Beberapa Aspek Kimia Protoplasma

Beberapa Aspek Kimia Protoplasma - Air merupakan komponen terbesar senyawa organik dan anorganik. Senyawa - senyawa dalam protoplasma ada yang bersifat elektrolit dan ada yang nonelektrolit.

Contoh senyawa nonelektrolit antara lain adalah : glukosa, lemak dan protein. Senyawa - senyawa ini dalam protoplasma tidak mengalami ionisasi. Sedangkan contoh senyawa elektrolit adalah : asam, basa dan garam. Senyawa elektrolit di dalam protoplasma mengalami ionisasi, misalnya :

- Senyawa asam: HCI ----> H⁺ + C1⁻

- Senyawa Basa: NaOH ---> Na⁺ + OH⁻

- Senyawa Garam: NaC1---> Na⁺ + C1⁻

Dalam ionisasi, senyawa melepaskan ion H⁺ dan senyawa basa melepaskan ion OH⁻. Kemampuan ionisasi masing - masing senyawa adalah tidak sama, sehingga perbandingan antara jumlah ion H⁺ dan OH⁻ tidak seimbang.

Hal ini dapat menimbulkan perbedaan derajat keasaman dan kebasaan. Derajat keasaman dan kebasaan dapat dinyatakan dengan suatu angka yang menyatakan pangkat/eksponen ion H⁺, yang diperhitungkan dengan rumus :

pH = log 1

____

[H⁺]

Protoplasma yang terdiri dari campuran antara asam, basa dan garam mempunyai pH sekitar 7 dengan angka pH optimum berkisar antara 6,8 - 7,2.

Bila dalam protoplasma terjadi ionisasi dan mengakibatkan perubahan pH protoplasma yang terlalu besar, maka akan sengat membahayakan sel, karena dapat menyebabkan kematian sel. Untuk itu dalam setiap protoplasma selalu terdapat ion Buffer (penyangga), yaitu ion yang menjaga stabilitas pH larutan. Contoh ion Buffer antara lain : HCO¯₃, CO˭ dan PO≡₄.

Reaksi ionisasi dipengaruhi suhu. Peningkatan suhu akan meningkatkan pula kecepatan reaksi. Dalam hal ini berlaku azas: Q₁₀ = 2x, artinya setiap kali suhu naik 10 derajat celcius, maka kecepatan reaksi naik dua kali.

Senyawa organik tidak mengalami ionisasi. Untuk pembentukan dan penguraian senyawa ini diperlukan enzim. Enzim adalah suatu biokatalisator, yaitu senyawa kimia organik yang tersusun atas protein yang dapat mempercepat atau memperlambat reaksi kimia.

Kerja enzim adalah khas, artinya hanya dapat bekerja pada zat tertentu. Sifat khas ini ditentukan oleh bagian aktifnya. Bila bagian aktifnya rusak, maka enzim tidak dapat bekerja. Salah satu enzim yang mudah kita amati kefaalanya adalah enzim katalase, yang terdapat pada semua jaringan hidup, dengan konsentrasi tertinggi ditemukan pada hati dan darah.

Prosedur Kerja :

1. Buatlah ekstrak hati/ jantung dengan cara :

Melumatkan hati/jantung dalam lumpang porselin, sambil menetesinya dengan air sedikit demi sedikit.
Saringlah tumbukan hati/jantung itu dengan corong kaca yang telah dilapisi kapas.

2. Sediakan 10 tabung reaksi :

- Yang 5 buah beri label I,II,III,Iv,V.

- Yang 5 buah lagi beri label 1,2,3,4,5.

3.Isilah tabung I dengan 5 masing - masing dengan 1cc H₂O₂ 10%

4.Isi tabung I sampai dengan V seperti tampak pada tabel berikut :

5. Tuangkan isi tabung I ke tabung I. Tutup mulut tabung I dengan ibu jari. Lalu amatilah apa yang terjadi pada campuran tersebut. Lepaskan ibu jari penutup dan masukan lidi yang membara. Apa yang terjadi?

6. Tuangkan isi tabung II ke dalam tabung reaksi 2. Uji dengan bara api. Bandingkan dengan hasil pada tabung I.

7. Tuangkan isi tabung II ke dalam tabung reaksi 2. Amati apa yang terjadi, dan uji dengan bara api lidi.

8. Tuangkan isi tabung III ke dalam tabung reaksi 3. Amati apa yang terjadi, dan uji dengan bara api lidi.

9. Tuangkan isi tabung reaksi IV ke dalam tabung reaksi 4. Amati apa yang terjadi, dan uji dengan bara api lidi.

10. Tulis hasil pengamatanmu ke dalam tabel hasil pengamatan. Beri keterangan berikut :

+ = ada gelembung udara

++ = banyak gelembung udara

+++ = banyak sekali gelembung udara

__ = tidak ada gelembung udara

Katalase bekerja pada peroksida air (H₂O₂). Peroksida air terbentuk selama proses pernapasan dalam sel. Terbentuknya senyawa H₂O₂ dapat menyebabkan kerusakan sel tetapi karena adanya enzim katalase, senyawa itu segera terurai menjadi senyawa baru yang tidak membahayakan sel, yaitu H₂O dengan membebaskan oksigen. Katalase hanya dapat bekerja pada peroksida air. Reaksi selengkapnya adalah sebagai berikut :

2H₂O₂ ________ H₂O + O₂

Katalase

Mula - mula bagian yang aktif dari enzim berikatan dengan substrat, sehingga terbentuklah enzim-substrat. Setelah terbentuk ikatan enzim - substrat kemudian enzim melepaskan duru, dan terbentuklah senyawa zat baru. Kefaalan enzim dapat digambarkan sebagai berikut:

Bila bagian enzim yang aktif menempel pada suatu zat tertentu, misalnya zat hasil penguraian enzim tersebut, maka enzim tidak akan aktif lagi. Zat yang menghambat kerja enzim ini disebut zat inhibitor.

Selain pH, suhu, enzim dan energi pengaktifan, reaksi kimia dalam protoplasma juga dipengaruhi oleh kadar zat yang bereaksi. Di dalam protoplasma juga berlaku hukum bahwa "kecepatan reaksi sebanding dengan kadar zat yang bereaksi".

Hukum ini dapat dengan mudah dipahami, misalnya pada larutan encer yang jarak antara molekul yang satu dengan molekul lain berjauhan, sehingga kemungkinan terjadinya benturan antar molekul makin kecil (jarang), reaksinya pun akan berjalan lambat.

Tetapi pada larutan yang pekat, kemungkinan terjadinya benturan antar molekul makin besar, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi makin besar pula.

Konsep di atas dapat dijelaskan dengan contoh pengikatan oksigen oleh hemoglobin, dan pelepasan oksigen oleh oksihemoglobin dalam jaringan.

O₂ + Hb---------> HbO₂

<---------

Reaksi I menunjukan bahwa terjadi pengikatan oksigen oleh Hb darah dalam paru - paru. Selanjutnya Hb beredar bersama darah ke jaringan. Di dalam jaringan terjadi reaksi II, dimana oksigen yang terikat oksihemoglobin (HbO₂) dibebaskan dan diberikan kejaringan - jaringan kembali. Jadi dalam protoplasma sering pula terjadi reaksi bolak - balik. Hal ini memungkinkan protoplasma dapat menjaga keseimbangan energi.