Air sebagai Komponen Kimia Sel

Air sebagai komponen kimia utama

Standard kandungan 4.1 memulakan kajian komponen kimia sel dengan air, yang membentuk perkadaran terbesar jisim sel dan badan. Struktur molekulnya, oksigen sedikit negatif dan hidrogen sedikit positif, menjadikannya molekul berkutub, asas kepada hampir semua sifat pentingnya.

Perkadaran air berbeza antara bahagian badan yang berlainan: plasma darah hampir keseluruhannya air, kebanyakan tisu lembut mengandungi majoriti air, manakala tulang dan lemak menyimpan air yang jauh lebih sedikit. Perbezaan ini mencerminkan tahap aktiviti metabolik dan keperluan hidrasi sesuatu tisu.

Air bukan sekadar medium pasif, ia turut menjadi bahan tindak balas langsung dalam tindak balas hidrolisis yang mencerna karbohidrat, protein dan lipid, serta hasil daripada tindak balas kondensasi yang membina molekul-molekul yang sama, di samping menjadi bahan tindak balas dalam fotosintesis dan hasil daripada respirasi aerobik.

Sifat air dan kepentingan biologinya

Peranan air dalam organisma hidup

• Bertindak sebagai medium tempat tindak balas metabolik, seperti tindak balas enzim, berlaku.
• Bertindak sebagai medium pengangkutan, contohnya, plasma dalam darah dan sap sel dalam vakuol.
• Menyediakan sokongan melalui tekanan turgor dalam sel tumbuhan, mengekalkan bahagian bukan berkayu tegak.
• Mengawal suhu badan dan daun melalui peluh dan transpirasi.
• Bertindak sebagai bahan tindak balas dalam tindak balas hidrolisis yang mengurai karbohidrat, protein dan lipid semasa pencernaan, dan dibebaskan sebagai hasil tindak balas kondensasi yang membina molekul-molekul ini.
• Bertindak sebagai pelincir, contohnya, dalam cecair yang mengurangkan geseran antara tulang pada sendi dan dalam lapisan kelembapan yang mengekalkan membran mukus serta permukaan mata sentiasa lembap.

Bagaimana ia diperiksa

Soalan peperiksaan biasanya meminta anda menyatakan satu sifat air dan mengaitkannya dengan fungsi biologi tertentu, contohnya menerangkan mengapa muatan haba tentu tinggi air membantu menstabilkan suhu badan, atau mengapa kohesi antara molekul air membolehkan pengangkutan air berterusan dalam xilem. Anda juga mungkin perlu menerangkan mengapa air digambarkan sebagai medium untuk tindak balas metabolik.

Anda juga mungkin diberikan satu senarai sifat air dan diminta memadankan setiap satu dengan fungsi biologinya yang betul, atau membandingkan kandungan air dua tisu yang dinamakan serta menerangkan perbezaannya dari segi aktiviti metabolik. Soalan tentang transpirasi atau osmosis selalunya mengharapkan anda menyatakan sifat air yang khusus, kohesi, adhesi atau peranannya sebagai pelarut, yang bertanggungjawab bagi pemerhatian yang diterangkan.

Soalan contoh berformat peperiksaan

Soalan. Jadual di bawah membandingkan kenaikan suhu dua cecair, air dan minyak masak, selepas dipanaskan pada kadar yang sama selama lima minit. Air: suhu meningkat daripada 28°C kepada 33°C.

Minyak masak: suhu meningkat daripada 28°C kepada 45°C. (a) Namakan sifat air yang ditunjukkan oleh keputusan ini.

(b) Terangkan, menggunakan sifat ini, bagaimana air membantu mengekalkan persekitaran dalaman sel yang stabil. (c) Nyatakan satu lagi sifat air dan terangkan bagaimana ia membolehkan air ditarik naik dalam xilem pokok yang tinggi.

Jawapan model. (a) Muatan haba tentu yang tinggi. (b) Kerana air perlu menyerap tenaga haba yang banyak sebelum suhunya meningkat walaupun sedikit, ia menahan perubahan suhu mendadak; ini mengekalkan persekitaran dalaman sel agak stabil supaya enzim tidak dinaturasikan oleh kenaikan suhu mendadak dan tindak balas metabolik berterusan pada kadar yang stabil.

(c) Kohesi, molekul air tertarik antara satu sama lain melalui ikatan hidrogen, jadi ia kekal bercantum sebagai turus berterusan yang tidak terputus di dalam salur xilem yang sempit; kohesi ini, bersama adhesi kepada dinding xilem, membolehkan keseluruhan turus air ditarik naik apabila air hilang melalui transpirasi daripada daun.

Soalan latihan

Cuba soalan ini. Seorang doktor menasihati pesakit yang berpeluh banyak semasa demam supaya minum banyak air. (a) Namakan sifat air yang membolehkan peluh menyejukkan badan.

(b) Terangkan, dari segi sifat ini, mengapa berpeluh menurunkan suhu badan. (c) Cadangkan satu sebab mengapa pesakit dinasihatkan menggantikan air yang hilang melalui peluh.

Petua peperiksaan

Istilah penting

• Karbohidrat, molekul yang sebahagiannya dibina melalui tindak balas kondensasi yang membebaskan air.
• Protein, molekul yang dibina daripada asid amino yang bercantum melalui ikatan peptida hasil kondensasi.
• Lipid, molekul simpanan tenaga yang terbentuk daripada gliserol dan asid lemak melalui kondensasi.
• DNA, molekul genetik yang strukturnya bergantung pada ikatan hidrogen, ikatan yang sama bertanggungjawab bagi tindakan pelarut, kohesi dan muatan haba tentu tinggi air.
• Osmosis, pergerakan air itu sendiri merentasi membran separa telap, daripada kawasan berpotensi air tinggi ke rendah.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim

Lagi untuk Komposisi Kimia dalam Sel