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 > 1.3 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
第三节 针叶材与阔叶材显微构造
同学们好
上节课我们初步学习了木材的宏观构造
我想大家已对木材的结构有了初步了解
这节课我们将来学习针叶材与阔叶材的微观构造
一 针叶材的显微构造
我们先来看一看针叶材的三维结构
在针叶材的横切面上 我们可以看到早晚材的管胞
树脂道及其周围的薄壁细胞以及呈辐射状的木射线
在径切面上,我们可以看到木射线细胞、管胞上的纹孔结构
在弦切面上，我们可以看到锁链状的单列木射线以及管胞的剖面
1. 管胞
轴向管胞是针叶树材中轴向排列的厚壁细胞
两端封闭，内部中空，细而长，细胞壁上具有纹孔
同时起水分疏导和机械支持作用，是决定针叶树材材性的主要因素
管胞也就是通常所说的纤维，是针叶材最主要的细胞
一般占针叶材细胞总数的90-95%，平均长度3-5mm，宽度30-50um
壁上多为具缘纹孔
由图片可以观察到早材腔大、壁薄，晚材腔小、 壁厚
2. 木薄壁组织
包括木射线薄壁细胞和木射线管胞，占针叶木细胞总数5～10%
针叶材中的射线细胞，壁薄而腔大、长度小、呈长方形
是木材中沿径向排列的细胞
在横切面上呈辐射状，贯穿多个年轮
也就是我们上节课说过的木射线
除木射线薄壁细胞外，某些针叶材
如松属、云杉属、落叶松属等还存在木射线管胞
是厚壁长形的死细胞，壁上有具缘纹孔
针叶材一般为单列同型木射线且无异型射线
3. 树脂道
树脂道由多个分泌细胞围绕而成
它不是一个细胞，也不是一个组织，而是细胞间隙
中间充满树脂，故称树脂道
分泌细胞中充满了浓稠的原生质体，产生树脂，并向胞间道分泌树脂
这些树脂对制浆有不利影响
请大家注意，树脂道是部分针叶材独有的特征
左图是射线细胞包围住的径向树脂道，右图是轴向树脂道
4. 纹孔
纹孔是植物细胞壁在次生加厚过程中未增厚部分的凹陷
在显微镜下像个孔，因而称为纹孔
纹孔的类型包括单纹孔和具缘纹孔
相邻细胞的纹孔是成对出现的
将单纹孔和具缘纹孔排列组合，典型的纹孔对有三种
包括单纹孔对、具缘纹孔对和半具缘纹孔对
早材管胞壁薄腔大
水分在不同管胞间通过具缘纹孔输导
在早材中每个管胞大约有200个具缘纹孔
晚材管胞仅有10~50个相当小的具缘纹孔
木材径切面上横向的木射线薄壁细胞与纵向管胞交叉的部位称为交叉场
这个区域内的纹孔称为交叉场纹孔
包括窗格型、云杉型、柏型、杉型和松型5种类型
二 阔叶材的显微构造
下面我们来了解一下阔叶材的三维结构
在阔叶材的横切面上
我们可以看到早晚材的纤维细胞、导管、木射线等结构
在径切面上可以看到木射线与导管的穿孔结构
在弦切面上我们可以看到纤维细胞 木射线细胞以及导管的剖面
1. 木纤维
木纤维，即纤维细胞，是阔叶材最主要的细胞和支持组织
它们两端尖削、形状多为长纺锤形、腔小壁厚
约占木材总体积的68-80%
木纤维细胞壁上的纹孔多是具缘纹孔
但由于细胞壁增厚，纹孔腔会逐渐完全消失而成为单纹孔
细胞壁上有节状增厚
其长度约1 mm，比针叶材管胞短
横切面趋于圆形，直径小于20 μm
造纸工业中，常将阔叶材称为短纤维材、针叶材称为长纤维材
2. 管胞
阔叶材中的管胞数量较少，其形态与针叶材管胞相似
细胞壁的纹孔为具缘纹孔、纹孔缘明显
纹孔直径大于或等于导管细胞侧壁上的纹孔直径
3. 导管分子
导管分子是构成导管的结构单元
在木材中属于轴向细胞 上 下两端各有一个或数个穿孔
导管则是由一连串导管分子通过它们的穿孔
彼此相连而成的管状输导组织 约占木材总体积的20%
上一节内容中 我们提到阔叶木被称为有孔材
根据管孔排列方式可分为
横切面上大孔径管孔围绕上一年晚材呈环状分布的环孔材
早晚材管孔大小无明显差别的散孔材
和管孔排列介于环孔材和散孔材之间的半环孔材或半散孔材
根据导管细胞壁增厚情况不同，导管细胞有
环状导管、螺旋导管、梯形导管、网状导管和纹孔导管5种类型
木本植物次生木质部中的导管多为纹孔导管
导管属于杂细胞 对制浆造纸不利
其中的侵填体、晶体二氧化硅、钙盐等物质会影响制浆药液渗透
甚至影响纸页表面性质
4. 木射线
射线细胞主要有横卧射线细胞和直立射线细胞两种类型
木射线细胞一般是径向排列的为同型射线
有部分阔叶树种的木射线上下均为直立型
中间为横向排列为异型射线
此外，在弦切面上还可以看到阔叶材木射线有单列、多列的分布情况
这些都是阔叶材的典型特征
木射线的宽度 弦切面上的高度、类型、数量等
是识别阔叶材的重要特征之一
三 针叶材与阔叶材显微构造对比
针叶材与阔叶材在显微结构上存在明显差别
针叶材细胞组成种类少进化程度低
而阔叶材细胞组成种类多、进化程度高
针叶材管胞既是机械支持组织，又是水分和养分输导组织
而阔叶材的木纤维只是支持组织，输导组织是导管
因此，二者的最大差异在于是否具备导管
此外，部分针叶材具有树脂道，阔叶材的木射线比针叶材宽
射线和薄壁组织类型丰富，含量高
综上 阔叶材在构造和材性上比针叶材更加复杂
我们总结一下前面讲解的内容 可以总结出下表
年轮特征方面 除热带外 针叶木年轮界限明显
而阔叶木除环孔和部分半环孔材外不明显
针叶木细胞类型简单，管胞占90~95%，含有少量木射线
阔叶木细胞种类多，除木纤维含量68-80%
还存在木射线细胞、导管、薄壁细胞等
针叶木木射线一般为单列同型、阔叶木为多列、有异型木射线
针叶木的管胞长而且宽、纹孔明显，阔叶木短而且细、纹孔不明显
针叶木有树脂道，而阔叶木没有
针叶木纤维排列规整，阔叶木细胞排列规整性差
小结
这节课我们学习了针叶材与阔叶材的显微构造
请同学们掌握针阔叶材的主要细胞类型，学会如何识别针叶材与阔叶材
下节课我们将学习非木材原料的宏观与显微构造
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
