備課素材：自由水與結(jié)合水含量 高一上學(xué)期 人教版（2019）必修1

自由水與結(jié)合水含量人教高中生物學(xué)教材必修一有兩處涉及自由水、結(jié)合水含量：

教材第一處：必修一課本21頁(yè)

教材第二處：必修一課本38頁(yè)

據(jù)此圖可以看出，大約9月中旬時(shí)，冬小麥體內(nèi)的自由水含量等于結(jié)合水含量，之后至11月底都是自由水含量小于結(jié)合水含量。也就是說(shuō)在這副圖中出現(xiàn)了自由水含量小于結(jié)合水含量的時(shí)間段。于是部分老師在這個(gè)地方就很糾結(jié)，因?yàn)檫@題中的圖示信息似乎不符合教材正文內(nèi)容。一部分老師認(rèn)為，上圖中的自由水含量和結(jié)合水含量指的是植物體內(nèi)的含量，并非植物細(xì)胞中的含量，所以在植物細(xì)胞內(nèi)依然是自由水含量大于結(jié)合水含量。

那么植物細(xì)胞中的自由水含量一定大于結(jié)合水含量嗎？看下大學(xué)教材《植物生理學(xué)》。

水分在植物體內(nèi)的作用，不但與其含量多少有關(guān)，也與它的存在狀態(tài)有關(guān)。水分在植物細(xì)胞內(nèi)通常呈束縛水（即結(jié)合水）和自由水兩種狀態(tài)，它們與細(xì)胞質(zhì)狀態(tài)有密切聯(lián)系。

細(xì)胞質(zhì)主要是由蛋白質(zhì)組成的，占總干重60%以上。蛋白質(zhì)分子很大，其水溶液具有膠體的性質(zhì)，因此，細(xì)胞質(zhì)是一個(gè)膠體系統(tǒng)(colloidalsystem)。蛋白質(zhì)分子的疏水基(如烷烴基、苯基等）在分子內(nèi)部，而親水基（如一NH、一COOH、—OH等）則在分子的表面。這些親水基對(duì)水有很強(qiáng)的親和力，容易發(fā)生水合作用(hydration)。所以細(xì)胞質(zhì)膠體微粒具有顯著的親水性(hydrophilicity)，其表面吸附著很多水分子，形成一層很厚的水層。水分子距離膠粒越近，吸附力越強(qiáng);相反，則吸附力越弱?？拷z粒而被膠粒吸附束縛不易自由流動(dòng)的水分，稱為束縛水(boundwater);距離膠粒較遠(yuǎn)而可以自由流動(dòng)的水分，稱為自由水(freewater)。事實(shí)上，這兩種狀態(tài)水分的劃分是相對(duì)的，它們之間并沒(méi)有明顯的界限。

隨著溫度下降，植株吸水較少，含水量逐漸下降。隨著抗寒鍛煉過(guò)程的推進(jìn)，細(xì)胞內(nèi)親水性膠體加強(qiáng)，使束縛水含量相對(duì)提高，而自由水含量則相對(duì)減少(圖12-2)。由于束縛水不易結(jié)冰和蒸騰，所以，總含水量減少和束縛水量相對(duì)增多，有利于植物抗寒性的加強(qiáng)。

不難看出，教材上的圖就是來(lái)源于上圖。

由上圖及教材圖可知：9月中旬至11月底植物體內(nèi)自由水含量小于結(jié)合水含量。

還有部分老師的觀點(diǎn)是：“上圖中的自由水含量和結(jié)合水含量指的是植物體內(nèi)的含量，并非植物細(xì)胞中的含量，所以在植物細(xì)胞內(nèi)依然是自由水含量大于結(jié)合水含量?！蹦敲催@個(gè)觀點(diǎn)是否正確，我們需要知道自由水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水這個(gè)過(guò)程是發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)還是細(xì)胞外。

《植物生理學(xué)》的一句話：隨著抗寒鍛煉過(guò)程的推進(jìn)，細(xì)胞內(nèi)親水性膠體加強(qiáng)，使束縛水含量相對(duì)提高，而自由水含量則相對(duì)減少。由這句話可以看出，自由水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水這個(gè)過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)，至少主要發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)。所以上圖曲線