BIOLOGI TINGKATAN
4
BAB 2: STRUKTUR SEL DAN ORGANISASI SEL TAJUK: Struktur sel tumbuhan dan haiwan KONSEP: Penggunaan mikroskop cahaya dengan teknik yang betul Sel tumbuhan mempunyai bentuk yang tetap Hanya struktur tertentu sahaja yang boleh dicerap di bawah mikroskop cahaya Pelajar boleh melukis rajah dengan baik dan kemas dan juga boleh melabel dengan lengkap Objektif: Untuk menyedia dan memeriksa slaid sel tumbuhan dan sel haiwan. Pernyataan Masalah: Adakah sel tumbuhan dan sel haiwan mempunyai bentuk yang tetap? Pembolehubah: 1. Pembolehubah Dimanipulasi : Sel tumbuhan dan sel haiwan (sel pipi) 2. Pembolehubah Bertindakbalas: Bentuk yang tetap 3. Pembolehubah Malar : Bilangan titik larutan Pernyataan Hipotesis: Sel tumbuhan mempunyai bentuk yang tetap, tetapi tidak untuk sel haiwan. Bahan dan Radas: Bawang besar, larutan iodin, air suling, slaid kaca, sisip kaca, mikroskop cahaya, penitik, jarum bedah, kertas turas, sel pipi, pencungkil gigi, larutan metilena biru. MODUL AMALI SAINS 1
BIOLOGI TINGKATAN
4
Teknik: 1. Memerhati dan merekod struktur sel tumbuhan dan sel haiwan dengan menggunakan mikroskop. 2. Melukis dan melabel struktur pada sel tumbuhan menggunakan mikroskop. Kaedah: 1. 2. 3. 4. 5.
6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
Dapatkan daun sisik dari bawang dengan menggunakan pisau. Dengan menggunakan forsep, siat epidermis lutsinar dari permukaan dalam daun sisik bawang. Letakkan setitik air di tengah slaid kaca dan tempatkan epidermis di atas titik air itu. Dengan menggunakan jarum bedah, tutup specimen dengan sisip kaca pada sudut 450 . Tambahkan setitik larutan iodin ke atas satu sisi sisip kaca. Letakkan kertas turas pada sisi yang satu lagi untuk membenarkan larutan iodin merebak ke seluruh epidermis Gunakan kertas turas untuk menyerap larutan iodin yang berlebihan. Periksa slaid di bawah mikroskop menggunakan kanta objektif kuasa rendah kemudian menggunakan kuasa tinggi Lukis epidermis dan label struktur sel yang boleh dicerap. Rekodkan pembesaran yang diguna. Ulangi langkah di atas dengan sel haiwan di mana pelajar perlulah membersihkan mulut mereka dahulu. Menggunakan pencungkil gigi pelajar menggores di bahagian dalam mulut untuk mendapatkan sel pipi. Pencungkil gigi diketuk ke atas satu slaid kaca. 1 titik larutan metilena biru dititiskan ke atas slaid kaca tersebut. Dengan menggunakan jarum bedah, spesimen ditutup dengan sisip kaca pada sudut 450. Kertas turas diletakkan pada satu sisi untuk menyerap larutan yang berlebihan. Slaid tersedia diperiksa di bawah mikroskop . Rajah sel pipi dilukis, dilabel dan direkodkan ke dalam jadual.
2
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
Keputusan: Lukisan dan label rajah sel tumbuhan dan sel haiwan menggunakan mikroskop. Jenis sel Struktur sel yang dilihat di bawah mikroskop
Sel tumbuhan
Sel haiwan/ sel pipi
Perbincangan: 1. Adakah sel tumbuhan mempunyai bentuk yang tetap. 2. Apakah struktur-struktur yang boleh dicerap di bawah mikroskop cahaya? 3. Apakah fungsi larutan iodin dalam eksperimen ini? 4. Daripada pencerapan anda, berapakah lapisan membrane yang mengelilingi sel tumbuhan? 5. Namakan satu sel tumbuhan lain yang boleh digunakan untuk menggantikan sel bawang dalam aktiviti ini. Kesimpulan: Sel tumbuhan mempunyai bentuk yang tetap. Nota:
Pastikan pelajar melukis menggunakan pensil yang tajam Lukisan mestilah licin dan garisan tidak bertindih Garis label lurus dan tidak bersilang. Label pada dua sisi, atas atau bawah. Boleh dijadikan amali untuk pentaksiran PEKA Pemerhatian struktur sel haiwan boleh dibuat dengan sedikit penyesuaian pada bahan dan juga kaedah MODUL AMALI SAINS 3
BIOLOGI TINGKATAN
4
BAB 3: PERGERAKAN BAHAN MERENTASI MEMBRAN PLASMA TAJUK: Kesan larutan hipotonik, hipertonik dan isotonik ke atas sel tumbuhan KONSEP: Dalam larutan hipotonik, air akan meresap ke dalam sap sel (vakuol pusat) secara osmosis. Vakuol akan memanjang dan mengembang, sitoplasma dan membran plasma akan menolak ke arah luar ke dinding sel. Sel akan mengalami kesegahan; saiz sel akan bertambah Dalam larutan hipertonik , air akan meresap keluar dari sap sel (vakuol pusat) secara osmosis. Vakuol dan sitoplasma kehilangan air dan mengecut. Sel menjadi kurang segah dan layu; saiz sel mengecil Dalam larutan isotonik, air meresap masuk dan keluar dari sap sel adalah pada kadar yang sama. Sel berada dalam keadaan normal Objektif: Menentukan kepekatan larutan sukrosa yang isotonik kepada sap sel silinder ubi kentang Pernyataan Masalah: 1. Apakah kepekatan larutan sukrosa yang akan dapat menetapkan panjang silinder ubi kentang? 2. Apakah kesan kepekatan larutan sukrosa ke atas panjang / jisim silinder ubi kentang? Pembolehubah: 1. Pembolehubah Dimanipulasi: Kepekatan larutan sukrosa 4
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
2. Pembolehubah Bertindakbalas: Perubahan panjang silinder ubi kentang 3. Pembolehubah Malar: Jenis ubi kentang // isipadu larutan // masa rendaman // panjang asal silinder ubi kentang Pernyataan Hipotesis: 1. Apabila larutan sukrosa adalah hipotonik, panjang / jisim silinder ubi kentang bertambah 2. Apabila larutan sukrosa adalah isotonik, panjang / jisim silinder ubi kentang tidak berubah. 3. Apabila larutan sukrosa adalah hipertonik, panjang / jisim silinder ubi kentang akan berkurang 4. Apabila kepekatan larutan sukrosa bertambah, maka panjang / jisim silinder ubi kentang akan berkurang. Bahan dan Radas: Ubi kentang, air suling, larutan sukrosa 0.1M, 0.2M, 0.3M, 0.4M, 0.5M dan 0.6M, kertas turas,penebuk gabus, piring petri, jam randik, pembaris. Teknik: 1. Mengukur dan merekod panjang akhir silinder ubi kentang menggunakan pembaris. 2. Mengukur dan merekod jisim akhir / perubahan jisim silinder ubi kentang menggunakan neraca Kaedah: 1. Sediakan enam piring petri dan labelkan dengan P, Q, R, S, T dan U. 2. Piring petri P disi dengan 10 ml air suling, piring petri Q diisi dengan 10ml larutan sukrosa 0.1 M, piring petri R diisi dengan 10ml larutan sukrosa 0.2M, piring petri S diisi dengan 10 ml larutan sukrosa 0.3M, piring petri T diisi dengan 10 ml larutan sukrosa 0.4M dan piring petri U diisi dengan 10 ml larutan sukrosa 0.5M. MODUL AMALI SAINS 5
BIOLOGI TINGKATAN
4
3. Penebuk gabus ditekan ke dalam ubi kentang dan silinder ubi kentang diperolehi dengan cara menolak silinder dalam penebuk gabus dengan menggunakan batang kaca. 4. Silinder-silinder ubi kentang dipotong sepanjang tepat 5.0cm 5. Silinder-silinder ubi kentang dilap dengan kertas turas dan jisim ditimbang dan direkodkan dengan menggunakan neraca. 6. Satu silinder ubi kentang direndam ke dalam setiap piring petri yang berlabel selama 30 minit. 7. Selepas 30 minit, silinder ubi kentang dikeluarkan dari piring petri dan lapkan dengan menggunakan kertas turas. 8. Panjang / jisim akhir silinder ubi kentang diukur dengan pembaris / neraca 9. Semua keputusan direkodkan dalam jadual keputusan 10. Plotkan graf kepekatan larutan sukrosa melawan perubahan panjang / jisim silinder ubi kentang. Keputusan: Piring petri
Kepekatan larutan sukrosa (M)
Panjang silinder ubi kentang Asal Akhir Perubahan (cm) (cm) panjang (cm)
P
0.0
5
Q
0.1
5
R
0.2
5
S
0.3
5
T
0.4
5
U
0.5
5 Jadual 1
Perbincangan: 6
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
1. Plotkan graf perubahan panjang melawan kepekatan larutan. 2. Bagaimana anda menentukan kepekatan sukrosa yang isotonic kepada sap sel ubi kentang daripada graf yang telah anda lukis? 3. Terangkan hubungan di antara kepekatan larutan sukrosa dan perubahan panjang silinder ubi kentang. 4. Terangkan perbezaan perubahan panjang silinder ubi kentang dalam piring petri P dan U. 5. Berdasarkan graf yang anda lukis, berapakah kepekatan sap sel bagi silinder ubi kentang? Kesimpulan: 1. Apabila larutan sukrosa adalah hipotonik, panjang / jisim silinder ubi kentang bertambah 2. Apabila larutan sukrosa adalah isotonik, panjang / jisim silinder ubi kentang tidak berubah. 3. Apabila larutan sukrosa adalah hipertonik, panjang / jisim silinder ubi kentang akan berkurang 4. Apabila kepekatan larutan sukrosa bertambah, maka panjang / jisim silinder ubi kentang akan berkurang. Nota: Eksperimen ini boleh juga digunakan untuk menunjukkan kesan kepekatan larutan yang berbeza ke atas sel tumbuhan. Selain dari mengukur panjang akhir silinder ubi kentang, guru boleh meminta merasa tekstur silinder ubi kentang; sama ada pejal atau lembut. Perubahan tekstur ini disebabkan sel itu mengalami kesegahan atau telah mengalami plasmolisis.
MODUL AMALI SAINS 7
BIOLOGI TINGKATAN
4
BAB 3: KOMPOSISI KIMIA DALAM SEL TAJUK: Kesan Suhu Ke Atas Kadar Tindakbalas Enzim KONSEP: Peningkatan suhu akan meningkatkan tenaga kinetik molekul enzim dan substrat seterusnya meningkatkan kadar tindakbalas enzim. Secara umumnya, kadar tindakbalas enzim akan meningkat sebanyak dua kali ganda bagi setiap peningkatan 10 oC sehingga mencapai suhu optimum 37 oC hingga 40 oC. Selepas suhu optimum, kadar tindakbalas enzim akan menurun. Pada suhu 60 oC enzim akan mengalami denaturasi dimana struktur enzim akan berubah bentuk dan tidak dapat bertindakbalas dengan substrat menyebabkan kadar tindakbalas enzim tidak berlaku. Objektif: Untuk mengkaji kesan suhu ke atas kadar tindakbalas amilase liur. Pernyataan Masalah: Apakah kesan suhu yang berlainan ke atas kadar tindakbalas amilase liur? Pembolehubah: 1. Pembolehubah Dimanipulasi: Suhu 2. Pembolehubah Bergerakbalas: Kadar tindakbalas enzim 3. Pembolehubah Dimalarkan: Isipadu ampaian kanji / kepekatan ampaian kanji / pH / Isipadu amilase / kepekatan amilase Pernyataan Hipotesis: Semakin tinggi suhu semakin tinggi kadar tindakbalas enzim amilase sehingga mencapai suhu optimum.
8
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
Bahan dan Radas: Bikar, tabung uji, termometer, picagari, penitis, rod kaca, jam randik, jubin berlekuk, kukus air, 1% ampaian kanji, air liur, larutan iodine, ais kiub, dan air suling. Teknik : Mengukur dan merekod masa yang diambil untuk hidrolisis kanji dengan lengkap menggunakan jam randik. Kaedah: termometer Tabung uji Larutan Air rendaman pada 28oC 5 ml ampaian kanji
2 ml air liur
iodin Jubin putih berlekuk
Rajah 1 1. Untuk memperoleh larutan air liur (amylase liur):a. Kumur mulut dengan air suam dan kumpulkan air liur sebanyak 5 ml. b. Tambahkan 5 ml air suling dan kacau. 2. 5 ml 1% ampaian kanji dimasukkan ke dalam tabung uji berlabel A1, B1, C1, D1 dan E1 masing-masing dengan menggunakan picagari. 3. 2 ml larutan air liur dimasukkan ke dalam tabung uji berlabel A2, B2, C2, D2 dan E2 menggunakan picagari. 4. Tabung uji A1 dan A2, B1 dan B2, C1 dan C2, D1 dan D2, E1 dan E2 masing-masing direndam dalam kukus air pada suhu 0 oC, 28 oC, 37 oC, 45 oC dan 60 oC. 5. Tabung uji ini dibiarkan selama 5 minit. 6. Sementara itu, titiskan 2 titis larutan iodin pada setiap lekuk pada jubin putih berlekuk. 7. Selepas 5 minit rendaman, ampaian kanji dalam tabung uji A1 dituangkan ke dalam tabung uji A2 yang mengandungi larutan air liur. Campuran ini dikacau dengan menggunakan rod kaca. Jam randik dihidupkan serta merta. MODUL AMALI SAINS 9
BIOLOGI TINGKATAN
4
8. Dengan menggunakan penitis, setitis campuran daripada A2 diletakkan pada larutan iodine di lekuk yang pertama pada jubin putih. Lekuk pertama dianggap 0 minit. 9. Ujian iodin diulang setiap 10 minit. Penitis mesti dicuci setiap kali mengambil sampel. Masa yang diambil untuk hidrolisis kanji menjadi lengkap (selepas larutan iodin tidak berubah menjadi biru tua apabila ditambah larutan kanji) direkodkan. 10. Langkah 7 hingga 9 diulang bagi tabung uji B1, C1, D1 dan E1. 11. Termometer digunakan untuk memastikan suhu kekal mengikut kehendak eksperimen. 12. Keputusan direkodkan dan graf suhu melawan kadar tindakbalas enzim diplotkan. Keputusan:
Tabung uji
Suhu ( 0C)
A1 B1 C1 D1 E1
0 28 37 45 60
Kadar tindak balas (min-1)
Masa yang diambil untuk hidrolisis kanji lengkap (minit) 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jadual 1 Perbincangan: a. Nyatakan dua pemerhatian yang boleh dibuat berdasarkan keputusan eksperimen. b. Nyatakan satu inferens berdasarkan setiap pemerhatian yang dibuat di (a). c. Berdasarkan graf yang diplot, terangkan perkaitan antara kadar tindakbalas enzim amilase dengan suhu. d. Berdasarkan kepada keputusan eksperimen, definisikan secara operasi maksud enzim. e. Jika satu set eksperimen yang berlainan disediakan pada suhu rendaman air 70oC, ramalkan masa yang diambil oleh enzim untuk menghidrolisiskan kanji dengan lengkap. Berikan alasan untuk ramalan anda. f. Seorang pelajar sedang menjalankan eksperimen untuk mengkaji kesan 10
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
pH ke atas aktiviti enzim Pepsin. Radas dan bahan yang digunakan adalah termometer kukus air ampaian albumen kertas pH jam randik larutan Pepsin uji Kelaskan radas dan bahan berdasarkan fungsinya.
picagari tabung
Kesimpulan: Semakin tinggi suhu semakin tinggi kadar tindakbalas enzim sehingga suhu optimum.
Nota: a. Untuk mendapat suhu 0oC, gunakan ais kiub. b. Bagi menghasilkan larutan amilase liur, isipadu air suling yang ditambah mestilah sama dengan isipadu air liur yang dikumpulkan.
BAB 6:
NUTRISI MODUL AMALI SAINS 11
BIOLOGI TINGKATAN
4
TAJUK: Kandungan Nutrien Dalam Makanan KONSEP: Kandungan nutrien dalam sampel makanan yang berlainan boleh ditentukan dengan menjalankan ujian makanan. Sebahagian makanan adalah kaya dengan sumber nutrien seperti kanji, gula penurun, protein, lemak dan Vitamin C. Dalam menentukan kandungan Vitamin C, ujian pelunturan warna Diklorofenolindofenol (DCPIP) digunakan. Jika isipadu jus buah adalah sedikit untuk melunturkan warna DCPIP, maka kandungan atau peratus vitamin C dalam jus tersebut adalah tinggi. Kepentingan vitamin C adalah untuk mengelakkan kita daripada mendapat penyakit kulit seperti skurvi. Objektif: Objektif eksperimen ini adalah untuk mengkaji kesan kandungan/ peratus Vitamin C di dalam jus limau nipis, jus oren dan jus buah nenas. Pernyataan Masalah: 1. Apakah kandungan / peratus Vitamin C di dalam jus limau nipis, jus oren dan jus buah nenas? 2. Adakah jenis jus buah yang berlainan mengandungi kandungan / peratus Vitamin C yang sama ? Pembolehubah: 1. Pembolehubah Dimanipulasi: Jus limau nipis, jus oren dan jus buah nenas Jenis Jus buah (yang berlainan / berbeza) 2. Pembolehubah Bertindakbalas: Kandungan / kepekatan Vitamin C Peratus Vitamin C 3. Pembolehubah Malar: Isipadu larutan DCPIP Pernyataan Hipotesis: 12
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
1. Jus limau nipis mengandungi .kandungan / peratus / kepekatan Vitamin C yang lebih tinggi daripada jus buah nenas dan jus oren. 2. Jus buah yang berlainan akan mengandungi peratus Vitamin C yang berlainan. Bahan dan Radas: Radas: Botol spesimen, picagari berjarum(1ml dan 5 ml), bikar, penapis, papan pemotong, dan pisau Bahan: Larutan Diklorofenoindofenol(DCPIP), asid askorbik, jus limau nipis, jus buah nenas dan jus oren, air suling . Teknik: 1. Mengukur dan merekod isipadu jus buah yang melunturkan warna larutan DCPIP. 2. Mengira kandungan / peratus Vitamin C menggunakan formula berikut: Isipadu larutan asid askorbik X 01% Isipadu jus buah Kaedah: 1. 1 ml larutan DCPIP disukat menggunakan picagari 1 ml dan diletakkan ke dalam botol spesimen. 2. 5 ml larutan 0.1% asid askorbik diukur menggunakan picagari 5 ml . 3. Hujung jarum picagari diletakkan ke dalam larutan DCPIP. 4. Asid askorbik dititiskan setitik demi setitik ke dalam larutan DCPIP sehinggalah warna larutan DCPIP meluntur. Jarum picagari digunakan untuk mengacau larutan DCPIP sehinggalah warna luntur. 5. Isipadu asid askorbik yang melunturkan warna DCPIP direkod dan dicatatkan. 6. Eksperimen ini diulangi sekali lagi untuk mencari nilai purata. 7. Langkah 1 hingga 7 diulangi untuk jus limau nipis, jus buah nenas dan jus oren. 8. Isipadu jus buah yang melunturkan larutan DCPIP direkod dan dicatatkan dalam Jadual. 9. Peratus Vitamin C dihitung menggunakan formula berikut: Isipadu asid askorbik X 0.1% Isipadu jus buah MODUL AMALI SAINS 13
BIOLOGI TINGKATAN
4
10. Kesemua keputusan yang diperolehi direkod dan dicatatkan dalam jadual 11. Rajah eksperimen adalah ditunjukkan seperti di bawah:
5ml 4
5ml 5 m l 4 m m l l
Larutan 0.1% Askorbik asid
3 m l 2 m l 1 m l
3
2 1
Rajah 1 Keputusan: Jenis Jus Buah
0.1% asid askorbik Jus Limau Nipis Jus buah Nenas Jus Oren
Isipadu jus buah yang melunturkan larutan 1ml DCPIP (ml) 1
2
1.0
2.00
3.2
3.0
4.9
4.9
5.0
5.2
Purata
Jadual 1 Perbincangan: 14
MODUL AMALI SAINS
Peratus Vitamin C (%)
Kepekatan Vitamin C (mgml-1)
BIOLOGI TINGKATAN
4
1. Apakah inferens untuk eksperimen ini? 2. Nyatakan kaedah untuk diimplementasikan kepada setiap pemboleh ubah berikut: a) Pembolehubah dimanipulasikan b) Pembolehubah bergerak balas c) Pembolehubah dimalarkan 3. Kenapa kita tidak boleh menggoncang tabung spesimen dengan kuat semasa larutan asid askorbik dan jus buah ditambah kepadanya? 4. Nyatakan langkah berjaga-jaga dalam eksperimen tersebut di atas. 5. Kenapa jarum picagari mesti terendam ke dalam larutan DCPIP? 6. Terangkan hubungan di antara Vitamin C dengan isipadu jus buah yang digunakan untuk melunturkan larutan DCPIP Kesimpulan: 1. Jus limau nipis mengandungi .kandungan / peratus / kepekatan Vitamin C yang lebih tinggi daripada jus buah nenas dan jus oren. 2. Berlainan jus buah mengandungi berlainan Vitamin C.
Nota:
Vitamin C adalah asid askorbik yang melunturkan warna larutan DCPIP. Larutan DCPIP tidak boleh digoncang dengan kuat kerana ini akan menyebabkan oksigen dari udara akan mengoksida dan menurunkan larutan asid askorbik. Ini menyebabkan isipadu jus buah untuk melunturkan larutan DCPIP akan bertambah. Maka kandungan / peratus Vitamin C dalam jus buah tersebut tidak dapat diukur dengan tepat. Begitu juga, jarum picagari mestilah terendam di dalam larutan DCPIP supaya tiada oksigen dari udara yang akan mengoksidakan dan menurun larutan asid askorbik. Jus buah juga perlu disimpan di dalam peti sejuk supaya kadar pengoksidaan oleh oksigen di udara berkurang atau tidak berlaku. Ini akan mengekalkan kandungan Vitamin C di dalam jus buah tersebut. Jika semakin banyak isipadu jus buah digunakan untuk melunturkan larutan DCPIP, maka kandungan / peratus Vitamin C adalah rendah / kurang/ sedikit.
MODUL AMALI SAINS 15
4
BIOLOGI TINGKATAN
BAB 6: TAJUK:
NUTRISI FOTOSINTESIS
KONSEP: Daun adalah organ fotosintetik kebanyakan tumbuhan hijau. Fotosintesis berlaku di dalam kloroplas yang terdapat di bahagian sel-sel mesofil dan sel-sel pengawal pada stoma. Fotosintesis adalah proses di mana tumbuhan hijau membuat makanan atau gula (glukosa) dengan kehadiran air, cahaya matahari , kepekatan karbon dioksida dan klorofil. Faktor-faktor utama yang mempengaruhi kadar fotosintesis adalah :
Keamatan cahaya Kepekatan karbon dioksida Suhu
Objektif: Mengkaji kesan keamatan cahaya ke atas kadar fotosintesis Pernyataan Masalah: 1. 2.
Apakah kesan keamatan cahaya ke atas kadar fotosintesis? Bagaimanakah keamatan cahaya memberi kesan ke atas fotosintesis?
Pembolehubah: 1.
Pembolehubah Dimanipulasi: Keamatan cahaya / Jarak tumbuhan Hydrilla kepada mentol
2.
Pembolehubah Bertindakbalas: Kadar fotosintesis / Bilangan gelembung gas terhasil dalam masa 5 minit
3.
Pembolehubah Malar: Jenis tumbuhan / Kepekatan larutan natrium hidrogen karbonat / Masa diambil untuk mengira bilangan gelembung gas
16
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
Pernyataan Hipotesis: 1. Semakin tinggi keamatan cahaya , semakin tinggi kadar fotosintesis. 2. Semakin jauh jarak radas kepada mentol, semakin rendah kadar fotosintesis Bahan dan Radas: Bahan: Tumbuhan Hydrilla, air suling, larutan natrium hidrogen karbonat Radas: Gunting / pisau cukur, sumber cahaya/ mentol (60 watt), pembaris, jam randik, klip kertas, tabung didih, silinder penyukat, kaki retot dengan pemegang. Teknik: Rekod bilangan gelembung gas yang dibebaskan dalam masa lima minit menggunakan jam randik. // Kira kadar fotosintesis menggunakan formula berikut : Bilangan gelembung gas masa Kaedah: 1. Batang tumbuhan Hydrilla dikerat sepanjang 5cm. 2. 50 ml air suling disukat menggunakan silinder penyukat dan dituangkan ke dalam tabung didih. 3. Tumbuhan Hydrilla diletakkan ke dalam tabung didih dengan keratan batangnya menghala ke atas atau diletakkan klip kertas untuk menegakkan tumbuhan tersebut. 4. Tabung didih diapitkan dengan tegak kepada pemegang kaki retot 5. 5 ml larutan 0.2% natrium hidrogen karbonat disukat menggunakan silinder penyukat dan dituang ke dalam tabung didih. 6. Mentol dengan kuasa 60 watt sebagai sumber cahaya diletakkan pada jarak 30 cm daripada tumbuhan Hydrilla. 7. Radas eksperimen adalah ditunjukkan seperti dalam Rajah 1 di bawah:
MODUL AMALI SAINS 17
BIOLOGI TINGKATAN
4
8. Suis mentol dibuka untuk menyalakan mentol. 9. Bilangan gelembung gas dikira dalam masa 5 minit menggunakan jam randik dan direkodkan. 10. Langkah 6 hingga 9 diulangi untuk jarak mentol daripada tumbuhan Hydrilla sejauh 40 cm, 50 cm dan 60 cm. 11. Semua keputusan direkodkan ke dalam Jadual . Keputusan: Jarak antara tumbuhan Hydrilla dan sumber cahaya (cm)
30
40
50
60
Bilangan gelembung dibebaskan dalam masa 5 minit Keamatan cahaya (cm-1) Jadual 1 Perbincangan: 1. Apakah inferens untuk eksperimen ini? 2. Nyatakan kaedah untuk diimplementasikan kepada setiap pembolehubah berikut: Pembolehubah dimanipulasikan Pembolehubah bergerak balas Pembolehubah dimalarkan 3. Ramalkan apa akan berlaku kepada bilangan gelembung gas yang dibebaskan dalam masa 5 minit, sekiranya jarak mentol kepada tumbuhan Hydrilla adalah 40 cm dan kuasa mentol adalah 40 watt? 4. Nyatakan langkah berjaga-jaga dalam eksperimen tersebut di atas. 5. Lukiskan graf bilangan gelembung gas yang dibebaskan menentang keamatan cahaya. 6. Berdasarkan kepada eksperimen ini, nyatakan takrifan secara operasi ‘fotosintesis’
18
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
Kesimpulan: 1. 2.
Semakin tinggi keamatan cahaya , semakin tinggi kadar fotosintesis Semakin jauh jarak radas kepada mentol, semakin rendah kadar fotosintesis
Nota: Langkah berjaga-jaga dalam eksperimen ini adalah: a)
Batang tumbuhan Hydrilla yang dipotong hendaklah sentiasa menghala ke atas supaya gelembung gas dapat keluar dengan banyak dan jelas dilihat.
b)
Tabung didih boleh direndam dalam sebuah bikar berisi air supaya suhu persekitaran sentiasa sama.
c)
Mentol hendaklah menghala terus kepada tumbuhan .
d)
Setiap bacaan gelembung gas boleh diambil sebanyak dua atau 3 kali dan nilai purata dicatatkan .
e)
Larutan Natrium hidrogen karbonat membekalkan gas karbon dioksida yang diperlukan oleh tumbuhan untuk eksperimen fotosintesis.
f)
Keamatan cahaya adalah berkadar songsang dengan kepada tumbuhan Hydrilla.
jarak mentol
MODUL AMALI SAINS 19
4
BIOLOGI TINGKATAN
BAB 7 : RESPIRASI TAJUK : Komposisi Oksigen dan Karbon Dioksida dalam Sampel Udara Berbeza KONSEP:
Tiub-J boleh digunakan untuk menganalisis sampel udara sedutan dan udara hembusan dengan membandingkan kandungan karbon dioksida dan oksigen. Larutan kalium hidroksida digunakan untuk menyerap karbon dioksida manakala larutan kalium pirogalat akan menyerap oksigen. Walau bagaimanapun, larutan kalium pirogalat juga boleh menyerap karbon dioksida. Oleh sebab itu, larutan kalium hidroksida perlu digunakan terlebih dahulu sebelum larutan kalium pirogalat digunakan kerana larutan kalium hidroksida hanya menyerap karbon dioksida. Objektif: Mengkaji perbezaan komposisi oksigen dan karbon dioksida dalam sampel udara yang berbeza Pernyataan Masalah: Adakah komposisi oksigen dan karbon dioksida berbeza dalam sampel udara yang berbeza?
20
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
Pembolehubah: 1. Pembolehubah Manipulasi : Jenis sampel udara / Udara makmal komputer, udara hembusan, udara ekzos kenderaan 2. Pembolehubah Bertindakbalas : Panjang akhir turus udara / Peratus kandungan karbon dioksida dan oksigen dalam sampel udara
3. Pembolehubah Malar : Masa rendaman / Suhu air paip / Tiub – J / Kalium hidroksida dan kalium pirogalat Pernyataan Hipotesis: 1. Semakin tercemar sampel udara (yang digunakan), semakin tinggi peratus kandungan gas karbon dioksida dan semakin rendah peratus kandungan gas oksigen di dalamnya / 2. Udara makmal komputer mengandungi kandungan oksigen lebih tinggi dan kandungan karbon dioksida lebih rendah berbanding dengan udara hembusan dan udara ekzos motosikal Bahan dan Radas: Larutan kalium hidroksida, larutan kalium pirogalat, tiub-J, tabung didih, tiub getah, pembaris meter, takung air Teknik: Merekod panjang akhir turus udara menggunakan pembaris meter Kaedah: 1. Setiap sampel udara dikumpulkan dengan menggunakan beg plastik (yang kedap udara) secara berasingan: Beg plastik A : Udara dalam makmal komputer Beg plastik B : Udara hembusan MODUL AMALI SAINS 21
4
BIOLOGI TINGKATAN
Beg plastik C : Udara dari ekzos kenderaan 2. Skru pada tiub-J diputarkan mengikut arah jam hingga ke hujung. 3. Hujung tiub-J yang terbuka dimasukkan ke dalam takung air dan skru diputar melawan arah jam perlahan-lahan sehingga air memasuki tiub sepanjang 5 cm. 4. Tiub-J dialih dari air dan hujung terbuka dimasukkan ke dalam beg plastik A yang mengandungi udara dalam makmal komputer. Skru pada tiub-J diputar melawan arah jam sehingga turus udara dalam tiub sepanjang 10 cm. 5. Turus udara dalam makmal komputer yang telah diperangkap dalam tiub-J direndamkan dalam takung air pada suhu 28C (suhu bilik) dan skru diputar melawan arah jam untuk menyedut masuk air yang akan memerangkap turus udara di dalam tiub-J. 6. Skru diselaraskan supaya kedudukan turus udara berada di tengah-tengah tiub. 7. Tiub-J kemudiannya direndamkan ke dalam air paip selama 5 minit dan panjang turus udara diukur, x cm 8. Putar skru mengikut arah jam untuk mengeluarkan air daripada tiub-J sehingga turus udara berada 1cm dari hujung tiub-J. 9. Hujung tiub-J yang terbuka direndam dalam larutan kalium hidroksida dan skru diputar melawan arah jam untuk menyedut masuk larutan kalium hidroksida ke dalam tiub-J sepanjang 2cm 10. Tiub-J dikeluarkan dari larutan dan turus udara dan kalium hidroksida digerakkan ke hadapan dan ke belakang beberapa kali untuk memastikan turus udara bercampur dengan larutan kalium hidroksida 11. Tiub-J kemudiannya direndamkan ke dalam air paip selama 5 minit dan panjang turus udara diukur, y cm. 12. Kalium hidroksida dikeluarkan daripada tiub-J sehingga turus udara berada 1cm dari hujung tiub-J. Kemudian larutan kalium pirogalat disedut sepanjang 2cm. 13. Turus udara dan kalium pirogalat digerakkan ke hadapan dan ke belakang beberapa kali untuk memastikan turus udara bercampur dengan larutan kalium pirogalat. 14. Tiub-J direndamkan semula ke dalam air paip selama 5 minit dan panjang turus udara diukur, z cm. 15. Langkah 2 hingga langkah 14 diulangi ke atas sampel udara hembusan dan udara dari ekzos motosikal.
22
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
Keputusan:
Sampel Udara
Udara dalam makmal komputer
Udara hembusan
Udara dari ekzos kenderaan
Panjang turus udara (awal), x cm Panjang turus udara selepas dirawat dengan larutan kalium hidroksida, y cm Panjang turus udara selepas dirawat dengan larutan kalium pirogalat, z cm Panjang turus udara selepas penyerapan karbon dioksida, (x – y) cm Panjang turus udara yang selepas penyerapan oksigen, (y – z) cm Peratus karbon dioksida dalam sampel udara (x – y) cm x 100% x cm Peratus oksigen dalam sampel udara (y - z) cm x 100% x cm Jadual 1 Perbincangan: 1) Berdasarkan keputusan, nyatakan dua pemerhatian yang dapat dibuat tentang kesan campuran larutan kalium hidroksida dan larutan kalium pirogalat dengan turus udara. 2) Nyatakan dua inferens berdasarkan pemerhatian di (1) 3) Huraikan hubungan di antara kualiti udara dengan kandungan gas karbon dioksida dan kandungan gas oksigen di dalamnya. 4) Berdasarkan keputusan eksperimen itu, nyatakan maksud udara bersih yang baik untuk proses respirasi. 5) Nyatakan bagaimanakah cara mengendalikan pemboleh ubah-pemboleh ubah berikut: a) Pemboleh ubah dimanipulasi b) Pemboleh ubah bergerak balas c) Pemboleh ubah dimalarkan MODUL AMALI SAINS 23
4
BIOLOGI TINGKATAN
Kesimpulan: Udara dari ekzos kenderaan mempunyai kandungan karbon dioksida yang paling tinggi dan oksigen yang rendah berbanding dengan sampel udara dalam makmal komputer dan udara hembusan
Nota: Langkah berjaga-jaga: 1. Kedua-dua larutan kalium hidroksida dan kalium pirogalat bersifat mengkakis dan boleh merosakkan kulit atau pakaian jika tertumpah. 2. Jangan menyentuh tiub-J dengan jari semasa mengukur panjang turus udara kerana haba dari badan akan menyebabkan udara dalam turus udara mengembang 3. Larutan kalium hidroksida mesti digunakan terlebih dahulu sebelum larutan kalium pirogalat kerana larutan kalium hidroksida hanya menyerap karbon dioksida.
24
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
BAB 7: TAJUK:
4
RESPIRASI Respirasi Anaerobik
KONSEP: Respirasi anaerobik berlaku dalam keadaan sel kekurangan atau ketiadaan oksigen Ia berlaku dalam sitoplasma sel Respirasi anaerobik dalam sel haiwan (contoh: sel otot) akan menghasilkan asid laktik dan sedikit tenaga (150kJ) Respirasi anaerobik dalam sel tumbuhan (contoh: sel yis) akan menghasilkan etanol, karbon dioksida dan sedikit tenaga (210kJ) Objektif: Untuk mengkaji kesan respirasi anaerobik dalam yis Pernyataan Masalah: Apakah perubahan air kapur dan suhu larutan glukosa apabila yis hadir? Pembolehubah: 1. Pembolehubah Dimanipulasi : Kehadiran yis 2. Pembolehubah Bertindakbalas : perubahan air kapur dan suhu larutan glukosa 3. Pembolehubah Malar : Isipadu larutan glukosa Pernyataan Hipotesis: Dengan kehadiran yis, air kapur menjadi keruh dan suhu larutan glukosa bertambah. Bahan dan Radas: Bahan: 5% ampaian yis, 5% larutan sukrosa, minyak parafin dan air kapur Radas: Tabung didih, tabung uji, penutup dengan tiub penghubung, silinder penyukat dan bikar Teknik: MODUL AMALI SAINS 25
4
BIOLOGI TINGKATAN
1. Mengukur dan merekodkan perubahan suhu menggunakan termometer 2. Memerhati dan merekodkan perubahan warna pada air kapur Kaedah: Tiub penghantar
Tiub penghantar Termometer
penutup Tabung uji A
Tabung didih
Tabung uji B
Minyak parafin
Air kapur
Air kapur
Set A
5 ml ampaian yis + 5 ml larutan glukosa yang dididihkan
Set B
5 ml air suling + 5 ml larutan glukosa yang dididihkan
Rajah 1 1. Larutan glukosa dipanaskan untuk menyingkirkan oksigen terlarut dan kemudian disejukkan. 2. Tabung didih A diisi dengan 5 ml ampaian yis dan 15 ml larutan glukosa yang telah dipanaskan. 3. Tabung didih B pula diisi dengan 15 ml larutan glukosa yang telah dipanaskan. 4. Satu lapisan minyak parafin ditambah ke dalam kedua-dua tabung didih untuk melapisi kandungan di dalamnya. 5. Penutup dengan tiub penghubung disambungkan kepada tabung didih masing-masing. 6. Hujung tiub penghubung diletakkan ke dalam tabung uji yang mengandungi 2 ml air kapur. 7. Suhu awal kandungan kedua-dua tabung uji direkodkan. 8. Radas yang telah dipasang dibiarkan selama 1 jam. 9. Suhu akhir tabung uji direkodkan dan perubahan pada air kapur diperhatikan selepas 1 jam. 10. Penutup dibuka dan gas yang dibebaskan daripada tabung uji dikenal pasti. 11. Keputusan direkodkan dalam Jadual 1. 26
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
Keputusan: Tabung didih
A Awal eksperimen
B Akhir eksperimen
Awal eksperimen
Akhir eksperimen
Suhu (ºC) Air kapur Bau Jadual 1 Perbincangan: 1. Apakah inferens untuk eksperimen ini? 2. Terangkan bagaimanakah pemboleh ubah-pemboleh ubah dikendalikan semasa eksperimen ini dijalankan. a) Pembolehubah dimanipulasikan b) Pembolehubah bergerak balas c) Pembolehubah dimalarkan 3. Senaraikan bahan-bahan yang dihasilkan daripada respirasi anaerobik 4. Apakah proses yang terlibat dalam respirasi anaerobik? 5. Apakah yang menyebabkan perubahan pada air kapur sehingga berubah dari jernih kepada keruh? 6. Apakah fungsi tabung didih B dalam eksperimen ini? 7. Kenapakah tabung didih diisi dengan minyak? Kesimpulan: Dengan kehadiran yis, air kapur menjadi keruh dan suhu larutan glukosa bertambah Nota: a) Selepas dipanaskan dan disejukkan semula, larutan glukosa ditutup dengan lapisan minyak parafin untuk mengelakkan udara / oksigen melarut ke dalam larutan glukosa b) Selepas 1 jam, larutan glukosa dalam tabung didih A kelihatan keruh dan berbuih, manakala larutan glukosa dalam tabung didih B kekal jernih dan tidak berbuih c) Perubahan keadaan jernih air kapur menjadi keruh menunjukkan kehadiran gas karbon dioksida d) Kenaikan suhu menunjukkan berlaku pembebasan tenaga, e) Bau etanol mengesahkan berlakunya respirasi anaerobik dalam tabung didih A MODUL AMALI SAINS 27
BIOLOGI TINGKATAN
4
BAB 8: EKOSISTEM DINAMIK TAJUK:Ekologi Populasi KONSEP: 1. Ekologi populasi merujuk kepada kajian tentang saiz populasi dan faktorfaktor yang mempengaruhi saiz populasi Saiz populasi sesuatu habitat yang dinamik bergantung kepada kadar kelahiran, kadar kematian, kadar pindah masuk (imigrasi), kadar pindah keluar (emigrasi) dan keadaan abiosis yang sesuai seperti bekalan makanan. Manakala iklim yang buruk, kesesakan, persaingan, pemangsaan dan parasitisme akan mengurangkan siz populasi. Persampelan ialah satu kaedah ekologi untuk mengumpul, menghitung dan membuat pemerhatian terhadap beberapa individu secara rawak bagi mendapatkan gambaran keadaan yang wujud dalam populasi yang sebenar. Kaedah persampelan digunakan untuk mendapat maklumat kuantitatif tentang taburan organisma dalam sesuatu komuniti. Kaedah persampelan kuadrat sesuai digunakan untuk mengambil sampel tumbuhan atau organisma lain yang tidak bergerak alih. Objektif: Mengkaji peratus litupan tumbuhan spesies A dan B dengan menggunakan kaedah persampelan kuadrat. Pernyataan Masalah: Apakah peratus litupan tumbuhan spesies A dan B dalam kawasan padang bola sekolah? Pembolehubah: 1. Pembolehubah Dimanipulasi: Jenis spesies tumbuhan/ spesies A dan B 2. Pembolehubah Bertindakbalas: Peratus litupan tumbuhan 3. Pembolehubah Malar: Saiz kuadrat 28
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
Pernyataan Hipotesis: Peratus litupan tumbuhan spesies A lebih tinggi daripada tumbuhan spesies B dalam padang bola sekolah. Bahan dan Radas: Bahan: Tumbuhan spesies A dan B Radas: kuadrat 1mx1m, pen dan buku nota Teknik Merekod luas setiap spesies A dan B dengan menggunakan kuadrat 1mx 1m // mengira peratus litupan dengan menggunakan formula Jumlah peratus litupan spesies Bilangan kuadrat X luas satu kuadrat
X 100%
Kaedah: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Padang bola sekolah dipilih sebagai tempat kajian Saiz kuadrat 1m x 1m digunakan Kenalpasti spesies A dan B Kuadarat dilempar secara random dalam padang bola Luas litupan setiap spesies A dan B dihitung// bilangan individu tumbuhan setiap spesies bagi setiap kuadrat dihitung Jika lebih dari separuh setiap petak dalam kuadrat dilitupi, luas spesies tumbuhan itu dihitung. Langkah 5-6 diulang untuk sembilan kuadrat Luas litupan setiap spesies A dan B bagi setiap kuadrat direkod dan dicatat dalam jadual. Peratus litupan spesies A dan B dikira dengan menggunakan formula Jumlah peratus litupan spesies Bilangan kuadrat X luas satu kuadrat
X 100%
MODUL AMALI SAINS 29
4
BIOLOGI TINGKATAN
Keputusan: Spesies tumbuhan
Luas spesies tumbuhan dalam kuadrat 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Jumlah luas spesies tumbuhan (m2 )
Peratus luas litupan (%)
A B Jadual 1 Perbincangan: 1. Bagaimana mendapat luas spesies tumbuhan lebih tepat? 2. Tumbuhan yang manakah mempunyai luas litupan yang lebih tinggi?
Kesimpulan: Peratus luas litupan tumbuhan A lebih tinggi daripada tumbuhan B dalam kawasan padang bola Nota: 1. Kaedah persampelan kuadrat sesuai digunakan untuk mengambil sampel tumbuhan atau organisma lain yang tidak bergerak alih. 2. Saiz kuadrat yang digunakan adalah bergantung kepada saiz, taburan dan kepadatan tumbuhan yang hendak dikaji. 3. Bilangan kuadrat yang tinggi menyebabkan anggaran saiz populasi lebih tepat
30
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
BAB 9: EKOSISTEM TERANCAM TAJUK: Pencemaran air KONSEP: Pencemaran boleh ditunjukkan oleh nilai BOD BOD dirujuk kepada keperluan oksigen biokimia Nilai BOD boleh ditunjukkan oleh masa yang diambil untuk melunturkan warna biru larutan metilena biru Jika air sangat tercemar, masa untuk metilena biru menjadi jernih paling cepat BOD tinggi menunjukkan tahap pencemaran tinggi, kandungan oksigen terlarut rendah dan kandungan mikroorganism tinggi. Objektif: Menyiasat tahap pencemaran beberapa sampel air dari sumber yang berbeza Pernyataan Masalah: 1. Bagaimanakah tahap pencemaran beberapa sumber air yang berbeza? 2. Adakah sumber air yang tercemar akan melunturkan warna metilena biru lebih cepat? Pembolehubah: 1. Pembolehubah Manipulasi: Sumber air 2. Pembolehubah Bertindakbalas: Masa yang diambil untuk melunturkan warna larutan metilena biru / tahap pencemaran air. 3. Pembolehubah Malar: Isipadu sampel air/isipadu larutan metilena biru Pernyataan Hipotesis: Lebih cepat masa pelunturan warna metilena biru, maka semakin tercemar sumber air. MODUL AMALI SAINS 31
4
BIOLOGI TINGKATAN
Bahan dan Radas: Larutan metilena biru (0.1%), sampel air sungai, air longkang, air telaga dan air suling. Botol reagen 250 ml dengan penutup, picagari, jam randik, almari , bikar 50ml, silinder penyukat. Teknik: Mencatat masa pelunturan warna metilena biru menggunakan jam randik. Kaedah: 1. Sampel air diambil dari empat sumber yang berbeza. 2. Botol reagen dilabelkan P, Q, R, dan S. 3. 100 ml air sungai disukat menggunakan selinder penyukat dan diisi ke dalam botol reagen P. 4. Dengan menggunakan picagari, 1ml larutan metilena biru ditambah ke dasar air sungai di dalam botol reagen P dan ditutup dengan segera 5. Botol reagen tidak boleh digoncang. 6. Jam randik ditekan sebaik sahaja larutan metilena biru dimasukkan ke dalam sampel air. 7. Radas diletakkan di dalam almari gelap dan diperiksa dari masa ke masa. 8. Masa yang diambil larutan metilena biru untuk menjadi jernih direkodkan. 9. Langkah 1 hingga 8 diulang dengan menggunakan sampel air longkang, air telaga dan air suling dalam botol reagen Q, R dan S. 10.Keputusan direkodkan dalam jadual di bawah. Keputusan: Botol reagen P
Sumber air (ml) Air sungai
Q
Air longkang
R
Air telaga
S
Air suling
Masa pelunturan warna metilena biru (min)
Jadual 1 Carta bar dilukiskan untuk menjelaskan keputusan eksperimen. 32
MODUL AMALI SAINS
BIOLOGI TINGKATAN
4
Perbincangan: 1. Mengapa botol reagen tidak boleh digoncang selepas dicampurkan larutan metilena biru? 2. Sampel yang manakah mengambil masa paling cepat untuk melunturkan warna metilena biru? 3. Sampel yang manakah mengambil masa paling lama untuk melunturkan warna metilena biru? 4. Apakah hubungan di antara masa pelunturan warna metilena biru dengan nilai BOD? 5. Nyatakan hubungan di antara masa pelunturan warna metilena biru dengan tahap pencemaran sampel air. 6. Kaitkan nilai BOD dengan kandungan oksigen terlarut dan populasi mikroorganisma dalam sampel air.
Kesimpulan: Lebih cepat masa pelunturan warna metilena biru, makin tercemar sumber air.
MODUL AMALI SAINS 33
