植物组织中自由水和束缚水含量的测定

植物组织中自由水和束缚水含量的测定是植物生理学研究中的重要实验，二者的比例反映了植物细胞的生理状态和代谢活动。以下是常用的测定方法及步骤：

一、测定原理

• 自由水：以游离状态存在于细胞间隙或液泡中，可自由流动，易蒸发，能被离心或自然沥干分离。
• 束缚水：与细胞内胶体颗粒（如蛋白质、多糖）紧密结合，不能自由流动，需在高温（或烘干）条件下才能去除。

通过分离自由水并测定总含水量，可间接计算束缚水含量。

二、常用方法：离心法（快速测定）

实验材料

新鲜植物叶片（或其他组织）、分析天平、离心机、烘箱、称量瓶、滤纸等。

步骤

1. 样品预处理
   

   • 取新鲜植物组织，迅速用滤纸吸干表面水分，称取鲜重（，精确至 0.001g）。
   • 将样品剪碎，均匀分成两份（平行样）。

   
   

2. 分离自由水
   

   • 将样品放入离心管中，以 3000-5000 rpm 离心 10-15 分钟（离心力使自由水析出并聚集于管底）。
   • 用移液管小心吸取离心后的游离水，称重（），或通过离心前后离心管重量差计算自由水重量。

   
   

3. 测定总含水量
   

   • 将离心后的剩余样品（含束缚水和干物质）转移至已知重量的称量瓶中，称总重（）。
   • 放入烘箱，在 105℃下烘干至恒重（约 4-6 小时，每隔 1 小时称重，直至两次重量差＜0.002g），取出后置于干燥器中冷却，称干重（）。
   • 总含水量 = 。

   
   

4. 计算束缚水含量
   

   • 束缚水重量 = 总含水量 - 自由水重量
   • 或通过鲜重与干重差计算总含水量：总含水量 = （适用于直接烘干法）。

   
   

三、另一种方法：烘干法（经典方法）

原理

• 自由水：常温或较低温度（如 60℃）下可蒸发去除。
• 束缚水：需在高温（105℃）下才能完全去除。

步骤

1. 测总含水量
   

   • 称取鲜重（），放入 105℃烘箱烘干至恒重，得干重（），总含水量 = 。

   
   

2. 测自由水含量
   

   • 另取一份鲜样（），置于通风处自然沥干或用滤纸吸干表面水分，在 60℃烘箱中烘干至恒重（去除自由水，保留束缚水），称得重量（）。
   • 自由水重量 = 。

   
   

3. 计算束缚水含量
   

   • 束缚水重量 = 总含水量 - 自由水重量。

   
   

四、计算公式

1. 自由水含量（%）
   

2. 束缚水含量（%）
   

五、注意事项

1. 样品处理：操作需迅速，避免样品暴露于空气中导致自由水流失，影响结果。
2. 离心条件：不同植物组织需调整离心速度和时间（如叶片细胞较脆弱，避免过高离心力破坏细胞释放束缚水）。
3. 烘干恒重：需确保样品完全干燥，多次称重直至重量不变，避免自由水残留或束缚水未完全去除。
4. 平行实验：至少做 3 次平行样，取平均值以减少误差。

六、应用意义

• 自由水比例高时，细胞代谢旺盛（如生长活跃的组织）；束缚水比例高时，细胞抗逆性强（如休眠种子或干旱环境下的植物）。
• 该测定可用于研究植物水分生理、抗逆机制及环境胁迫对植物的影响。

通过上述方法，可准确量化植物组织中两种水分的含量，为植物生理研究提供关键数据。