Dokumen tersebut membahas tentang peran penting air dalam kehidupan di Bumi. Air merupakan zat yang memungkinkan terjadinya kehidupan di Bumi karena air merupakan komponen utama dari sel-sel hidup. Air juga berperan sebagai pelarut dan transporter zat untuk proses metabolisme. Kesetimbangan pH cairan tubuh dipertahankan oleh sistem penyangga yang terdiri atas senyawa buffer seperti fosfat dan bikarbonat.

1. AIR DAN BUFFER

2. • Air adalah substansi yang memungkinkan terjadinya
kehidupan seperti yang ada di Bumi. —Seluruh
organisme yang kita kenal di sekeliling kita sebagian
besar tersusun dari air dan hidup dalam lingkungan
yang didominasi oleh air. Air adalah medium biologis
di Bumi ini, dan kemungkinan besar di planet lain
juga.
• —Kehidupan di Bumi diawali dari air dan berkembang
di sana selama 3 miliar tahun sebelum berkembang
ke daratan. Kehidupan modern, bahkan kehidupan
terestrial (bertempat tinggal di daratan), tetap terikat
dengan air.
AIR dan BUFFER

3. • —Sebagian besar sel dikelilingi oleh air, dan sel itu
sendiri mengandung 70 % - 95 % air. Air merupakan
produk akhir utama dari metabolisme oksidatif
makanan. Dalam reaksi-reaksi metabolik, air berfungsi
sebagai reaktan tetapi juga sebagai produk. Air juga
menjadi pelarut biologis yang ideal. Air sangat
mempengaruhi semua interaksi molekuler dalam
sistem biologi. Air mempunyai 2 sifat penting secara
biologis yaitu sifat polar dan sifat kohesif. —
• —¾ permukaan Bumi terendam dalam air.
• —Di Bumi, air berada dalam bentuk cair, padat (es) dan
gas (uap). Air adalah satu-satunya substansi umum
yang ditemukan di alam sekitar kita dalam 3 wujud fisik
materi; padat, cair dan gas.
• —Lawrence Henderson (The Fitness of the Environment)
menekankan pentingnya air untuk kehidupan.

4. Air merupakan molekul polar
Secara tiga dimensi, air merupakan molekul
tetrahedron tak beraturan dengan oksigen pada
bagian pusatnya. Dua buah ikatan dengan
hidrogen diarahkan ke dua sudut tetrahedron,
sementara elektron-elektron yang tidak dipakai
bersama pada kedua orbital terhibridasi sp3
menempati 2 sudut sisanya. Molekul air
membentuk molekul bipolar (dua kutub). Sisi
oksigen yang berlawanan dengan dua atom
hidrogen cenderung bermuatan negatif karena
mengandung lebih banyak elektron. Sedangkan
disisi hidrogen cenderung bermuatan positif.

5. Molekul air
Sisi oksigen adalah kutub negatif dan sisi hidrogen
adalah kutub positif.

6. Air bersifat sangat kohesif
Molekul-molekul air yang berdekatan memiliki
afinitas yang tinggi satu sama lainnya. Daerah
bermuatan positif dan satu molekul air
cenderung akan mengarahkan diri kepada daerah
bermuatan negatif pada salah satu molekul
didekatnya. Air beku mempunyai struktur kristal
yang sangat teratur di mana seluruh ikatan
hidrogen potensial memang terbentuk. Air cair
mempunyai struktur yang setengah teratur
dengan kelompok-kelompok molekul berikatan
hidrogen yang secara terus menerus terbentuk
dan terpecah.

7. Afinitas yang tinggi antar molekul air

8. SUMBER AIR TUBUH
1. Dari makanan dan minuman (per oral)
2. Dari hasil metabolisme dalam tubuh
3. Per enteral (infus, tranfusi, dls)
Air tubuh dibuang melalui :
1. Urine
2. Faeces
3. Paru-paru
4. Kulit.

9. Molekul air berinteraksi satu sama lain melalui IKATAN
HIDROGEN
SIFAT AIR
1. Zat yang reaktif
2. Karena merupakan molekul polar,maka ia sangat
potensial sebagai zat pelarut yang universal.
H
H
O H
O
H
O
H H O
H
H

10. PRINSIP AIR SEBAGAI PELARUT
Air menyelimuti gugus yang bermuatan,
Sehingga interaksi antar molekul dihambat
(disebut : zat tersebut terlarut)
H
H
H
+ H
H H H
H
H H
H
H
O
O
O
O O
O
-

11. Air merupakan pelarut yang sangat baik bagi
molekul-molekul polar. Air sangat memperlemah
iakatan ionik dan ikatan hidrogen antara
molekul-molekul polar dengan cara bersaing
daya tarik. Perhatikan contoh pada Gambar
Atom-atom hidrogen air mengantikan atom
hidrogen amida (-NH) sebagai donor ikatan
hidrogen, dan atom oksigen air menggantikan
atom oksigen karbonil (-CO) sebagai akseptor.
Maka ikatan hidrogen yang kuat antara –NH dan
–CO terjadi jika tidak ada air.

12. Air bersaing dalam pembentukan hidrogen,
sehingga menjadi pelarut yang baik

13. AIR BERPOTENSI SEBAGAI PELARUT UNIVERSAL.
Sebab : air dapat berinteraksi dengan molekul-molekul
karbohidrat,lemak, dan protein melalui ikatan Hidrogen.
1. Molekul air dengan gugus Hidroksil.
misal : pada molekul karbohidrat.
R O H
H
O
H O
R
H

14. 2. Molekul air dengan gugus keton.
Misal : pada molekul karbohidrat.
3. Molekul air dengan gugus karboksil.
Misal : pada molekul lemak.
R
R’
C O
H
H
O
O
H
H
R
O
C
O
H
H
O
O
H O
H
H
H
H

15. 4. Molekul air dengan gugus amino.
Misal pada molekul protein.
R N
H O
H
H
H
O
H H

16. • Contoh senyawa Polar, Nonpolar, dan
Amphipathic Biomolecules

17. Reaksi air dengan suatu zat disebut :
HIDROLISIS, yang Mengakibatkan suatu zat yang
kompleks terurai menjadi zat yang lebih
sederhana.
Misal :
1. Sukrosa + H2O Glukosa + Fruktosa
2. Lemak + H2O Gliserol + Asam
lemak
3. Protein + H2O Asam amino
ENZIM
G.I.
ENZIM
G.I.
ENZIM
G.I.

18. Zat Hidrofilik & Hidrofobik
• —Hidrofilik (Yunani, hydro = air, philios = cinta);
“semua zat yang memiliki afinitas terhadap air, baik
yang bersifat ionik ataupun polar.
• —Contoh; kapas (substansi hidrofilik yang menyerap
air tanpa larut. Kapas terdiri dari molekul2 selulosa
raksasa, suatu senyawa dengan sejumlah besar
daerah-daerah yang sebagian bermuatan positif &
sebagian bermuatan negatif yang dihubungkan
dengan ikatan olar. Air melekat pada serat2 selulosa.
Oleh karenanya, handuk yang terbuat dari kapas
akan berfungsi sangat baik dalam mengeringkan
badan, tetapi juga tidak akan larut dalam mesin cuci.
.

19. • Hidrofobik (Yunani, hydro = air, phobos =
takut); “substansi yang tidak memiliki afinitas
terhadap air. Senyawa yang non ionik dan
nonpolar tampaknya benar-benar menolak air.
• —Contoh; minyak nabati. Sifat hidrofobik dari
molekul minyak ini terjadi akibat adanya
ikatan nonpolar, dalam hal ini merupakan
ikatan antara karbon dan hidrogen, yang
membagi elektron2nya hampir sama rata.
Molekul2 hidrofobik yang berkaitan dgn
minyak adalah bahan utama dari membran sel

20. Asam & Basa
• —Asam; “suatu zat yang dapat meningkatkan konsentrasi H+
dalam larutan. Misalnya, asam klorida (HCl) ditambahkan
ke dalam air, ion hidrogen terpisah dari ion klorida; HCl à H+
+ Cl-. Sumber H+ tambahan dalam larutan ini menyebabkan
larutan memiliki lebih banyak H+ daripada OH-.
• —Basa; “suatu zat yang dapat mengurangi konsentrasi ion
hidrogen dalam larutan. Beberapa basa mengurangi
konsentrasi H+ dalam larutan secara tidak langsung dengan
membentuk ion hidroksida.
• —Contoh; NaOH à Na+ + OH-.
• —

21. • —HCl & NaOH adalah senyawa2 yang terurai sempurna
ketika dicampur air. HCl adalah asam kuat (HCl à H+ +
CL- )dan NaOH (NaOH à Na+ + OH-) adalah basa kuat
karena dapat terurai sempurna.
• —Sebaliknya, Amonia (NH3) adalah basa yang relatif
lemah. Panah ganda dalam reaksi amonia menandakan
bahwa pengikatan dan pelepasan ion hidrogen adalah
reversibel (NH3 + H+ <------ > NH4+ )walaupun pada
kesetimbangan akan terdapat rasio antara NH+ dan
NH3 yg tetap.
• —Ada juga asam lemah, yg secara reversibel melepaskan
dan menerima kembali ion hidrogen (contoh :
– asam karbonat (H2CO3 <---------- > HCO3- + H+).

22. Buffer
• —Nilai pH internal dari sebagian besar sel hidup mendekati 7.
Perubahan pH walau hanya sedikit saja dapat berbahaya,
karena proses kimia pada sel sangat peka terhadap
konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida.
• —Cairan –cairan biologis dapat tetap mempertahankan pH-nya
saat ditambahkan asam atau basa karena keberadaan zat
penyangga (buffer), yaitu suatu zat yang meminimalkan
perubahan konsentrasi H+ dan OH- dalam larutan. Zat
penyangga dalam darah manusia misalnya, mampu
mempertahankan pH darah sekitar 7,4. Manusia tidak akan
bisa bertahan lebih dari beberapa menit jika pH darahnya
turun sampai 7 atau naik sampai 7,8. Pada kondisi normal,
kapasitas penyangga dalam darah mencegah turun naiknya
pH.

23. FUNGSI AIR DALAM TUBUH
1. Membuat zat-zat didalam sel menjadi dalam
bentuk terlarut, sehingga reaksi antar zat menjadi
lebih mudah.
2. Tanpa air,proses metabolisme menjadi sukar/tidak
berlangsung. Jadi air merupakan katalisator.
3. Sebagai alat transport untuk membawa nutrient
kedalam jaringan,dan membawa sampah-sampah
hasil metabolisme keluar jaringan.

24. 4. Regulator suhu tubuh.
Air bersirkulasi keseluruh tubuh, sehingga
menyamakan suhu diseluruh bagian tubuh.
5. Dengan air, zat-zat anorganik menjadi dalam
bentuk ion, sehingga lebih mudah digunakan oleh
tubuh.
6. Air memiliki tegangan permukaan yang cukup
tinggi sehingga air akan mengangkat zat-zat
kepermukaan. Akibatnya : zat-zat tersebut lebih
mudah diangkut/dibuang/dicerna oleh enzim.
FUNGSI AIR DALAM TUBUH

25. Hubungan air dan
Mineral yang terlarut
didalam tubuh

26. MINERAL
Tubuh mengandung (dalam % berat) :
Oksigen 65%
Karbon 18%
Hidrogen 10%
Nitrogen 3%
Kalsium 1,5%
Fosfor 1%
Elemen lain 1,5% (K,Na,Cl,dls)

27. Elemen/mineral yang penting untuk tubuh antara lain :
K,Na,Cl,Ca,P,Fe,I,F,Co.
Berdasarkan atas kebutuhannya per hari,mineral dibagi atas :
1. MAKRO MINERAL
Dibutuhkan lebih dari 100mg/hari.
Contoh : Ca,P,Na,K,Cl,Mg.
2. MIKRO MINERAL
Dibutuhkan kurang dari 100mg/hari.
Contoh : Cr,Co,Cu,I,Fe,Mn,Mo,Se,Si,Zn,F.

28. KALSIUM (Ca)
Merupakan unsur pada tulang dan gigi.
Turut mengatur fungsi syaraf dan otot.
Absorpsinya membutuhkan “Calcium Binding
Protein”,dikontrol oleh vit.D, Parathormon, Calcitonin,dls.
FOSFOR (P)
Merupakan unsur pada tulang, gigi, ATP, asam nukleat.
Absorpsinya dikontrol Vit.D

29. NATRIUM
Kation utama dalam cairan ekstra sel.
Mengatur volume plasma.
Mengatur keseimbangan asam- basa
Mengatur fungsi syaraf dan otot.
Aktivator untuk enzim Na+ / K+ -ATP ASE.
KALIUM
Kation utama dalam cairan intra sel.
Mengatur fungsi syaraf dan otot.
Aktivator untuk enzim Na+ /K+ -ATP ASE.

30. KLORIDA
Mengatur balans cairan tubuh dan elektrolit.
Unsur cairan dan getah lambung.
MAGNESIUM
Unsur pada tulang dan gigi.
Kofaktor untuk enzim kinase.
KOBALT
Unsur pada vitamin B12.

31. TEMBAGA (Cu)
Unsur pada enzim oksidase.
Berperan pada absorpsi Fe.
JODIUM
Unsur pada hormon Thyroxine & Triiodothyroxine
BESI
Unsur pada enzim-enzim yang mengandung Heme (misal :
hemoglobin, Sitokrom,dls.)

32. MOLIBDENUM (Mo)
Unsur pada enzim-enzim oksidase
MANGAN (Mn)
Kofaktor untuk enzim Hidrolase, Dekarboksilase,Transferase.
Berperan pada sintesis Glikoprotein & Proteoglikan.
SELENIUM (Se)
Unsur pada Glutathion Peroksidase.

33. SILIKON (Si)
Berperan pada kalsifikasi tulang.
SENG (Zn)
Kofaktor untuk enzim LDH, Alkalifosfatase,Karbonik
anhidrase, dls.
FLUORIDA (F)
Meningkatkan pengerasan tulang dan gigi.

34. 1. Terangkan tentang sifat koligatif larutan dan
hubungkan dengan tekanan osmosis dari sel hidup
(isotonik, hipotonik dan hipertonik)
2. Mengapa Fosfat dan bikarbonat merupakan buffer
biologi yang penting?
3. Terangkan tentang keserasian lingkungan cair bagi
organisme hidup!
4. Terangkan mengenai hujan asam yang mencemari
danau dan sungai!
TUGAS

35. TERIMA KASIH