X射线衍射图上反映出高度结晶）,非结晶区(amorphousarea)纤维素分子链排列不平行（但不是完全无序的）,基本纤丝的两相结构理论：基本纤丝包括结晶区和非结晶区。,返回,木材的细胞壁组成,初生壁（P）(primarywall),次生壁（S）(secondarywall),胞间层（ML）(intercellularlayer),3.2.2壁层结构（TheStructureofCellWall),复合胞间层（ML+2P）(compoundmiddlelamella),次生壁外层S1S1=1020%,次生壁中层S2S2=7090%,次生壁内层S3S3=28%,S2层的微纤丝角接近于细胞轴的排列方向，决定着木材许多物理力学性质,典型的细胞壁层结构,管胞和纤维的壁层结构,管胞(tracheid),锐端细胞，是组成针叶材的主要细胞，占木材体积的90%以上,木纤维(woodfiber),薄壁细胞的壁层结构（wall-structureofparenchyma）,细长而壁厚。主要指韧性纤维和纤维状管胞，是阔叶材的主要组成分子之一，占木材总体积的50%以上。,细胞壁的主要组成部分,导管分子的壁层结构wall-structureofvessel,次生壁外层S1：微纤丝角=5070次生壁中层S2：微纤丝角=1030次生壁内层S3：微纤丝角=6090,次生壁(secondarywall),3.2.2壁层结构（thewall-structure）,纹孔多，各层微纤丝倾角的差异性减弱，层次不太明显，次生壁仍有三层之分,初生壁:微纤丝的排列是无定向的S1层和S3层:=3060S2层:0，与细胞长轴几乎平行,图示,壁层结构,偏光显微镜下细胞壁的壁层结构,下一张,(1)细胞间质(胞间层)：(2)初生壁：(3)次生壁：,细胞壁的壁层,返回,细胞壁上的特征,纹孔pit,瘤层Wartstructure,纹孔的类型,形成原因,针、阔叶树材具缘纹孔的主要差异,纹孔的结构,3.3胞壁特征（TheCharacteristicsofCellWall）,单纹孔的结构,螺纹加厚Spiralpitting,眉条crassulaebarsofsanio,具缘纹孔的结构,请点击绿色链接,次生壁形成过程中，初生壁未被加厚而在胞壁上留下的凹陷的孔道,3.3.1纹孔,定义,纹孔是立木中相邻细胞间的水分和养料的通道，对木材干燥、胶粘剂渗透和化学处理剂浸注等方面都与纹孔的渗透性有关。纹孔多数成对而生，即纹孔对(pitpair)。,3.3.1.1定义及其分类,分类,纹孔腔（pitcivit）次生壁上未加厚的部分,单纹孔（simplepit）：不具拱形的纹孔缘，孔腔直径大致相等的纹孔，由纹孔膜和纹孔腔组成,具缘纹孔（borderedpit）：次生壁在纹孔膜上方成拱形纹孔缘的纹孔。,纹孔膜（pitembran）相邻两细胞的胞间层和初生壁,单纹孔,具缘纹孔,纹孔塞（orus）塞缘（margo）纹孔环（pitannulus）纹孔缘（pitborder）纹孔腔（pitcavity）纹孔室（pitchamber）纹孔口（aperture）,3.3.1.2针叶材管胞上的具缘纹孔的构成,3.3.1.3阔叶材木纤维上的具缘纹孔,阔叶材木纤维上的具缘纹孔在纹孔膜中央部分一般不具纹孔塞。与针叶材构造的差异：纹孔道纹孔内口（inneraperture）纹孔道通向细胞腔的开口。纹孔外口（outeraperture）通向纹孔室的开口。纹孔内口有内含和外延之分：内含纹孔口（includedaperture）纹孔内口的长轴尺寸不大于纹孔环。外延纹孔口（extendedaperture）纹孔内口的长轴尺寸大于纹孔环。,3.3.1.4纹孔的结构：,单纹孔的结构：纹孔腔、纹孔膜、纹孔口纹孔膜：纹孔对之间的隔膜，多数为两个细胞的初生壁和胞间层组成；纹孔腔：纹孔膜到细胞腔的全部空隙；纹孔口：纹孔腔通到细胞腔的开口。,单纹孔的结构,具缘纹孔的结构,针叶树材具缘纹孔的结构：纹孔缘、纹孔腔、纹孔膜、纹孔口、纹孔塞、塞缘等。纹孔缘：次生壁呈拱状的部分；纹孔塞：纹孔膜中间的加厚部分；塞缘：纹孔塞周围的纹孔膜。,a.单纹孔对,纹孔对的类型,半具缘纹孔对,单纹孔对,3.3.1.5纹孔纹孔对的类型,b.具缘纹孔对,c.半具缘纹孔对,阔叶树材的具缘纹孔对,针叶树材的具缘纹孔对,单纹孔对,单纹孔对和半具缘纹孔对,具缘纹孔对,结合具缘纹孔,附物纹孔,闭塞纹孔,左2,针、阔叶树材具缘纹孔的主要差异,a.纹孔膜不同，阔叶树材一般不具有纹孔塞；b.纹孔缘有所不同，阔叶树材的稍矮一些。,针叶树材早材的纹孔膜,阔叶树材的纹孔膜,3.3.2螺纹加厚(spiralpitting),螺纹加厚：在细胞次生壁内表面上，由微纤丝局部聚集而形成的屋脊状凸起，呈螺旋状环绕着细胞内壁。,银杉,澳洲柏管胞壁加厚,3.3.3瘤层Wartstructure,瘤层复盖在细胞腔或纹孔腔表面上的隆起物,或非纤丝薄层。它是由原生质膜或液泡膜的残渣堆积而成。,长苞冷杉管胞壁具缘纹孔上的瘤层,3.3.4眉条crassulaeba