家具材料之——木材细胞.ppt

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1、目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 第三章 木材细胞2021/9/241目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.1 木材细胞的生成 3.2 木材细胞结构 3.3 细胞壁上的结构特征目录2021/9/242目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 简简简简单单单单介介介介绍绍绍绍木木木木材材材材细细细细胞胞胞胞的的的的生生生生成成成成，详详详详细细细细讲讲讲讲解解解解木木木木材材材材细细细细胞胞胞胞壁壁壁壁上上上上的的的的纹纹纹纹孔孔孔孔、螺螺螺螺纹纹纹纹加加加加厚厚厚厚、瘤瘤瘤瘤层层层层等等等

2、等特特特特征征征征及及及及木木木木材材材材细细细细胞壁的结构（超微结构与分层结构）。胞壁的结构（超微结构与分层结构）。胞壁的结构（超微结构与分层结构）。胞壁的结构（超微结构与分层结构）。木木材材是是由由细细胞胞组组成成的的，木木材材细细胞胞在在生生长长发发育育过过程程中中历历经分生、扩大和胞壁加厚经分生、扩大和胞壁加厚等阶段而达到成熟。等阶段而达到成熟。要要了了解解木木材材，就就必必须须了了解解木木材材细细胞胞，更更重重要要地地是是应应该该了了解解木木材材细细胞胞壁壁的的超超微微构构造造和和壁壁层层结结构构，因因为为木木材材各各种种物物理理力力学学性性质质在在宏宏观观表表现现的的各各向向异异性

3、性都都与与之之有有关关；同同时时，了了解解细细胞胞壁壁上上的的结结构构特特征征也也很很重重要要，它它们们不不仅仅是是木木材材树树种种识识别别的的构构造造特特征征依依据据，同同时时对对木木材材加加工工过过程程也也有有着着重重要的影响。要的影响。2021/9/243目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.1木材细胞的生成木材细胞的生成（细胞的分裂、形体扩大、胞壁增厚）（细胞的分裂、形体扩大、胞壁增厚）3.1.1 3.1.1 形成层原始细胞的形成层原始细胞的分裂分裂 树木的生长包括树木的生长包括高生长高生长和和直径直径生长生长。树木中木质部的绝大部分是。树木中木质

4、部的绝大部分是由由直径生长直径生长形成，它是形成，它是形成层原始形成层原始细胞分生细胞分生的结果。的结果。2021/9/244目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 形形成成层层有有两两种种原原始始细细胞胞：纺纺锤锤形形原原始始细细胞胞和和射射线线原原始始细细胞胞。纺纺锤锤形形原原始始细细胞胞的的长长轴轴沿沿树树高高方方向向，两两端端尖尖削削，呈呈纺纺锤锤形形，为为木木质质部部中中纵纵行行排排列列细细胞胞的的来来源源（图图3-13-1）；射射线线原原始始细细胞胞形形小小、聚聚集集成成射射线线状状，为为木木质质部部中中横横行行细胞的来源。细胞的来源。图图3-1 3

5、-1 纺锤形原始细胞和射线原纺锤形原始细胞和射线原始细胞始细胞 A-A-非叠生形成层非叠生形成层 B-B-叠生形成层叠生形成层2021/9/245目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 非非叠叠生生形形成成层层:多多数数树树种种的的形形成成层层原原始始细细胞胞排排列列不不整整齐齐，即即它它们们的的排排列列上上下下互互相相交交错错，不不在在同同一一水水平平面面上上（图图3-1 3-1 A A）叠叠生生形形成成层层:有有些些阔阔叶叶树树种种形形成成层层原原始始细细胞胞排排列列整整齐齐，从从垂垂直直于于形形成成层层的的方方向向观观察察，它呈显明的层次（图它呈显明的层次

6、（图3-1 B3-1 B）。）。图图3-1 3-1 纺锤形原始细胞和射线原纺锤形原始细胞和射线原始细胞始细胞 A-A-非叠生形成层非叠生形成层 B-B-叠生形成层叠生形成层2021/9/246目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 形形成成层层原原始始细细胞胞的的分分裂裂有有两种类型：两种类型：在在弦弦向向纵纵面面的的平平周周分分裂裂，即即原原细细胞胞一一分分为为二二，所所形形成成的的两两个个子子细细胞胞和和原原细细胞胞等等长长，其其中中的的一一个个仍仍留留在在形形成成层层内内生生长长成成纺纺锤锤形形原原始始细细胞胞，另另一一个个向向外外则则生生成成为为韧韧皮皮

7、部部细细胞胞，向向内内则则生生成成为为木木质质部部细细胞胞。平平周周分分裂裂使使树干的直径增加；树干的直径增加；垂垂周周分分裂裂在在径径向向两两侧侧产产生生新新的的形形成成层层原原始始细细胞胞，以以适适应应树树干干直直径径加加大大中中形形成成层层周周长长增增加加的需要。的需要。图图3-2 3-2 形成层原始细胞的分形成层原始细胞的分裂方向裂方向垂周分裂平周分裂韧皮部木质部2021/9/247目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 形成层形成层原始细胞层原始细胞层仅仅一层，它在树木生活年代一层，它在树木生活年代始终保持分生能力，但形始终保持分生能力，但形成区域由成

8、区域由68层细胞组成。层细胞组成。在生长季节中，在生长季节中，形成层向形成层向木质部方面的分裂次数要木质部方面的分裂次数要比向韧皮部方面多比向韧皮部方面多710倍倍左右左右，故木质部比韧皮部，故木质部比韧皮部的增长快得多。的增长快得多。图图3-2 3-2 形成层原始细胞形成层原始细胞的分裂方向的分裂方向垂周分裂平周分裂韧皮部木质部2021/9/248目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.1.2木材细胞的木材细胞的形成和胞壁增厚形成和胞壁增厚3.1.2.1 3.1.2.1 木质部子细胞的木质部子细胞的形体扩大形体扩大阶段阶段 木木质质部部子子细细胞胞经经由由

9、形形成成层层原原始始细细胞胞分分生生出出后后，即即进入细胞形体的扩大阶段。进入细胞形体的扩大阶段。细细胞胞形形体体的的扩扩大大主主要要表表现现为为细细胞胞尺尺寸寸增增大大，一一般般为为直直径径增增加加和和长长度度伸伸长长。直直径径增增加加在在一一些些种种类类细细胞胞中中特别明显，而另一些种类细胞的直径增大较小。特别明显，而另一些种类细胞的直径增大较小。细胞尺寸的纵向增长，主要是细胞延伸的结果。细胞尺寸的纵向增长，主要是细胞延伸的结果。2021/9/249目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.1.2.2木质部子细胞的胞壁增厚阶段木质部子细胞的胞壁增厚阶段 形

10、形成成层层分分生生的的木木质质部部新新细细胞胞的的胞胞壁壁很很薄薄，新新细细胞胞在在完完成成或或接接近近完完成成形形体体增增大大后后，还还需需要要进进入入胞壁增厚的阶段。胞壁增厚的阶段。在在这这一一阶阶段段，木木材材的的各各种种细细胞胞均均仍仍具具生生命命机机能能，只只是是原原生生质质逐逐渐渐转转化化成成为为胞胞壁壁物物质质并并添添加加在在细细胞胞壁壁上上。当当木木材材中中厚厚壁壁细细胞胞的的原原生生质质全全部部转转化化成成为为细细胞胞壁壁时时，胞胞壁壁增增厚厚阶阶段段即即告告结结束束，同同时时也也意味着单个细胞的生命活动停止。意味着单个细胞的生命活动停止。2021/9/2410目录第三章第三

11、章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.2木材细胞壁结构木材细胞壁结构 木木材材中中的的厚厚壁壁细细胞胞在在胞胞壁壁加加厚厚以以后后变变成成围围绕绕空空腔腔的的外外壳壳，木木材材主主要要是是由由这这类类细细胞胞构构成成，这这是是木木材材构构成上的一个重要性状。成上的一个重要性状。木木材材细细胞胞壁壁的的结结构构，往往往往决决定定了了木木材材及及其其制制品品的的性性质质和和品品质质。因因此此，对对木木材材在在细细胞胞水水平平上上的的研研究究，也也可以说主要是对细胞壁的研究。可以说主要是对细胞壁的研究。超微构造、壁层结构、细胞壁各层的微纤丝排超微构造、壁层结构、细胞壁各层的微

12、纤丝排列、细胞壁的各级构造。列、细胞壁的各级构造。2021/9/2411目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.2.1木材细胞壁的超微构造木材细胞壁的超微构造 木木材材的的细细胞胞壁壁主主要要是是由由纤纤维维素素、半半纤纤维维素素和和木木质质素素三三种种成分构成的，它们对细胞壁的物理作用分工有所区别。成分构成的，它们对细胞壁的物理作用分工有所区别。纤纤维维素素是是以以分分子子链链聚聚集集成成排排列列有有序序的的微微纤纤丝丝束束状状态态存存在在于于细细胞胞壁壁中中，赋赋予予木木材材抗抗拉拉强强度度，起起着着骨骨架架作作用用，故故被被称称为为细细胞胞壁的壁的骨架

13、物质骨架物质；半半纤纤维维素素以以无无定定形形状状态态渗渗透透在在骨骨架架物物质质之之中中，借借以以增增加加细细胞胞壁的刚性，故被称为壁的刚性，故被称为基体物质基体物质；木木质质素素是是在在细细胞胞分分化化的的最最后后阶阶段段才才形形成成的的，它它渗渗透透在在细细胞胞壁壁的的骨骨架架物物质质之之中中，可可使使细细胞胞壁壁坚坚硬硬，所所以以被被称称为为结结壳壳物物质质或或硬固物质硬固物质。因因此此，根根据据木木材材细细胞胞壁壁这这三三种种成成分分的的物物理理作作用用特特征征，人人们形象地将木材的细胞壁称为钢筋们形象地将木材的细胞壁称为钢筋-混凝土建筑混凝土建筑。2021/9/2412目录第三章第

14、三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.2.1.1基本纤丝、微纤丝和纤丝基本纤丝、微纤丝和纤丝 木材细胞壁的组织结构，是以木材细胞壁的组织结构，是以纤维素纤维素作为作为“骨架骨架”的。它的基本组成单位是一些长短不等的链状纤维的。它的基本组成单位是一些长短不等的链状纤维素分子，这些纤维素分子链平行排列，有规则地聚集素分子，这些纤维素分子链平行排列，有规则地聚集在一起称为在一起称为基本纤丝基本纤丝（又称微团）。（又称微团）。在电子显微镜下观察时，认为在电子显微镜下观察时，认为组成细胞壁的最小组成细胞壁的最小单位是基本纤丝单位是基本纤丝。基本纤丝宽约。基本纤丝宽约3.55.0

15、nm3.55.0nm，断面大约，断面大约包括包括4040（或（或37423742）根纤维素分子链，在基本纤丝内纤）根纤维素分子链，在基本纤丝内纤维素分子链排列成结晶结构。维素分子链排列成结晶结构。2021/9/2413目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 微纤丝微纤丝 由基本纤丝组成一种丝状的由基本纤丝组成一种丝状的微系统称为微系统称为微纤丝。微纤丝。微纤丝角微纤丝角（）(microfibrillar(microfibrillar angle)angle)：细胞壁中微纤丝排列：细胞壁中微纤丝排列方向与细胞轴所成的角度。方向与细胞轴所成的角度。（落叶松）（落叶松

16、）2021/9/2414目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 微微纤纤丝丝大大约约宽宽1010 3030nmnm，微微纤纤丝丝之之间间存存在在着着约约l0nml0nm的的空空隙隙，木木素素及及半半纤纤维维素素等等物物质质聚聚集集于于此此空隙中。空隙中。由微纤丝的集合可以组成由微纤丝的集合可以组成纤丝纤丝；纤纤丝丝再再聚聚集集形形成成粗粗纤纤丝丝（宽宽0.40.4 1.01.0m m）；）；粗粗纤纤丝丝相相互互接接合合形形成成薄薄层层；最最后后许许多多薄薄层层聚聚集集形形成成了了细细胞胞壁壁层层。图图3-3 3-3 微纤丝微纤丝A.A.微纤丝微纤丝 B.B.结晶

17、区结晶区 C.C.非结晶区非结晶区2021/9/2415目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.2.1.2结晶区和非结晶区结晶区和非结晶区结晶区结晶区沿基本纤丝的长度方向，纤维素大分沿基本纤丝的长度方向，纤维素大分子链的排列状态并不都相同。在大分子链排列最子链的排列状态并不都相同。在大分子链排列最致密的地方，分子链规则平行排列，定向良好，致密的地方，分子链规则平行排列，定向良好，反映出一些晶体的特征，所以被称为纤维素的结反映出一些晶体的特征，所以被称为纤维素的结晶区。晶区。在纤维素结晶区内，纤维素分子链平行排列，在纤维素结晶区内，纤维素分子链平行排列，在在x

18、 x射线衍射图反映是高度结晶的，分子链与分子射线衍射图反映是高度结晶的，分子链与分子链间的结合力随着分子链间距离的缩小而增大。链间的结合力随着分子链间距离的缩小而增大。2021/9/2416目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 非结晶区非结晶区当纤维素分子链排列的致密程度减小、分子当纤维素分子链排列的致密程度减小、分子链间形成较大的间隙时，分子链与分子链彼此之间的结合链间形成较大的间隙时，分子链与分子链彼此之间的结合力下降，纤维素分子链间排列的平行度下降，此类纤维素力下降，纤维素分子链间排列的平行度下降，此类纤维素大分子链排列特征被称为纤维素非结晶区（有时也称

19、作无大分子链排列特征被称为纤维素非结晶区（有时也称作无定形区）。定形区）。结晶区与非结晶区之间无明显的绝对界限，而是在纤结晶区与非结晶区之间无明显的绝对界限，而是在纤维素分子链长度方向上呈连续的排列结构。维素分子链长度方向上呈连续的排列结构。因因此此，一一个个纤纤维维素素分分子子链链，其其一一部部分分可可能能位位于于纤纤维维素素的的结结晶晶区区，而而另另部部分分可可能能位位于于非非结结晶晶区区，并并延延伸伸进进入入另另一一结结晶晶区区。也也就就是是说说，在在一一个个基基本本纤纤丝丝的的长长度度方方向向上上可可能能包括几个结晶区和非结晶区。包括几个结晶区和非结晶区。2021/9/2417目录第三

20、章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 图图3-4 3-4 细胞壁的壁层结构细胞壁的壁层结构A.A.细胞腔；细胞腔；P.P.初生壁；初生壁；S.S.次生壁；次生壁；ML.ML.胞间层；胞间层；S1.S1.次生壁外层；次生壁外层；S2.S2.次生壁中层；次生壁中层；S3.S3.次生壁内层次生壁内层3.2.2木材细胞壁的木材细胞壁的壁层结构壁层结构 在光学显微镜下，通常可将细胞壁分为在光学显微镜下，通常可将细胞壁分为初生壁初生壁（P P）、）、次生壁次生壁（S S）、以及两细胞间存在的）、以及两细胞间存在的胞间层胞间层（MLML）。）。3.2.2.1 3.2.2.1 胞间层

21、胞间层 胞间层胞间层是细胞分裂以后，是细胞分裂以后，最早形成的分隔部分，后来就在最早形成的分隔部分，后来就在此层的两侧沉积形成初生壁。此层的两侧沉积形成初生壁。胞间层主要由一种无定形、胶体胞间层主要由一种无定形、胶体状的果胶物质所组成，在偏光显状的果胶物质所组成，在偏光显微镜下呈各向同性。微镜下呈各向同性。通常将相邻细胞间的胞间层通常将相邻细胞间的胞间层和其两侧的初生壁合在一起称为和其两侧的初生壁合在一起称为复合胞间层复合胞间层。例如，在松杉类木。例如，在松杉类木材的管胞或被子植物的纤维和导材的管胞或被子植物的纤维和导管上，一般只能看到复合胞间层。管上，一般只能看到复合胞间层。ML2021/9

22、/2418目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 图图3-4 3-4 细胞壁的壁层结构细胞壁的壁层结构A.A.细胞腔；细胞腔；P.P.初生壁；初生壁；S.S.次生壁；次生壁；ML.ML.胞间层；胞间层；S1.S1.次生壁外层；次生壁外层；S2.S2.次生壁中层；次生壁中层；S3.S3.次生壁内层次生壁内层初初生生壁壁的的形形成成初初期期主主要要由由纤纤维维素素组组成成，随随着着细细胞胞增增大大速速度度的的减减慢慢，可可以以逐逐渐渐沉沉积积其其它它物物质质，所所以以木木质质化化后后的的细细胞胞，初初生生壁壁木木质质素素的的浓浓度度就就特特别别高高。初初生生壁壁一一

23、般般较较薄薄，通通常常只只有有细细胞胞壁壁厚厚度度的的1%1%或或略略多多一一点点。其其实实，初初生生壁壁也也是是会会出出现现分分层层现现象象的的，这这是是由由于于壁壁层层生生长长时时沉沉积积了了不不同同物物质质的的结结果。果。3.2.2.2初生壁初生壁初初生生壁壁是是细细胞胞分分裂裂后后，在在胞胞间间层层两两侧侧最最早早沉沉积积、并并随随细细胞继续增大时所形成的壁层。胞继续增大时所形成的壁层。P2021/9/2419目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.2.2.3次生壁次生壁次生壁次生壁是细胞停止增大以后，在初生壁上继续形成的是细胞停止增大以后，在初生壁

24、上继续形成的壁层。壁层。在在细细胞胞壁壁中中，次次生生壁壁最最厚厚，占占细细胞胞壁壁厚厚度度的的95%95%以以上上，次次生生壁壁的的主主要要成成分分是是纤纤维维素素和和半半纤纤维维素素的的混混合合物物，后后期期也也常常含含有有大大量量木木质质素素和和其其它它物物质质，但但因因次次生生壁壁厚厚，所所以以木木质质素素浓浓度度比比初初生生壁壁低低。次次生生壁壁的的成成熟熟细细胞胞种种类类很很多多，而而且且形形态态上上有有多多种种多多样样的的变变化化，因因此此次次生生壁壁的的结结构变化也较复杂。构变化也较复杂。图图3-4 3-4 细胞壁的壁层结构细胞壁的壁层结构A.A.细胞腔；细胞腔；P.P.初生壁

25、；初生壁；S.S.次生壁；次生壁；ML.ML.胞间层；胞间层；S1.S1.次生壁外层；次生壁外层；S2.S2.次生壁中层；次生壁中层；S3.S3.次生壁内层次生壁内层S2021/9/2420目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.2.3木材细胞壁各层的微纤丝排列木材细胞壁各层的微纤丝排列 3.2.3.1 3.2.3.1 初生壁的微纤丝排列初生壁的微纤丝排列 初初生生壁壁基基本本上上由由纤纤维维素素微微纤纤丝丝组组成成，当当细细胞胞生生长长时时，微微纤纤丝丝不不断断沉沉积积在在伸伸展展的的细细胞胞壁壁内内壁壁，随随着着细细胞胞壁壁的的伸伸展展而而改改变变其其排

26、排列列方方向向。初初生生壁壁整整个个壁壁层层上上的的微微纤纤丝丝排排列列都都很很松松散散，这这种种结结构构和和微微纤纤丝丝的的排排列列状状态态，有利于细胞的长大。有利于细胞的长大。2021/9/2421目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.2.3.2次生壁的微纤丝排列次生壁的微纤丝排列在在次次生生壁壁上上，由由于于纤纤维维素素分分子子链链组组成成的的微微纤纤丝丝排排列列方方向向不不同同，可可将将次次生生壁壁明明显显地地分分为为三三层层，即：即：次生壁外层（次生壁外层（S S1 1）、）、次次生生壁壁中中层层（S S2 2）、次生壁内层（次生壁内层（S S3

27、 3）。）。2021/9/2422目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell S S1 1层层的的微微纤纤丝丝呈呈平平行行排排列列，与与细细胞胞轴轴呈呈50705070角角，以以S S型或型或Z Z型缠绕；型缠绕；S S2 2层层 微微 纤纤 丝丝 与与 细细 胞胞 轴轴 呈呈10301030角角排排列列，近近乎乎平平行行于于细细胞胞轴轴，微微纤纤丝丝排排列列的的平行度最好；平行度最好；S S3 3层层的的微微纤纤丝丝与与细细胞胞轴轴呈呈60906090角角，微微纤纤丝丝排排列列的的平平行行度度不不甚甚好好，呈呈不不规规则则的环状排列。的环状排列。次生壁各层的微纤丝

28、都次生壁各层的微纤丝都形成螺旋取向形成螺旋取向，但斜度不同。，但斜度不同。2021/9/2423目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 次生壁各层的次生壁各层的厚度厚度:S S1 1的的厚厚度度为为细细胞胞壁壁厚厚度度的的9 92121；S S3 3的的厚厚度度为为细细胞胞壁壁厚厚度度的的0 088；S S2 2层层最最厚厚，在在管管胞胞、木木纤纤维维等等主主要要木木材材细细胞胞中中可可占占细细胞胞壁壁厚厚度度的的70709090。细细胞胞壁壁的的厚厚或或薄薄主主要要S S2 2层的厚薄决定。层的厚薄决定。2021/9/2424目录第三章第三章 木材细胞木材细胞

29、Wood CellWood Cell 图图 3-6 3-6 木材管胞细胞壁微细结构木材管胞细胞壁微细结构 3.2.4木材细胞壁的各级构造木材细胞壁的各级构造 吡吡喃喃型型D-D-葡葡萄萄糖糖基基以以1 14 4甙甙键键联联结结形形成成线线型型分分子子链链（纤维素大分子链）；（纤维素大分子链）；纤纤维维素素分分子子链链聚聚集集成成束束，构构成成基基本本纤纤丝丝，基基本本纤纤丝丝再再组组成成丝状的微团系统丝状的微团系统微纤丝微纤丝；微纤丝微纤丝组成组成纤丝纤丝；纤纤丝丝组组成成粗粗纤纤丝丝，粗粗纤纤丝丝组组成成薄薄层层，薄薄层层又又形形成成了了细细胞胞壁壁的的初生壁、次生壁初生壁、次生壁S S1

30、1、S S2 2和和S S3 3层；层；形形成成了了木木材材的的管管胞胞、导导管管和和木纤维木纤维等重要组成分子。等重要组成分子。2021/9/2425目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.3细胞壁上的结构特征细胞壁上的结构特征细细胞胞壁壁上上的的特特征征包包括括：纹纹孔孔、眉眉条条、螺螺纹纹加加厚厚、锯锯齿状加厚、瘤层等。齿状加厚、瘤层等。3.3.1 3.3.1 纹孔纹孔 纹纹孔孔指指木木材材细细胞胞壁壁加加厚厚产产生生次次生生壁壁时时，初初生生壁壁上上未未被被增增厚厚的的部部分分，即即次次生生壁壁上上的的凹凹陷陷。在在立立木木中中，纹纹孔孔是是相相邻邻

31、细细胞胞间间的的水水分分和和养养分分的的通通道道；在在木木材材被被伐伐倒倒加加工工时时，纹纹孔孔又又对对木木材材干干燥燥、胶胶粘粘剂剂渗渗透透和和化化学学处处理理剂剂浸浸注注等等有有较较大大的的影影响响。在在木木材材识识别别中中，纹纹孔孔是是木木材材细细胞胞壁壁的的重重要要特特征征，在在木木材材显显微微识识别别上上有有重重要要作作用。用。(白皮松、马褂木白皮松、马褂木)2021/9/2426目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.3.1.1纹孔的组成部分纹孔的组成部分 纹纹孔孔主主要要由由纹纹孔孔膜膜、纹纹孔孔环环、纹纹孔孔缘缘、纹纹孔孔腔腔、纹纹孔孔室室、

32、纹纹孔孔道道以以及及纹纹孔口孔口组成，见图组成，见图3-73-7。图图3-7 3-7 纹孔的各组成部分纹孔的各组成部分1.胞间层胞间层;2.次生壁次生壁;3.纹孔室纹孔室;4.纹纹孔外口孔外口;5.纹孔内口纹孔内口;6.纹孔道纹孔道;7.纹孔纹孔环环2021/9/2427目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 纹纹孔孔膜膜 分分隔隔相相邻邻细细胞胞壁壁上上纹纹孔孔的的隔隔膜膜，实实际际上上是是两两个个相相邻邻细细胞胞的的初初生生壁壁和和胞胞间间层层组成的复合胞间层；组成的复合胞间层；纹纹孔孔环环 在在纹纹孔孔膜膜周周围围的的加加厚部分；厚部分；纹纹孔孔缘缘 在在

33、纹纹孔孔膜膜上上方方，纹纹孔孔的的开开口口周周围围形形成成的的拱拱形形突突起称纹孔缘；起称纹孔缘；纹纹孔孔腔腔 由由纹纹孔孔膜膜到到细细胞胞腔腔的全部空隙，称纹孔腔；的全部空隙，称纹孔腔；图图3-7 3-7 纹孔的各组成部分纹孔的各组成部分1.胞间层胞间层;2.次生壁次生壁;3.纹孔室纹孔室;4.纹孔纹孔外口外口;5.纹孔内口纹孔内口;6.纹孔道纹孔道;7.纹孔环纹孔环2021/9/2428目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 纹纹孔孔室室 由由纹纹孔孔膜膜与与拱拱形形环环绕绕纹纹孔孔缘缘之之间间的的空空隙隙部部分分称称纹纹孔孔室。室。纹纹孔孔道道 由由纹纹孔

34、孔腔腔通通向向纹纹孔孔室室的通道。的通道。纹纹孔孔口口 纹纹口口室室通通向向细细胞胞腔腔的的开口，称纹孔口。开口，称纹孔口。纹孔口：纹孔口：纹孔内口纹孔内口 纹孔外口纹孔外口。纹纹孔孔内内口口由由纹纹孔孔道道通通向向细细胞腔的开口。胞腔的开口。纹纹孔孔外外口口由由纹纹孔孔道道通通向向纹纹孔室的开口。孔室的开口。图图3-7 3-7 纹孔的各组成部分纹孔的各组成部分1.胞间层胞间层;2.次生壁次生壁;3.纹孔室纹孔室;4.纹孔纹孔外口外口;5.纹孔内口纹孔内口;6.纹孔道纹孔道;7.纹孔环纹孔环2021/9/2429目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 图图3-8

35、 3-8 单纹孔单纹孔A.A.正面图正面图;B.;B.剖视剖视;C.;C.轴侧投影轴侧投影(半剖半剖立体图立体图)II纹孔口纹孔口 纹孔膜纹孔膜 纹孔腔纹孔腔3.3.1.2纹孔的类型纹孔的类型 v单纹孔单纹孔 当细胞次生壁加当细胞次生壁加厚时，所形成的纹孔腔在厚时，所形成的纹孔腔在朝着细胞腔的一面变宽或朝着细胞腔的一面变宽或逐渐变窄。逐渐变窄。v单纹孔的单纹孔的特点特点是，纹孔腔是，纹孔腔宽度无变化；纹孔膜一般宽度无变化；纹孔膜一般没有加厚现象，其纹孔只没有加厚现象，其纹孔只有一个纹孔口，纹孔口多有一个纹孔口，纹孔口多呈圆形。单纹孔是薄壁细呈圆形。单纹孔是薄壁细胞上存在的纹孔类型。胞上存在的纹

36、孔类型。v薄壁细胞间薄壁细胞间的纹孔为单纹的纹孔为单纹孔对孔对2021/9/2430目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell q具具缘缘纹纹孔孔 具具缘缘纹纹孔孔是是指指次次生生壁壁在在纹纹孔孔膜膜上上方方形形成成拱拱形形纹纹孔孔缘缘的的纹纹孔孔，它它是是厚厚壁壁细细胞胞上上存存在的纹孔类型。在的纹孔类型。q具具缘缘纹纹孔孔的的特特点点是是，纹纹孔孔腔腔宽宽度度有有变变化化。具具缘缘纹纹孔孔的的构构造造比比单单纹纹孔孔的的构构造造较较为为复复杂杂。在在不不同同细细胞胞的的细细胞胞壁壁上上，具具缘缘纹纹孔孔的形状和结构有所不同。的形状和结构有所不同。2021/9/2

37、431目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 具缘纹孔的组成（针叶材管胞上的）具缘纹孔的组成（针叶材管胞上的）纹孔塞纹孔塞纹孔膜中央的加厚部分。纹孔膜中央的加厚部分。塞缘塞缘纹孔塞的外围部分。纹孔塞的外围部分。纹孔环纹孔环胞间质沿纹孔边界的加厚胞间质沿纹孔边界的加厚部分。部分。纹孔缘纹孔缘纹孔的开口周围形成的拱纹孔的开口周围形成的拱形突起。形突起。纹孔腔纹孔腔由纹孔膜到细胞腔的全部由纹孔膜到细胞腔的全部空隙。空隙。纹孔室纹孔室纹孔膜与拱形环绕纹孔缘纹孔膜与拱形环绕纹孔缘之间的空隙部分。之间的空隙部分。纹孔口纹孔口纹孔室通向细胞腔的开口。纹孔室通向细胞腔的开口。2

38、021/9/2432目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 针叶材管胞上的具缘纹孔、阔叶材木纤维上的具缘纹孔的差异针叶材管胞上的具缘纹孔、阔叶材木纤维上的具缘纹孔的差异针叶材管胞上的具缘纹孔：针叶材管胞上的具缘纹孔：针叶材管胞上的具缘纹针叶材管胞上的具缘纹孔正面呈三圆形。孔正面呈三圆形。其中，其中，纹孔塞纹孔塞的剖面多的剖面多呈圆形或椭圆形，由无定向呈圆形或椭圆形，由无定向排列的微纤丝构成，并为非排列的微纤丝构成，并为非结晶物质所填充，结晶物质所填充，不具渗透不具渗透性。性。塞缘由许多呈辐射线状的塞缘由许多呈辐射线状的微纤丝束构成，其上有许多微纤丝束构成，其上有

39、许多间隙，尺寸在间隙，尺寸在0.11m0.11m之间，之间，小于这个尺寸的分子可以通小于这个尺寸的分子可以通过塞缘而渗透，如水分子等。过塞缘而渗透，如水分子等。2021/9/2433目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 阔叶材木纤维上的具缘纹孔：阔叶材木纤维上的具缘纹孔：与针叶材构造的差异：与针叶材构造的差异：纹孔道纹孔道纹孔室与细胞腔间较窄的通道。纹孔室与细胞腔间较窄的通道。纹孔内口纹孔内口纹孔道通向细胞腔的开口。纹孔道通向细胞腔的开口。纹孔外口纹孔外口通向纹孔室的开口。通向纹孔室的开口。纹孔内口有内含和外延之分：纹孔内口有内含和外延之分：内含纹孔口内含纹孔

40、口纹孔内口的长轴尺寸不大纹孔内口的长轴尺寸不大于纹孔环。于纹孔环。外延纹孔口外延纹孔口纹孔内口的长轴尺寸大于纹孔内口的长轴尺寸大于纹孔环。纹孔环。阔叶材木纤维上的具缘纹孔在纹孔膜中央部分一般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。不具纹孔塞。相邻纤维细胞壁上的纹孔对在正面观察时，由于纹孔内口相邻纤维细胞壁上的纹孔对在正面观察时，由于纹孔内口的走向相反，故常呈交叉状。的走向相反，故常呈交叉状。2021/9/2434目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 阔叶材木纤维上的具缘纹孔：阔叶材木纤维上的具缘纹孔：在阔叶树材的某些科树种中，在阔叶树材的某些科

41、树种中，存在一种存在一种附物纹孔。附物纹孔。附物纹孔附物纹孔:阔叶树材的阔叶树材的种具种具缘纹孔，在纹孔缘及纹孔膜上缘纹孔，在纹孔缘及纹孔膜上存在一些突起物，称为附物。存在一些突起物，称为附物。（见图（见图3-113-11）。）。附物纹孔一般常见于附物纹孔一般常见于导管壁上导管壁上的具缘纹孔，也见于的具缘纹孔，也见于纤维状管纤维状管胞胞壁上的具缘纹孔。壁上的具缘纹孔。附物纹孔是鉴别阔叶树材树种附物纹孔是鉴别阔叶树材树种所依据的特征之一，尤以豆科所依据的特征之一，尤以豆科（紫荆属除外）最为显著。（紫荆属除外）最为显著。图图3-11 3-11 附物纹孔附物纹孔a.a.珊瑚状（导管的具缘纹孔）；珊瑚

42、状（导管的具缘纹孔）；b.b.分枝分枝或网状（导管间具缘纹孔，着生于纹孔室或网状（导管间具缘纹孔，着生于纹孔室的拱壁和导管壁的表面）；的拱壁和导管壁的表面）；c.c.珊瑚状（半珊瑚状（半具缘纹孔对）具缘纹孔对）;d.;d.乳头状凸起（相领接的乳头状凸起（相领接的纤维状管胞）纤维状管胞）2021/9/2435目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.3.1.3纹孔对纹孔对 单单纹纹孔孔对对，是是单单纹纹孔孔之之间间构构成成的的纹纹孔孔对对，存存在在于于薄薄壁壁细细胞胞之之间间、某某些些特特殊殊的的厚厚壁壁细胞之间。细胞之间。单纹孔对单纹孔对具缘纹孔对具缘纹孔对，

43、是两个具缘纹孔所构成的纹是两个具缘纹孔所构成的纹孔对，存在于管胞、纤维状管胞、导管分孔对，存在于管胞、纤维状管胞、导管分子和射线管胞等含有具缘纹孔的细胞之间。子和射线管胞等含有具缘纹孔的细胞之间。典型的纹孔对有三种：典型的纹孔对有三种：半具缘纹孔对半具缘纹孔对半具缘纹孔对半具缘纹孔对，是具缘纹孔与单纹孔相构是具缘纹孔与单纹孔相构成的纹孔对成的纹孔对。具缘纹孔对具缘纹孔对2021/9/2436目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.3.2眉条眉条 眉条眉条针叶材管胞上针叶材管胞上的的具缘纹孔对的上下边缘，具缘纹孔对的上下边缘，由胞间层和初生壁形成由胞间层和初生

44、壁形成线条状或半月状的加厚线条状或半月状的加厚部分，形似眼眉。部分，形似眼眉。功能功能：加固初生纹孔场：加固初生纹孔场的刚性。的刚性。2021/9/2437目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.3.3螺纹加厚螺纹加厚螺纹加厚螺纹加厚：在细胞次生：在细胞次生壁内表面上，由微纤丝局部聚壁内表面上，由微纤丝局部聚集而形成的屋脊状凸起，呈螺集而形成的屋脊状凸起，呈螺 旋状环绕着细胞内壁。旋状环绕着细胞内壁。螺纹的倾角通常与细胞的螺纹的倾角通常与细胞的大小有关。若壁厚，细胞腔窄，大小有关。若壁厚，细胞腔窄，那么螺纹的倾斜度就陡峭；反那么螺纹的倾斜度就陡峭；反之，则较

45、平缓。之，则较平缓。(紫杉紫杉)2021/9/2438目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.3.4锯齿状加厚锯齿状加厚锯齿状加厚锯齿状加厚射线管胞内壁的次生加厚为锯齿状突起。射线管胞内壁的次生加厚为锯齿状突起。锯锯齿齿状状加加厚厚只只存存在在于于针针叶叶树树材材松松科科木木材材中中，是是识识别别它它的的重重要特征。要特征。锯齿状加厚的高度可分为四级：锯齿状加厚的高度可分为四级：内壁平滑内壁平滑 锯齿高达锯齿高达2.5m 锯齿高超过锯齿高超过2.5m网状加厚网状加厚（1 1）内壁平滑；）内壁平滑；（2 2）内锯为锯齿状，齿纤细至）内锯为锯齿状，齿纤细至 中等

46、，高达中等，高达2.52.5m m；（3 3）齿高超过）齿高超过2.52.5m m，至细胞，至细胞 腔中部；腔中部；（4 4）网状式舱室。）网状式舱室。2021/9/2439目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 3.3.5瘤层瘤层 瘤瘤层层细细胞胞壁壁内内表表面面的的微微细细突突起起物物和和包包括括覆覆盖盖它它的的附附加加层层或或结结壳壳层层，此此层层般般认认为为是是无无定定形形的的，存存在在于于细细胞胞腔腔和和纹纹孔腔内壁。孔腔内壁。瘤瘤 状状 物物 一一 般般 大大 小小 在在 0.010.01 1.00m1.00m，平平 均均 直直 径径 在在0.100

47、.10 0.25m0.25m，高，高0.50.5 1.0m1.0m；形状多为圆锥形。；形状多为圆锥形。瘤瘤层层的的产产生生：瘤瘤状状层层是是在在次次生生壁壁的的分分化化和和木木质质化化将将完完成成时发育形成的，它在原生质消失时出现。时发育形成的，它在原生质消失时出现。在在次次生生壁壁S S3 3层层形形成成后后，原原生生质质膜膜向向胞胞腔腔方方向向发发生生许许多多凹凹陷陷，而而后后留留存存在在细细胞胞质质中中的的所所谓谓瘤瘤状状物物质质沉沉积积在在S S3 3层层上上的的凹凹陷陷处处；瘤瘤层层常常首首先先在在细细胞胞角角隅隅处处和和具具缘缘纹纹孔孔内内表表面面发发育育，而而后后扩扩散散至至细细

48、胞胞壁壁的的其其它它部部分分，最最后后形形成成为为覆覆盖盖在在次次生壁生壁S S3 3层内表面上的、有规则突起的一种非纤维素膜。层内表面上的、有规则突起的一种非纤维素膜。2021/9/2440目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 瘤瘤层层常常出出现现在在许许多多针针、阔阔叶叶树树材材，竹竹材材及及草草本本植植物物的的厚厚壁壁细细胞胞中中，它它是是区区别别针针叶叶树树材材中中一一些些科科属属及及亚属的重要标志。亚属的重要标志。软软松松类类：瘤瘤状状层层少少见见（除白皮松组外）（除白皮松组外）硬松类：硬松类：瘤状层则普遍。瘤状层则普遍。图图3-16 3-16 臭松管胞内壁的瘤层臭松管胞内壁的瘤层1.瘤层瘤层;2.S3层的微纤丝层的微纤丝122021/9/2441目录第三章第三章 木材细胞木材细胞Wood CellWood Cell 本章结束本章结束本章结束本章结束本章结束本章结束2021/9/2442