4.1 AIR
1. Air merupakan sebatian tak organik yang paling penting dalam organisma hidup.
2. Kira-kira 70% badan kita terdiri daripada daripada air, di mana sebahagian besarnya terkandung dalam plasma darah, limfa dan bendalir intertis badan.
3. Protoplasma juga mempunyai kira-kira 90% kandungan air.
4. Air terdiri daripada unsur-unsur hidrogen (H) dan oksigen (O).
SIFAT DAN KEPENTINGAN AIR
Kekutuban air
• Air ialah molekul berkutub, iaitu molekul yang mempunyai cas separa kerana elektron
daripada hidrogen telah didermakan kepada oksigen yang lebih elektronegatif.
• Disebabkan sifat ini, air boleh bertindak sebagai pelarut semesta yang dapat melarutkan banyak sebatian ionik.
Daya lekitan dan daya lekatan air
• Daya lekitan: daya yang menyebabkan air melekat antara satu sama lain.
• Daya lekatan: daya yang menyebabkan air melekat pada permukaan lain.
• Kedua-dua daya ini membolehkan air
memasuki dan bergerak di sepanjang ruang yang sempit, contohnya dalam salur xilem terdapat turus air yang panjang dan tidak terputus-putus dari akar ke daun tumbuhan.
Muatan haba tentu air
• Air mempunyai muatan haba tentu yang tinggi iaitu 4.2kJkg−1oC−1 .
• Ini bermakna air memerlukan 4200 J tenaga
Bab 4
Komposisi Kimia Dalam Sel
haba untuk menaikkan 1 °C bagi 1 kg air.
• Oleh itu air perlu menyerap sejumlah tenaga haba yang besar untuk kenaikan suhu yang kecil.
• Ciri ini sangat sesuai untuk membantu organisma mengawal suhu badan.
Medium tindak balas kimia
• Tindak balas kimia yang dimangkinkan oleh enzim memerlukan air.
• Misalnya tindak balas hidrolisis lemak kepada asid lemak dan gliserol, serta penguraian protein dan gula.
Menyediakan permukaan lembap
• Membolehkan gas respirasi melarut dan meresap melalui permukaan respirasi.
Mengekalkan keseimbangan osmosis
dan kesegahan
• Kuantiti air dan garam mineral terlarut
mengekalkan keseimbangan osmosis antara darah dengan bendalir interstis.
• Sap sel dalam vakuol mengandungi air dan zat terlarut yang lain. Tekanan osmosis dalam sel tumbuhan membantu sel menjadi segah.
Pelinciran
• Air merupakan komposisi utama mukus dan bendalir sinovia.
• Mukus memudahkan pergerakan makanan tercerna melalui salur pencernaan.
• Bendalir sinovia melicinkan pergerakan di sendi.
Pengangkutan
• Plasma darah terdiri daripada 90% air.
• Molekul biologi seperti glukosa dan asid amino serta gas respirasi (oksigen dan karbon dioksida) diangkut dalam bentuk terlarut dalam plasma darah.
• Makanan tercerna dan gas oksigen diangkut ke sel badan yang memerlukannya.
• Bahan buangan seperti urea disingkirkan daripada badan melalui air kencing.
4.2 KARBOHIDRAT
1. Karbohidrat ialah kumpulan sebatian organik yang penting dalam banyak proses biologi.
2. Semua karbohidrat terdiri daripada unsur karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O) dengan nisbah hidrogen dan oksigen ialah 2:1.
JENIS-JENIS KARBOHIDRAT
Rajah 4.1 Jenis-jenis karbohidrat KARBOHIDRAT
Monosakarida:
(gula ringkas) - Glukosa - Fruktosa - Galaktosa
Disakarida:
(gula kompleks) - Maltosa - Sukrosa - Laktosa
Polisakarida:
- Kanji - Selulosa - Glikogen
Jenis karbohidrat Penerangan
Monosakarida
• Monomer karbohidrat ialah unit asas kepada karbohidrat
• Juga dikenali sebagai gula ringkas.
• Kebanyakannya mempunyai rasa manis, membentuk hablur dan larut dalam air.
• Merupakan gula penurun – iaitu mempunyai kuasa penurunan (berupaya mendermakan oksigen atau menerima hidrogen/elektron). Membentuk mendakan merah bata yang tidak larut dalam air apabila diuji dengan ujian Benedict.
• Contoh:
i. glukosa (gula daripada tumbuhan seperti padi, gandum dan buah-buahan)
ii. fruktosa (gula daripada madu dan juga buah-buahan) iii. galaktosa (gula daripada susu)
Disakarida
• Juga dikenali sebagai gula kompleks.
• Mempunyai rasa manis dan boleh meghablur.
• Terdiri daripada pergabungan dua monosakarida melalui proses kondensasi.
• Boleh diluraikan kepada dua monosakarida melalui proses hidrolisis.
• Contoh:
i. Laktosa (Gula malt dan hadir dalam bijirin.
ii. Maltosa (dalam susu mamalia)
iii. Sukrosa ( batang tebu dan buahan) } Gula bukan penurun
Gula penurun
Polisakarida
• Merupakan polimer monosakarida yang terdiri daripada banyak monosakarida yang digabung melalui proses kondensasi.
• Tidak larut dalam air kerana saiznya terlalu besar.
• Tidak mempunyai rasa manis dan tidak menghablur.
• Boleh diurai melalui hidrolisis dengan bantuan asid cair, pendidihan dan tindakan enzim.
• Contoh:
Kanji
Selulosa Glikogen
• Kanji
✓ Merupakan karbohidrat simpanan utama dalam tumbuhan.
✓ Dijumpai dalam gandum, beras, ubi kentang dan jagung.
✓ Menukarkan warna perang larutan iodin kepada biru kehitaman dalam Ujian Iodin.
• Selulosa
✓ Merupakan komponen yang membina dinding sel tumbuhan dan kitin dalam sel haiwan.
✓ Membantu memberi sokongan kepada sel tumbuhan.
• Glikogen
✓ Karbohidrat utama simpanan dalam haiwan dan yis.
✓ Biasanya disimpan dalam hati dan otot haiwan.
✓ Juga dikenali sebagai ‘kanji haiwan’.
KEPENTINGAN KARBOHIDRAT DALAM SEL
• Sebagai sumber tenaga, contohnya glukosa.
• Sebagai simpanan makanan, contohnya glikogen dalam sel haiwan dan kanji dalam sel tumbuhan.
• Sebagai struktur sokongan, contohnya selulosa pada dinding sel tumbuhan.
4.3 PROTEIN
Rajah 4.2 Makanan yang kaya dengan protein
1. Protein ialah sebatian kompleks yang mengandungi karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O) dan nitrogen (N).
2. Sesetengah protein juga mengandungi sulfur (S) dan fosforus (P).
3. Makanan yang kaya dengan protein ialah ikan, daging, telur, susu dan kekacang.
4. Semua protein terdiri daripada satu atau lebih polimer yang dikenali sebagai polipeptida.
5. Setiap polipeptida dibina oleh monomer yang dikenali sebagai asid amino.
6. Polipeptida dibina daripada beribu-ribu asid amino.
7. Terdapat dua jenis asid amino iaitu;
i. asid amino perlu (tidak boleh disintesis/dihasilkan oleh badan) dan ii. asid amino tidak perlu (boleh disintesis oleh badan)
8. Terdapat 20 jenis asid amino yang wujud secara semula jadi.
9. Dua molekul asid amino bergabung membentuk satu dipeptida melalui proses kondensasi di mana satu molekul air disingkirkan.
10. Tindak balas kondensasi yang seterusnya memerlukan lebih banyak molekul asid amino untuk membentuk rantai polipeptida.
11. Semua protein terdiri lebih daripada satu polipeptida.
12. Protein terbentuk melalui kondensasi dan diuraikan melalui hidrolisis.
Asid amino + Asid amino Dipeptida + air
Dipeptida + air Asid amino + Asid amino
KEPENTINGAN PROTEIN DALAM SEL
• Untuk membina sel baharu.
• Untuk membaiki tisu yang rosak.
• Untuk mensintesis enzim, hormon, antibodi dan hemoglobin.
• Membentuk bahan binaan seperti keratin pada kulit, kolagen pada tulang dan miosin pada tisu otot.
• Memberi tenaga untuk menjalankan aktiviti harian melalui penguraian protein oleh enzim pencernaan untuk membentuk asid amino.
• Menggunakan semula asid amino untuk membina semula protein yang diperlukan oleh badan.
4.4 LIPID
1. Lipid wujud secara semulajadi dalam tisu tumbuhan dan haiwan.
2. Lipid mengandungi unsur seperti karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O).
3. Sebilangan lipid mempunyai fosforus (P) dan nitrogen (N).
4. Lemak dan minyak ialah trigliserida yang terdiri daripada satu molekul gliserol dan tiga molekul asid lemak.
5. Lipid merupakan sebatian hidrofobik yang tidak larut dalam air tetapi larut dalam lipid yang lain dan pelarut organik seperti alkohol dan eter.
6. Contoh lipid ialah:
i. lemak, ii. minyak, iii. lilin,
iv. fosfolipid,
v. steroid (kolesterol, testosteron, estrogen dan progesteron) kondensasi
hidrolisis
❖ JENIS-JENIS LIPID
• LEMAK
1. Lemak dan minyak ialah trigliserida.
2. Trigliserida ialah sejenis ester yang terbentuk melalui kondensasi satu molekul gliserol dengan tiga molekul asid lemak.
3. Trigliserida diuraikan semula kepada asid lemak melalui tindak balas hidrolisis.
Rajah 4.3 Kondensasi dan hidrolisis trigliserida
4. Terdapat dua jenis asid lemak iaitu lemak tepu dan lemak tidak tepu.
PERSAMAAN
• Kedua-duanya terdiri daripada unsur seperti karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O).
• Kedua-duanya mempunyai gliserol dan asid lemak.
• Kedua-duanya ialah molekul tidak berkutub yang tidak larut dalam air.
PERBEZAAN
Lemak tepu Lemak tidak tepu
Struktur:
• Tidak mempunyai ikatan ganda dua antara atom- atom karbon
Struktur:
• Mempunyai ikatan ganda dua antara atom-atom karbon
• Tidak membentuk ikatan kimia dengan atom
hidrogen tambahan kerana semua ikatan antara atom karbon telah tepu/penuh.
• Ikatan ganda dua masih boleh menerima satu atau lebih atom hidrogen tambahan kerana atom karbon tidak tepu.
• Wujud dalam keadaan pepejal dalam suhu bilik.
• Wujud dalam keadaan cecair dalam suhu bilik.
• Mengandungi lebih
kolesterol (tidak sihat kerana boleh termendap pada dinding arteri)
• Mengandungi kurang kolesterol (lebih sihat)
• Meningkatkan LDL (Lipoprotein berkepadatan rendah) dalam darah.
• Meningkatkan HDL (Lipoprotein berkepadatan tinggi) dalam darah.
• Sumber:
mentega dan lemak haiwan
• Sumber:
minyak jagung, minyak ikan
Jadual 4.1 Perbandingan antara asid lemak tepu dan asid lemak tak tepu
• LILIN
1. Lilin mengandungi satu molekul alkohol yang bergabung dengan satu molekul asid lemak yang bersifat kalis air.
• FOSFOLIPID
1. Fosfolipid merupakan komponen utama membran plasma dan terdiri daripada satu molekul gliserol yang bergabung dengan dua molekul asid lemak dan satu kumpulan fosfat.
• STEROID
1. Steroid ialah sebatian lipid yang tidak mengandungi asid lemak.
2. Contoh steroid ialah kolesterol, testosteron, estrogen dan progesteron.
4.5 ASID NUKLEIK
1. Asid nukleik ialah makromolekul yang menyimpan maklumat genetik dalam bentuk kod.
2. Unit asas asid nukleik ialah nukleotida.
3. Setiap nukleotida terdiri daripada gula pentosa, kumpulan fosfat dan bes bernitrogen.
Rajah 4.4 Struktur satu nukleotida KEPENTINGAN LIPID DALAM SEL
• Untuk menyimpan tenaga bagi haiwan.
• Sebagai pelapik untuk melindungi organ dalaman.
• Sebagai penebat haba bagi haiwan.
• Lilin:
✓ merupakan komponen dalam kutikel yang menutupi epidermis daun untuk menghalang kemasukan dan penyejatan air.
✓ Kalenjar minyak merembeskan sebum yang mengandungi lilin untuk menjadikan kulit lebih lembut.
• Glikolipid:
✓ Memastikan kestabilan membran plasma.
✓ Mengawal ketelapan membran plasma.
• Kolesterol merupakan komponen utama dalam membran plasma untuk mensintesis streroid.
4. Terdapat dua jenis asid nukleik, iaitu;
i. asid deoksiribonukleik (DNA) ii. asid ribonukleik (RNA).
• ASID DEOKSIRIBONUKLEIK (DNA)
1. DNA terdiri daripada dua bebenang polinukleotida yang berpilin (berpintal) bersama membentuk struktur heliks ganda dua.
2. Kebanyakan DNA ditemui di dalam nukleus.
3. DNA juga terdapat pada kloroplas dan mitokondrion.
4. DNA membawa maklumat genetik yang diwarisi oleh organisma daripada induk untuk sintesis protein.
5. DNA mengandungi kod genetik yang dibawa oleh bes bernitrogen untuk sintesis polipeptida untuk membentuk protein.
6. Bes bernitrogen bagi DNA ialah adenina (A), guanina (G), timina (T) dan sitosina (C).
7. Kumpulan bes bernitrogen pada kedua-dua rantai polinukleotida berpasangan dan diikat bersama oleh ikatan hidrogen.
8. Adenina akan berpasangan dengan timina, manakala guanina akan berpasangan dengan sitosina.
Rajah 4.5 Struktur DNA dan RNA
• ASID RIBONUKLEIK (RNA)
1. Struktur RNA merupakan rantai polinukleotida tunggal dan lebih pendek berbanding dengan DNA.
2. Kebanyakan RNA terdapat dalam sitoplasma, ribosom dan nukleus.
3. Bes bernitrogen bagi RNA ialah adenina (A), guanina (G), sitosina (C) dan urasil (U). Timina di dalam DNA digantikan dengan urasil dalam RNA.
4. Terdapat tiga jenis RNA iaitu RNA pengutus (mRNA), RNA ribosom (rRNA) dan RNA pemindah (tRNA). Ketiga-tiga RNA ini terlibat dalam proses sintesis protein.
KEPENTINGAN ASID NUKLEIK DALAM SEL
• DNA:
✓ Sebagai pembawa maklumat genetik.
✓ Penentuan ciri organisma.
• RNA:
✓ Berperanan menyalin maklumat yang dibawa oleh DNA untuk mensintesis protein.
✓ Merupakan bahan genetik bagi sesetengah virus.
❖ PEMBENTUKAN KROMOSOM DARIPADA DNA DAN PROTEIN
1. Kromosom terbentuk daripada rantaian polinukleotida DNA yang berpintal dengan protein yang disebut histon.
2. Histon tidak membawa maklumat genetik.
3. Molekul DNA dengan protein histon membentuk nukleosom.
4. Nukleosom akan berpintal untuk membentuk struktur kromosom.
Rajah 4.6 Pembentukan kromosom daripada DNA dan protein
