bab 1 kimia organik yana
TRANSCRIPT
BAB 1: ASAS KIMIA HIDUPAN
-Puan Rusdiah Ruzanna binti Jusoh-
Objektif
Perbezaan sebatian organik dan bahan-bahan inorganik.
Mengetahui formula umum, kimia dan molekul sebatian organik..Memahami Lipid.
Memahami Protein
Memahami Karbohidrat
Pengenalan • Sebatian kimia dibahagikan kepada sebatian organik
dan sebatian bukan organik. • Pembahagian sebatian kimia kepada sebatian
organik dan sebatian bukan organik berdasarkan sumber sebatian-sebatian tersebut.
• Sumber sebatian organik ialah benda-benda hidup iaitu haiwan dan tumbuhan. Eg : Gula (daripada tebu).
• Sumber sebatian bukan organik ialah mineral. Eg : Natrium Klorida (Garam) & Kalsium Karbonat (Batu kapur)
Sebatian Organik
• Sebatian yang mengandungi unsur karbon yang terikat melalui ikatan kovalen kpd unsur-unsur lain seperti hidrogen, oksigen, halogen, nitrogen, sulfur atau fosforus.
Atom Karbon
Sifat umum Sebatian Organik
• Terdiri drp molekul-molekul kovalen• Maka ia menunjukkan sifat-sifat umum sebatian kovalen:
– Takat lebur dan didih yg rendah.– Tidak mengkonduksi elektrik dalam semua keadaan
fizik.– Biasanya tidak larut dalam air tetapi larut dalam
pelarut organik ( cth : eter & alkohol).• Cth : Hidrokarbon ( C2H6), Alkohol (CH3OH)
Sifat umum Sebatian Bukan Organik
• Sebatian mempunyai ikatan kovalen atau ionik.• Takat lebur dan takat didih yang tinggi• Kebanyakannya larut dalam air dan tidak larut dalam
pelarut organik.• Mengkonduksikan haba dan elektrik dalam keadaan
lebur atau larutan.• Cth : Kalsium Karbonat (Ca2CO3), Natrium Klorida
(NaCI)
Ikatan Kovalen
• Atom Karbon (C) boleh membentuk empat ikatan kovalen dengan atom karbon lain atau dengan unsur lain.
• Ikatan Kovalen yang terbentuk adalah kuat ; menjadikan sebatian organik adalah stabil.
• Ikatan Kovalen terbentuk mungkin ikatan tunggal, ikatan ganda dua ataupun ikatan ganda tiga.
metana Etena Etuna
CONTOH
Formula Struktur• Model Molekul
- Apabila menulis formula struktur :a) Setiap atom karbon harus mempunyai 4
ikatan kovalen tunggal.b) Setiap atom hidrogen harus mempunyai
satu ikatan kovalen tunggal.
- Cth : Butana ( C4H10) Langkah 1 : Tulis rantai karbon yang mengandungi empat atom karbon dalam satu garisan.
Langkah 2 : Masukkan atom hidrogen kepada atom karbon dalam rantai supaya setiap atom karbon mempunyai empat ikatan kovalen tunggal.
Karbon
HidrogenIkatan Korvalen
Formula kimia
• Formula Empirik : Formula kimia paling ringkas bagi suatu sebatian atau nisbah terkecil bagi atom-atom yang membentuk sebatian.
• Formula Molekul : Bilangan sebenar atom-atom yang berpadu dalam setiap unit asas sebatian tersebut.
• Formula Struktur: Kedudukan sebenar atom dalam molekul
• Contoh : benzena, FE : CH, FM : C6H6,
FS : atau
LIPID
Pengenalan Lipid
• Sebatian organik yang mengandungi karbon, hidrogen & oksigen
• Sebilangan lipid mengandungi unsur fosforus & nitrogen
• Merupakan sebatian organik hidrofobik
• Kesemua lipid tidak larut dalam air tetapi boleh larut dalam pelarut organik spt:– Aseton, eter, klorofom
Kumpulan Lipid
TrigliseridaMerupakan ester yang terhasil daripada 1 molekul
gliserol & 3 molekul asid lemak melalui kondensasi tindak balas pengesteran
Gliserol:•Sejenis alkohol yang mempunyai 3 kumpulan hidroksil (-OH)
Asid lemak:•Formula am; RCOOH•Kumpulan berfungsi: karboksil (-COOH)•R mewakili kump alkil spt –CH3, -C2H5•Kebanyakkan asid lemak mempunyai jumlah atom karbon di antara 14-22 (biasanya 16 @ 18)
Sambungan…Asid lemak:•Sifat tepu / tidak tepu bergantung kepada kehadiran ikatan ganda dua
Jenis Asid Lemak
Fosfolipid Merupakan sejenis trigliserida di mana salah satu
daripada kump asid lemaknya diganti oleh kumpulan yang mengandungi fosforus & nitrogen
•Mempunyai kepala berkutub yang hidrofilik – Bhgn hujungnya terdiri drp kump fosfat
•Bahagian ekor tak berkutub yang hidrofobik– Bhgn hujungnya terdiri drp asid lemak
Sambungan…• Fosfolipid merupakan struktur asas bagi
semua membran sel
Struktur Fosfolipid
SteroidMerupakan sebatian organik kompleks yang terdiri
daripada 4 gelang atom karbon yang saling bercantuman dengan satu rantai sisi yang panjangnya
berubah-ubah
•4 gelang atom karbon membentuk rangka asas bg semua molekul steroid
•Dikelaskan sebagai lipid (sbb x boleh larut dalam air)
•Contoh steroid:– Kolesterol, testosteron, estrogen & progestron
Steroid
Struktur
JENIS & FUNGSI STEROIDSteroid Fungsi
Kolesterol Komponen utama membran sel
Asid hempedu Membantu proses pengemulsian lemak semasa pencernaan
Estrogen, progesteron Hormon pembiakan wanita
Testosteron Hormon pembiakan lelaki
Kalsiferol Memudahkan penyerapan kalsium & fosfat
Fungsi Lipid1. Sebagai bahan simpanan (tenaga)
– Tenaga berlebihan disimpan dlm bentuk lipid untuk jimatkan ruang & kurangkan berat
2. Sokongan struktur– Kandungan penting dalam membran plasma,
membran nukleus & salu mielin pada gentian saraf
3. Penebat suhu & elektrik– Lemak terenap dengan banyak sbg lapisan tisu
adipos di bawah kulit
4. Memberi perlindungan– Lemak dlm abdomen membantu menyokong organ
visera
5. Sebagai bahan kalis air– Rembesan drp kelenjar sebum menjadikan bulu
sebagai kalis air
6. Sebagai prekursor hormon steroid– Semua hormo steroid tersintesis daripada kolestrol
Struktur Membran Sel• Dalam medium berair, fosfolipid menyusunkan
dirinya unuk membentuk 1 lapisan kembar
• Ekor hidrofobik menganjur ke bahagian dalam menghadap satu sama lain
• Kepala hidrofilik menganjur ke arah luar bersentuhan dengan air
• Setiap sel dikelilingi oleh membran sel yang terdiri drp lapisan dwi-lipid
Fungsi Membran Sel
• Pagari kandungan sel
• Kawal pergerakan keluar masuk bahan ke dalam / ke luar sel
Struktur Membran Sel
PROTEIN
SUMBER PROTEIN
Pengenalan • Molekul protein terbina daripada unsur karbon,
hidrogen, oksigen & nitrogen
• Kadangkala terdapat kehadiran sulfur & fosforus• Sumber – ikan, telur, susu
• Secara kimia, protein terdiri daripada 1 @ lebih rantai polipeptida– Terdiri drp jujukan asid amino yang terangkai bersama
melalui tindak balas kondensasi
ASID AMINO- A.amino ialah unit asas yg membentuk protein
- Kebanyakan protein terbtk drpd 100-300 unit a.amino
- A. amino diikat antara 1 sm lain mll t/bls kondensasi utk membentuk rantaian pjg, ie polipeptida
- Stp jns protein berbeza dr segi tertib asid amino dlm rantaian polipeptidanya, serta cr penggelungan & pelipatan rantaian polipeptidanya
Dipeptida Dipeptida 2 asid amino yang dirangkaikan oleh 1 ikatan
peptida
POLIPEPTIDA• Kebanyakkan protein terdiri drp rangkaian
asid amino yang sangat panjang POLIPEPTIDA
ASID AMINO• Semua asid amino mempunyai struktur asas yang
sama TETAPI berbeza pada kump sisi (kump R)
Asid amino bersifat amfoterik
– Mempunyai kump karboksil (-COOH) bersifat asid– Kump amino bersifat bes (-NH2)
boleh membentuk cas +ve dan cas –ve dalam satu-satu masa.
Ini juga dikenali sebagai zwitterion di mana saling tindakan antara cas positif dan negatif menjadikan asid amino tersebut neutral.
Struktur Asid Amino
PENGKELASAN ASID AMINO
• Asid amino dikelaskan melalui beberapa cara:
1. Keperluan – perlu & x perlu
2. Polariti – berkutub, x berkutub, berasid, berbes
3. Struktur rantai sisi – primer, sekunder, tertier, kuarterner
• Asid amino perlu (essential)Asid amino yang tidak dapat dibentuk oleh badanPerlu diambil daripada diet pemakanan
• Asid amino tidak perlu (non essential)Asid amino yang dapat dibentuk daripada a.amino yg
lainTidak diperlukan dalam diet pemakanan
Jenis Asid Amino• Terdapat 20 jenis asid amino yang wujud secara
semulajadi
• Dikelaskan kepada 4 berdasarkan kumpulan sisi– Asid amino dgn kump R tidak berkutub– Asid amino dgn kump R berkutub– Asid amino dgn kump R berasid (bercas negatif)– Asid amino dgn kump R berbes (bercas positif)
Jenis Asid AminoAsid amino dgn kump R tak
berkutubAsid amino dgn kump R
berkutubAlanina (Ala) Asparagina (Asn)Valina (Val) Glutamina (Gln)Leusina (Leu) Tirosina (Tyr)Isoleusina (Ile) Sistena (Cys)Triptofana (Trp) Treonina (Thr)Prolina (Pro)Metionina (Met)Fenilalanina (Phe)
Asid amino dgn kump R tak berkutub
Asid amino dgn kump R berkutub
Jenis Asid AminoAsid amino dgn kump R
berasid (cas –ve)Asid amino dgn kump R berbes
(+ve)Asid glutamik (Glu) Arginina (Arg)
Histidina (His)
Struktur protein 1. Struktur primer2. Struktur sekunder3. Struktur tertier4. Struktur kuarterner
1. STRUKTUR PRIMER• Struktur di mana asid amino tersusun secara linear.• Turut dikenali dengan struktur protein kovalen.• Turut mempunyai ikatan disulfida.
2. STRUKTUR SEKUNDER Boleh dibahagikan kepada:
1. α-heliks2. β-pleated sheet
α-heliks berlaku pada protein jenis globular. berlaku akibat pembentukan ikatan hidrogen di antara amida nitrogen dan karbon
karbonil. berbentuk heliks.
β-pleated sheet berlaku pada protein jenis fibrosa. polipeptida berlipat dan tersusun. distabilkan oleh ikatan hidrogen.
STRUKTUR SEKUNDER
α-heliks (berpintal)
β-pleated sheet (bersusun)
3. STRUKTUR TERTIER
Merujuk kepada struktur tiga dimensi protein yang lengkap.-Rantai α-heliks terlipat membentuk protein globul yang berbentuk 3 dimensi
Btk tertier ini dikekalkan oleh ikatan hidrogen, ikatan ion & ikatan disulfida yg terbtk di antara sisa a.amino pd rantai polipeptida
Contoh protein dgn struktur ini ialah:Enzim, hormon, antibodi & protein plasmaEnzim, hormon, antibodi & protein plasma
4. STRUKTUR KUARTENER
• Merupakan suatu struktur yang terbentuk daripada interaksi monomer-monomer protein yang mempunyai banyak polipeptida (protein oligomerik).
• Struktur ini merupakan lanjutan daripada struktur tertier yang distabilkan.
• Contoh:• hemoglobin (2 alpha globin dan 2 beta globin polyproteins).
Sifat–sifat Protein
• Protein globul bersifat amfoterik ada kedua-dua sifat asid & bes
• Bertindak sebagai penimbal
• Boleh dimusnahkan oleh haba > 40°C (rangkaian silang putus) Denaturasi / Penyahaslian
Fungsi Protein
• Contoh protein adalah seperti enzim, antibodi & hormon
Maka fungsi protein ialah:• Kawal proses tumbesaran & metabolisme• Pertahanan badan • Nutrisi • Respirasi & pengangkutan• Sokongan badan
KARBOHIDRAT
PENGENALAN• Karbohidrat berasal daripada perkataan Greek iaitu '
hydrates of carbon‘ ataupun Saccharides yang bermaksud "gula" yang merupakan sebatian organik yang ringkas terdiri daripada aldehid ataupun keton yang mengandungi berberapa kumpulan hidrosil (kumpulan berfungsi).
Kumpulan Hidrosil
HO– or –OH
Keton or Aldehid
• Karbohidrat terdiri daripada unsur-unsur seperti karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O).
• Formula kimia bagi karbohidrat ialah:
• Semua karbohidrat mempunyai rantai karbonil (C=O) dan kumpulan hidroksil (-OH).
PENGENALAN
CnH2nOnCnH2nOn
• Sumber karbohidrat:
Sumber utama adalah daripada tumbuh-tumbuhan.
Juga boleh disintesis melalui gliserol dan asid amino.
PENGENALAN
• Karbohidrat diperolehi dari makanan (sumber tumbuh-tumbuhan)
• Cth: nasi, roti, bijirin, ubi
• Karbohidrat yang dimakan ini adalah dalam juzuk polisakarida yang perlu dihadamkan dan dipecahkan dalam bentuk monosakarida,sebelum ia dapat diserap oleh usus melalui mikrovili untuk dihantar ke hepar.
• Boleh dikelaskan melalui 2 cara iaitu:
1. Jumlah karbon yang terdapat pada molekul.
2. Jumlah unit gula pada satu rantai.
PENGKELASAN KARBOHIDRAT
1.Jumlah karbon yang terdapat pada molekul.
PENGEKELASAN KARBOHIDRAT
3CTriosa
3CTriosa 4C
Tetrosa4C
Tetrosa
5CPentosa
5CPentosa
6CHeksosa
6CHeksosa
2.Jumlah unit gula pada satu rantai.
Monosakarida (1 unit gula) Disakarida (2 unit gula) Oligosakarida (2-10 unit gula) Polisakarida (>10 unit gula)
PENGKELASAN KARBOHIDRAT
MONOSAKARIDA• Gula paling ringkas
• Glukosa, galaktosa, fruktosa• Ketiga-tiga mempunyai formula kimia yang sama
tetapi berlainan sifat kimia, rasa, kemanisan dan sumber berbeza
• Mempunyai struktur molekul yang berbeza walaupun mempunyai formula kimia yang sama - Isomer.
• Bersifat penurun – menurunkan warna reagen Benedict (biru kepada merah jingga)
• Penting sebagai sumber tenaga tubuh.
GLUKOSA• Formula Kimia : C6H12O6
• Sumber tenaga utama• Mengandungi 6 atom Karbon (C) dengan kumpulan
Aldehid (H-C=O) terikat pada karbon yang pertama dan kumpulan Hidrosil (-OH) pada atom karbon yang lain.
• Dalam air, Karbon (C) k-2 dan (C) k-6 membentuk ikatan dan menghasilkan struktur bergelang.
FRUKTOSA
• Monosakarida paling manis• Sumber : buah-buahan
Galaktosa• Terhasil daripada hidrolisis laktosa yg terkandung
dalam susu.
MONOSAKARIDA
• Struktur Molekul
Fruktosa
DISAKARIDA• Dua unit monosakarida
• Glukosa + Glukosa = Maltosa• Glukosa + Fruktosa = Sukrosa• Glukosa + Galaktosa = Laktosa
• Mpy 2 unit monosakarida diikat oleh ikatan glikosida(-O-) • Gabungan 2 monosakarida menyebabkan 1 Atom
Hidrogen (H) dan 1 Kumpulan Hidrosil (OH) disingkirkan.
+ + H2O
DISAKARIDA
SUKROSA
• Gula biasa• Hidrolisis glukosa + fruktosa• Dipanggil ‘invert sugar’ – lebih manis
+ H2O+
MALTOSA• Terbentuk daripada 2 unit glukosa• Hasil daripada penghadaman kanji.
– E.g : semasa penghadaman kanji.– Hidrolisis glukosa + glukosa
+
LAKTOSA• Kandungan dlm : - Susu lembu – 4-6%
- Susu ibu - 5-8%• X terdapat dlm tumbuhan. • Hanya dalam kelenjar mamari• Kemanisan hanya 1/6 daripada sukrosa.
POLISAKARIDA• Merupakan satu Rantai Panjang yang tunggal atau
rantai bercabang-cabang yang terdiri daripada unit gula mudah (monomer) yang berulang-ulang.
• Sejenis polimer biologikal.• Berbentuk struktur atau simpanan.• Tidak larut air.• Contoh : kanji, selulosa, glikogen.
POLISAKARIDA
• Kanji simpanan karbohidrat pada tumbuhan.
• Glikogen simpanan karbohidrat pada haiwan.
• Selulosa struktur karbohidrat yang terdapat pada kebanyakan
tumbuhan.• Amilosa rantai lurus polisakarida• Amilopektin rantai bercabang
polisakarida
POLISAKARIDA
POLISAKARIDA
KANJI• Merupakan simpanan karbohidarat dalam simpanan. E.g :
nasi & kentang • Terbina daripada Monomer Glukosa• Bukan Gula Penurun• Berbeza mengikut jenis rantai : - Amilosa - Rantai glukosa linear
- Mempunyai ikatan α (1-4) Glikosidik
- Amilopektin - Rantai glukosa yang bercabang.- Ikatan α (1-4) Glikosidik &
ikatan α (1-6) Glikosidik • Kacang pea – 100% amilosa• Jagung - 100% amilopeptin
GLIKOGEN• Glikogen merupakan simpanan karbohidrat dalam
haiwan. • Gabungan Monomer Glukosa yang membentuk rantai
panjang.• Manusia menyimpan glikogen yang cukup yang
menyediaan glukosa dalam darah untuk 24 – 36 jam semasa berpuasa.
SELULOSA• Selulosa merupakan struktur karbohidrat yang
dijumpai dalam tumbuhan dan bertindak mengekalkan bentuk bagi tumbuhan. Eg : plant woody material, cotton fibers, etc.
• Terbina daripada Monomer Glukosa• Tidak terlarut dan kebanyakkan haiwan tidak
dapat mencernakan selulosa.
TERIMA KASIH