เป็นส่วนที่อยู่ภายนอกเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตเป็นจำนวนมาก
เมื่อสร้างใหม่ๆ ผนังเซลล์จะมีลักษณะบาง
ต่อมาจะหนาขึ้นเพราะมีการสะสมสารต่างๆ
โดยชั้นใหม่ที่เกิดจะติดกับส่วนของเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้ชั้นเก่าถูกดันห่างออกจากโปรโตพลาสต์
ชั้นใหม่นี้เรียกว่าผนังเซลล์ชั้นที่สอง (Secondary Cell Wall) ซึ่งจะมีความหนาไม่เท่ากันตลอด ทำให้เกิดลักษณะที่เป็นรูเปิด
เพื่อให้สารต่างๆ เคลื่อนผ่านได้เรียกว่า พิท (Pit) ผนังเซลล์มีส่วนประกอบทางเคมีที่สำคัญ
คือ
1. ไมโครไฟบริลลา โพลีแซคคาไรด์
(Microfibrillar Polysaccharides) ซึ่งกลุ่มที่พบมากที่สุด คือ เซลลูโลส (Cellulose) และไคติน (Chitin)
Ø เซลลูโลส
เป็นลูกโซ่ของ ดี-กลูโคส (D-glucose) ซึ่งเรียงตัวเกาะกันแบบ b-1,4-glycosidic
bond ซึ่งมีความยาวต่างกันไป แต่โดยปกติจะมีกลูโคสอยู่ประมาณ 2,000-14,000 หน่วย ยาวประมาณ 1-7
mm และจับกับลูกโซ่ข้างเคียงด้วยแขนแบบไฮโดรเจน (Hydrogen
bond) ทำให้เกิดเป็นลักษณะที่เรียกว่า ไฟบริล (Fibrils) ซึ่งหนาไม่เกิน 250o A และยาวหลายไมโครเมตร
แต่ละไฟบริลจะเรียงต่อกันด้วยไฮโดรเจนบอนด์ ซึ่งทำให้เกิดการติดกันขึ้นมา
เซลลูโลสจะฝังตัวอยู่ในของเหลวที่มีรูปร่างไม่แน่นอนเรียกแมทริกซ์ โพลีแซคคาไรด์ ส่วนของไฟบริลจะทนต่อการเข้าทำลายของเชื้อจุลินทรีย์และสารเคมี ผนังเซลล์จึงมีหน้าที่ป้องกันอันตรายและเพิ่มความแข็งแรงให้กับเซลล์
พืชในพืชชั้นต่ำที่มีเซลลูโลสน้อย เช่น เชื้อราจะมีไคติน (Chitin) ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป
Ø ไคติน เป็นส่วนประกอบที่พบมากในผนังเซลล์ของเชื้อรา
และเป็นส่วนประกอบของสัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง โมเลกุลของไคตินจะเรียงต่อกันยาว
โดยไม่แตกสาขา สารประกอบทางเคมีเป็นพวก N-acetyl-D-glucosamine โดยเกาะกันแบบ b-1,4-glycosidic bond ทำให้เกิดเป็นไฟบริลเช่นเดียวกับเซลลูโลส
2. แมทริกซ์ โพลีแซคคาไรด์ (Matrix
Polysaccharides) ส่วนนี้จะประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ เฮมิเซลลูโลส (Hemicellulose) และเพคติน (Pectin) ซึ่งแยกออกจากกันโดยคุณสมบัติในการละลายน้ำเพราะเพคตินนั้นสามารถแยกได้โดยการต้มกับน้ำเป็นเวลานาน
แต่เฮมิเซลลูโลสนั้นต้องแยกโดยใช้โปแตสเซียมไฮดรอกไซด์ แมทริกซ์
โพลีแซคคาไรด์มีลักษณะเป็นของเหลวที่มีรูปร่างไม่แน่นอน
ทำหน้าที่หุ้มห่อส่วนของไมโครไฟบริลลา โพลีแซคคาไรด์
Ø เฮมิเซลลูโลส
ชื่อของเฮมิเซลลูโลสนั้นใช้เรียกเมื่อพบโพลีแซคคาไรด์ชนิดนี้ใหม่ๆ
ซึ่งเข้าใจว่าเป็นสารเริ่มต้นที่จะทำให้เกิดเซลลูโลส ซึ่งในปัจจุบันพบว่าไม่จริงเฮมิเซลลูโลสประกอบด้วยไซแลนซ์ (Xylans)
ซึ่งมีน้ำตาลไซโลส (Xylose) แมนแนน (Mannans) ซึ่งมีน้ำตาลแมนโนส (Mannose) และกาแลกแตน (Galactans) ซึ่งประกอบด้วยน้ำตาลกาแลคโตส (Galactose)
นอกจากนั้นยังมีกลูโคแมนแนน
ซึ่งประกอบด้วยน้ำตาลกลูโคสและน้ำตาลแมนโนส ไซโลกลูแคน
ประกอบด้วยน้ำตาลไซโลสและน้ำตาลกลูโคส และแคลโลส (Callose) จัดเป็น เฮมิเซลลูโลสซึ่งประกอบด้วยน้ำตาลกลูโคสที่เกาะกันแบบ b-1,3-glycosidic
bond ซึ่งจะพบบริเวณปลายเซลล์ของท่ออาหาร (Sieve
tubes)
Ø เพคติน ทำหน้าที่เชื่อมให้เซลลูโลสติดกัน เป็นส่วนประกอบที่มีมากในส่วนมิดเดิลลาเมลลา (Middle
lamella) นอกจากนั้นเพคตินยังเกิดในน้ำผลไม้ต่างๆ สารเคมีที่พบในเพคตินคือกรดแอลฟา ดี กาแลคตูโรนิค (µ-D-galacturonic
acid) อะราบิแนนส์ (Arabinans) และกาแลคแตนส์ (Galactans)
3. ลิกนิน (Lignins) การเกิดลิกนินในพืชมักจะควบคู่ไปกับเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ค้ำจุน
และท่อน้ำท่ออาหาร จะพบในผนังเซลล์ทุติยภูมิ ซึ่งตายแล้ว
การเกิดลิกนินทำให้เซลล์แข็งแรง
ทำให้ไฟบริลไม่เคลื่อนที่และป้องกันอันตรายให้ไฟบริลด้วย
อาจจะพบลิกนินในเนื้อผลไม้บางชนิด เช่น ฝรั่งและละมุด ลิกนินประกอบด้วยสารเคมีที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง
พวกฟีโนลิคส์ (Phenolics) ลิกนินทำให้เซลล์เกิดความแข็งแรงมากขึ้นและต้านทานต่อสารเคมีและการกระทบกระแทกต่างๆ
4. โปรตีน ในการพบโปรตีนในผนังเซลล์นั้นระยะแรกเข้าใจว่าเกิดจากการปนเปื้อนมาจากส่วนของไซโตพลาสต์ (Cytoplasm)
แต่ในปัจจุบันได้มีการสรุปแน่ชัดแล้วว่า
ในเซลล์ที่กำลังเจริญเติบโตจะมีโปรตีนในผนังเซลล์ ประมาณ 5-10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งประกอบด้วยเอนไซม์พวกไฮโดรเลส (Hydrolases) กลูคาเนส (Glucanase) เพคติน
เมทธิลเอสเตอเรส (Pectin Methylesterase) และเอทีพีเอส (ATPase) เป็นต้น นอกจากนั้นยังมีโปรตีนที่เป็นโครงสร้างเป็นพวกไกลโคโปรตีน (Glycoprotein)
ซึ่งประกอบด้วยไฮดรอกซีโพรลีนเป็นส่วนใหญ่ (Hydroxyproline) โดยเกาะกับโพลีแซคคาไรด์แบบ Non Covalent bond
5. น้ำ เป็นส่วนประกอบที่พบในส่วนของเพคตินที่มีลักษณะเป็นวุ้น (Gel) และยังทำหน้าที่ลดปริมาณของไฮโดรเจนบอนด์ที่เกาะกันระหว่างไฟบริลและเฮมิเซลลูโลส
ดังนั้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำจะทำให้การติดกันของไฟบริลกับเฮมิเซลลูโลสเปลี่ยนไปและน้ำยังเป็นตัวทำละลายสารเคมีในผนังเซลล์ด้วย
โดยเฉพาะขณะที่เซลล์ขยายตัว
6. ส่วนที่หุ้มห่อภายนอก (Incrusting
Substances) สิ่งที่หุ้มห่อข้างนอกของผนังเซลล์ของเซลล์ผิว (Epidermis) จะเป็นสารพวกคิวติเคิล (Cuticle) เพื่อช่วยลดการสูญเสียน้ำ
หรือรับน้ำเพิ่มมากขึ้นและยังป้องกันอันตรายจากสารเคมีและเชื้อจุลินทรีย์ได้ด้วย นอกจากนั้นยังมีสารประกอบอนินทรีย์บางชนิดพบในผนังเซลล์ของพืชบางชนิด สารเหล่านี้ เช่น แคลเซียมคาร์บอเนตและแคลเซียมซิลิเกต เป็นต้น
สามารถแบ่งผนังเซลล์ออกได้
เป็น 3 ชนิด ด้วยกันคือ
1. ผนังเซลล์ชั้นที่หนึ่งหรือผนังเซลล์ปฐมภูมิ (Primary
Cell Wall) เกิดขึ้นหลังจากที่เซลล์หยุดการขยายตัวแล้ว
จะทำหน้าที่หุ้มห่อเยื่อหุ้มเซลล์อยู่อีกทีหนึ่ง
2. ผนังเซลล์ชั้นที่สองหรือผนังเซลล์ทุติยภูมิ (Secondary
Cell Wall) คือผนังเซลล์ที่อยู่ระหว่างผนังชั้นที่หนึ่ง
และเยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยเซลลูโลสและลิกนินเป็นส่วนใหญ่
3. มิดเดิลลาเมลลา คือส่วนที่เป็นผนังร่วมของเซลล์สองเซลล์ที่อยู่ติดกันเป็นส่วนของผนังเซลล์ที่เกิดขึ้นในขณะที่เซลล์แบ่งเป็นสองเซลล์ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมเซลล์สองเซลล์ให้ติดกันประกอบด้วยสารเพคติน
