当前课程知识点：植物纤维化学 > 第一章植物纤维的生物结构和细胞形态 > 1.1 植物纤维原料形成与分类 > 植物纤维原料形成与分类
第一章 植物纤维的生物结构和细胞形态
第一节 植物纤维的形成与分类
同学们好
这节课我们将学习植物纤维组织学的第一个内容
植物纤维的形成与分类
一 纤维的概念
在《辞海》中 对纤维的解释是
天然的或人工合成的细丝状物质
具有相当的强度和长度、弹性和吸湿性等
多数为有机物 少数为无机物
实际上纤维是形态学的概念
是指一种长度与截面直径之比较大
具有一定柔性和强度的细长物体
根据原料的不同
我们可将纤维分为化学纤维和天然纤维
化学纤维主要包括
人造纤维、合成纤维和无机纤维等
天然纤维主要包括
动物纤维、矿物纤维以及植物纤维
二 植物纤维的形成过程
1 植物细胞
植物细胞是构成植物体的结构和功能单元
与动物细胞相比
植物细胞有细胞壁、液泡、叶绿体等
可分为活细胞和永久细胞
永久细胞由细胞壁和细胞腔组成
工业上通常使用的是永久细胞
也就是人们所说的纤维
纤维的细胞壁是由原生质体分泌产物形成的结构
具有一定硬度和弹性
2 纤维细胞的生长
植物细胞的生长是指细胞体积和重量不可逆的增加
包括细胞纵向的延长和横向的延展
一般来说来源相同和执行同一功能的一种或多种类型细胞
集合形成植物组织 根据功能不同
分为分生组织、
薄壁组织、机械组织、输导组织
保护组织、分泌组织等
其中分生组织具有持续分裂新细胞能力的组织
使植物在整个生命周期中不断分化出组织和器官
分生组织分为顶端分生组织
裸子植物和木本双子叶植物特有的侧生分生组织
以及位于禾本科植物节部的居间分生组织
植物纤维的生长分为初生生长和次生生长
前者是由根和茎的顶端分生组织经细胞分裂分化和生长
引起的植物器官的生长
后者是初生生长结束之后 由次生分生组织
特别是维管形成层的活动
不断产生新的细胞所导致的生长
主要表现为根和茎的加粗
在次生生长过程中形成的组织结构即次生结构
一般包括维管束等
大多数裸子植物和木本双子叶植物
都具有次生生长和次生结构
3 纤维的形成
从单个纤维细胞的角度出发
纤维形成包括以下过程
首先 形成层的原始细胞分裂出幼小的木质部细胞
通过原生质体活动，其形体逐渐增大，出现液泡
当细胞增大到一定程度后原生质体消耗
细胞定型
细胞定型
随后纤维素沉积开始形成次生壁，细胞壁加厚
加厚到一定程度，木素开始沉积
细胞壁发生木质化
细胞壁木质化完成后，细胞死亡，形成纤维
即永久细胞
三 植物纤维原料的分类
1 树木的分类与命名
根据树木的花、果、叶的主要形态特征
常采用恩格勒的自然分类法对树木分类
划分的单位由高到低排列的顺序为
界、门、纲、目、科、属、种
其中最常使用的是科、属、种三级
例如，我们熟知的马尾松
属于植物界-种子植物门-裸子植物亚门
松柏纲-松杉木-松科-松属
树木的名称：一般分为学名和俗名两种
学名是根据《国际植物命名法规》
利用拉丁文对树种进行命名的，即拉丁学名
其组成为属名+种名+定名人
其中属名第一个字母大写
其它字母小写，种名字母均小写
定名人通常用省略词第一个字母大写
例如我们日常说的
柠檬桉、马尾松、云杉、火炬松是俗名
它们的拉丁学名如下
2 常见的植物纤维原料分类
植物可分为低等植物和高等植物
低等植物包括藻类、菌类和地衣等
高等植物包括苔藓植物、蕨类植物和种子植物
造纸所用的纤维原料多是种子植物
常见的主要为针叶材、阔叶材和禾本科三种原料
其中针叶材属于裸子植物门
阔叶材属于被子植物门
禾本科原料属于单子叶植物
目前 造纸工业使用的植物纤维原料种类繁多
根据原料的形态特征、来源及我国的习惯
可大体上分为木材类、非木材类和半木材类
针叶材和阔叶材属于木材类原料
针叶材的叶子多呈针状、条形或鳞形
由于原料的材质一般比较松软，又称为软木
主要包括松、柏树、杉树等
阔叶材的叶子多为宽阔状
由于材质较坚硬，也称为硬木
如杨木、桦木、榉木等
非木材原料主要包括禾本科、韧皮类、籽毛类与叶部纤维
其中禾本科原料主要有
竹子、芦苇、荻、芦竹、芒秆、甘蔗渣、高粱杆、稻草、麦草等
韧皮纤维原料包括麻类以及树皮类
籽毛类、如棉、椰壳
叶部纤维包括香蕉叶、甘蔗叶等
半木材类纤维原料主要指棉秆
棉秆的形态和结构介于木材和禾本科原料之间
其化学成分、形态结构以及物理性质与阔叶材相近
3. 国内外造纸原料使用现状
纤维原料是造纸工业的物质基础
纤维原料种类、质量
不仅关系到造纸工业的产品质量和发展速度
而且对企业规模 工艺技术装备路线
污染治理和经济效益具有决定性影响
（1） 国外造纸原料
国外的化学浆以硫酸盐浆为主
其主要使用针叶材
北欧的芬兰、瑞典，北美的加拿大、美国
以及俄罗斯都拥有丰富的针叶木资源
如云杉、花旗松、红松、落叶松等
它们生产享誉国际的漂白硫酸盐浆
美国南部的阔叶木以火炬松、短叶松
湿地松、长叶松为主来生产漂白硫酸盐浆
当然，阔叶材也用于生产硫酸盐浆
加拿大、美国北部多以枫木、桦木、杨木
山毛榉等混合阔叶木生产漂白硫酸盐浆
美国南部以橡木、槐木、枫木、胡桃木等为原料生产多树种浆
在单一树种浆方面有巴西等地生产的漂白桉木浆
印尼相思树浆、北美杨木浆、以及日本桉木浆
非木材原料生产的纸浆主要是竹浆、甘蔗渣浆
（2）我国造纸原料
我国的造纸原料结构几经变迁
从解放初期到现在 经历了“以木为主”
“以草为主”、“草木并举”、“以木为主”几个发展阶段
此外 二次纤维 即回收的废纸也是我国造纸原料中重要的一部分
目前 我国造纸原料调整的总体策略具体包括以下四个方面
1 提高废纸利用率
2 发展林浆纸一体化企业集团
3 发展高得率化机浆
4 合理利用非木材纤维资源 如竹材、草类原料
小结
本节课我们学习了植物纤维的形成与分类
其中 需要同学们重点掌握植物纤维原料分类
及常见的三种植物纤维
下节课我们将学习木材的宏观结构
欢迎大家继续关注我们的课程
-绪论
--绪论
-讨论
-1.1 植物纤维原料形成与分类
-1.1 植物纤维原料形成与分类--作业
-1.2 木材的宏观结构
--木材的宏观结构
-1.2 木材的宏观结构
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造--作业
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构--作业
-1.5 纤维细胞壁超微结构
-1.5 纤维细胞壁超微结构--作业
-1.6 纤维形态学因素
-1.6 纤维形态学因素--作业
-讨论
-图文
-课程思政--中国文化自信案例1
--纸的故事（一）
-本章总结
-2.1 植物纤维原料的化学组成
-2.1 植物纤维原料的化学组成--作业
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响--作业
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成--作业
-讨论
-图文
-本章总结
-3.1水分存在形式
-3.1水分存在形式--作业
-3.2 水分对木材的影响
-3.2 水分对木材的影响--作业
-讨论
-图文
-课程思政——木材水分与干缩湿胀实例
-本章总结
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质--作业
-4.2 芳香族化合物
-4.2 芳香族化合物--作业
-4.3 脂肪族化合物和无机物
-4.3 脂肪族化合物和无机物--作业
-4.4 提取物的分布、提取和分离
-4.4 提取物的分布、提取和分离--作业
-4.5 提取物对加工利用的影响
-4.5 提取物对加工利用的影响--作业
-讨论
-课程思政——提取物的高效利用实现绿水青山就是金山银山
--松脂采集
--松脂加工利用案例
-本章总结
-5.1糖化学基础
-5.1糖化学基础--作业
-5.2纤维素的存在、结构、性质
-5.2纤维素的存在、结构、性质--作业
-5.3纤维素物理结构
-5.3纤维素物理结构--作业
-5.4纤维素晶体结构
-5.4纤维素晶体结构--作业
-5.5纤维素结晶度及测定方法
-5.5纤维素结晶度及测定方法--作业
-5.6 纤维素润胀、溶解
-5.6 纤维素润胀、溶解--作业
-5.7 纤维素双电层及热解
-5.7 纤维素双电层及热解--作业
-5.8 纤维素酸水解和碱降解
-5.8 纤维素酸水解和碱降解--作业
-5.9 纤维素的氧化
-5.9 纤维素的氧化--作业
-5.10 纤维素酶降解
-5.10 纤维素酶降解--作业
-5.11纤维素酯化
-5.11纤维素酯化--作业
-5.12 纤维素醚化
-5.12 纤维素醚化--作业
-5.13纤维素接枝共聚与交联
-5.13纤维素接枝共聚与交联--作业
-5.14纤维素物理改性
-5.14纤维素物理改性--作业
-5.15细菌纤维素
-5.15细菌纤维素--作业
-讨论1
-讨论2
-图文
-拓展学习资料
--纸张结构
--纤维角质化定义
--纤维角质化机理
-课程思政--文化自信案例2（中国古名纸）
-课程思政——国家能源战略：生物质能源
-课程思政——文化自信案例3（纤维素与纺织）
-本章总结
-思维导图
-6.1半纤维素的命名、存在
-6.1半纤维素的命名、存在--作业
-6.2半纤维素提取
-6.2半纤维素提取--作业
-6.3半纤维素分离及糖基测定
-6.3半纤维素分离及糖基测定--作业
-6.4半纤维素的化学性质
-6.4半纤维素的化学性质--作业
-6.5半纤维素与纸张的关系
-6.5半纤维素与纸张的关系--作业
-6.6半纤维素利用
-6.6半纤维素利用--作业
-讨论
-图文
-拓展学习-功能性低聚糖
--功能性低聚糖
--常见功能性低聚糖
--木糖醇的食用
-本章总结
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.2 木素的存在及其生物合成
-7.2 木素的存在及其生物合成--作业
-7.3 木素概念及化学结构
-7.3 木素概念及化学结构
-7.4 木素的分离
-7.4 木素的分离--作业
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.8 木素的显色反应
-7.8 木素的显色反应
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.13 木素的亲电反应
-7.13 木素的亲电反应
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.15 木素的利用
-7.15 木素的利用
-讨论1
-讨论2
-图文
-植物纤维化学实验资料
--植物纤维化学实验
-课程思政——文化自信案例3：中国造纸技术的贡献
-本章总结
-考试
