自由水是指在生物體內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)可以自由流動(dòng)的水,是良好的溶劑和運(yùn)輸工具.如人和動(dòng)物血液中含水83％,多為自由水,可把營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送到各個(gè)細(xì)胞,又把細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物運(yùn)到排泄器官.它的數(shù)量制約著細(xì)胞的代謝強(qiáng)度.如呼吸速度、光合速度、生長(zhǎng)速度等.自由水占總含水量百分比越大則代謝越旺盛.
結(jié)合水是指在細(xì)胞內(nèi)與其它物質(zhì)結(jié)合在一起的水.水是極性分子,氧側(cè)帶部分負(fù)電荷,氫側(cè)帶部分正電荷,因此水分子很容易與其他極性分子間形成氫鍵.如氨基、羧基、羥基等均可與水結(jié)合,成為結(jié)合水.所有這些水不再能溶解其他物質(zhì),較難流動(dòng).如心肌含水79％,與血液含水量相差不多,但所含的水均為結(jié)合水,故呈堅(jiān)實(shí)的形態(tài).結(jié)合水不參與代謝作用,然而植物中結(jié)合水的含量與植物抗性大小有密切關(guān)系.即使干燥的成熟種子也保持約25％左右的水即結(jié)合水,這時(shí)原生質(zhì)呈半凝固的凝膠狀態(tài),生理活性降到最低程度,但原生質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)還可以保持并可抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境.另外,據(jù)對(duì)人和動(dòng)物的研究發(fā)現(xiàn),人和動(dòng)物的年齡愈大,細(xì)胞中的結(jié)合水愈少,生病時(shí),結(jié)合水也有變化.自由水和結(jié)合水的區(qū)分不是絕對(duì)的,兩者在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.如血液凝固時(shí),自由水就變成了結(jié)合水.
代謝水是指糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)等有機(jī)物在生物體內(nèi)氧化時(shí)產(chǎn)生的水.每100g糖氧化時(shí)可產(chǎn)生55ml水；每100g脂肪氧化時(shí)可產(chǎn)生107ml水；而100g蛋白質(zhì)可產(chǎn)生41ml水.普通食譜中每418.4J熱量的食物代謝后產(chǎn)生12ml水,通常成人每天需進(jìn)食10460J熱量的混合性食物,這樣每天約產(chǎn)生300ml代謝水.雞胚在封閉的蛋殼內(nèi)發(fā)育成小雞所需的水全是代謝水.
自由水與結(jié)合水的比例變化主要取決于新陳代謝強(qiáng)度.
一般生物溫度升高新陳代謝加快,所以溫度適當(dāng)升高會(huì)使細(xì)胞內(nèi)自由水與結(jié)合水比值上升.
植物越冬是為了適應(yīng)低溫新陳代謝減慢,所以越冬的植物體內(nèi)自由水與結(jié)合水比值下降
水在生物體中的生理功能是多方面的,如參與細(xì)胞中原生質(zhì)的組成；參與生物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)；參與機(jī)體內(nèi)物質(zhì)的新陳代謝；參與養(yǎng)分和廢物的輸送和溶解；參與體溫調(diào)節(jié)等等.因此可以說(shuō),沒(méi)有水就沒(méi)有生物體的生命活動(dòng).