指位于植物細胞最外層的包圍細胞膜（原生質膜）的被膜。在植物細胞的形態和功能上起重要的作用。在構成組織的細胞中，細胞壁是由相鄰細胞之間的中膠層和初生壁構成。有的隨著細胞的成長，而在內側還進一步形成次生壁。高等植物細胞初生壁的主要成分為纖維素（重量比占25—60％），半纖維素（30—70％）和果膠質（5—25％），還含有少量的糖肽（glycopeptide）。纖維素組成纖維結構，其他成分則作為親水性膠體填充在纖維之間。隨著細胞的成長，根據組織種類的不同，在細胞壁上沉淀著木質素、角質、蠟質、木栓質和無機鹽。在木質部的導管細胞和管胞中，木質素的不均勻的沉淀尤為顯著，因此，使細胞壁產生一定特征的花紋。纖維素微纖維排列的式樣由于細胞種類和成長程度的不同而多種多樣。在圓筒形薄壁細胞中，具有對長軸方向呈垂直分布的傾向。在細胞壁向多層化發展時，纖維的排列方向每層都有變化。由于纖維排列的異方向性，所以用偏光顯微鏡觀察，細胞壁顯示強的復折射性。如用剛果紅進行染色，可呈現明顯著的二色性。維管植物和苔蘚植物的細胞壁雖然有纖維素纖維，但在綠藻類的管藻目（Siphonales）和紅藻類中不含纖維素，而有木聚糖纖維或甘露聚糖纖維。此外，藻類里還含有藻酸、巖藻多糖、昆布多糖、瓊脂等特異的細胞壁多糖。霉菌的細胞壁是以幾丁質和β－1，3－葡聚糖為主要成分，酵母菌是以β－1， 3－葡聚糖和甘露聚糖為主要成分，而不含纖維素。在水霉目（Saproleg－niales）中，有的是以纖維素為主要成分。細胞壁在提高個體的支持強度上起著重要的作用，特別在陸地植物中更是如此。另外細胞壁的力學性質決定著細胞的生長。細胞壁表現有粘彈性，這種特性依賴于纖維素纖維的排列和纖維間的基質凝膠的性質。
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