亲水基在外部。

外部的亲水基对水分子有很大的亲和力，容易起水合作用，所以细胞质胶体微粒具有显著的亲水性，水分子距离胶粒越近，吸附力越强，距离胶粒越远，吸附力越弱，从而使水分子在细胞内以两种方式存在：一是距离胶粒越近的被吸附着的不易自由流动的水分子叫做束缚水；一种是距离胶粒较远的不被吸附的可以自由流动的水分子称为自由水。

自由水参与各代谢活动，其数量的多少直接影响植物代谢的强度，自由水含量越高，植物的代谢活动越旺盛。

束缚水含量越高，植物的代谢活动越弱，越冬植物的休眠芽和干燥种子里所含的水基本上都是束缚水，这时植物以微弱的代谢活动度过不良的环境条件。

因此植物植物体内的自由水和束缚水的含量与植物的抗逆性大小密切相关。

通常把自由水与束缚水的比值作为衡量植物代谢强弱和植物抗逆性大小的指标之一。

（三）水分在植物生命活动中的作用
生理作用：
1．水分是细胞质的主要成分
2．水分是代谢作用过程的反应物质
3．水分是植物对物质吸收和运输的溶剂
4．水分能保持植物的固有姿态
生态作用：
调节环境温度湿度，调节植物体温，提高光的通透性等。

二、植物细胞对水分的吸收
我们知道植物在生命活动中要不断的从外界吸收水分，并运输到各个部位，以满足正常的生命活动需要，那么植物细胞是怎样吸收水分的呢？水分是通过什么方式运输到植物的各个地方去的呢？
经过研究发现植物细胞吸水主要有三种方式：扩散、集流和渗透作用，其中渗透吸水占主要地位。

（一）扩散
扩散是一种自发过程，指分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动，是物质顺浓度梯度进行的。

适合短距（如细胞间）离迁徙，不适合长距离的迁徙。

（二）集流
集流是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。

例如
水在水管中的流动，河水在河中的流动等。

植物体内也有水分的集流，如水分从土壤溶液流入植物体。

与扩散作用相反，水分集流与溶质浓度梯度无关。

植物体的水分集流要借助于膜上的水孔蛋白形成水通道来完成。

水孔蛋白的活化依靠磷酸化和脱磷酸化作用调节。

如依赖Ca2+的蛋白激酶可使其丝氨酸残基磷酸化，水孔蛋白的水通道加宽，水集流通过量增加。

如除去此磷酸基团，则水通道变窄，水集流通过量减少。

水孔蛋白广泛分布于植物各个组织。

其功能依存在的部位不同而有所不同。

1.维管束薄壁细胞中：可能参与水分长距离的运输，参与调节整个细胞的渗透势。

2.根尖的分生区和伸长区中，有利于细胞生长和分化
3.分布于雄蕊、花药：可能与生殖有关
（三）渗透作用
渗透是指溶剂分子通过半透膜而移动的现象。

细胞内水分移动需要能量做功，所以下面首先要讨论自由能和水势的概念。

一、自由能和水势
根据热力学原理，系统中物质的总能量可以分为束缚能和自由能，束缚能是不能用于做功的能量，而自由能在温度恒定的条件下可以用于做功的能量，1mol物质的自由能就是该物质的化学势，可以用来衡量物质反应或做功所用的能量。

同样的道理，衡量水分反应或做功所用的能量高低用水势来表示。

在植物生理学上，水势定义为每偏摩尔体积水的化学势，就是偏摩尔体积的水在一个系统中的化学势与纯水在相同温度压力下的化学势之间的差，可以用公式表示为：
了解了水势的计算方式我们再来看看水势的单位。

化学势的单位为J /mol，J= N•m，J /mol=N•m/mol
水的偏摩尔体积单位为m3/mol。

根据水势的计算公式可以得出水势的单位和压力单位一样为帕。

偏摩尔体积是指在1mol水中加入1mol溶液后，该1mol水的有效体积，如：纯水的摩尔体积是18.00ml,加入20.00ml的乙醇中，最终体积是37.00ml，水的偏摩尔体积是17.00ml。

偏摩尔体积的具体数值随
四、细胞的水势
刚才我们讲解了水势、渗透作用，还通过质壁分离和质壁分离复原现象证明了一个成熟的含有液泡的植物细胞是一个渗透系统。

那么影响植物细胞水势的因素有哪些呢？
一个成熟的含有液泡的植物细胞吸水固然与细胞液的渗透势有关，通过研究发现细胞的失水与吸水并不完全决定于渗透势，这是因为在植物细胞的原生质体外还有细胞壁，细胞壁限制原生质体膨胀，因此细胞吸水情况比渗透作用更加复杂。

一个典型细胞的水势由渗透势、压力势和重力势组成。

渗透势，也称溶质势是由于溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。

恒为负值
压力势是指细胞的原生质体吸水膨胀，压迫细胞壁，引起细胞壁产生限原生质体膨胀的反作用力。

压力势是由于细胞壁压力的存在而增加水势的值。

压力势往往为正值。

1.质壁初始分离时，压力势为0；
2.质壁已经分离时，压力势不存在；
3.在剧烈蒸腾但未发生质壁分离时，压力势可为负值，这是因为植物细胞壁的表面蒸发失水，原生质和液泡中的一部分水分就外移到细胞壁中去。

但这时并不发生质壁分离。

在强烈的蒸发环境中, 细胞壁内已经没有水分了，原生质体便与细胞壁紧密吸附而不分离。

所以在原生质收缩时，就会拉着细胞壁一起向内收缩。

由于细胞壁的伸缩性有限，所以就会产生一个向外的反作用力，使原生质和液泡处于受张力的状态。

这种张力相当于负的压力势，它增加了细胞的吸水力量，相当于降低了细胞的水势。

重力势由于重力因素而引起的水势升高值，一般为正值。

由于水每上升1m，重力势仅增加0.01MPa，在细胞、组织水平上进行研究时，可忽略不计。

因此，对具有液泡的成熟细而言胞，其水势的高低决定于渗透势与压力势之和，渗透势始终为负值，压力势一般为正值，水势通常为负值。

细胞含水量不同，细胞体积会发生变化，渗透势和压力势也会随之改变。

从图中可以说明细胞水势、渗透势和压力势三者在不同细胞体积中的变化。

在细胞初始质壁分离时，细胞壁与原生质之间没有作用力，压力势为零，细胞的水势等于细胞的渗透势。

当细胞吸水体积增大时，细胞液稀释，渗透势增大，压力势增大，水势也增大。