MATERI PENYUSUN JASAD HIDUP BIOLOGI UMUM DIAN PERMANA PUTRI,M.Si

UNSUR DAN SENYAWA KIMIAWI Organisme tersusun dari materi. Materi? Segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Unsur Bahan yang tidak dapat dipecah lagi menjadi bahan lain dengan reaksi kimiawi Senyawa Zat yang terdiri atas dua unsur atau lebih yang dikombinasikan dengan rasio tetap.

(b) Chlorine is a pale yellow green gas. FIGURE 1 (a) A freshly cut piece of sodium reveals a shiny metallic surface. The metal reacts with oxygen and moisture, so it cannot be touched with bare fingers. (b) Chlorine is a pale yellow green gas. (c) When a small piece of sodium is melted in a metal spoon and thrust into the flask of chlorine, it burns brightly as the two elements react to form sodium chloride. The smoke coming from the flask is composed of fine crystals of salt. 3

KEHIDUPAN MEMBUTUHKAN ±25 UNSUR KIMIAWI Sebanyak 25 dari 92 unsur alami diketahui penting untuk kehidupan. Empat unsur diantaranya : Karbon (C), hidrogen (H) dan nitrogen (N)- adalah unsur penyusun 96% materi hidup. Fosfor (P), sulfur (S), kalsium (Ca), kalium (K) dan beberapa unsur lain merupakan bagian terbesar dari 4% unsur tersisa dalam berat organisme.

Tabel 1. Unsur yang Terdapat secara Alami dalam Tubuh Manusia (Campbell et al.,2001) lambang unsur No.atom % berat tubuh manusia O Oksigen 8 65.0 C Karbon 6 18.5 H Hidrogen 1 9.5 N Nitrogen 7 3.3 Ca Kalsium 20 1.5 P Fosfor 15 1.0 K Kalium 19 0.4 S Sulfur 16 0.3 Na Natrium 11 0.2 Cl Klorin 17 Mg Magnesium 12 0.1

Unsur mikro merupakan unsur yang dibutuhkan oleh suatu organisme dalam jumlah sedikit. sebagian unsur mikro seperti, besi (Fe) dibutuhkan oleh semua bentuk kehidupan; unsur-unsur lain hanya dibutuhkan oleh spesies tertentu saja. Unsur mikro (< 0.01%) : boron (B), kromium (Cr), kobalt (Co), tembaga (Cu), fluorin (F), iodin (I), besi (Fe), mangan (Mn), molybdenum (Mo),selenium (Se), silikon (Si), timah (Sn), vanadium (V) dan seng (Zn).

ATOM DAN MOLEKUL Sifat-sifat unsur kimiawi, termasuk sifat-sifat senyawa yang penting bagi kehidupan dihasilkan dari struktur atomnya. Atom bagian terkecil dari materi yang tetap mempertahankan sifat-sifat suatu unsur. Isotop radioaktif isotop yang nukleusnya meluruh secara spontan, melepaskan partikel dan energi.

Isotop radioaktif sangat bermanfaat di bidang biologi Menentukan umur fosil,proses kimiawi suatu organisme, alat diagnosis di bidang kedokteran. Walaupun bermanfaat, radiasi isotop yang meluruh juga berbahaya bagi kehidupan. Keparahan kerusakan tergantung pada jenis dan jumlah radiasi yang diserap organisme bersangkutan. Salah satu ancaman lingkungan : debu radioaktif .

Atom-atom bergabung melalui ikatan kimiawi membentuk molekul Ikatan kimiawi berperan penting dalam kehidupan. Ikatan kovalen..menghubungkan atom-atom untuk membentuk molekul suatu sel. Sifat kehidupan muncul dari interaksi molekuler. Beberapa jenis ikatan kimia lain yang diperlukan dalam organisme hidup : ikatan ionik dan ikatan hidrogen.

Reaksi kimiawi membentuk dan memutus ikatan kimiawi Pembentukan dan pemutusan ikatan kimiawi, yang menyebabkan perubahan komposisi materi disebut reaksi kimiawi. Salah satu contoh mengenai reaksi kimiawi yang mengubah susunan materi : fotosintesis. 6CO2 + 6H2O...C6H12O6 + 6O2

PERAN AIR BAGI KEHIDUPAN Air mengatur suhu di bumi Air menstabilkan suhu udara dengan menyerap panas dari udara yang lebih hangat dan melepaskan ke udara yang lebih dingin. Badan air yang besar dapat menyerap dan menyimpan sejumlah besar dari matahari di siang hari dan sepanjang musim panas, dan hanya bertambah hangat beberapa derajat saja.

Kalor jenis air cenderung menstabilkan suhu lautan, dan menciptakan suatu lingkungan yang dapat menunjang kehidupan di laut. Oleh karena kalor jenisnya tinggi, air yang menutupi sebagian besar bumi dapat mengatur fluktuasi suhu daratan dan lautan dalam batasan yang dapat mempertahankan kehidupan. Organisme yang tersusun dari sejumlah besar air, lebih tahan terhadap perubahan suhu mereka sendiri.

Pendinginan air melalui penguapan Berperan pada kestabilan ekosistem air. Dapat memberikan suatu mekanisme yang mencegah organisme darat dari overheating. Contoh: Penguapan air dari daun tumbuhan Penguapan keringat pada kulit manusia

Air adalah pelarut kehidupan Air...pelarut serbaguna karena polaritasnya membuatnya dapat tertarik ke arah zat-zat polar dan bermuatan. Ketika ion atau zat polar dikelilingi oleh molekul air, zat-zat ini akan terlarut dan dinamakan zat terlarut. Zat hidrofilik memiliki afinitas yang tinggi terhadap air. Zat hidrofobik, sebaliknya zat-zat ini tampak menolak air.

PENGURAIAN MOLEKUL AIR Organisme bersifat peka terhadap perubahan pH. Air dapat terurai menjadi H+ dan OH-. Konsentrasi H+ dinyatakan sebagai pH, dimana pH=-log [H+] Asam akan menambah jumlah H+ dalam larutan aqueous, basa menyumbangkan OH- atau menerima H+. Pada larutan netral [H+]=[OH-]=10-7. Pada larutan asam , [H+] lebih besar daripada [OH-],dan pH di bawah 7. sedangkan pada larutan basa [H+] lebih kecil daripada [OH-] dan pH di atas 7. Penyangga (buffer) pada cairan biologis berfungsi menghalangi perubahan pH. Penyangga terdiri dari pasangan asam-basa yang bergabung secara reversibel dengan ion hidrogen.

Keasaman meningkat [H+]>[OH- Netral [H+]=[OH-] Keasaman meningkat [H+]>[OH- Kebasaan meningkat [H+]<[OH-] SKALA pH 1 2 Cairan gaster ,jus lemon 7 Air murni, darah manusia 8 9 4 Jus tomat 3 cuka, bir, anggur, cola 5 Kopi hitam, air hujan 6 Urin 10 11 12 13 14 Air laut Susu magnesia Amonia buangan RT Pemutih alat RT Pembersih oven

Pengendapan asam mengancam kelestarian lingkungan Ketergantungan seluruh kehidupan pada air, menyebabkan pencemaran ekosistem air menjadi masalah linkungan yang penting. Pengendapan asam didapat dari hujan, salju atau kabut dengan pH <5,6. Pengaruh terhadap kelestarian lingkungan? Keasaman yang kuat dapat mengubah struktur molekul biologis dan menghambat molekul tersebut melakukan proses kimiawi yang penting bagi kehidupan. Menurunkan kualitas sumber air kita di masa depan.

KEUTAMAAN KARBON Kimia organik adalah kajian mengenai senyawa karbon Senyawa organik dahulu diyakini hanya dihasilkan di dalam organisme hidup. ide ini (vitalisme) telah terbukti salah ketika para ahli kimia mampu mensintesis senyawa organik dari senyawa anorganik.

Atom karbon adalah blok penyusun molekul yang paling banyak digunakan Kemampuan karbon untuk membentuk molekul-molekul yang beragam disebabkan oleh kapasitasnya untuk membentuk empat ikatan kovalen. Karbon dapat berikatan dengan berbagai macam atom, termasuk O, H, N dan S. Atom karbon dapat juga berikatan dengan karbon lain, membentuk kerangka karbon senyawa organik.

Variasi kerangka karbon berperan dalam keragaman molekul organik Kerangka karbon molekul organik bervariasi dalam panjang, bentuk maupun tempat di mana atom unsur lain dapat terikat pada kerangka tersebut. Kemampuan C membentuk ikatan merupakan dasar bagi isomer, yaitu molekul dengan rumus molekul yang sama namun strukturnya berlainan sehingga sifatnya berbeda. 3 jenis isomer: isomer struktural, isomer geometrik dan enantiomer.

Unsur Kimiawi Kehidupan Materi hidup terutama terbuat dari C, O, H dan N dengan sedikit S dan P. Kemampuan karbon untuk membentuk sejumlah besar molekul dengan bentuk dan sifat tertentu merupakan dasar molekuler dari keragaman biologi.

PRINSIP POLIMER polimer Sebagian besar makromolekul adalah polimer. Karbohidrat Lipid Protein Asam nukleat Senyawa organik utama dlm sel makromolekul polimer Monomer spesifik Jenis sama..pengaturan spesifik

KARBOHIDRAT BAHAN BAKAR&MATERI PEMBANGUN GULA, karbohidrat terkecil berfungsi sebagai bahan bakar dan sumber karbon. Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana. Monosakarida digunakan secara langsung untuk bahan bakar, diubah menjadi jenis molekul organik lain, atau digunakan sebagai monomer untuk pembentukan polimer.

Polisakarida, polimer gula, memiliki peran penyimpanan dan struktural. Monomer monosakarida pada polisakarida dihubungkan ikatan glikosidik. Pati pada tumbuhan &glikogen pada hewan merupakan polimer penyimpanan yang terdiri dari glukosa. Selulosa merupakan salah satu polimer struktrural glukosa yang penting dalam sel tumbuhan. Pati, glikogen&selulosa memiliki ikatan glikosidik yang berbeda posisi &orientasinya.

LIPID-MOLEKUL HIDROFOBIK YANG BERAGAM LEMAK, menyimpan sejumlah besar energi. Lemak yang juga dikenal sebagai trigliserol, tersusun atas satu molekul gliserol& 3 asam lemak melalui reaksi dehidrasi. FOSFOLIPID, komponen utama membran sel. Jika lemak memilik3 asam lemak yang dihubungkan dengan gliserol, fosfolipid memiliki gugus fosfat bermuatan negatif yang mungkin digabungkan dengan molekul hidrofilik lainnya, sehingga bagian kepala suatu fosfolipid bersifat hidrofilik.

STEROID, meliputi kolesterol & hormon-hormon tertentu STEROID, meliputi kolesterol & hormon-hormon tertentu. Struktur dasar steroid berupa 4 cincin atom karbon yang menyatu.

PROTEIN-PERKAKAS MOLEKUL SEL PROTEIN, terdiri atas satu atau lebih polipeptida yang berlipat membentuk konformasi tiga dimensi yang spesifik. Polipeptida adalah polimer asam amino yang dihubungkan dalam suatu urutan yang spesifik. protein tersusun dari 20 asam amino yang berbeda, masing-masing dengan rantai samping (gugus R) yang khas. Gugus karboksil dan gugus amino yang berdekatan akan berikatan dalam ikatan-ikatan peptida.

Fungsi suatu protein bergantung pada bentuk spesifiknya. Struktur dan fungsi suatu protein sensitif terhadap kondisi fisik dan kimiawi. Terdapat struktur primer,sekunder, tersier dan kuartener pada protein, tergantung pada pelipatan polipeptida dalam konfigurasi. Bentuk protein ditentukan oleh struktur primernya, akan tetapi dalam sel,protein chaperone bisa membantu proses pelipatan.

ASAM NUKLEAT-POLIMER INFORMASI ASAM NUKLEAT, menyimpan & menghantarkan informasi herediter (turun-menurun). DNA menyimpan informasi untuk sistesis protein spesifik, RNA membawa informasi genetik ini sampai ke perkakas sintesis protein.

Untaian asam nukleat merupakan polimer nukleotida. setiap monomer nukleotida terdiri atas suatu pentosa yang terikat secara kovalen dengan gugus fosfat dan dengan salah satu dari empat basa nitrogen yang berbeda (A, G, C, T dan U). RNA ribosa sebagai pentosanya. Sedangkan DNA memiliki deoksiribosa. RNA memiliki U dan DNA memiliki T. Dalam pembuatan polinukleotida, nukleotida-nukleotida menyatu membentuk gula-fosfat yang merupakan asal dari basa nitrogen. Urutan basa di sepanjang gen akan menspesifikasi sekuen asam amino suatu protein tertentu.

Penurunan sifat genetik didasarkan pada replikasi heliks ganda DNA. DNA adalah suatu makromolekul beruntai ganda dan berbentuk heliks dengan basa yang menonjol ke bagian dalam molekul tersebut. A selalu berikatan dengan hidrogen dengan T, dan C dengan G, urutan nukleotida kedua untai bersifat komplementer. Salah satu untaian dapat berfungsi sebagai cetakan untuk pembentukan untaian yang lain. Ciri unik DNA ini memberikan suatu mekanisme untuk kealngsungan kehidupan. DNA dan protein dapat digunakan sebagai pita ukur evolusi. Perbandingan molekuler akan membantu para ahli biologi untuk menyortir hubungan evolusioner di antara spesies-spesies.

TRIPLET BA SA NIT RO GEN