植物质是最为丰富的自然资源，植物质的有效利用对于经济发展和环境保护意义重大。植物质是经过自然界进化而形成的最优化的结构复合材料，研究植物质形态和结构对生物学和材料物理学两个学科的发展均具有非常重要的意义。植物质的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，研究这三种大分子在植物质中的形态和结构，对了解植物质的结构和性能非常重要。本工作通过多种实验手段，研究了植物质中大分子的形态和结构。 酶处理后植物质中纤维素的含量提高，并且其结晶度提高。用不同的酶对植物质进行处理时，发现不同的酶对植物质的作用不同。木聚糖酶处理后植物质中纤维素的含量最高，纤维素酶次之，内切葡聚糖酶最弱。由于所用酶系均不含降解木质素的活力，而木质素减少最大，所以细胞壁中木质素不形成聚合物网络结构。 用化学方法从植物质(小麦秸秆)中提取出了纤维素、半纤维素和木质素，并对其进行了初步的表征。在得到的纤维素样品中没有半纤维素和木质素。在得到的半纤维素样品主要为木聚糖，也有葡聚糖单元和阿(拉伯)糖基侧链，并含有少量的木质素单元。木质素主要为丁香基单元和愈疮木基单元，还有少量p-羟苯基单元，并含有少量的多糖。 通过对细胞壁大分子溶度参数的数据计算和讨论，可以对细胞壁大分子超结构的有一定理解：从溶度参数比较的角度，可以确定半结晶的纤维素自己形成一个整体；由于能量和结构性质的差异，纤维素将排斥半纤维素和木质素。半纤维素中有羟基的侧链的溶度参数大一些，易与纤维素(表面)吸附，溶度参数大的区域吸水能力要比溶度参数小的强，半纤维素在纤维素区域(微纤)表面作为界面区域；半纤维素中有含有其它基团(如乙酰基)的侧链的溶度参数较小，不易与纤维素(表面)吸附，由于能量和结构的不同导致这些侧链排列在纤维素/半纤维素界面的外测，这一界面大约在分子尺度范围，其外侧是木质素。纤维素区域可以存在半纤维素区域，在这种情况，半纤维素的侧链朝向其它半纤维素，而主链朝向纤维素，这样在纤维素微纤中就形成半纤维素的聚合物互穿网络结构。半纤维素的含乙酰基、甲基的侧链，易与木质素单体和木质素本身吸附，这样在木质素中也可形成半纤维素的聚合物互穿网络结构，这时，半纤维素形成低能量的侧链向外的中间相。 从FT-Raman、ATR-FTIR偏振光谱以及激光扫描共聚焦显微镜的观察和分析，在小麦秸秆表皮细胞壁中，纤维素微纤倾向与生长方向平行排列，而木聚糖主链倾向与生长方向垂直排列；木质素中苯丙基单元在小麦秸秆节间茎杆、茎节表皮细胞外壁中，倾向与生长方向垂直排列；在小麦秸秆叶鞘表皮细胞外壁中，木质素中苯丙基单元无明显取向。由于纤维素、木聚糖和木质素三种大分子的取向不同，交织形成细胞壁的网络结构。 通过FT-Raman偏振光谱计算出小麦秸秆不同部分纤维素的取向函数不同，其中茎杆的纤维素取向函数最大，叶鞘中纤维素的次之，而茎节的最小。