Transcript 03_Komposisi Kimia Organisme

KOMPOSISI KIMIA ORGANISME
Komposisi kimia organisme hidup pada umumnya sama dengan
komposisi kimia yang terdapat dalam protoplasma sel.
Protoplasma merupakan substansi dasar kehidupan atau
substansi yang hidup dalam sel, baik pada sel tumbuhan
maupun sel hewan.
Protoplasma terdiri dari campuran yang kompleks berbagai
bahan, unsur ataupun senyawa kimia, baik senyawa anorganik
maupun organik.
Pada jenis/spesies yang berbeda dan pada bagian-bagian atau
organ suatu hewan/tumbuhan, protoplasmanya berbeda sifatsifat kimia, fisika maupun biologisnya.
Berbagai fenomena biologis ~ dengan berbagai
proses kimia dan fisika  biokimia dan biofisika.
Misalnya :
- Fotosintesa pada tumbuhan
- Transpirasi
- Respirasi
- Proses Pembentukan Urine
- Fermentasi
- Dll.
Unsur-unsur Kimia Protoplasma
Unsur kimia protoplasma tersusun
dalam tabel, terdiri dari kurang lebih
20 unsur dari 92 unsur kimia di alam.
Unsur yang predominan berjumlah 12
Tabel 3.1: Presentase rata-rata unsur kimia protoplasma
No.
Urut
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
UNSUR
Oksigen ( O )
Karbon ( C )
Hidrogen ( H )
Nitrogen ( N )
Kalium ( K )
Phosphor ( P )
Sulfur ( S )
Chlor ( Cl )
Natrium ( Na )
Calcium ( Ca )
Magnesium ( Mg )
Ferum ( Fe )
%
76,0
10,5
10,0
2,5
0,3
0,3
0,2
0,1
0,05
0,02
0,02
0,01
Unsur-unsur lain dalam jumlah sedikit (Trace Elements)
antara lain : Silikon (Si), Cuprum (Cu), Alumunium (Al),
Mangan (Mn), Boron (B), Cobalt (Co), Iodine (I), Fluor (Fl),
Bromin (Br).
Keempat unsur pertama (O, C, H, dan N presentasenya
± 99 %, dan sisanya 8 unsur lainnya hanya ± 1 %.
Unsur-unsur tersebut biasanya dijumpai dalam bentuk garamgaram anorganir, air dan senyawa-senyawa organik.
Sebagai perbandingan dapat pula dilihat persentasi unsurunsur kimia tubuh manusia dalam tabel 3.2. (Brum, G, Et.Al,
1994).
Tabel 3.2. : Presentase unsur-unsur kimia tubuh manusia
No.
Urut
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
UNSUR
Oksigen ( O )
Karbon ( C )
Hidrogen ( H )
Nitrogen ( N )
Kalsium ( Ca )
Phosphor ( P )
Kalium ( K )
Sulfur ( S )
Sodium ( Na )
Chlor ( Cl )
Magnesium ( Mg )
Ferum ( Fe )
%
No. Atom
Berat Atom
65
18
10
3
2
1.1
0.35
0.25
0.15
0.15
0.05
0.004
8
6
1
7
20
15
19
16
11
17
12
26
16
12
1
14
40
31
39
32
33
35
24
56
Oksigen (65%) + Karbon (18%) + Hidrogen (10%) + Nitrogen (3%) = 96 %
Sebagai Trace Elements (kurang dari 0,01% : Boron (B),
Chromium (Cr), Cobalt (Co), tembaga (Cu), Fluorine (F), Iodine
(I), Mangan (Mn), Molybdum (Mo), Selenium (Se), Silicon (Si),
Timah (Sn), Vanadium (V), Seng (Zn)
(Campbell, Et,Al, 1994).
Kebanyakan konstituen garam-garam anorganik dalam sel
(intraseluler) berada dalam bentuk ion-ion Elektrolit, sedangkan
senyawa organik dalam bentuk nonelektrolit, yang tersebar berupa
molekul-molekul terlarut (tabel 3.3).
Berbagai proses vital dalam tubuh organisme berada dibawah
pengaruh substansi-substansi anorganis yang terdapat dalam
protoplasma dan cairan-cairan tubuh, meskipun dalam jumlah
yang sangat kecil.
Tabel 3.3 : Ion-ion yang umum terdapat dalam
protoplasma
KATION
ANION
NATRIUM  Na+
KALIUM  K+
CALCIUM  CA2+
MAGNESIUM  Mg2+
FERUM  Fe3+
CHLORIDE  Cl ¯
HIDROGENCARBONAT  HCl3¯
BICARBONAT  CO3-2
HIDROGEN PHOSPHAT  HPo4-2
PHOSPHAT Po4-3
Sedangkan presentase senyawa anorganik relatif paling besar
dibandingkan dengan persentase senyawa organik (tabel 3.4).
Tabel 3.4 : Persentase Senyawa Organik dan Anorganik dalam
Protoplasma
Senyawa Organik % Berat Senyawa Anorganik
% Berat
Protein
Lipida
Karbohidrat
15
3
1
Air
Garam – garam
80
1
Air mencapai 80 – 95 % berat, terutama pada sel-sel muda,
mengapa ?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Pelarut substansi garam-garam anorganik dan organik.
Melancarkan disosiasi/ionisasi elektrolit.
Mempunyai tegangan permukaan yang tinggi.
Mempunyai keenceran yang besar.
Mampu mengabsorbsi panas yang besar
Semua proses yang terjadi dalam protoplasma/sel tergantung
sifat-sifat air.
Kehidupan organisme di bumi adalah tidak mungkin bila tidak
ada air.
Air merupakan medium dalam mana proses-proses biologis
berlangsung
Daya absorbsi dan hantar panas dapat mempertahankan
protoplasma dari perubahan suhu yang mendadak.

Garam-garam anorganik di dapatkan dari air (laut,
air tanah / tawar), makanan
 ion-ionnya sangat penting dalam komposisi
protoplasma, aktifitas kimia, proses elektris untuk
pertumbuhan, pemeliharaan kesehatan tubuh dan
reproduksi
Fungsi beberapa garam anorganik yang biasa
terdapat
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Iodium  Membantu pembentukan Thyroxin
Ferum  Pembentukan Hemoglobin Eritrusit
Calsium  Pembentukan tulang dan gigi
Fluor  Menguatkan tulang dan gigi
Co  Pembentukan darah dan vitamin B12
Bo  Pertumbuhan pada tumbuhan
Cu  Hemocyanin pada darah Arthropoda dan Molusca
K  Regulasi tekanan Osmosis dan Ph
9. P  Kebanyakan bergabung dengan Ca dalam tulang dan
gigi (±80%), 10%  protein, lipida dan karbohidrat, 10%
dalam komponen kimia lain seperti asam nukleat, transfer
energi dalam ikatan ATP  ADP + P
10. Na dan Cl  Regulasi Ph, tekanan osmosis,
keseimbangan air.
* Definisi Ca pada mamalia  kekejangan-kekejangan
otot.
* Bila Ca, Na, dan K tidak seimbang  denyut jantung
menjadi tidak normal.
* Shell / cangkang siput / rangka pada hewan terdiri dari
CaCO3; Ca3(PO4)2.
11. Mg  Pembentukan Chlorophyl pada tubuh
Senyawa Organik
Senyawa – senyawa kimia yang mengandung karbon
disebut senyawa organik
Kelompok-kelompoknya yang penting antara lain :
1. Karbohidrat
2. Lipida
3. Protein
4. Asam Nukleat
5. Nukleotida
Karbohidrat
• Terdapat berbagai macam senyawa ini, yang bedanya
dalam jumlah dan susunan dari ketiga atom dalam
molekul-molekulnya, misal : Glukose dan Fruktose
(gbr. 3.4 B,C. dan 3.5)
 Macamnya : Hanya mengandung tiga unsur 
Carbon ( C ), Hidrogen ( H ), dan Oksigen ( O ).



Monosakarida 
Disakarida

Polisakarida 
Glukose
Sukrose
Pati, Glukogen,
Selulose
Lipida
Larut dalam Ether, Chloroform, Benzen; dapat
mengalami saponifikasi oleh basa NaOH  sabun yang
larut dalam air.
Macamnya :
• Trigliserida  lemak, minyak
• Lilin (wax)  kutikula, cutin, suberin, earwax, beewax
• Phospholipida  komponen membran plasma
• Steroid  kolesterol, testosteron, estrogen, progesteron
Protein
•Suatu senyawa yang unsur-unsurnya terdiri dari C, H, O, N, S dan
kadang-kadang unsur lain.
Stukturnya ada yang tiga dan empat tahap, yaitu :
Protein Primer, Sekunder, Tertier dan Quartier.
Misalnya :
Albumin dari putih telur  C239 H389 O78 N58 S2
Zein dari Jagung  C736 H1161 O208 N184 S3
Hemoglobin  Pigmen Eritrosit  C3032 H4816 O872 N184 S FeH
( C3032 H4816 O872 N780 S8 FeH )
Unsur-unsur tersebut diatas bersenyawa di dalam suatu asam
amino (dimana ada gugus amino, gugus carboxyl dan R dari
berbagai variasi senyawa kimia yang dijumpai pada ke 20
macam asam amino).
(Glycine, Cystine, Serin, Aganine, dst)
Macamnya :
 Dipeptida  Dua asam amino
 Tripeptida  Tiga asam amino
 Polypeptida  Enzim, miosin, aktin myoglobin,
hemoglobin kolagen
Protein  Proteose  Pepton  Peptida  Asam Amino
Hidrolisa
Peranan Protein
1.
2.
3.
4.
5.
Pembentukan membran plasma
Aktifitas berbagai bagian sel
Konstituen umum protoplasma sesudah air
Menghasilkan energi
Pembentukan enzim dan hormon
ENZIM
– Merupakan campuran majemuk / senyawa protein yang
mempercepat reaksi kimia tanpa turut bereaksi /
berkombinasi dalam reaksi tersebut.
Banyak reaksi diantara substansi kimia di dalam tubuh organisme
hidup berlangsung dengan kecepatan ekstrim, sedangkan diluar
tubuh sangat lambat.
Enzim berperan sebagai biokatalisator yang ada dalam sel
tumbuhan / hewan.
Misal :
Proses pencernaan, respirasi, sekresi, ekskresi dan proses vital
lainnya dalam tubuh organisme tergantung pada adanya enzim



Enzim akan rusak / tidak bekerja pada suhu 40 – 50 °C.
Pepsin aktif pada pH 1,5
Tripsin aktif pada pH 7 – 8,6
ZIMOGEN  Enzim yang belum aktif dan aktifitasnya
tergantung kepada adanya aktifator yang spesifik
Misal :
Tripsinogen
Tripsin
(di pankreas)
Enterokinase
Pepsinogen
Pepsin
(di lambung)
HCl
Tabel : Molekul-molekul Organik dalam Sel
(Mader, S.S., 1994, part 1)
Lipida
Karbohidrat
Kelompok
Monosakarida
Gula 6 – Carbon
Disakarida
Gula 12 – Carbon
Polisakarida
Polimer Glukosa
Trigliserida
1 Gliserol + 3 Asam Lemak
Lilin
Asam Lemak + Alkohol
Contoh
Fungsi
Glukose
Sumber Energi
Sukrose
Transport gula pada
darah
Cadangan Energi
Struktur dd sel
tersebut
Struktur fisik
Pati, Glikogen Selulose
Lemak, Minyak
Kutikula, Suberin,
Ear wax, Beewax
Lilin telinga
Simpanan energi
jangka lama
Selubung pelindung
bagian-bagian
tumbuhan
Protektif
Protein
Lipida
Kelompok
Contoh
Phospholipida
Seperti Trigliserida
dimana 1 asam lemak
diganti gugus fosfat
Fungsi
Sebagai komponen
Membran Plasma
STEROID
Estrogen, Progesteron
Kolesterol
Testosteron
Komponen membran
plasma hormon jantan
Polipeptida
Polimer Asam
Amino
Struktur 3 Tahap
Struktur 4 Tahap
Enzim
Miosin dan Aktin
Insulin
Hemoglobin Kolagen
Mempercepat reaksi
seluler, komponen sel
otot, mengatur gula darah,
mengangkut oksigen
darah.
Serabut penyokong
bagian-bagian tubuh.
Struktur fisik
Asam Nukleat
Kelompok
Asam Nukleat
Polimer Nukleotida
Nukleotida
Contoh
DNA
RNA
ATP
Coenzim
Fungsi
Bahan genetis Sintesa
Protein
Pembawa energi
Membatu enzin
Tugas 3
1.
2.
3.
4.
Buat dalam tabel perbandingan struktur DNA
dan struktur RNA !
Tuliskan pasangannya benang molekul DNA ini
: TCAAGCCGTACG !
Jelaskan perbedaan tahapan struktur protein !
A. Apa perbedaan lemak jenuh dengan
lemak tidak jenuh ?
B. Sebutkan 4 macam Makromolekul organik
dan 4 macam monomer !