自由水和结合水最大的区别就是是否可以自由流动。自由水可以自由流动。而结合水就不可以,但是一定条件下,它们可以相互转化。
自由水是指在生物体内或细胞内可以自由流动的水,是良好的溶剂和运输工具。如人和动物血液中含水83%,多为自由水,可把营养物质输送到各个细胞,又把细胞产生的代谢废物运到排泄器官,它的数量制约着细胞的代谢强度,如呼吸速度、光合速度、生长速度等。自由水占总含水量百分比越大则代谢越旺盛。
结合水是指在细胞内与其它物质结合在一起的水。水是极性分子,氧侧带部分负电荷,氢侧带部分正电荷,因此水分子很容易与其他极性分子间形成氢键,如氨基、羧基、羟基等均可与水结合,成为结合水。所有这些水不再能溶解其他物质,较难流动。如心肌含水79%,与血液含水量相差不多,但所含的水均为结合水,故呈坚实的形态。结合水不参与代谢作用,然而植物中结合水的含量与植物抗性大小有密切关系,即使干燥的成熟种子也保持约25%左右的水即结合水,这时原生质呈半凝固的凝胶状态,生理活性降到最低程度,但原生质的基本结构还可以保持并可抵抗干旱和寒冷等不良环境。另外,据对人和动物的研究发现,人和动物的年龄愈大,细胞中的结合水愈少,生病时,结合水也有变化。
自由水和结合水的区分不是绝对的,两者在一定条件下可以相互转化,如血液凝固时,自由水就变成了结合水。举例说明,就可以很好的理解了:
CuSO4溶液中:
CuSO4·5H2O这个里面的水,就是结合水。
而溶液没有与CuSO4结合的水就是自由水。
在生物学中,水在细胞中以两种形式存在,一部分水与细胞内的其他物质相结合,即结合水,结合水是细胞结构的重要组成成分,大约占细胞内全部水分的4.5%;细胞中绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动,即自由水;自由水是细胞内的良好溶剂,许多种物质溶解在这部分水中,而且细胞内许多生物化学反应必须有自由水参加,还有就是生物中代谢旺盛的细胞由于需要大量自由水参与生物化学反应,因此代谢旺盛的细胞自由水相对较多。