细胞壁
xì bāo bì
细胞壁是植物、真菌和细菌细胞膜外侧的一层坚硬外壳，赋予细胞形状并提供支撑。
Definition
细胞壁是包裹在某些细胞外侧的坚硬外层，能赋予细胞形状并提供保护；植物细胞有细胞壁，动物细胞没有。它是位于细胞膜外侧的一层坚硬多孔结构，存在于植物、真菌、藻类和细菌中，植物的细胞壁主要由纤维素构成，真菌的由几丁质构成，细菌的由肽聚糖构成，它能提供支撑、抵御机械损伤，并防止细胞因渗透作用吸水而涨破。植物细胞壁是由纤维素微纤丝（由$\beta$-1,4糖苷键连接的葡萄糖直链）嵌入半纤维素和果胶基质中构成的复合结构，次生壁中还会加入木质素以增强抗压强度和抗水性，胞间连丝穿过细胞壁连接相邻细胞的细胞质。细胞壁对水和小分子溶质是自由通透的，因此它并不调控物质的运输，但能抵抗膨压并决定细胞扩张的方向。细菌的肽聚糖细胞壁正是青霉素的作用靶点，青霉素会阻断负责交联的酶。
Example
一根芹菜之所以保持脆嫩，是因为每个细胞都有坚固的细胞壁；芹菜变蔫时，细胞已经失去了水分，但细胞壁能防止它们在重新吸水时涨破。把一个植物细胞放入纯水中，它会不断吸水膨胀，直到细胞壁产生反作用力，形成的膨压可达$0.5$到$1.0\ \text{MPa}$，是大气压的好几倍；而放在同样的水中的动物细胞由于没有细胞壁，则会涨破。纤维素是地球上含量最丰富的有机聚合物：单个分子可能含有$10{,}000$个葡萄糖单元，这些长链聚集成束后，按重量计算的抗拉强度可与钢材相当，这也是棉花和纸张耐用的原因。
Key Insight
细胞壁位于细胞膜外侧，就像套在气球外面的一个盒子；它为细胞提供支撑，但并不决定什么物质能够进入，那是细胞膜的工作。正是因为有细胞壁，植物才能在没有骨骼的情况下挺立生长，而木材主要就是死细胞增厚的纤维素细胞壁。人类无法消化纤维素，因为我们缺少纤维素酶，所以植物的细胞壁会以膳食纤维的形式原样通过我们的消化道，而牛和白蚁则依靠体内共生的微生物来分解这种我们自身的酶无法打断的$\beta$键。