Sec3101 Nota Lengkap

SCE3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

TOPIK 1

KEHIDUPAN ALAM SEMULAJADI

Sinopsis Alam semulajadi didiami oleh benda hidup dan benda bukan hidup. Semua benda hidup dikenali sebagai organisma. Pelbagai jenis organisma wujud dalam alam semulajadi bermula dari organisma unisel yang dikenali sebagai mikroorganisma sehingga ke organisma multisel seperti tumbuhan dan haiwan. haiwan. Semua organisma mempunyai keperluan asas bagi mempastikannya terus hidup. Tumbuhan dan haiwan mempunyai keperluan asas yang berbeza kerana mempunyai fisiologi yang berbeza. Dalam topik ini anda akan mempelajari tentang keperluan asas benda hidup, serta keperluan asas haiwan dan tumbuhan.

Hasil Pembelajaran 1.

Jelaskan keperluan asas benda hidup.

2.

Jelaskan keperluan asas haiwan dan tumbuhan

Ringkasan Topik

Kehidupan Alam Semulajadi

Keperluan Asas Benda Hidup

Keperluan Asas Tumbuhan

Keperluan Asas Haiwan

Rajah 1.1: Ringkasan Isi Kandungan

1


1.1

Keperluan Asas Benda Hidup Cuba fikirkan

Apakah benda hidup? 1. Adakah bunga dalam pasu benda hidup?

4. Adakah telur benda hidup?

2. Adakah asap benda hidup?

5. Adakah gunung berapi benda hidup?

3. Adakah matahari benda hidup?

6. Adakah buah tomato benda hidup?

Latihan 1.1

(a)

Bincangkan dalam kumpulan dan senaraikan ciri-ciri benda hidup berdasarkan beberapa contoh benda hidup yang dinamakan.

(b)

Bincangkan soalan dalam ruangan kotak di atas dengan memberikan alasan berfakta kepada jawapan anda?

2


Mengumpul Maklumat

Aktiviti dijalankan secara berkumpulan. Kumpulkan maklumat daripada pelbagai sumber berkenaan keperluan asas benda hidup. Bina peta konsep. Terangkan peta konsep yang dibina kepada kumpulan lain. Banding bezakan bahan yang dibina di antara kumpulan masing-masing.

1.2

Keperluan Asas Tumbuhan dan Haiwan Mengumpul Maklumat

Dalam kumpulan, kumpulkan maklumat daripada pelbagai sumber berkenaan keperluan asas tumbuhan dan haiwan , bina peta minda yang menarik dan berwarna bagi menjelaskan tajuk di atas.

Terangkan peta minda yang dibina kepada kumpulan lain. Banding bezakan bahan yang dibina di antara kumpulan masing-masing.

3


Aktiviti 1.1

Eksperimen dijalankan secara individu dengan melakukan penyiasatan sendiri. Laporan eksperimen hendaklah dihantar kepada pensyarah mengikut format di bawah.

Laporan Eksperimen: Eksperimen : 1.

Tajuk

2.

Pengenalan

3.

Objektif

4.

Bahan dan Alat Radas

5.

Prosedur

6.

Analisis Data

7.

Perbincangan

8.

Kesimpulan

9.

Rujukan

Eksperimen 1 : Matahari ialah keperluan asas tumbuhan. Bahan: Tumbuhan sihat dengan daun yang besar. Kertas hitam yang tebal Kelip kertas

Prosedur: 1.

Tumbuhan yang berdaun besar dan sentiasa menerima pancaran cahaya matahari dipilih.

2.

Kertas hitam yang tebal dipotong mengikut bentuk yang disukai dan diletakkan pada kedua-dua permukaan daun kemudian kertas tersebut dikelip dengan kelip kertas untuk beberapa hari.

3.

Setelah beberapa hari, kertas tersebut dialihkan. Hasilnya diperhatikan. diperhatika n.

4


Eksperimen 2 : Air ialah keperluan asas tumbuhan. Bahan: Kacang hijau Air Pot bunga kecil Tanah humus

Prosedur: 1.

Kacang hijau ditanam di dalam dua buah pot bunga kecil yang telah dipenuhi dengan tanah humus.

2.

Kedua-dua pot bunga kecil diletakkan di bawah cahaya matahari.

3.

Salah satu pot bunga disiramkan dengan air secukupnya, manakala pot bunga satu lagi tidak disiramkan dengan air.

4.

Perhatikan apa yang terjadi ke atas kacang hijau tersebut selepas beberapa hari.

Eksperimen 3 : Udara ialah keperluan asas tumbuhan. Bahan: Kacang hijau Air Cawan plastik Kapas

Prosedur: 1.

Beberapa biji kacang hijau diletakkan di dalam sebuah cawan plastik yang telah dimasukkan kapas basah.

2.

Manakala sebuah cawan plastik yang lain dipenuhkan dengan separuh penuh air dan beberapa biji kacang hijau diletakkan kedalamnya. Kacang hijau yang ditenggelami dengan air akan tehalang daripada mendapat udara.

3.

Perhatikan apa yang terjadi ke atas kacang hijau tersebut selepas beberapa hari. 5


Rujukan

Lum How Kee (2000) Biology The Living Science . Science . Singapore:Pearson Mader, Sylvia S (2007) Biology. (9th eds.). New York:McGraw Hill

Layari Internet

http://www.fi.edu/tfi/units/life/ http://www.livingthings http://www. livingthings.com/ .com/ http:// lisacruz2.tripod.com/id30.html http:// lisacruz2.tripod.com/id30.html

6

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

TOPIK 2

MAKANAN DAN KESEJAHTERAAN KESEJAHTE RAAN HIDUP ANDA

Sinopsis Makanan merupakan sumber tenaga dan nutrien yang diperlukan untuk membiak, membesar dan berkembang, serta bergerak, bekerja, bermain, berfikir dan belajar. Tubuh memerlukan pelbagai jenis nutrien seperti karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral dan serat daripada makanan untuk memperoleh kesihatan yang baik bagi mencapai kesejahteraan hidup. Tidak ada satu makanan pun yang dapat membekalkan kesemua nutrien yang diperlukan mengikut jumlah yang diperlukan oleh badan. Dengan demikian, adalah penting untuk mengambil pelbagai jenis makanan yang sihat dan seimbang untuk mencapai kesejahteraan hidup. Dalam topik ini anda akan mempelajari tentang pengelasan makanan, diet seimbang, makanan berkhasiat, perkembangan dalam teknologi makanan dan amalan penyelidikan berkaitan makanan yang terdapat dalam kurikulum sekolah rendah.

Hasil Pembelajaran 1. Senaraikan pengelasan makanan. 2. Jelaskan kepentingan diet seimbang dan makanan berkhasiat. 3. Tulis laporan berkenaan perkembangan teknologi makanan.

7


Ringkasan topik

Makanan dan Kesejahteraan Hidup Anda

Pengelasan Makanan

Diet Seimbang

Makanan Berkhasiat

Perkembangan dalam Teknologi Makanan

Latihan Penyiasatan dalam Kurikulum Sekolah Rendah


2.1

Pengelasan Makanan

Makanan boleh dikelaskan kepada lima kelas makanan iaitu karbohidrat, lemak, protein, mineral dan vitamin . Makanan dikelaskan mengikut nutrien utama yang terkandung dalam makanan tersebut. Nutrien yang terdapat dalam makanan

boleh

dibahagikan

kepada

makronutrien

dan

mikronutrien.

Makronutrien ialah nutrien yang diperlukan dalam kuantiti yang banyak oleh tubuh seperti karbohidrat, protein dan lemak, mikronutrien pula ialah nutrien yang diperlukan dalam kuantiti yang sedikit oleh badan iaitu mineral dan dan vitamin.

8


2.1.1 Karbohidrat Karbohidrat ialah sebatian organik yang mengandungi karbon, hidrogen dan oksigen dalam nisbah 1:2:1, masing-masing. Karbohidrat terdiri daripada kanji, gula dan selulosa. selulosa . Makanan yang mengandungi karbohidrat ialah nasi, ubi kentang, roti, gula dan pisang. Karbohidrat juga boleh dikategorikan kepada karbohidrat ringkas (iaitu monasakarida dan disakarida) seperti gula, kek dan buah-buahan; dan karbohidrat kompleks (iaitu polisakarida) seperti kanji, pasta, roti, bijirin sarapan dan lain-lain lagi. Karbohidrat seperti gula dan kanji membekalkan sumber tenaga utama dalam menjalankan aktiviti harian manakala serat membantu merangsang tindakan di usus. Setiap satu gram karbohidrat menyumbangkan sebanyak empat kalori.

Rajah 2.1: Pengambilan pelbagai jenis makanan mesti diambil dalam jumlah yang betul. betul . [Sumber: www.watatita.wordpress.com]

9


2.1.2 Protein Protein ialah makromolekul organik yang boleh dijumpai dalam semua organisma

hidup. Protein ialah polimer yang terbentuk daripada proses

kondensasi asid amino dengan terbentuknya ikatan polipeptida. Protein mengandungi karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen. Beberapa protein juga mengandungi sulfur dan fosforus. Makanan sumber protein ialah ikan, susu, daging, putih telur dan kacang. Protein berperanan penting dalam membina sel baru untuk pertumbuhan, pertumbuhan , selain daripada menyumbangkan tenaga dengan setiap gram sebanyak empat kalori.

Rajah 2.2: Protein memainkan peranan penting dalam mempastikan kesihatan badan yang baik .. [Sumber: www. me.leokid.my]

10


2.1.3 Lemak Lemak ialah sebatian organik yang tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik seperti alkohol, eter dan kloroform. Lemak terdiri daripada asid lemak dan gliserol. gliserol . Lemak boleh wujud dalam keadaan cecair atau pepejal pada suhu bilik bergantung kepada struktur dan komposisi lemak. Lemak terbahagi kepada lemak haiwan (seperti ghee, minyak ikan, minyak haiwan) dan lemak tumbuhan (seperti minyak bijan, minyak kelapa, minyak kacang, minyak bunga matahari). Dalam pada itu, lemak juga boleh dikategorikan kepada lemak tepu dan lemak tidak tepu, iaitu lemak tepu ialah lemak haiwan dan lemak tak tepu ialah lemak tumbuhan. Lemak merupakan sumber tenaga simpanan badan dan setiap gram lemak menyumbang tenaga paling tinggi iaitu sembilan kalori. Selain daripada membekalkan tenaga, lemak turut berfungsi sebagai penebat haba untuk mengelakkan kehilangan haba yang tinggi daripada badan, melindungi organ dalaman seperti jantung dan ginjal, serta pelarut kepada vitamin A,D,E dan K.

Rajah 2.3: Pengambilan lemak dalam kuantiti yang betul penting untuk mengekalkan berat badan yang ideal. [Sumber: laely-widjajati.blogspot.com] 11


2.1.4 Mineral Mineral ialah nutrien organik yang diperlukan oleh badan. Mineral boleh dibahagikan kepada dua kategori berdasarkan kuantiti yang keperluan oleh tubuh. Mineral yang diperlukan dalam kuantiti yang banyak secara relatifnya dikenali sebagai makromineral, makromineral , manakala yang sebaliknya dikenali sebagi mikromineral. mikromineral . Contoh makromineral ialah kalsium, klorin, magnesium, fosforus, potasium, sodium, dan sulfur. Contoh mikromineral ialah besi, kuprum, flourin, iodin, selenium, zink, kromium, kobalt dan molibdenum.

Kekurangan mineral

boleh menyebabkan penyakit , sebagai contoh kekurangan pengambilan iodin akan menyebabkan seseorang mengidap penyakit goiter.

2.1.5 Vitamin Vitamin terdiri daripada 13 jenis vitamin: vitamin A, vitamin B kompleks (tiamin, riboflavin, niasin, vitamin B 6, asid folik, vitamin B 12, asid pantotenik dan biotin), serta vitamin C,D,E dan K. Vitamin ialah molekul organik yang diperlukan dalam kuantiti yang sedikit oleh badan, namun begitu vitamin memainkan peranan penting dalam fungsi fisiologi badan. badan . Ini bermaksud kekurangan pengambilan sesuatu jenis vitamin boleh menyebabkan penyakit yang akan menganggu kesejahteraan hidup kita. Contohnya manusia yang kurang pengambilan vitamin A boleh mengalami penyakit kulit, rabun malam dan anemia, manakala kekurangan vitamin D pula menyebabkan penyakit riket.

12


Latihan 2.1

Dengan merujuk pada sumber tercetak atau internet, senaraikan contoh makanan dan fungsinya mengikut kelas makanan dalam Jadual 2.1.

Kelas Makanan

Contoh

Fungsi

Makanan Karbohidrat

Lemak

Protein Mineral

Vitamin

Jadual 2.1: Pengelasan Makanan dan Fungsinya.

Pengumpulan Maklumat

Pelajar diminta mencari maklumat tentang ujian makanan bagi kanji, gula penurun, gula bukan penurun, protein dan lemak. Maklumat ini akan digunakan untuk Amali 2.

13


AMALI 1 : Ujian Makanan Menguji kehadiran kanji, gula penurun, gula bukan penurun, protein dan lemak dalam sampel makanan.

Jenis

Ujian

Pemerhatian dan

makanan

Kanji

kesimpulan

Ujian Iodin 

Titiskan dua titik larutan iodin ke atas makanan yang mengandungi kanji.



Catatkan perubahan yang diperhatikan.

Gula penurun

Ujian Fehling atau Benedict 

Tambahkan 2 ml larutan Fehling atau larutan Benedict ke atas makanan yang mengandungi gula penurun.



Goncangkan dan didihkan campuran tersebut dalam kukusan air untuk beberapa minit.



Catatkan perubahan warna yang diperhatikan.

Gula bukan



penurun

1 ml asid HCl cair dicampurkan dengan 2 ml larutan gula bukan penurun dan campuran dididihkan selama 1 minit.



Larutan dineutralkan dengan 14


menambahkan sedikit natrium bikarbonat (NaHCO 3 ) sehingga gas berhenti dibebaskan. 

Apabila buakan berhenti, jalankan Ujian Benedict.



Protein

Catatkan pemerhatian anda.

Ujian Buret 

Campurkan beberapa titik larutan kuprum sulfat dan beberapa titik larutan natrium hidroksida ke atas makanan yang mengandungi protein dalam keadaan cecair dalam sebuah tabung uji.



Catatkan pemerhatian anda

Ujian Millon 

Campurkan beberapa titik bahan uji Millon ke atas makanan berprotein yang berbentuk cecair dalam sebuah tabung uji dan panaskandalam kukusan air hingga mendidih.



Lemak dan minyak


Ujian Kesan Gris 

Titiskan setitik minyak ke atas sekeping kertas turas dan keringkan.




15


2.2

Diet Seimbang

Diet seimbang mengandungi karbohidrat, lemak, protein, mineral, vitamin, serat dan air dalam kuantiti dan nisbah yang sesuai untuk memelihara kesihatan badan. Diet seimbang akan membekalkan badan dengan semua nutrien yang diperlukan oleh badan untuk mengekalkan kesihatan yang baik, mengelakkan daripada mengalami kekurangan atau berlebihan pemakanan dan membaiki tisutisu yang rosak. Keperluan nutrien seseorang adalah berbeza mengikut umur, jantina, cara hidup dan aktiviti fizikal harian.

Beberapa panduan untuk mencapai pengambilan makanan yang seimbang ialah:

1.

Nikmatilah pelbagai jenis makanan dengan mengabungkan pilihan makanan berdasarkan piramid makanan.

2.

Imbangkan pengambilan makanan dengan aktiviti fizikal.

3.

Pilih diet yang mengandungi banyak bijirin dan kekacang.

4.

Makan banyak buah-buahan dan sayur-sayuran.

5.

Pilih diet yang rendah lemak dan kolesterol.

6.

Pilih diet yang rendah gula dan garam.

7.

Minum air kosong dengan banyak.

8.

Makan makanan bersih dan selamat.

9.

Amalan pemakanan perlukan berlandaskan fakta dan bukannya mitos.

16


Rajah 2.4: Panduan Piramid Makanan untuk pengambilan diet seimbang. [Sumber: www.nutriweb.org.my/]

Cuba fikirkan

1.

“Kita

adalah apa yang kita makan ”. Bincangkan maksud dan

signifikan kenyataan di atas.

2. Orang Eropah boleh makan sebanyak sebanyak 80 g makanan berlemak, manakala Orang Eskimo boleh mengambil sebanyak 300 g sehari. Apakah alasan kepada fenomena di atas?

Bincangkan semasa tutorial dengan pensyarah anda.

17


Rehat

2.3

Makanan berkhasiat

Makanan berkhasiat ialah makanan yang mengandungi pelbagai jenis nutrien dalam kandungan yang tinggi tetapi mengandungi kalori, gula, lemak dan garam yang

rendah

serta

turut

memberikan

manfaat

kepada

kesihatan

dan

kesejahteraan hidup kita. Salah satu makanan berkhasiat ialah pisang yang mengandungi dua jenis karbohidrat iaitu karbohidrat ringkas (glukos) dan kompleks (fruktos dan sukros) yang berupaya memberikan kita tenaga segera juga dalam jangka masa yang panjang. Selain itu, pisang mengandungi kandungan potassium yang tinggi (lebih kurang 4673 mg) tetapi sodium (1mg) yang rendah, iatu satu nisbah yang sesuai bagi mengelak penyakit tekanan tinggi. Kandungan zat besi yang tinggi secara relatif juga membantu dalam pembentukan darah merah bagi mengelakkan anemia. Pisang juga membantu kesejahteraan hidup kerana mengandungi triptofan (sejenis asid amino) yang boleh ditukar ke bentuk serotonin yang penting dalam membaiki mood seseorang. Selain daripada makanan segar, terdapat juga makanan terproses yang berkhasiat dengan menggunakan bahan mentah berkhasiat dan halal serta diproses dalam keadaan bersih dan selamat. Dalam pengambilan makanan terproses adalah penting untuk kita membaca maklumat pemakanan yang terdapat pada pembungkusan untuk mengetahui kandungan kalori, makronutrien dan mikronutrien serta tidak mengandungi bahan yang tidak halal atau merbahayakan kesihatan seperti lemak trans yang boleh mengakibatkan penyakit kardiovaskular dua kali ganda daripada lemak tepu.

18


Rajah 2.5 : Maklumat pemakanan pada pembungkus makanan dapat membantu memilih makanan berkhasiat. [Sumber : www. oliveswellness.com]

2.4

Perkembangan Teknologi Makanan Pengumpulan Maklumat

Bahagikan tugasan berikut mengikut kumpulan tertentu: Kumpulan 1: Kumpulkan maklumat berkenaan perkembangan teknologi makanan. Kumpulan 2: 2: Kumpulkan maklumat berkenaan pemprosesan makanan dalam industri makanan. Kumpulan 3: Kumpulkan

maklumat

berkenaan

teknik

pengetinan

dan

pembotolan makanan dan ringkaskan maklumat tersebut dengan menggunakan peta minda/peta konsep/carta alir.

Semua maklumat dikumpulkan melalui pelbagai sumber seperti internet, buku atau jurnal. Setiap kumpulan dikehendaki membentangkan hasil kerjanya dalam bentuk power point semasa sesi tutorial.

19


Adakah anda setuju! “Kemajuan

dalam teknologi maklumat telah menyumbang kepada lebih banyak penghasilan produk makanan berkhasiat .”

Latihan 2.2

Pilih satu kaedah pengawetan makanan. Rancang bagaimana anda akan menjalankan kaedah pengawetan yang dipilih. Sediakan bahan makanan dan peralatan yang perlu.

Buatkan satu rakaman demonstrasi penyediaan pengawetan makanan. Simpan maklumat dalam cakera padat.

Hantarkan laporan aktiviti dan cakera padat kepada pensyarah anda.

20


Rujukan

Campbell, N., Reese, J, Taylor, M, Simon, E. (2006). Biology concepts & connections . connections . (5th Eds.). San Francisco: Pearson Education Asia Pte Ltd. Kaskel, Albert and Hummer, Paul.J. (2003). Biology an everyday experience . experience . New York: GlencoeMcGraw Hill Lee S.C, Liew S.L, Choong N.M (2004). Success in Biology for STPM Vol.2 . Vol.2 . Kuala Lumpur:Fajar Bakti, Lum How Kee (2000) Biology The Living Science . Science . Singapore:Pearson Mader, Sylvia S (2007) Biology. (9th eds.). New York:McGraw Hill Kementerian Kesihatan Malaysia. (1999). Panduan Diet Malaysia. Kuala Lumpur: UKM

Layari Internet

http://en.wikipedia.org/wiki/Food_guide_pyramid http://en.wikipedia.org/wiki/Carbohydrate http://slimwithyoga.com/nutritious/index.html http://www.lifeclinic.com/focus/nutrition/food-pyramid.asp http:www.mbbe.com/raven7 http://bananasweb.com/bananas/Health+Benefits+of+Bananas http:// . www.nutriweb.org.my/

21

SCE3101: HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN

TOPIK 3

STRUKTUR SEL DAN FUNGSI

Sinopsis Sel adalah unit asas dan terkecil dalam satu organisma yang diklasifikasikan diklasifikasi kan sebagai hidup. Sel juga merupakan

unit yang berstruktur dan berfungsi dalam semua

organisma hidup. Beberapa organisma, seperti kebanyakan bakteria, adalah unisel "unicellular " (terdiri daripada satu sel). Organisma-organisma lain seperti manusia adalah berbilang sel "multicellular ". ". (Manusia dianggarkan mempunyai 100 trilion atau 1014 sel; saiz sel biasa adalah 10 µm; sel massa biasa adalah 1 nanogram.). Sel mulamula digambarkan pada tahun 1665 oleh seorang ahli sains Inggeris Robert Hooke yang telah meneliti hirisan nipis gabus melalui mikroskop ringkas. Perkataan "cell" datang dari bahasa Latin "cellula" ,bermaksud sebuah bilik kecil. Semua sel terbentuk daripada sel yang telah wujud.

Contoh-contoh sel Amoeba Proteus

Plant Stem

Bacteria

Red Blood Cell

Nerve Cell

21


Hasil Pembelajaran

1. Lukis dan label sel haiwan dan tumbuhan. 2. Banding dan bezakan fungsi struktur sel. 3. Mengenalpasti tisu haiwan dan tisu tumbuhan. 4. Mengenalpasti dua jenis organ haiwan serta fungsinya.

Ringkasan Topik

Sel

Sel tumbuhan

Sel Haiwan

Tisu

Tisu tumbuhan

Tisu haiwan

TISU ASAS

TISU EPITELIUM

TISU OTOT

TISU MERISTEM

TISU PENGHUBUNG

TISU VASKULAR

TISU SARAF

TISU EPIDERMIS

Rajah 3.1: Ringkasan Topik

22


3.1

Struktur Sel Haiwan Dan Sel Tumbuhan.

3.1.1 Sel Haiwan

3.1.2 Sel Tumbuhan

Rajah 3.2: Sel Haiwan dan Sel Tumbuhan

23


Kaji Rajah 3.1 yang menunjukkan gambarajah sel haiwan dan sel tumbuhan. Dengan merujuk kepada mana-mana bahan bacaan yang sesuai,

senaraikan persamaan

dan perbezaan sel haiwan dan sel tumbuhan.

Mengkaji sel haiwan (sel pipi) dan sel tumbuhan (sel epidermis tumbuhan).

Objektif: Objektif : Untuk menyediakan slaid sel haiwan dan sel tumbuhan menggunakan teknik pewarnaan yang betul. Bahan dan radas : Mikroskop Slaid Microskop Slip kaca Penitis Forcep Pisau Pencungkil gigi Metilena biru Larutan Iodin Bawang Kaedah: Kaedah : (a)

Memerhati sel pipi.

1. 2.

Berkumur dengan air bersih. Dengan menggunakan pencungkil gigi, perlahan-lahan perlahan -lahan gores bahagian dalam pipi anda dan dapatkan satu lapisan nipis spesimen sel pipi. Letakkan lapisan nipis itu di dalam titisan larutan metilena biru di atas slaid kaca. Tutup specimen dengan penutup slaid kaca. Perhatikan struktur sel dalam slaid menerusi mikroskop cahaya dengan kuasa

3. 4. 5.

24


6.

rendah dan kemudian dengan kuasa tinggi. Lukis sel pipi dan labelkan bahagian yang berikut: nukleus, jalinan kromatin, membran sel dan sitoplasma.

(b)

Memerhati sel epidermis daun.

1.

Gunakan forsep untuk menanggalkan lapisan atas epidermis dalam daun sisik bawang. Letakkan epidermis daun di dalam titisan larutan iodine di atas slaid kaca. Tutup spesimen dengan penutup slaid kaca. Perhatikan struktur sel dalam slaid menerusi mikroskop cahaya dengan kuasa rendah dan kemudian dengan kuasa tinggi. Lukis sel epidermis bawang dan labelkan bahagian yang berikut: nukleus, jalinan kromatin, membran sel, sitoplasma dan vakuol.

2. 3. 4. 6.

Keputusan: Keputusan : Lukisan dan pelabelan. Pembesaran lukisan.

Soalan: Soalan : 1. 2. 3. 4. 5.

Namakan jenis sel yang dijumpai di bahagian dalam pipi anda. Mengapakah epidermis dalam daun bawang tidak mengandungi kloroplas? Nyatakan persamaan dan perbezaan antara sel haiwan dan sel tumbuhan. Mengapakah nuk leus dikenali sebagai ‘pusat kawalan’ bagi sel?. Apa itu tisu? Apakah perkataan yang merujuk kepada gabungan tisu untuk melaksanakan suatu tugas yang tertentu?

Syabas dan Tahniah

Anda masih lagi mengikuti modul ini dengan tekun dan sabar. Sekarang masa untuk berehat dan minum secawan kopi.

25


3.2

Organisasi Sel Di Dalam Organisma

Sel di dalam badan organism multisel disusun dalam struktur dan fungsi yang sama. Kumpulan sel ini dikenali sebagai tisu. tisu. Kumpulan tisu yang sama serta menjalankan tugas yang sama dikenali sebagai organ. organ. Seterusnya kumpulan organ yang tertentu yang bergabung bersama serta memberikan satu fungsi yang khusus dikenali sebagai sistem. sistem. Penyelarasan fungsi yang saling bersandaran antara sel organisma akan tercapai melalui satu organisasi lima aras seperti ditunjukkan dalam rajah 3.2.

SEL

TISU

ORGAN

SISTEM

Rajah 3.3: Organisasi sel organisma

3.2.1: Organisasi Sel Di Dalam Haiwan Tisu haiwan boleh dibahagikan kepada empat jenis yang berbeza iaitu:

i)

Tisu epithelium

ii)

Tisu otot

iii)

Tisu penghubung

iv)

Tisu saraf

26

ORGANISMA MULTISEL


Tisu Haiwan

Tisu Epitelium 1. Skuama 2. Kuboid 3. Kolumnar

Tisu Otot 1. Otot licin 2. Otot rangka 3. Otot kardiak

Tisu penghubung 1. Darah 2. Rawan 3. Tendon 4. Tulang 5. Ligamen 6. Tisu lemak.

27

Tisu Saraf 1. Saraf deria 2. Motor 3. Interneuron


Jadual 3.1: Jenis Tisu Epitelium Dan Fungsinya

TISU

TISU EPITELIUM

CIRI-CIRI

 



Sel tersusun rapat Membentuk satu atau lebih lapisan. Selalunya dijumpai pada permukaan luar seperti kulit, rongga mulut dan hidung dan pada rongga badan seperti trakea, salur penghadaman, salur darah, ginjal dan paru-paru.

FUNGSI

1. Khusus untuk melindungi dan melapisi organ. 2. Bertindak sebagai alat untuk mengelakkan tisu dari kekeringan, kecederaan mekanikal dan jangkitan bacteria. 3. Membenarkan pergerakan atau resapan beberapa sebatian. 4. Merembeskan bahan kumuh seperti peluh, minyak, mucus dan jus penghadaman.

1. Tisu epithelium skuama 



Sel yang licin,nipis dan kuat. Khusus untuk melapisi rongga badan seperti mulut, espfagus dan vagina.

Epithelium skuama ringkas

Epithelium skuama berlapis

28


2. Tisu epithelium kuboid.

 

3. Tisu epithelium kolumnar.





Sel berbentuk kiub Khusus untuk melapisi tubul ginjal dan kelenjar.

Sel yang tinggi dan berbentuk turus Khusus untuk melapisi salur alimentary dala organ seperti perut dan usus.

29


Jadual 3.2: Jenis Tisu Otot Dan Fungsinya.

TISU

TISU OTOT

1. Tisu otot licin li cin (Otot luar kawal)

CIRI-CIRI



Semua tisu yang terdapat dalam badan.





2. Tisu otot rangka (Otot terkawal)

3. Tisu otot kardiak.



Membentuk dinding organ dan salur dalam badan seperti uterus, salur darah dan salur penghadaman.

Menghubungkan tulang dengan tulang. Otot rangka mengecut dan mengendur untuk membenarkan pergerakan (Lengan dan kaki).

Membentuk jantung. 30

FUNGSI



Pengecutan dan pengenduran otot membenarkan proses pergerakan berlaku seperti peristalsis, mengepam darah dan pergerakan sendi.


(khusus untuk jantung)



Membenarkan jantung berdenyut dan mengepam darah ke seluruh bahagian badan.

Jadual 3.3: Jenis Tisu Saraf Dan Fungsinya.

TISU

TISU SARAF

CIRI-CIRI

Terdiri dari sel yang dikenali sebagai neuron yang berfungsi untuk menghantar impuls. Sistem saraf ini mengkoordinasi semua aktiviti dalam badan

1.Neuron Deria. Membawa maklumat dari organ deria ke neuron yang lain dalam otak dan saraf tunjang.

Sumber : hamber.vsb.bc.ca

31

FUNGSI



Untuk mengangkut impuls saraf dan koordinasi aktiviti dalam badan.


2.Neuron Motor. Membawa impuls ke otot dan kelenjar.

Sumber: jirvine.co.uk

3.Interneurons. Memindahkan impuls dari neuron deria ke neuron motor.

Sumber: Clker.com

Jadual 3.4: Jenis Tisu Penghubung Dan Fungsinya

TISU

TISU PENGHUBUNG

CIRI-CIRI

Terbina dari sel yang berbeza yang terampai di dalam matriks. Matriks boleh jadi: Bahan yang keras (tulang) Lembut, bahan bergelatin (Rawan) Cecair (plasma darah) 





32

FUNGSI


1. Tulang

Tulang : Membentuk system rangka Melindungi organ dalaman, digunakan untuk pergerakan.





Sumber: en.wikibooks.org



2. Darah

Sumber: biosbcc.net

3. Rawan (Cartilage )

Darah: Darah: -Sel darah merah( merah ( RBC) mengangkut oksigen dan karbon dioksida. -Sel darah putih (WBC) membantu dalam system pertahanan badan. -Platelet bahan untuk pembekuan darah. -Plasma Darah mengangkut nutrient dan bahan buangan.

Rawan - Membentuk permukaan yang licin dan fleksibel. Bertindak sebagai kusyen di antara tulang vertebra, membentuk hidung dan telinga.

Sumber: washington.uwc.edu

33

Tulang – untuk menyokong badan. Darah – fungsi untuk sel darah merah dan sel darah putih, platlet. RawanRawan- untuk melapisi tulang.


3.2.2:Organisasi Sel Di Dalam Tumbuhan.

Terdapat empat jenis tisu tumbuhan. 

Tisu epidermis



Tisu Vaskular



Tisu Meristem



Tisu Asas

Tisu Tumbuhan

Tisu asas Parenkima Sklerenkima Kolenkima  

Tisu meristem - terlibat dalam pembahagian sel.



34

Tisu vaskular Xilem floem  

Epidermis


Jadual 3.5: Jenis Tisu Epidermis Dan Fungsinya TISU

Tisu Epidermis

CIRI-CIRI

 

 

FUNGSI

Hanya setebal satu sel. Melindungi permukaan daun, batang dan akar. Membentuk kitikel. Melindungi tisu dalaman. Terubahsuai untuk membentu sel pengawal.

.Untuk melindungi tumbuhan dari kecederaan fizikal. Membentuk kutikel yang membantu mengurangkan kehilangan air.

Terdapat di hujung pucuk dan hujung akar Juga terdapat di bahagian batang tumbuhan.

Terlibat dalam pembahagian sel (mitosis).



Sumber:colinsbeautypages.co.uk

Tisu meristem





Sumber: rgbstock.com

35


Jadual 3.6: Jenis Tisu Vaskular Dan Fungsinya

TISU TISU VASKULAR

CIRI-CIRI  

1. Xilem

2. Floem

FUNGSI

Tisu pengangkut. Mengangkut bahan mineral dan air ke seluruh bahagian tumbuhan.

I Terbina dari sel yang memanjang dan dikenali sebagai trakeid dan vasel.

Terbina dari tiub tapis dan sel rakan.

36

1.Untuk mengangkut air dan bahan mineral dari akar ke bahagian lain tumbuhan. 2. untuk membantu dalam transpirasi. 3. untuk menyokong tumbuhan.

1. Untuk mengangkut glukosa dari daun ke bahagian lain tumbuhan.


Jadual 3.7: Jenis Tisu Asas Dan Fungsinya TISU

TISU ASAS

1. Parenkima

CIRI-CIRI CIRI-CI RI

Tisu asas adalah tisu yang membentuk kebanyakan badan tumbuhan. Tisu ringkas yang mempunyai vakuol yang besar. Tersusun longgar dan mempunyai rongga udara diantara sel.

FUNGSI

Untuk menyokong tumbuhan. MemberI bentuk kepada tumbuhan. Menyimpan kanji, gula dan air.

Untuk menyokong dan melindungi sel. Sumber: mhhe.com

2. Sklerenkima

Mempunyai dinding sel yang ditebalkan oleh lignin. Memberikan sokongan kepada tumbuhan melalui sel mati dan sel kukuh.

3. Kolenkima

Tisu ringkas yang ditebalkan oleh selulosa dan pectin di bahagian dinding sel. Mengellilingi berkas vascular di batang dan akar.

37

Untuk menyokong tumbuhan muda, tumbuhan yang mempunyai batang yang lembut serta tumbuhan herba. Mengawal penyerapan air di akar.


3.3 Sistem Dalam Haiwan Dan Fungsinya SISTEM

FUNGSI

Sistem integumen

Untuk melindungi dan menutupi organ dalaman.

Sistem rangka

Untuk menyokong dan memberi bentuk kepada badan.

Sistem saraf.

Untuk menerima rangsangan dan mentafsir bagi membolehkan badan memberikan tindakbalas.

Sistem otot.

Untuk mengkoordinasi pergerakan badan.

Sistem endokrin.

Untuk menghasilkan hormon bagi mengawalatur tindakan dan proses dalam badan.

Sistem kardiak.

Sistem peredaran darah untuk mengangkut oksigen, nutrient, bahan buangan metabolik, dan bahan yang lain ke luar dari badan.

Sistem perkumuhan.

Untuk menapis darah dan merembes urea, air dan garam mineral ke luar dari badan.

Sistem penghadaman.

Untuk menghadamkan makanan bagi penghasilan tenaga dan membuang semua bahan yang tidak terhadam keluar dari badan.

Sistem pernafasan.

Untuk mengambil oksigen bagi kegunaan respirasi sel untuk menghasilkan tenaga, gas karbon dioksida dan wap air.

Sistem limfa.

Untuk menghasilkan sel darah putih yang membantu pertahanan badan terhadap serangan penyakit.

Sistem pembiakan lelaki.

Untuk menghasilkan hormon seks lelaki. Untuk pertumbuhan sekunder lelaki dan menghasilkan generasi seterusnya.

Sistem pembiakan wanita.

Untuk menghasilkan hormon seks wanita. Untuk pertumbuhan sekunder wanita dan menghasilkan generasi seterusnya.

38


Latihan 3.2

Jadual di bawah menunjukkan sistem yang berkaitan dan fungsinya. Lengkapkan organ yang terlibat untuk membolehkan sistem tersebut berfungsi dengan sempurna.

SISTEM

ORGAN YANG TERLIBAT

FUNGSI Untuk mengangkut air, garam mineral, glukosa dan gas keluar dari tumbuhan.

Sistem pengangkutan

Sistem sokongan

Untuk menyediakan sokongan fizikal bagi tumbuhan.

Sistem perkumuhan

Untuk mengeluarkan bahan buangan metabolik dari tumbuhan.

Sistem pembungaan

Untuk menghasilkan bunga dan buah.

Fotosintesis

Untuk mensintesis glukosa dari tenaga cahaya dangan kehadiran klorofil.

Respirasi

Untuk menghasilkan tenaga, karbon dioksida dan air.

Transpirasi

Untuk mengeluarkan lebihan air dan menyejukkan tumbuhan.

Percambahan

Untuk menghasilkan anak benih muda dari biji benih.

39


Buku Rujukan

Clegg.C.J dan Mackean D.G (2000). Advance Biology: Principles and Application. Second Edition. Hodder Education, London.

Layari Internet

http://www.medscape.com/viewarticle/468421_3 http://www.mhhe.com/biosci/pae/botany/histology/html/parenchyma.htm http://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/biobookplantanat.html http://biodidac.bio.uottawa.ca/Thumbnails/filedet.htm?File_name=BOTA003B&File_type=GIF http://images.yourdictionary.com/xylem

Tamat Topik 3

40


TOPIK 4

RESPIRASI HAIWAN

Sinopsis Respirasi merujuk pada proses penghasilan tenaga melalui oksidasi makanan. Respirasi terbahagi kepada dua peringkat iaitu respirasi luar (pernafasan) dan respirasi dalam ataupun respirasi sel. sel . Respirasi luar melibatkan pengambilan gas oksigen dan pembebasan gas karbon dioksida. Respirasi dalam merujuk pada proses penghasilan tenaga dalam sel melalui pengoksidaan glukosa. Topik ini berfokuskan pada proses respirasi luar (pernafasan). Anda akan mempelajari tentang pelbagai jenis organ pernafasan, mekanisme pernafasan manusia dan pengangkutan oksigen.

Hasil Pembelajaran 1. Terangkan struktur dan mekanisma pelbagai jenis organ pernafasan. 2. Huraikan mekanisme pernafasan dalam manusia. 3. Huraikan proses pengangkutan oksigen. 4. Banding dan beza struktur organ pernafasan dan mekanisme pernafasan. di antara serangga, ikan dan manusia.

Ringkasan Keseluruhan

Respirasi Luar Haiwan

Organ pernafasan

Mekanisme Pernafasan

Pengangkutan oksigen

Rajah 4.1: Ringkasan Keseluruhan Isi Kandungan 41


Pengenalan Organisma memerlukan tenaga untuk semua proses hidup. Tenaga diperolehi melalui proses respirasi. Respirasi di bahagi kepada respirasi luar (pernafasan) pernafasan ) dan respirasi dalam (respirasi sel). sel ). Respirasi luar merujuk pada pengangkutan oksigen daripada udara luar ke dalam sel badan dan pengangkutan karbon dioksida dari sel badan ke udara luar. Respirasi dalam ialah proses metabolik yang berlaku dalam sel badan. Glukosa ialah substrat utama untuk respirasi sel. Semasa

respirasi

dalam,

oksigen

bertindakbalas

dengan

glukos

untuk

menghasilkan tenaga, karbon dioksida dan air. Anda akan belajar tentang respirasi dalam (respirasi sel) dalam topik 6. Dalam topik ini anda akan belajar tentang organ-organ pernafasan, mekanisme pernafasan dan pengangkutan oksigen dalam serangga, ikan dan manusia.

Pernafasan melibatkan pengambilan oksigen dan penyingkiran karbon dioksida daripada badan hidupan. Dalam organisma unisel seperti Amoeba , pertukaran gas berlaku melalui resapan ringkas. Tetapi dalam organisma multisel, organ pernafasan yang khas diperlukan untuk pertukaran gas. Organ pernafasan terlibat dalam pertukaran gas di antara organisma dan persekitaran. Organ pernafasan hidupan yang berlainan adalah berbeza disesuaikan untuk bernafas dengan cekap. Organ pernafasan yang anda akan belajar dalam topik ini ialah sistem trakea, insang dan paru-paru. Jadual 4.1 menunjukkan organ pernafasan untuk organisma berlainan. Organisma Serangga

Organ Pernafasan Sistem trakea

Ikan

Insang

Manusia

Paru-paru

Mamalia

Paru-paru

Katak

Kulit, paru-paru

Jadual 4.1: Organ Pernafasan Organisma 42


4.1

Sistem Pernafasan Serangga

Pemikiran

Perhatikan seekor belalang atau lipas. Bagaimanakah pernafasan berlaku dalam haiwan-haiwan ini? Adakah serangga mempunyai sistem peredaran darah untuk mengangkut gas-gas pernafasan?

Sistem pernafasan bagi serangga seperti lipas dan belalang dikenal sebagai sistem trakea. Rajah 4.2 menunjukkan sistem trakea dalam serangga. Sistem trakea terdiri daripada jaringan tiub kecil yang dipanggil

trakea.

Trakea

disambung

pada

udara

luar

melalui

pembukaan yang dipanggil spirakel. Udara masuk melalui spirakel ke dalam trakea. Trakea bercabang berulang kali untuk membentuk salursalur halus yang dipanggil trakeol. trakeol . Dinding trakeol adalah nipis dan lembab. Setiap sel di dalam badan serangga dibekalkan dengan sekurang-kurangnya satu trakeol. Pertukaran gas berlaku di antara trakeol dan sel badan. Oleh itu serangga tidak memerlukan darah untuk mengangkut oksigen. Tiub trakea utama

Kutikel

Cabang-cabang trakea (trakeol) membekalkan sel dengan oksigen

spirakel

Rajah 4.2: Sistem Trakea Serangga . 43


Jadual 4.2 menunjukkan ciri-ciri dan penyesuaian sistem respirasi serangga. Bahagian

Ciri-Ciri dan Penyesuaian 

Spirakel

Merupakan liang pernafasan yang membuka ke sistem trakea.



Terdapat satu pasang pada satu segmen di kedua-dua belah sisi toraks dan abdomen lipas dan belalang.



Pembukaan dan penutupan spirakel dikawal oleh injab semasa udara

masuk atau

keluar.

Tiub Trakea



Disusun membujur dan melintang di seluruh badan

untuk

memaksimumkan

pengudaraan. 

Terdapat

gelang-gelang

kitin

untuk

menjadikan tiub trakea teguh. 

Membuka kepada trakeol, iaitu tiub yang lebih kecil.

Trakeol



Tiub antara sel yang menembusi sel-sel badan.



Di hujung trakeol, oksigen melarut dalam cecair sebelum terserap ke dalam sel badan.

Jadual 4.2: Ciri-Ciri dan Penyesuaian Sistem Respirasi Serangga

44


4.1.1 Mekanisme Pernafasan Serangga Serangga menarik dan melepaskan nafas dengan mengembang dan menguncupkan toraks serta abdomennya secara beritma. Pengecutan otot abdomen serangga mampatkan organ dalam dan tindakan ini memaksa udara keluar (lepas nafas). Pengenduran otot abdomen membolehkan udara disedut masuk (tarik nafas).

Latihan 4.2

Jika bahagian kepala seekor belalang dicelup ke dalam air dan meninggalkan toraks serta abdomennya di luar air, belalang itu tidak akan mati lemas. Apakah penerangan bagi pemerhatiannya ini?

4.2

Sistem Pernafasan Ikan

Organ pernafasan ikan ialah insang. insang. Insang ialah struktur respirasi yang khusus untuk pernafasan dalam air. Insang di sesuaikan untuk menyerap oksigen terlarut dalam air.

Insang terletak di kedua-dua sisi badan ikan dan ditutupi oleh penutup insang atau operkulum. operkulum . Lihat Rajah 4.3. Operkulum ialah struktur berotot yang menutup dan melindungi insang. Operkulum berkoordinasi dengan mulut dalam mekanisme pernafasan ikan.

45


rongga hidung

mata

operkulum

lengkung insang pertama mulut

Rajah 4.3: Kepala Ikan

Kebanyakkan ikan mempunyai empat pasang insang, empat di sebelah kanan ikan dan empat lagi di sebelah kiri ikan. Setiap insang terdiri daripada satu lengkung insang yang keras dan dua baris filamen insang. insang . Setiap filamen insang mempunyai lapisan menegak di permukaan atas dan bawah yang dipanggil lamela gill. gill . Lamela gill merupakan permukaan untuk pertukaran gas berlaku. Kaji Rajah 4.4. yang menunjukkan gambarajah insang.

Filamen insang dibekalkan dengan jalinan kapilari yang banyak. Dinding filamen yang halus memudahkan resapan oksigen ke dalam kapilari darah. Sisir insang berbaris pada lengkung insang dan menapis zarah-zarah kecil seperti pasir supaya tidak memasuki bahagian filamen dan merosakkannnya.

46


lengkung insang lamela insang

kedudukan menegak sisir-sisir ikan

filamen insang

Rajah 4.4: Insang Ikan

Membuat Nota

Terangkan apa yang anda fahami mengenai istilah-istilah berikut: Insang, lengkung insang, filamen insang, lamela insang dan sisir insang. Sediakan jawapan anda dalam bentuk peta minda

47


Eksperimen

Penyiasatan Sistem Respirasi Ikan Tujuan:

Menyiasat sistem respirasi ikan

Bahan dan radas: radas :

Ikan, instrumen pembedahan, papan pembedahan, mikroskop, kanta tangan,

Prosedur : 1. Ikan bertulang mempunyai operkulum atau penutup insang di kedua-dua sisi badan. Potong operkulum pada satu sisi untuk mendedahkan

insang.

Berapa

pasang

insang

yang

anda

perhatikan? Lukiskan pemerhatian anda.

2. Insang disambung disam bung pada

struktur bertulang ber tulang yang

dipanggil

lengkung insang. Setiap insang terdiri daripada satu lengkung insang dan dua baris filamen insang. Perhatikan filamen insang di bawah mikroskop. Lukis dan label struktur ini. Namakan saluran darah yang terdapat dalam filamen insang.

3. Pertukaran gas berlaku di filamen insang. Huraikan ciri-ciri penyesuaian filamen insang yang membolehkan pertukaran gas yang effisien.

4. Terangkan fungsi insang filamen.

48


4.2.1 Mekanisme Pernafasan Ikan

Adakah anda perhatikan ikan dalam air? Mulut ikan sentiasa terbuka dan tertutup. Ini ialah cara ikan bernafas. Adakah anda tahu kepekatan oksigen dalam air adalah kurang berbanding dengan udara. Ikan memerlukan sistem pertukaran gas yang efisien untuk memastikan cukup oksigen diperolehi untuk pernafasan.

Ikan bernafas dengan membuka dan menutup mulut dan operkulum secara selang seli. Lihat Rajah 4.5 dan baca apa yang berlaku semasa ikan membuka dan menutup mulut.

(a)

Pembukaan mulut / Air masuk 

Mulut ikan membuka.



Rongga

mulut

Operkulum tutup

membesar,

isipadu

bertambah. 

Tekanan dalam mulut menurun.



Operlulum menutup kerana tekanan diluar lebih tinggi.



(b)

Air dengan oksigen terlarut masuk.

Operkulum buka

Penutupan mulut / Air keluar 

Mulut ikan tutup



Rongga mulut mengecil, isipadu menurun



Tekanan dalam mulut tinggi



Operkulum membuka



Air dipaksa keluar

Rajah 4.5: Pembukaan dan Penutupan Mulut Ikan

49


4.2.2

Pertukaran Dalam Aliran Bertentangan (Countercurrent exchange )

Kecekapan

pertukaran

gas

dalam

ikan

ditambah

lagi

dengan

mekani sme “countercurrent exchange ”. Ini merujuk pada pengaliran darah pada arah yang bertentangan dengan air. Pengaliran seperti ini memaksimumkan pemindahan oksigen ke dalam insang. Ini ialah kerana darah terdeoksigen dalam kapilari darah akan bertemu dengan air

berkepekatan

oksigen

tinggi.

Kecerunan

kepekatan

ini

membolehkan pemindahan oksigen yang banyak ke dalam darah. Lihat Rajah 4.6 dan Rajah 4.7 yang menunjukkan konsep pertukaran dalam aliran bertentangan (countercurrent (c ountercurrent exchange ). exchange ).

Rajah 4.6 : Countercurrent Exchange

Air dengan oksigen terlarut

Air kurang oksigen

Kecerunan kepekatan dikekalkan

Darah teroksigen

Darah terdeoksigen

Rajah 4.7 : Konsep Konsep Countercurrent Exchange 50


Latihan 4.2

(a)

Terangkan apa yang anda fahami dengan konsep “countercurrent exchange ” dalam pernafasan ikan.

(b)

Huraikan ciri-ciri penyesuaian insang ikan yang membolehkan pertukaran gas yang cekap.

4.3

Sistem Pernafasan Manusia Organ pernafasan manusia ialah paru-paru. Paru-paru ialah tisu berspan yang dapat mengembang dan mengecut mengikut gerakan sedutan dan hembusan nafas. Rajah 4.5 menunjukkan gambarajah paru-paru manusia. laring trakea bronkus kiri bronkus kanan kumpulan alveolus

bronkiole paru-paru kiri

tulang rusuk

otot interkosta Rajah 4.8: Paru-paru Manusia 51


Trakea ialah struktur berbentuk tiub yang menyalurkan udara ke dalam dan ke luar paru-paru. Dinding trakea terdiri daripada gelang-gelang rawan berbentuk C yang mencegahnya daripada ranap. Trakea bercabang kepada sepasang bronkus. Setiap bronkus membahagi dan membentuk cabang-cabang yang lebih kecil yang dipanggil bronkiol. Bronkiol bercabang dan berkakhir dengan kumpulan pundi udara yang dipanggil alveolus. Pertukaran gas berlaku pada permukaan alveolus. Rajah 4.6. menunjukkan gambarajah alveolus. Pertukaran gas di paru-paru berlaku secara resapan. Di alveolus, udara sedut mengandungi lebih banyak oksigen tetapi sedikit karbon dioksida. Di kapilari darah, kepekatan gas oksigen ialah tinggi tetapi tekanan gas karbon dioksida ialah rendah. Oksigen di alveolus akan meresap ke dalam kapilari darah. Karbon dioksida dalam kapilari darah meresap ke dalam udara alveolus. Darah yang meninggalkan alveolus mempunyai kandungan oksigen yang tinggi dan karbon dioksida yang rendah.

Darah dari arteri ulmonari alveolus Bronkiol Darah dari vena pulmonari Rajah 4.9: Alveolus

52


Latihan 4.2

Kaji istilah-istilah berikut: rongga hidung, epiglottis, glottis, laring, faring, trakea, bronkus, bronkiol, alveolus, diafragma, dan hemoglobin, Tulis dua atau tiga ayat untuk menerangkan dengan jelas struktur dan fungsi setiap istilah yang anda telah kaji.

Perbincangan

Bincang dalam kumpulan ciri –ciri penyesuaian alveolus yang membolehkan pertukaran gas yang cekap.

4.3.1 Mekanisme pernafasan manusia

Pemikiran

Letak tangan anda di atas dada anda. Tarik nafas dengan kuat. Rasa pergerakan tulang-tulang rusuk. Kemudian lepas nafas dengan kuat. Apakah yang anda dapati?

53


Mekanisme pernafasan memperbaharuhi bekalan oksigen dalam paru-paru dan menyingkirkan karbon dioksida yang berlebihan daripadanya. Peparu adalah tidak berotot jadi tindakan pengembangan dan pengecutannya dilakukan oleh gerakan tulang-tulang rusuk dan diafragma. diafragma . Diafragma ialah selapis otot yang memisahkan toraks daripada abdomen. Dalam keadaan kendur, diafragma berbentuk kubah dengan puncaknya ke atas. Tulang-tulang rusuk digerakkan oleh otot interkosta luar dan dalam yang bersambung dari tulang ke tulang.

Kaji Rajah 4.8 di bawah yang menunjukkan mekanisme pernafasan manusia. Cuba terangkan apa yang berlaku pada diafragma dan sangkar rusuk semasa tarikan dan hembusan nafas. Selepas itu merujuk pada Jadual 4.3 untuk semak jawapan anda.

Tarik nafas

Hembus nafas

Rajah 4.10: Mekanisme Pernafasan Manusia

54


TARIKAN NAFAS



HEMBUSAN NAFAS

Otot interkosta luar mengecut



Otot interkosta luar mengendur



Otot interkosta dalam mengendur



Otot interkosta dalam mengecut



Tulang rusuk menaik



Tulang rusuk menurun dan



Diafragma mengecut dan

diafragma mengendur

mendatar



Diafragma melengkung ke atas



Isi padu toraks meningkat



Isipadu toraks menurun



Tekanan udara di dalam paru-



Tekanan udara di dalam paru-

paru menurun



paru meningkat



Udara dipaksa keluar dari paru-



Udara masuk ke dalam paru-paru

paru

Jadual 4.3: Mekanisme Pernafasan Manusia

4.4. Pengangkutan Oksigen Pengangkutan gas dalam manusia melibatkan sistem peredaran darah Darah merupakan medium yang mengangkut oksigen daripada paru-paru ke seluruh badan dan karbon dioksida dari seluruh badan ke paru-paru.

Hemoglobin ialah sejenis pigmen respirasi berwarna merah yang terdapat dalam sel darah mearh. Hemoglobin berfungsi sebagai pembawa oksigen. Setiap molekul hemoglobin terikat dengan empat molekul oksigen. 55


Di paru-paru, oksigen akan bergabung dengan hemoglobin untuk menghasilkan oksihemoglobin. Di sel-sel badan, oksigen berpisah daripada hemoglobin dan memasuki sel untuk proses respirasi sel. Lihat Rajah 4.1. Di paru-paru Oksigen + hemoglobin

oksihemoglobin

Di sel badan Oksihemoglobin

Oksigen + hemoglobin

Rajah 4.11: Pengangkutan Gas Oksigen

Semasa respirasi luar atau pernafasan, oksigen meresap daripada alveolus melalui membran alveolus dan masuk ke dalam plasma darah. Lihat Rajah 4. 11. 

Kebanyakkan oksigen (98.5%) masuk ke dalam sel darah merah dan bergabung dengan hemoglobin (Hb) untuk membentuk oksihemoglobin.



Lebih kurang 1.5% oksigen diangkut sebagai oksigen terlarut dalam oksigen

56


Pengangkutan Gas Karbon Dioksida

Rajah 4.12 : Pengangkutan Gas Karbon Dioksida Karbon dioksida yang terhasil daripada respirasi sel akan meresap dari bendalir tisu ke dalam plasma darah. Lihat Rajah 4.12. 

Lebih kurang 7% daripada karbon dioksida kekal dalam plasma



Lebih kurang 93% yang lain masuk ke dalam sel darah merah 

23% bergabung dengan hemoglobin untuk membentuk karbaminohemoglobin



70% karbon dioksida ditukar dalam sel darah merah menjadi ion bikarbonat (HCO - 3) CO2 + H2O

H2CO3 (asid karbonik)

57

HCO - 3 + H+


AMALI 3: Sistem Pernafasan Haiwan

Pembedahan Sistem Pernafasan Haiwan (Mamalia) Tujuan: Tujuan:

Menyiasat sistem pernafasan mamalia

Bahan dan radas: radas :

Tikus, instrumen pembedahan, papan pembedahan, mikroskop, kanta tangan,

Prosedur: Prosedur : 1. Letak tikus di atas papan pembedahan dengan bahagian ventral ke atas. Gunakan jarum untuk memegang tikus di atas papan pembedahan. 2. Mula potong di bahagian ventral pada garisan tengah dan potong hingga ke bahagian rahang tikus dan selepas itu sehingga bahagian dubur. 3. Dengan memegang kulit dengan forseps, keluarkan tisu perantara. Tarik kulit dan pinkan ke atas papan pembedahan. 4. Potong dinding toraks secara ventral dan sisi untuk mendedahkan rongga toraks.Keluarkan kelenjar timus. 5. Potong otot dan tisu di bahagian leher untuk mendedahkan trakea dan laring. 6. Potong di bahagian atas laring. Keluarkan tisu perantara yang terlekat pada trakea. 7. Dengan hati-hati, keluarkan kesemua jantung, trakea, esofagus dan laring serentak. Pisahkan esofagus dari jantung .Pinkan laring, trakea dan paru-paru di atas papan pembedahan. Lukis gambarajah berlabel struktur-struktur yang anda telah keluarkan.

58


Pembedahan Sistem Pernafasan Haiwan (Mamalia)

Soalan: 1. (a) (b)

2. (a) (b)

Kira bilangan tulang rusuk untuk haiwan ini. Terangkan fungsi sangkar rusuk semasa pernafasan haiwan ini.

Huraikan rupa dan ciri-ciri diafragma Apakah kepentingan ciri-ciri diafragma ini dalam pernafasan.

3. Huraikan rupa paru-paru kiri dan kanan. Picit paru-paru and perhatikan teksturnya. Letakkan paru-paru dalam air panas. Udara dalam paru-paru akan mengembang dan paru-paru akan terapung dalam air. 4. Ukur panjang trakea (dari laring ke bahagian cabang bronkus).

59


1.

Labelkan struktur A hingga G dalam gambarajah sistem pernafasan manusia di bawah.

A E B F

C

G D

2.

Huraikan ciri-ciri penyesuaian paru-paru manusia yang membolehkan pertukaran gas yang cekap.

3.

Terangkan bagaimana gas oksigen dan karbon dioksida diangkut dalam darah.

4.

Dengan menggunakan pengurusan grafik, banding dan beza organ pernafasan dan mekanisme pernafasan ikan, serangga dan manusia. Gunakan gambarajah yang relevan sebagai illustrasi untuk jawapan anda.

60


Buku Rujukan Clegg, C.J. with D.G. Mackean. (2007). Advanced Biology-Principles and Applications . Applications . London. Hodder Murray.

Kaskel, A. & Hummer, P.J. (2003). Biology an everyday experience . experience . New York: Glencoe McGraw Hill Lum H. K.(2000). Biology The Living Science. Singapore: Pearson Education Asia Pte Ltd.

Mader, S. S. (2001). Biology, 9th edition. New York: McGraw Hill Raven, P, H., Johnson, G. B., Losos, J.B. dan Singer, S.R.(2005). Biology. (7th ed.). Boston:McGraw Hill

Layari Internet

http://www.mcqueens.net/mcqueen-ntl/dis/toc_/Pt20.html http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookRESPSYS.html http://www.zephyrus.co.uk/characteristics.html http://ahobart.net/oldsite/biology/advanced/htmlpages/gas.htm

www.unit5.org/biology/PowerPoints/ Rat www.unit5.org/biology/PowerPoints/ Rat%20 %20Dissection Dissection.ppt .ppt

61


TOPIK 5

RESPIRASI TUMBUHAN

Sinopsis Tumbuhan menjalankan respirasi untuk mendapatkan tenaga. Organ-organ respirasi atau pernafasan tumbuhan ialah stoma dan lentisel. Daun-daun mempunyai beberapa ciri penyesuaian untuk memastikan respirasi berjalan dengan kadar optimum. Dalam topik ini anda akan belajar tentang organ-organ respirasi tumbuhan dan ciri-ciri penyesuaian daun yang membolehkan respirasi yang optimum.

Hasil Pembelajaran 1. Huraikan struktur organ respirasi tumbuhan 2. Terangkan ciri-ciri penyesuaian daun yang membolehkan respirasi optimum.


Respirasi Tumbuhan

Organ respirasi tumbuhan

Penyesuaian daun untuk respirasi optimum

Rajah 5.1: Ringkasan Keseluruhan Isi Kandungan

62


Pengenalan Tumbuhan memerlukan tenaga untuk proses hidup seperti fotosintesis, pertumbuhan, pengangkutan aktif dan pembiakan. Oleh itu tumbuhan perlu menjalankan respirasi untuk mendapatkan tenaga. Pernafasan dalam tumbuhan berlaku sepanjang hari iaitu siang dan malam untuk membekalkan tumbuhan dengan bekalan tenaga yang mencukupi Oksigen diperlukan untuk respirasi. Pada tumbuhan darat, oksigen diperolehi secara resapan ringkas melalui dua organ pernafasan iaitu stoma dan lentisel. lentisel .

5.1

Stoma

Stoma ialah liang-liang halus yang terdapat pada daun dan batang muda. Stoma membenarkan oksigen, karbon dioksida serta air keluar dan masuk dari daun. Terdapat lebih stoma pada permukaan ( epidermis) epidermis ) bawah daun berbanding dengan permukaan atas daun. Perhatikan Rajah 5.2 yang menunjukkan keratan rentas daun. Apakah nama sel yang mengelilingi stoma? Epidermis Atas Mesofil palisad

Rajah 5.2: Keratan Rentas Daun

Mesofil berspan

Epidermis bawah Berkas vaskular

Stoma

Sel Pengawal

63


Lihat Rajah 5.3 yang menunjukkan stoma yang dilihat di bawah mikroskop elektron. Stoma dikawal oleh dua sel pengawal. pengawal . Sel pengawal mengawal pembukaan dan penutupan stoma.

Stoma membuka ke dalam ruang-ruang

antara sel pada lapisan mesofil berspan dan mesofil palisad. palisad .

Sel Pengawal

Stoma

Rajah 5.3: Gambar stoma (mikroskop elektron) Semasa respirasi berlaku, oksigen melarut dalam lapisan lembap permukaan sel dan meresap ke dalam sitoplasma sel mengikut kecerunan kepekatan yang semakin menurun. Semasa oksigen digunakan, kepekatannya dalam ruang antara sel menyusut dan hal ini mewujudkan satu kecerunan kepekatan oksigen yang semakin menurun, dari atmosfera di luar stoma ke dalam ruang antara sel. Gas karbon dioksida yang terhasil daripada respirasi sel akan meresap keluar dari ruang antara sel melalui stoma ke atmosfera menuruni kecerunan kepekatan karbon dioksida.

64


5.1.1 Pembukaan dan Penutupan Stoma

Perhatikan gambarajah sel pengawal di Rajah 5.4. Apakah ciri istimewa sel pengawal?

Stoma Dinding dalam Sel Pengawal Dinding luar

Rajah 5.4 : Sel Pengawal

Ciri istimewa sel pengawal ialah dinding bahagian dalamnya lebih tebal daripada dinding luar. Ciri ini membolehkan pembukaan dan penutupan stoma. Pembukaan dan penutupan stoma bergantung pada tekanan segah sel pengawal. Apabila air masuk ke dalam sel pengawal melalui proses osmosis, tekanan segah meningkat. Sel pengawal akan mengembang. Disebabkan dinding dalam lebih tebal dan kurang elastik, kedua-dua sel pengawal akan melingkung ke luar dan membentuk bentuk seperti bulan sabit . Ini akan membuka stoma. Sebaliknya, jika sel pengawal kehilangan air, tekanan segah akan menurun dan stoma akan tutup.

Aktiviti 5.1

(a)

Ambil sehelai daun dan masukkannya ke dalam air suam.

(b)

Apakah yang anda perhatikan?

(c)

Apakah inferens yang anda dapat buat?

65


5.2

Lentisel

Lentisel ialah liang pada batang tua tumbuhan berkayu. Pokok kayu mempunyai gabus ) yang tidak telap pada udara atau air. Lentisel terdapat lapisan luar (sel ( sel gabus) pada lapisan berkayu ini. Lihat Rajah 5.5. Oksigen masuk ke dalam tumbuhan melalui lentisel dan digunakan untuk proses respirasi. Karbon dioksida yang dihasilkan semasa respirasi akan keluar melalui lentisel. Resapan gas O2 CO2 Epidermis

Lentisel

Sel gabus yang tidak telap air atau udara

Rajah 5.5: Keratan Rentas Lentisel

Aktiviti 5.2

Anda ingin memulakan kebun sayur di rumah anda. Apakah faktor-faktor yang anda perlu ambilkira untuk memastikan sayur yang ditanam dapat menjalankan respirasi dengan cekap?

66


5.3

Penyesuaian daun untuk respirasi optimum

Daun mempunyai beberapa penyesuaian untuk memastikan respirasi dapat berlaku dengan kadar optimum. Ini ditunjukkan dalam Rajah 5.6.

Bilangan stoma yang banyak

Kehadiran Stoma

Luas permukaan yang besar

Penyesuaian Daun Untuk Pertukaran Gas Bentuk nipis dan leper

Ruang udara di dalam daun

Permukaan dalam daun yang lembab

Rajah 5.6: Penyesuaian Daun Untuk Respirasi Optimum

67


Latihan 5.1

Kaji Rajah 5.6 yang menunjukkan ciri-ciri penyesuaian daun untuk respirasi optimum. Untuk setiap ciri yang ditunjukkan terangkan bagaimana ciri tersebut membantu daun dalam respirasi.

Bincangkan jawapan anda semasa tutorial.

Latihan 5.2

1. Namakan organ pernafasan tumbuhan

2. Lukiskan keratan rentas daun dan labelkan struktur-struktur berikut: stoma, sel pengawal, mesofil palisad, mesofil berspan, epidermis atas dan epidermis bawah.

3. Terangkan dengan bantuan gambarajah, mekanisme pembukaan dan penutupan stoma

68


Clegg, C.J. with D.G. Mackean. (2007). Advanced Biology-Principles and Applications .Hodder Applications .Hodder Murray. London Lum H. K.(2000). Biology The Living Science. Singapore: Pearson Education Asia Pte Ltd. Mader, S. S. (2001). Biology, 9th edition. New York: McGraw Hill Raven, P, H., Johnson, G. B., Losos, J.B. dan Singer, S.R.(2005). Biology. (7th eds.). Boston:McGraw Hill

http://www.s-cool.co.uk/a-level/biology/gas-exchange/revise-it/gas-exchange-inplants http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/G/GasExchange.html http://www.scribd.com/doc/8304091/81-Gas-Exchange-in-Plants http://www.skoool.ie/skoool/examcentre_sc.asp?id=2846

69


TOPIK 6

RESPIRASI SEL DALAM TUMBUHAN DAN HAIWAN

Sinopsis Respirasi sel ialah proses pengoksidaan dan dan pemecahan makanan oleh organisma hidup (haiwan dan tumbuhan) melalui satu siri tindakbalas di dalam sel untuk menghasilkan tenaga. Respirasi sel menukarkan glukosa yang terhasil daripada pencernaan karbohidrat kepada karbon dioksida air dan tenaga . Proses ini dikawal oleh enzim yang tertentu. Tenaga yang terhasil daripada respirasi sel disimpan dalam bentuk ATP.

Hasil Pembelajaran 1. Banding dan bezakan antara respirasi aerobik dan anaerobik. 2. Huraikan fungsi mitokondria. 3. Terangkan kepentingan respirasi anaerobik dalam kehidupan seharian.

Ringkasan Topik

Respirasi

Respirasi Luar

Respirasi Dalam

Respirasi Aerob

70

Respirasi Anaerob


6.1 Respirasi Aerob Respirasi aerob adalah proses menghasilkan tenaga melalui pengoksidaan glukosa. Respirasi ini berlaku sepanjang masa dalam semua sel hidup pada tumbuhan dan haiwan serta pada mikroorganisma. Respirasi ini memerlukan kehadiran oksigen untuk melengkapkan tindakbalasnya dan menghasilkan karbon dioksida dan wap air sebagai hasil sampingan. Respirasi ini membebaskan banyak tenaga di mana sebahagiannya dibebaskan sebagai haba dan sebahagian lagi sebagai ATP. Keseluruhan proses respirasi aerobik boleh diwakili oleh persamaan berikut:

C6H12 O6 + O2

6CO2 + 6H2O + tenaga

Respirasi aerob melibatkan tiga peringkat yang utama: a) Glikolisis di mana glukosa ditukar kepada piruvat b) Kitar Kreb dimana piruvat ditukar kepada karbon dioksida dan air c) Sistem Pengangkutan Elektron di mana hidrogen yang dikeluarkan dari pengoksidaan ditukar kepada air dan menghasilkan ATP.

6.1.1 Glikolisis. Glikolisis ialah siri tindakbalas di mana gula 6 karbon dipecahkan kepada 2 molekul gula 3 karbon iaitu piruvat. piruvat. Proses ini berlaku di dalam sitosol. sitosol . Pada peringkat permulaan glukosa, difosforilasikan dengan bantuan ATP. Ia seterusnya ditukar kepada fruktosa fosfat dan seterusnya fruktosa bifosfat. Pada peringkat ini 2 molekul ATP digunakan. Seterusnya gula 6 karbon ini

dipecahkan

kepada 3 molekul gula 3 karbon dikenali sebagai triose fosfat. Akhirnya triose fosfat dioksidakan kepada piruvat melalui pengeluaran hidrogen, menghasilkan NAD. Dua molekul ATP terbentuk apabila setiap triose fosfat dibentuk. Ini menunjukkan menunj ukkan 4 molekul 71


ATP dibentuk sepanjang pengoksidaan dan penghasilan bersih 2 molekul ATP dihasilkan dari 1 molekul glukosa.

Rajah 6.1: Glikolisis 6.1.2 Kitar Kreb

Kitar ini berlaku di dalam mitokondria. mitokondria . Piruvat hasil dari glikolisis memasuki mitokondria dan mengalami dekarboksilasi melalui pengeluaran 1 molekul karbon dioksida. 2 karbon yang tinggal bergabung dengan coenzyme A membentuk asetil coenzyme A . Atom Hidrogen diterima oleh penerima hidrohen NAD membentuk NADH2. Asetil CoA bertindakbalas dengan oksaloasetat (OAA) dengan kehadiran enzim. Kumpulan asetil kemudiannya terurai membentuk sitrat yang akan digunakan semula untyk meneruskan kitaran.

72


Rajah 6.2: Kitar Kreb

6.1.3 Sistem Pengangkutan Elektron Pasangan hidrogen yang dikeluarkan dari tindakbalas perantaraan di antara pengoksidaan glukosa di terima oleh penerima hidrogen iaitu NAD. Tindakbalas ini dimangkinkan oleh enzim dihidrogenase. Atom hidrogen dalam NADH

2

dioksidakan

kepada air oleh hidrogen . Ini dikenali sebagai laluan pengangkutan elektron. Dalam tiga peringkat pemindahan disepanjang laluan, tenaga dibebaskan dan digunakan untuk mensintesiskan ATP daripada

ADP dan fosfat . Tindakbalas ini dimangkinkan oleh

enzim ATP-sintetase.

73


Rajah 6.3: Sistem pengangkutan Elektron Jadual 6.1: Ringkasan Proses Respirasi Aerob Peringkat

Tempat berlaku di dalam sel

Proses keseluruhan

Bilangan ATP yang dihasilkan

Glikolisis

Sitosol

Glukosa terurai kepada dua molekul piruvat.

2 bagi setiap satu molekul glukosa.

Pengoksidaan piruvat

Matrix : bendalir di dalam mitokondria

Piruvat ditukarkan ke Asetil-co A

tiada

Kitar kreb

Matrix : bendalir di dalam mitokondria

Asetil co A membantu kitar kreb untuk menghasilkan hydrogen

2 dalam setiap pusingan . oleh itu 4 bagi setiap molekul glukosa.

Sistem Pengangkutan Elektron

Membran dalam mitokondria

Hydrogen membantu siri tindakbalas pengoksidaan dan penurunan untuk menghasilkan ATP

32 bagi setiap molekul glukosa

74


6.2 Respirasi Anaerob

Respirasi anaerobik ialah penguraian dan pembebasan tenaga daripada makanan tanpa menggunakan oksigen . Respirasi ini dilakukan oleh sesetangah bakteria, kulat, tumbuhan hijau dan haiwan dalam keadaan tertentu. Hasil respirasi anaerob ialah asid laktik dan tenaga. C6H12O6 Glukosa

2C3H6O3 + 150kJ asid laktik

Latihan 6.1

Banding bezakan antara respirasi aerob dan respirasi anaerob. Buat rujukan melalui buku atau layari internet untuk mendapat kan jawapan anda. Kongsikan bahan bacaan anda dengan rakan-rakan yang lain.

75


6.3 Mitokondria

Struktur dalam mitokondria Membran dalam

Membran luar

krista matriks

Sumber: avonapbio.pbworks.com

Rajah 6.4: Mitokondria Mitokondria adalah organel tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel benda hidup. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0.5 µm dan panjang 0.5 – 1.0 µm. Ia mempunyai dua lapisan membran, membran , iaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan membran disebut sebagai

dalam berbentuk lipatan-lipatan yang yang sering

krista ( cristae) . Di dalam mitokondria terdapat 'ruangan' yang

disebut matriks , di mana terdapatnya beberapa mineral. Mitokondria banyak terdapat pada sel yang yang menjalankan aktiviti metabolisme yang yang tinggi dan memerlukan

ATP

dalam jumlah yang banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria adalah berbeza-beza untuk setiap sel.

76


6.4 Kepentingan Proses Anaerobik Dalam Kehidupan Seharian

Seperti respirasi aerobik, respirasi anaerobik juga mempunyai banyak kepentingan dalam kehidupan seharian. 1. Proses penapaian. Penapaian mempunyai banyak kegunaan dalam bidang perindustrian. Etanol yang dihasilkan digunakan untuk menyediakan minuman beralkohol seperti wain dan bir. Yis pula digunakan untuk membuat roti kerana karbon dioksida yang dibebaskan akan menghasilkan rongga di dalam roti dan menjadikannya lembut. Penapaian oleh bakteria pula berguna dalam penghasilan cuka, tairu, keju dan mentega. 2. Aktiviti yang aktif. Semasa aktiviti otot yang giat, kadar pernafasan dan kadar denyutan jantung akan bertambah cepat untuk membekalkan lebih oksigen kepada otot. Namun begitu kuantiti oksigen yang diperlukan oleh otot jauh melebihi kuantiti oksigen yang dibekalkan kepadanya. Dalam keadaan ini sel otot terpaksa berespirasi secara anaerob untuk menghasilkan tenaga yang diperlukan. 3. Tumbuhan yang terendam ketika banjir. Semasa banjir tumbuhan yang ditenggelami air dapat hidup selama beberapa hari dengan berespirasi secara anaerob. Namun jangka masa pernafasan secara anaeron ini hanya dapat bertahan dalam satu tempoh yang terhad.

77


Latihan 6.2

Ali adalah peserta Rumah Kuning bagi acara sukan di sekolahnya. Dia mengambil bahagian dalam acara larian 100m. Selepas tamat berlari dalam acara tersebut Ali tercungap-cungap selama beberapa ketika. Huraikan tentang mekanisma pernafasan Ali dan mengapakah perlunya dia bernafas secara yang yang demikian. Sediakan jawapan anda untuk dibincangkan dalam tutorial yang akan datang.

Buku Rujukan Clegg.C.J dan Mackean D.G (2000). Advance Biology: Principles and Application. Second Edition. Hodder Education, London. Voet. D dan Voet.J.G (1990). Biochemistry.John Wiley & Sons, Inc.

Layari Internet

http://avonapbio.pbworks.com/w/page/9429473/Mitochondria:-The-Powerhouse-of-a-Cell http://ict4us.com/r.kuijt/en_krebs.htm

Tamat Topik 6

78

TOPIK 7

PERTUMBUHAN

Sinopsis Pertumbuhan merupakan satu proses sesuatu organisma berkembang dari bentuk ringkas kepada bentuk yang lebih kompleks. Pertumbuhan memberikan perubahan kuantiti samada fizikal atau abstrak kepada sesuatu organisma. Pertumbuhan berlaku pada tumbuhan dan haiwan mengikut corak pertumbuhan tertentu. Pelbagai lengkungan pertumbuhan yang berbeza boleh diperolehi daripada pertumbuhan tumbuhan dan haiwan. Pelbagai parameter untuk mengukur pertumbuhan seperti tinggi, berat, dan luas permukaan boleh digunakan untuk membina lengkungan pertumbuhan organisma. Dalam topik ini anda akan mempelajari tentang takrif pertumbuhan, jenis lengkungan pertumbuhan dan corak pertumbuhan pada tumbuhan dan haiwan.


Menjelaskan definisi pertumbuhan.

2.

Menjelaskan pola pertumbuhan dan jenis lengkungan pertumbuhan organisma.

3.

Menghuraikan pertumbuhan biji benih dari segi pertambahan tinggi, bilangan daun dan saiz batang.

4.

Mengenalpasti keadaan yang diperlukan untuk pertumbuhan tumbuhan yang sihat.

5.

Mengenalpasti keadaan yang diperlukan untuk percambahan biji benih.

79

Ringkasan Topik

Pertumbuhan

Corak Pertumbuhan Tumbuhan dan Haiwan

JenisJeni s- je jeni nis s Lengkungan Pertumbuhan

Definisi Pertumbuhan


7.1

Definisi Pertumbuhan

Pertumbuhan merupakan salah satu ciri bagi benda hidup yang mana berlaku satu perubahan tetap ke atas sesuatu organisma yang melibatkan pertambahan bilangan sel, saiz, dan fungsi secara tidak berbalik. berbalik. Pertumbuhan organisma samada tumbuhan atau haiwan adalah berbeza untuk organisma unisel dan mulltisel.

7.1.1 Pertumbuhan dalam Organisma Unisel Apabila organisma unisel mencapai sesuatu saiz maka organisma unisel terbelah kepada dua sel. Ini kerana saiz sel telah menjadi terlalu besar untuk membolehkan nukleus mengawal keseluruhan aktiviti sel. Pembelahan sel meningkatkan pertumbuhan populasi bagi organisma unisel. 7.1.2 Pertumbuhan dalam Organisma Multisel

Organisma multiselular bertambah saiz dan menjadi kompleks bermula dari satu sel iaitu zigot yang akan melalui pertumbuhan untuk menjadi organisma yang kompleks. Pertumbuhan melibatkan tiga peringkat yang berlainan iaiatu fasa pembahagian sel, sel , pemanjangan

sel

dan

pembezaan

sel. 80

Fasa

pembahagian

sel

melibatkan

pembahagian sel untuk menambahkan bilangan sel pada sesuatu organisma. Fasa pembesaran sel melibatkan penambahan dalam saiz sel. Setelah mencapai saiz yang optimum, sel tersebut akan membeza daripada sel bukan khusus untuk menjadi sel khusus yang akan menjalankan fungsi tertentu. Organisma melalui pertumbuhan dan pembezaan dari segi bentuk, struktur dan pembentukan organ serta sistem untuk membentuk organisma multiselular yang kompleks.

7.2

Jenis-jenis Lengkungan Pertumbuhan

Lengkungan pertumbuhan diperolehi dengan menggunakan pelbagai parameter pertumbuhan seperti perubahan jisim, panjang, tinggi atau luas permukaan yang diplotkan melawan satu set julat masa untuk sesuatu populasi organisma atau organ. Lengkungan Pertumbuhan Haiwan Bukan semua haiwan mempunyai lengkungan pertumbuhan yang sama. Haiwan seperti harimau, tikus, kucing dan manusia mempunyai rangka dalam dan mengalami pertumbuhan selanjar iaitu pertumbuhan berlaku secara beransur-ansur. Pola pertumbuhan yang akan dibentuk ialah lengkungan pertumbuhan sigmoid yang berbentuk S . Haiwan yang mempunyai rangka luar seperti ketam, udang, kala jengking “

”

dan serangga mengalami pertumbuhan tidak selanjar iaitu pertumbuhan berperingkat. Lengkung pertumbuhan yang dibentuk adalah berbentuk tangga.

7.2.1 Lengkungan Pertumbuhan Sigmoid (Bentuk-S) Lengkungan pertumbuhan sigmoid (Rajah 7.2) boleh dibahagikan kepada lima peringkat, iaitu: 1.

Fasa Permulaan (M)   

2.

Kadar pertumbuhan perlahan Pembahagian sel bermula tetapi tiada penambahan saiz Organisma mengadaptasi kepada sumber makanan yang baru

Fasa Eksponen (N)  

Kadar pertumbuhan paling cepat Sel mengalami pembahagian dan pemanjangan 81



3.

Fasa Kematangan (O)  

4.

Kadar pertumbuhan seterusnya menjadi malar atau tetap Kadar pertumbuhan dihadkan oleh faktor dalaman, contoh hormon pertumbuhan atau faktor luaran seperti kekurangan makanan

Fasa Kedewasaan (P)    

5.

Saiz sel mengalami pertambahan saiz yang sangat cepat

Tiada kadar pertumbuhan Organisma mencapai kematangan Saiz organisma kekal tidak berubah Pembahagian sel berlaku untuk menggantikan sel yang rosak atau mati

Fasa Penuaan (Q)  

Organisma mengalami proses penuaan dan akhirnya mati Kadar pertumbuhan adalah negatif.

Rajah 7.2:

Lengkungan Pertumbuhan Sigmoid

[Sumber: tutor.com.my]

Lengkungan pertumbuhan sigmoid manusia Manusia mengalami pertumbuhan selanjar dan membentuk lengkungan pertumbuhan sigmoid (Rajah 7.3). Lengkungan pertumbuhan pada manusia terbahagi kepada fasa bayi, kanak-kanak, remaja, dewasa dan tua/mati.

82

Rajah 7.3:

Lengkungan Pertumbuhan Sigmoid Pada Manusia .

[Sumber: tutor.com.my ]

7.2.2 Lengkungan Pertumbuhan Haiwan Rangka Luar Haiwan yang berangka luar seperti serangga mempunyai rangka luar yang keras dan tidak kenyal kerana terdiri daripada sejenis polisakarida dikenali sebagai kitin. kitin. Rangka yang keras ini menganggu proses pertumbuhan yang selanjar. Dengan demikian haiwan muda ini akan bersalin kulit berulang kali sehingga mencapai dewasa. Semasa menyalin kulit rangka luar yang lama akan tanggal dan disingkirkan serta diganti denga kulit baru yang lebih besar. Penyalinan kulit ini dikenali sebagai ekdisis dan proses ini berlaku secara

berkala.

Semasa

ekdisis,

udara

akan

disedut

oleh

haiwan

untuk

mengembangkan badannya yang sekarang diliputi oleh rangka luar yang baru, lembut serta kenyal. Tindakan ini akan memecahkan rangka luar yang lama dan haiwan dengan rangka luar baru akan keluar daripadanya. Rangka luar akan mengalami pertumbuhan pesat dan mengembangkan badan haiwan sebelum rangka luar menjadi keras. Setiap peringkat antara proses penyalinan kulit digelar instar. instar. Lengkungan pertumbuhan bagi jenis haiwan ini adalah berbentuk tangga (Rajah 7.5).

83

Dewasa

Saiz

Ekdisis Instar

Menetas

Masa

Rajah 7.5: Lengkungan Pertumbuhan Berbentuk Tangga Serangga [Sumber: countingthoughts.com]

7.3

Corak Pertumbuhan Haiwan dan Tumbuhan

Berapa corak pertumbuhan yang biasa ditunjukkan oleh haiwan dan tumbuhan ialah: a) b) c) d) e)

Pertumbuhan Allometrik Pertumbuhan Isometrik Pertumbuhan Tak Berterusan Pertumbuhan Terhad Pertumbuhan Tak Terhad

7.3.1 Pertumbuhan Allometrik (allo: lain-lain; metrik: pengukuran ) Kebanyakan haiwan dan tumbuhan mengalami pertumbuhan pada pelbagai bahagian badan mengikut kadar pertumbuhan yang berbeza, dan pada akhirnya merupakan kadar pertumbuhan kepada keseluruhan badan. Prosedur ini menyebabkan berlaku perubahan dari segi saiz dan bentuk organisma.

Rajah 7.8: Pertumbuhan Allometrik pada Manusia . [Sumber: ncbi.nlm.nih.gov]

84

7.3.2 Pertumbuhan Isometrik Pertumbuhan isometrik berlaku apabila organ badan tumbuh pada kadar min yang hampir sama sebagaimana bahagian badan yang lain. Prosedur ini menyebabkan tiada perubahan dari segi bentuk atau bahagian luaran badan apabila saiz organisma bertambah.

Rajah 7.9: Pertubuhan Isometrik pada Ikan. [Sumber: tutorvista.com ] 7.3.3 Pertumbuhan Tak Berterusan Haiwan yang berangka luar seperti serangga mengalami pertumbuhan yang tidak selanjar kerana rangka luar yang keras menghadkan pertumbuhan yang selanjar. Pertumbuhan bagi setiap bahagian badan berlaku pada kadar yang sama. Namun begitu, parameter tumbesaran panjang digunakan didapati tidak dapat memberikan refleksi sebenar pertumbuhan organisma jenis ini. Ini kerana jika parameter tumbesaran berat kering digunakan, satu lengkungan sigmoid akan diperolehi, menunjukkan pertumbuhan bahan organik seperti protein adalah selanjar.

Rajah 7.10: Pertumbuhan tak Berterusan pada Belalang .([Sumber: utorvista.com ] 85

7.3.4 Pertumbuhan Terhad Manakala bagi pertumbuhan terhad, pertumbuhan tidak berlaku berterusan sepanjang hayat yang mana apabila organisma mencapai sesuatu tahap atau saiz tiada lagi pertumbuhan berlaku. Pertumbuhan ini berlaku pada tumbuhan saka pada buah, biji dan daun dikotiledon. Manakala pada haiwan, ianya berlaku pada mamalia, serangga dan burung.

7.3.5 Pertumbuhan Tak Terhad Bagi pertumbuhan tak terhad, organisma mengalami pertumbuhan berterusan sepanjang

hayat.

Organisma

tersebut

ialah

tumbuhan

berkayu,

daun

monokotiledon, fungi, alga dan beberapa invertebrata seperti terumbu karang, ikan dan reptilia.

(a)

Kenalpasti keadaan yang diperlukan untuk percambahan biji benih.

(b)

Cambahkan beberapa biji benih jagung (monocot) dan kaca soya (dikot) pada serbuk kayu yang lembap dan rekodkan pemerhatian pertumbuhan biji benih. Jelaskan berkenaan pertumbuhan biji benih dari segi ketinggian, jumlah daun dan saiz batang anak pokok.

(c)

Terangkan keadaan yang diperlukan untuk pertumbuhan tumbuhan yang sihat.

86

Lee Ching and Arunasalam,J. (2007). Pre-U text STPM Biology . Shah Alam: Pearson Malaysia. Sdn. Bhd. Raven, P.H. Johnson, G.B., Losos, J.B. and Singer, S.R. (2005). Biology. Boston: McGraw Hill Higher Education.

Layari Internet

http://www.biologyreference.com/Gr-Hi/Growth.html http://www.britannica.com/EBchecked/topic/247218/growth http:www.britannica.com/EBchecked/topic/247218/growth http://www.cactus-art.biz/note-book/Dictionary/Dictionary_G/dictionary_growth.htm http://www.cdli.ca/courses/biol2201/unit04_org01_ilo02/b_activity.html http://www.demographic-research.org/Volumes/Vol15/12/15-12.pdf http://www.science.siu.edu/zoology/materials/zool466/fish7.pdf

87

TOPIK 8

NUTRISI HAIWAN

Sinopsis Setiap organisma hidup memerlukan makanan. Namun begitu cara organisma mendapat serta mencernakan makanan adalah berbeza. berbeza . Cara pemakanan haiwan untuk mendapatkan makanan boleh dikelaskan kepada tiga iaitu karnivor, karnivor , herbivor dan omnivor. omnivor.

Hasil Pembelajaran

1.

Bandingkan gigi haiwan karnivor, herbivor dan omnivor.

2.

Bandingkan sistem penghadaman manusia dengan sistem penghadaman arnab.

3.

Kaji kepentingan enzim dan fungsinya dalam pencernaan.

Ringkasan Topik

Nutrisi Haiwan

Karnivor, Herbivor dan Karnivor

Sistem penghadaman

Kepentingan enzim


88

8.1 Karnivor, Herbivor dan Omnivor 8.1.1 Karnivor Haiwan karnivor adalah haiwan yang memakan daging. daging . Haiwan jenis ini mendapatkan tenaga dan keperluan nutrien seharian melalui diet yang terdiri dari tisu haiwan yang lain. Haiwan jenis ini biasanya akan mendapatkan makanan melalui pemangsaan dan memakan bangkai.

Gigi kacip

Gigi taring Geraham besar Geraham kecil

Rajah 8.2: Struktur tengkorak gigi karnivor Sumber: smithlifescience.com

Rajah 8.3: Rajah sebenar struktur gigi karnivor Sumber: jonbarron.org jonbarron.org

8.1.2 Herbivor Herbivor adalah haiwan yang mendapatkan tenaga melalui tumbuh-tumbuhan. tumbuh-tumbuhan . Kebanyakan herbivor memerlukan tenaga yang banyak untuk kelangsungan hidup. Oleh itu lembu, kerbau, kambing

serta haiwan ruminan yang lain perlu makan

sepanjang hari.

89

diastema

Rajah 8.4: Rajah tengkorak gigi herbivor Sumber: users.tamuk.edu

8.1.3 Omnivor. Omnivor . Omnivor adalah jenis haiwan yang makan tumbuhan. tumbuhan .

samada haiwan yang lain atau

Sesetengah omnivor akan memburu untuk mendapatkan makanan .

Sesetengahnya akan makan bangkai dan ada juga yang akan makan telur organisma yang lain. Omnivor makan dan boleh mencernakan sesetengah jenis tumbuhan sahaja. Omnivor boleh makan semua buah-buahan dan sayur-sayuran.

Gigi taring

geraham

Geraham kecil

Gigi kacip Sumber: psychology-forum.com

Rajah 8.5: Struktur gigi omnivor

90

Aktiviti

Kaji gigi haiwan karnivor, herbivor dan omnivor. Lukis dan labelkan 4 bentuk gigi yang utama. Nyatakan peranan setiap gigi tersebut. Bincangkan dapatan anda dalam tutorial yang berikutnya.

8.2 Sistem Penghadaman Penghadaman (pencernaan) ialah proses pemecahan atau penguraian bahan-bahan makanan yang besar dan kompleks kepada butiran yang ringkas dan kecil untuk digunakan oleh sel-sel badan. Sistem penghadaman adalah gabungan salur penghadaman dan kelenjar-kelenjar yang terlibat dalam penghadaman makanan.

8.2.1 Sistem Penghadaman Manusia. Sistem penghadaman manusia meliputi mulut, esofagus, perut, pankreas, hati, pundi hempedu, duodenum, ileum, apendks, sekum, kolon, rektum dan dubur.

91

mulut esof sofa us hati erut pankreas Usus kecil Usus besar

Rajah 8.6:

Sistem Penghadaman Manusia

Jadual 8.1: Bahagian Sistem Penghadaman dan Fungsinya. Bahagian Sistem Penghadaman

Fungsi

Mulut

pengambilan makanan

Gigi

memotong dan mengisar makanan

Lidah

merasa makanan, membentuk bolus makanan dan menolak makanan ke dalam esofagus

Kelenjar air liur

merembeskan air liur

Epiglotis

mencegah makanan memasuki trakea

Esofagus

membawa bolus makanan ke perut secara tindakan peristalsis.

Perut

-menyimpan makanan -merembes jus gaster -mencampurgaul makanan dengan jus gastrik -tempat pencernaan protein dan pembunuhan bakteria

92

Pencerut pilorus

-mengawal pergerakan makanan keluar dari perut ke duodenum

Duodenum

-meneutralkan asid hidroklorik -pencernaan karbohidrat, lemak dan protein

Hati

mengeluarkan jus hempedu

Pundi hempedu

menyimpan hempedu sebelum di hantar ke duodenum

Pankreas

merembeskan jus pankreas

Ileum

-pencernaan yang lengkap untuk karbohidrat, lemak dan protein -penyerapan hasil pencernaan

Kolon

-menyerap semula air dan garam mineral -menyimpan makanan tak tercerna

Rektum

menyimpan najis

Dubur

mengawal dan membenarkan pembuangan najis

8.2.2 Sistem Penghadaman Haiwan Bukan Ruminan.

Haiwan bukan ruminan terdiri daripada arnab, tikus dan kuda. Haiwan ini mempunyai sekum yang sangat besar untuk bertindak sebagai ruang penapaian. Di sekum terdapat banyak protozoa simbiotik dan bakteria. Haiwan ini menghasilkan dua jenis najis. Najis yang disingkirkan pada kali pertama terdiri dari bahan dari sekum. Ia adalah lembut, berlendir dan separuh cerna. Kemudian najis itu dimakan semula oleh haiwan tersebut untuk pencernaan kali kedua supaya lebih proses penghadaman lebih lengkap. Proses ini membolehkan lebih banyak makanan diserap.

93

perut

Usus kecil

sekum

hati pankreas kolon rektum

dubur

Rajah 8.7: Sistem Penghadaman Arnab

Latihan 8.1

Kaji sistem pencernaan manusia dan sistem pencernaan arnab. Dengan bantuan dari mana-mana sumber bahan bacaan (majalah, internet,dll) huraikan perbandingan antara kedua-dua sistem pencernaan berikut. Kongsikan bahan bacaan dengan rakan yang lain dengan menyatakan nama pautan dan rujukan yang berkenaan. Bincangkan dapatan anda dalam tutorial yang berikut.

8.3 Enzim dan pencernaan Enzim

merupakan

mangkin

organik.

Fungsi

enzim

ialah

mengawal

dan

mempercepatkan kadar tindakbalas biokimia di dalam organisma hidup. Bahan yang ditindakkan oleh enzim disebut substrat. Setiap enzim dinamakan mengikut substratnya dan diakhiri dengan .....ase. Contoh: Substrat (Maltosa); enzim (maltase).

94

Jadual 8.2: Enzim dan pencernaan Bahagian saluran makanan Mulut Perut

Duodenum

Ileum

Kelenjar

Nama lelehan

Enzim

pH

Tugas

kelenjar liur

air liur

Ptialin

6.8

kanji

maltosa

kelenjar gaster

jus gaster

pepsin renin

1.5 1.5

HCl

1.5

protein pepton + polipeptida kaseinogen garam kalsium + kasein membentuk medium berasid, membasmi kuman, memberhentikan tindakan ptialin

hati

hempedu

garam hempedu pigmen hempedu

pankreas

jus pankreas

amilase

7.8

kanji

tripsinogen

7.8

lipase

7.8

tripsinogen tripsin pepton peptida + polipeptida lemak asid lemak + gliserol

amilase maltase sukrase

7.6 7.6 7.6

laktase

7.6

erepsin

7.6

lipase

7.6

jus ileum

garam beralkali

95

membaurkan lemak

maltosa

kanji maltosa maltosa glukosa sukrosa glukosa + fruktosa laktosa glukosa + galaktosa polipeptida + peptida asid amino lemak asid lemak + gliserol menyediakan medium beralkali

AMALI 4: Enzim dan Pencernaan

Objektif: Mengkaji tindakan enzim amylase ke atas kanji. Bahan dan Radas: Bikar Kertas litmus merah dan biru Silinder penyukat Termometer Tabung uji Penitis 1% larutan kanji Asid hidroklorik cair Natrium hidroksida cair Larutan Benedict Larutan Iodine

Kaedah: Mengkaji tindakbalas enzim amylase ke atas kanji.

1. 2. 3. 4.

6. 7. 8.

Berkumur-kumur dengan air yang bersih. Teruskan berkumur-kumur selama beberapa minit dan kumpulkan hasil di dalam tabung uji. Uji air liur yang dikumpul dengan kertas litmus untuk mengetahui samada ia berasid atau beralkali. Bahagikan air liur ke dalam 3 tabung uji yang berlainan dan labelkan B, C dan D A – 3 cm³ air suling B – 3 cm³ air liur C – 3 cm³ air liur dan 3 cm³ asid hidroklorik cair D – 3 cm³ air liur dan larutan natrium hidroksida Masukkan 5 cm³ larutan kanji dalam setiap tabung uji dan kacau rata. Selepas 30 minit ,uji sebahagian larutan dari setiap tabung uji dengan larutan iodin dan sebahagian lagi dengan larutan benedict. Rekodkan pemerhatian anda dalam jadual .

96

Keputusan: Keputusan :

Tabung uji

Kandungan

A

Kanji + air suling

B

Kanji + air liur

C

Kanji + air liur + HCl cair

D

Kanji + air liur + NAOH cair

Ujian Iodin

Ujian bendeict

Inferen

Bincangkan kesimpulan yang boleh dibuat berkaitan aktiviti enzim amylase.

Latihan 8.2

Enzim memainkan peranan yang penting dalam kehidupan seharian. Salah satu daripadanya ialah dalam industri makanan. Bincangkan bagaimana enzim memainkan peranan dalam industri tersebut. Senaraikan pautan internet yang berjaya diakses untuk membantu menyelesaikan masalah ini.

97

Buku Rujukan

Campbell, N., Reese, J, Taylor, M, Simon, E. (2006). Biology concepts & connections . connections . (5th Eds.). San Francisco: Pearson Education Asia Pte Ltd. Kaskel, Albert and Hummer, Paul.J. (2003). Biology an everyday experience . experience . New York: GlencoeMcGraw Hill Lee S.C, Liew S.L, Choong N.M (2004). Success in Biology for STPM Vol.2 . Vol.2 . Kuala Lumpur:Fajar Bakti, Lum How Kee (2000) Biology The Living Science . Singapore:Pearson Mader, Sylvia S (2007) Biology. (9th eds.). New York:McGraw Hill

Layari Internet

http://www.link.vet.ed.ac.uk/clive/cal/rumencal/frames/frmrumen.html http://www.scribd.com/doc/4800672/ASSIMILATION-AND-DIGESTIVE-SYSTEM http://www.kgsepg.com/project-id/4033-digestion-ruminants-and-rodents http://www.earthlife.net/mammals/diet.html

Tamat Topik 8

98

SCE3101- HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN

TOPIK 9

NUTRISI TUMBUHAN

Sinopsis Makanan diperlukan oleh organisma untuk membekalkan tenaga kepadanya. Tumbuhtumbuhan adalah pengeluar utama makanan bagi memastikan kesinambungan hidupan di alam ini. Tumbuhan membuat makanan sendiri melalui proses fotosintesis. fotosintesis . Di

samping

membuat

makanan

sendiri

tumbuhan

juga

berperanan

dalam

keseimbangan alam sekitar.


Menghuraikan keperluan fotosintesis.

2.

Menulis persamaan proses fotosintesis.

3.

Menyatakan kepentingan proses fotosintesis kepada manusia sejagat.

4.

Menghuraikan faktor-faktor faktor-fakto r yang mempengaruhi kadar fotosintesis.

5.

Mengkaji keadaan yang perlu untuk fotosintesis.

Ringkasan Topik

Nutrisi Tumbuhan

Keperluan fotosintesis

Faktor -faktor yang mempengaruhi fotosintesis

Rajah 9.1: Ringkasan Isi Kandungan 99

Mengkaji keadaan yang perlu untuk fotosintesis


9.1 Fotosintesis

Kehidupan di alam ini banyak bergantung kepada fotosintesis. Manusia bergantung kepada fotosintesis melalui proses menghembus dan menarik nafas. Karbon dioksida yang berlebihan di atmosfera boleh meracun kehidupan manusia dan haiwan manakala kekurangan oksigen pula boleh menyebabkan kematian mereka. Oleh itu satu kitaran semulajadi yang melibatkan proses fotosintesis dapat memastikan kedua-dua gas ini berada dalam keadaan yang seimbang. Di samping itu tumbuhan juga bergantung kepada fotosintesis untuk memastikan penghasilan glukosa dan kanji.

9.1.1 Kloroplas Kloroplas adalah plastid yang mengandung klorofil . Di dalam kloroplas berlaku fasa terang dan fasa gelap dari fotosintesis tumbuhan. Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat tinggi, kloroplas tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan keamatan cahaya. Kloroplas tumbuhan yang matang mempunyai dua membran luar yang menyaluti stroma . Dalam stroma terdapat sejumlah grana, yang terbina dari susunan tilakoid yang berupa gelembung bermembran dan nipis. Membran tilakoid menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem pengangkutan elektron yang terlibat dalam fasa fotosintesis yang yang bergantung pada cahaya. Grana biasanya terikat dengan lamela intergrana yang bebas pigmen.

100

SCE3101- HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN KLOROPLAS Membran luar

Membran dalam

Rajah 9.2 Struktur Kloroplas

9.2 Persamaan Proses Fotosintesis

Fotosintesis ialah proses mensintesiskan sebatian organik (glukosa) daripada air dan karbon dioksida dengan tenaga cahaya yang diserap oleh klorofil. Klorofil ialah pigmen hijau yang menyerap tenaga cahaya untuk digunakan semasa fotosintesis. Persamaan bagi keseluruhan proses fotosintesis adalah seperti berikut:

klorofil 6CO2 + 12H2O

6O2 + Cahaya matahari

101

C6H12O6

+

6H2O


tenaga Oksigen dibebaskan Karbon dioksida klorofil

Glukosa dihasilkan

air

Rajah 9.3: Ilustrasi Proses Fotosintesis

Sumber:wwwfotosintesis.blogspot.com

9.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pr oses fotosintesis. Proses fotosintesis bergantung kepada beberapa faktor utama; antaranya: 9.3.1 Kepekatan karbon dioksida. (i) Apabila faktor-faktor lain seperti keamatan cahaya dan suhu adalah tetap, kadar fotosintesis akan bertambah dengan peningkatan kepekatan karbon dioksida sehingga mencapai takat maksimum. Peningkatan kepekatan karbon dioksida yang seterusnya tidak lagi meningkatkan kadar fotosintesis.

102

SCE3101- HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN Kadar fotosintesis

b

c

a [CO2] Graf 9.1: Kesan kepekatan karbon dioksida ke atas kadar fotosintesis. ab: ab: kadar fotosintesis meningkat dengan penambahan kepekatan CO 2. bc: bc: kadar fotosintesis sekata setelah mencapai takat maksimum.

(ii) Kadar fotosintesis yang maksimum untuk sesuatu kepekatan karbon dioksida tertentu berubah mengikut keamatan cahaya dan suhu persekitaran yang berlainan. Kadar fotosintesis Keamatan cahaya tinggi

Keamatan cahaya sederhana

Keamatan cahaya rendah

[CO2] Graf 9.2: Kesan Peningkatan Karbon Dioksida Ke Atas Kadar Fotosintesis Pada Keamatan Cahaya yang Berlainan

103

SCE3101- HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN 9.3.2 Keamatan Cahaya

(i) Dengan kehadiran faktor-faktor lain yang tetap, kadar fotosintesis akan meningkat dengan bertambahnya keamatan cahaya. (ii) Walau bagaimanapun, kadar fotosintesis hanya dapat meningkat ke satu takat yang maksimum. Selepas takat maksimum ini, sebarang penambahan dalam keamatan cahaya tidak akan meningkatkan lagi kadar fotosintesis. (iii) Ini disebabkan faktor-faktor lain yang bertindak sebagai faktor penghad atau pembatas seperti kepekatan gas karbon dioksida dan suhu persekitaran.

Kadar fotosintesis

b

c

a Keamatan cahaya Graf 9.3: Kesan Keamatan Cahaya Ke Atas Kadar Fotosintesis ab: ab: kadar fotosintesis meningkat dengan kenaikan keamatan cahaya bc: bc: kadar fotosintesis sekata setelah mencapai takat maksimum.

9.3.3 Suhu persekitaran. (i) Fotosintesis melibatkan satu siri tindakbalas kimia yang dikawal oleh enzim. (ii) Pada suhu yang lebih rendah, kadar fotosintesis menurun manakala pada suhu melebihi 40 0C, proses fotosintesis akan terencat. Ini disebabkan enzim yang merupakan protein akan dinyahaslikan. dinyahaslikan .

104


Kadar fotosintesis

400C

Suhu(0C)

Graf 9.4: Kesan Suhu ke atas kadar fotosintesis

AMALI 5: Menyiasat Keperluan Fotosintesis

Untuk mengkaji keadaan yang diperlukan bagi fotosintesis. Objektif: a) Untuk menguji kehadiran kanji di dalam tumbuhan hijau. b) Untuk menunjukkan cahaya matahari diperlukan bagi proses fotosintesis. c) Untuk menunjukkan klorofil diperlukan bagi proses fotosintesis. d) Untuk menunjukkan karbon dioksida perlu bagi proses fotosintesis. e) Untuk menunjukkan oksigen dihasilkan semasa semasa proses fotosintesis berlaku.

Bahan dan radas: Daun hijau Hydrilla atau mana-mana tumbuhan air Bikar Bell jar Corong turas 105

SCE3101- HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN Bag Polythene Tabung uji Jubin putih Metanol Larutan Iodin Air panas Kalsium klorida Kalium hidroksida

Kaedah: (a)

Untuk menguji kehadiran kanji di dalam daun hijau.

1.

6. 7.

Petik sehelai daun yang telah terdedah kepada cahaya matahari selama eberapa jam. Masukkan daun ke dalam air mendidih bertujuan untuk membunuh dan melembutkan daun. Masukkan methanol sehingga memenuhi separuh dari tabung didih dan masukkan daun hijau ke dalamnya. Letakkan tabung didih di dalam bikar yang mengandungi air panas. Jangan nyalakan penunu bunsen kerana methanol mudah terbakar. Selepas 5 minit, keluarkan daun dari tabung didih. Perhatikan daun yang telah dinyahwana. Methanol menyerap klorofil tetapi bukan kanij. Celupkan daun di dalam air panas untuk beberapa saat untuk melembutkan daun. Letakkan daun di atas jubin putih dan titiskan beberapa titis larutan iodin. Rekodkan pemerhatian anda.

(b)

Mengkaji keperluan cahaya matahari untuk fotosintesis.

1. 2. 3. 4. 4.

Letakkan sepasu tumbuhan di dalam bilik gelap selama 24 jam. Petik sehelai daun. Pluck a leaf. Uji kehadiran kanji pada daun. Ulang langkah 2-6 dalam kaedah a. Rekodkan pemerhatian anda.

(c)

Mengkaji keperluan klorofil untuk fotosintesis.

1.

Petik sehelai daun bervarigat yang telah terdedah kepada cahaya matahari selama beberapa jam. Lukis gambarajah menunjukkan taburan warna hijau pada daun. Lakukan ujian kanji ke atas daun tersebut. Ulang langkah 2 hingga 6 pada kaedah a.

2. 3. 4. 5. 6.

2. 3.

106

SCE3101- HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN 4.

Rekodkan pemerhatian anda.

Fikirkan

Soalan: Soalan : 1. 2. 3.

Apa yang anda boleh katakan berkaitan warna biru tua pada daun? Bolehkah dikatakan hanya bahagian daun yang berwarna hijau sahaja yang menghasilkan kanji di bawah cahaya matahari. Adakah fotosintesis berlaku hanya apabila klorofil hadir?

(d)

Mengkaji kepentingan karbon dioksida bagi proses fotosintesis.

1.

6. 7. 8.

Letakkan dua pasu tumbuhan di dalam gelap semalaman untuk mengurangkan kehadiran kanji. Tutup pasu tersebut dengan bag politine. Kenapa?. Letakkan tumbuhan di dalam balang kaca dan labelkan A dan B setiap satunya. Dalam baIang A letakkan satu bikar kalium hidroksida untuk menyerap karbon dioksida . Udara di dalam balang A bebas dari karbon dioksida. Balang B mempunyai satu bukaan yang membenarkan udara atmosfera memasukinya. Letakkan kedua-dua balang ini dibawah cahaya matahari selama beberapa hari. Uji kehadiran kanji bagi daun dan ulang langkah 2 hingga 6 seperti kaedah a). Rekodkan pemerhatian anda.

(e)

Mengkaji penghasilan oksigen ketika fotosintesis.

1.

Letakkan Hydrilla sp. ( Tumbuhan Tumbuhan air tawar) dibawah corong turas yang diterbalikkan . Gunakan air kolam bagi tujuan merendamkan tumbuhan ini. Corong turas ditinggikan sedikit dari bahagian bawah bikar untuk membolehkan pergerakan air yang bebas. Terbalikkan tabung uji yang dipenuhi dengan air pada bahagian corong turas. Pastikan tiada gelembung udara yang terperangkap di dalam tabung uji. Label set ini sebagai A. Letakkan radas ini di bawah cahaya matahari selama beberapa jam. Sediakan satu lagi set radas seperti di atas tetapi letakkan di tempat gelap. Radas ini bertindak sebagai kawalan dan dilabelkan dengan B. Uji gas yang terkumpul dengan kayu uji bernyala bagi kedua-dua set A dan set B. Apa yang dapat diperhatikan. Namakan gas yang terkumpul.

2. 3. 4. 5.

2.

3. 4. 5.

107


Buku Rujukan


Layari Internet

http://wiki.answers.com/Q/Photosynthesis_is_essential_for#ixzz1RCNngRpL http://retirees.uwaterloo.ca/~jerry/orchids/nutri.html http://www.albionminerals.com/plant-nutrition

Tamat Topik 9

108


TOPIK 10

PERKUMUHAN HAIWAN

Sinopsis Haiwan mengalami pelbagai adaptasi untuk menangani masalah imbangan air dan garam dalam badan. Semua lebihan air dan garam perlu disingkirkan dari badan. Penyingkiran

bahan

sisa

metabolisma

badan

ini

dilakukan

melalui

sistem

perkumuhan. perkumuhan . Topik ini akan memfokus kepada organ perkumuhan manusia yang melibatkan kulit dan ginjal sahaja.

Hasil Pembelajaran 1. Lukis dan dan label struktur kulit manusia. 2. Nyatakan fungsi ginjal manusia. 3. Huraikan kepentingan sistem perkumuhan dalam organisma.

Ringkasan Topik

Perkumuhan Haiwan

Perkumuhan dalam haiwan

Kulit manusia

Ginjal manusia

Rajah 10.1: Ringkasan Topik 109


10.1 Perkumuhan dalam haiwan Perkumuhan ialah proses

penyingkiran bahan kumuh

dan bahan buangan

bernitrogen dari persekitaran dalam badan. Ia adalah satu proses yang penting dalam semua bentuk hidupan. Perkumuhan juga dikenali sebagai pemindahan bahan dari badan organisma ke persekitaran luar. Bagi organisma unisel, proses ini melibatkan resapan keluar bahan buangan melalui membran sel. Keadaan ini juga berlaku secara berterusan di dalam sel-sel badan manusia. Semua bahan buangan dari sel akan dihantar ke dalam darah untuk dikeluarkan dari badan. Lihat Rajah 10.2.

darah (dalam kapilari)

sel

bendalir luar sel

Rajah 10.2: Bahan buangan dari sel akan ak an dihantar diha ntar ke dalam darah da rah untuk dikeluarkan dari badan

10.2 Kulit Manusia Kulit dikenali sebagai organ yang terbesar pada badan manusia. Ia menyediakan permukaan luar untuk melindungi badan dan dilihat mempunyai luas permukaan yang terbesar bagi organ badan manusia. Untuk manusia dewasa secara puratanya, kulit mempunyai luas permukaan di antara 1.5 hingga 2.0 meter persegi ( 16.1 – 21.5 kaki

110

SCE3101: HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN persegi) dengan ketebalan di antara 2-3 mm (0.01 inci). Purata setiap 6.5 cm 2 kulit mempunyai 650 kelenjar peluh, 20 salur darah, 60,000 melanosit dan beribu-ribu hujung saraf.

Fungsi utama kulit ialah untuk mengeluarkan haba badan yang berlebihan. Bila badan menjadi

terlalu panas, salur darah yang hampir dengan kulit akan mengembang

menyebabkan aliran darah di kapilari darah meningkat. Proses ini membolehkan haba badan meresap keluar ke persekitaran. Pembesaran salur darah ini dikenali sebagai vasodilasi. vasodilasi . Cara lain yang membolehkan badan mengeluarkan haba berlebihan ialah melalui cara pepeluhan. Pepeluhan juga merembeskan air yang berlebihan dan bahan buangan lain seperti natrium klorida dan urea menerusi liang pada kulit. Peluh yang tersejat

membantu menyejukkan badan.

Walau bagaimanapun bila badan berada

dalam keadaan sejuk, salur darah akan mengecut. Ini menyebabkan pengaliran darah ke kapilari berkurangan dan mengurangkan kadar aliran haba dari badan ke persekitaran. Proses pengecutan salur darah ini dikenali sebagai vasokonstriksi .

Rajah 10.3: Keratan Rentas kulit

111


Dengan merujuk kepada buku teks sains atau laman sesawang huraikan fungsi setiap komponen pada kulit manusia. Seterusnya tuliskan nota ringkas yang berkaitan. Senaraikan bahan rujukan yang anda gunakan serta kongsikan semua bahan internet yang anda rujuk dengan rakan-rakan anda.

10.3 Ginjal Manusia Organ utama untuk perkumuhan di dalam mamalia ialah ginjal. Rajah 10.4 menunjukkan kedudukan ginjal, bentuk ginjal dan keratan melintang ginjal.

(a) Kedudukan Ginjal

(b) Ginjal

Rajah 10.4:

(c) Keratan melintang ginjal

Ginjal manusia

112

SCE3101: HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN Terdapat dua buah ginjal yang berbentuk kekacang, kira-kira 12 cm panjang dan 7 cm lebar yang terletak di bahagian dorsal abdomen. Fungsi utama ginjal ialah: 1. menyingkirkan bahan kumuh bernitrogen khususnya urea. 2. memelihara keseimbangan osmosis darah 3. memelihara keseimbangan pH darah. 4. menyingkirkan bendasing daripada darah.

Terdapat tiga salur yang muncul dari setiap ginjal iaitu: i)

arteri renal yang menyalurkan darah beroksigen ke ginjal

ii)

vena renal yang mengandungi darah terdeoksigen keluar dari ginjal

iii)

ureter yang membawa air kencing ke pundi kencing.

Kaji Rajah 10.5. Kenalpasti semua bahagian ginjal. Senaraikan fungsi setiap bahagian itu. Huraikan bagaimana darah yang kotor ditapis melalui ginjal. Terangkan kepentingan sistem perkumuhan dalam organisma.

113

SCE3101: HIDUPAN DAN PROSES KEHIDUPAN arteri renal Darah dari badan Darah bersih

Vena renal

Bahan buangan (urin) ke pundi kencing

Rajah 10.5: Bahagian-bahagian Bahagian-bahagian utama ginjal


114


Layari Internet http://en.wikipedia.org/wiki/Excretion http://en.wikipedia.org http://en.w ikipedia.org/wiki/Kidney /wiki/Kidney http://en.wikipedia.org http://en.w ikipedia.org/wiki/Skin /wiki/Skin http://www.cartage.org.lb/en/themes/Sciences/Zoology/AnimalPhysiology/Osmoregulation/Osm oregulation.htm

115

TOPIK 11

PERKUMUHAN TUMBUHAN

Sinopsis Perkumuhan tumbuhan melibatkan dua proses iaitu transpirasi dan gutasi. gutasi . Proses kehilangan air secara pemeluwapan bagi menyejukkan tumbuhan dikenali sebagai transpirasi. Transpirasi mempunyai kepentingan tertentu iaitu memberikan satu daya tarikan air dari akar ke daun . Ini membolehkan daun memperoleh bekalan air untuk fotosintesis dan mineral bagi proses biosintesis. Selain itu, turut mempunyai kepentingan untuk menyejukkan tumbuhan kerana hanya 1-2% sahaja air pada daun digunakan untuk fotosintesis. Transpirasi dipengaruhi oleh faktor persekitaran seperti suhu persekitaran, pergerakan angin, kelembapan tanah, kelembapan udara, keamatan cahaya dan tekanan atmosfera. Manakala gutasi ialah kehilangan air yang berlebihan melalui titisan air pada liang hidatod pada daun tumbuhan. Gutasi berlaku disebabkan oleh kelembapan tanah yang tinggi dan kadar transpirasi yang minimum atau tiada menyebabkan tumbuhan mengalami tekanan air yang tinggi dalam xilem tisu vaskular. Tekanan ini dapat diseimbangkan dengan pengeluaran air berlebihan di liang hidatod pada daun.


Jelaskan proses transpirasi dan gutasi pada tumbuhan.

2.

Menyatakan kepentingan transpirasi tumbuhan.

3.

Menjelaskan faktor-faktor faktor-fakto r yang mempengaruhi proses transpirasi tumbuhan.

116

Ringkasan Topik

Perkumuhan Tumbuhan

Proses Trans Transpirasi pirasi dan Gutasi

Kepentingan Transpirasi

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Trans Transpirasi pirasi


11.1 Proses Transpirasi Transpirasi ialah proses kehilangan air oleh tumbuhan melalui proses pengewapan air untuk mengawal suhu tumbuhan. Proses transpirasi berlaku sebanyak 80% pada stoma di daun, sebahagiannya pada lentisel di batang dan dalam peratusan kecil pada kutikel daun. Proses transpirasi berlaku dengan kehadiran cahaya seperti pada waktu siang untuk membolehkan proses fotosintesis berlaku bagi membantu proses pembukaan stoma untuk mengewapan air berlaku melalui liang stoma yang terbuka. Stoma yang berbentuk seperti dua biji kekacang yang dikenali sebagai sel pengawal dengan mempunyai lapisan dinding luar yang nipis dan dinding dalam yang tebal (Rajah 11.2).

117

Kloroplas

Sel Pengawal Vakuol

Dinding Tebal

Dinding Nipis

Mikrofibril Selulose

Liang Stomata

Rajah 11.2

Sel Stoma pada Daun

[Sumber:http://www. sciencevogel.wikispace sciencevogel.wikispaces.com s.com]

Kloroplas yang terdapat pada sel pengawal akan menjalani proses fotosintesis sehingga berlaku pengumpulan produk akhir fotosintesis iaitu glukosa yang mana berlaku peningkatan kepekatan osmosis di sel pengawal. Kecerunan kepekatan osmosis yang berbeza antara sel epidermis yang berhampiran dengan sel pengawal menyebabkan air dari sel epidermis masuk ke dalam sel pengawal. Sel pengawal mengalami tekanan segah yang tinggi hasil daripada kemasukan air telah menolak dinding nipis keluar seterusnya turut menarik dinding tebal sel pengawal ke arah luar, maka liang stoma terbuka. Air daripada sel mesofil terpeluwap menyebabkan ruang udara antara sel mesofil berkepekatan tinggi berbanding dengan persekitaran menyebabkan wap air meresap keluar daripada daun melalui liang stoma yang terbuka (Rajah 11.2). Dalam keadaan tiada cahaya seperti pada waktu malam, proses fotosintesis tidak berlaku dan sel stoma akan tertutup maka tiada proses transpirasi berlaku.

118

Kutikel Epidermis atas Klorofil Tisu Palisad Tisu Mesofil Ruang udara Epidermis bawah

Wap air

Sel Pengawal

Rajah 11.3

Keratan Rentas Daun

[Sumber: http://www.tutorvista.com]

11.2 Gutasi Gutasi ialah proses pengeluaran air yang berlebihan oleh tumbuhan dengan cara pengeluaran titisan air (air gutasi) melalui liang hidatod pada daun bagi mengimbangkan tekanan air yang tinggi dalam tumbuhan yang diakibatkan oleh tekanan air pada xilem akar (Rajah 11.3). Hidatod ialah liang pada hujung urat daun . Biasanya gutasi berlaku pada waktu malam apabila proses transpirasi adalah minimum.

Rajah 11.4

Gutasi

[Sumber: http://www.countrysideinfo.co.uk/gutation.htm http://www.countrysideinfo.co.uk/gutation.htm]]

119

Tekanan akar menjadi tinggi apabila tanah berada dalam keadaan lembab atau sebarang

keadaan

yang

meminimumkan

kadar

transpirasi

yang

mana

akan

merendahkan kehilangan air oleh tumbuhan. Dalam keadaan tanah lembab, tekanan osmosis tanah menjadi lebih tinggi daripada sel dalam akar menyebabkan akar meresap secara osmosis ke dalam sel akar. Pada sel endodermis terdapat jalur kasperian yang menghalang air berbalik semula ke sel epidermis. Ini akan meningkatkan tekanan air di akar menyebabkan air ditolak naik ke daun melalui xilem. Jika daun mengalami kadar transpirasi yang minimum, yang mana akan meningkatkan tekanan air di xilem, air akan terdesak keluar melalui liang hidatod dan tekanan dalam tumbuhan kembali normal.

Rajah 11.5

Keratan Rentas Akar Yang Menunjukkan Jalur Kasperian .

[Sumber: http://www.uic.edu]

Latihan 11.1

Berdasarkan

pada

pembacaan

dan

pemahaman

anda,

nyatakan

perbezaan antara transpirasi dan gutasi. gutasi. Cari berkaitan dari internet atau majalah dan kongsikan dengan rakan-rakan anda.

120

11.3 Kepentingan Transpirasi Transpirasi mempunyai beberapa kepentingan kepada tumbuhan: 1.

Proses transpirasi yang berlaku pada daun menghasilkan satu daya yang dikenali sebagai daya tarikan transpirasi ( transpiration pull ). ). Daya tarikan transpirasi dapat mempastikan air dapat diangkut dalam satu pengaliran berterusan dari akar ke daun melalui xilem di tisu vaskular. Daya tarikan transpirasi dapat mempastikan bekalan air digunakan untuk proses fotosintesis.

2.

Selain daripada air diangkut ke daun, begitu juga bahan mineral yang larut bersama air akan dibekalkan pada daun untuk digunakan bagi proses biosintesis pada daun.

3.

Hanya 1-2% sahaja air yang diangkut dari akar ke daun digunakan untuk fotosintesis.

Selebihnya,

air

terpeluwap

dalam

proses

transpirasi

yang

mempunyai kepentingan untuk menyejukkan tumbuhan.

11.4 Faktor yang yang Mempengaruhi Mempengaruhi Proses Transpirasi Faktor Persekitaran yang Mempengaruhi Kadar Transpirasi ialah: a)

Suhu Persekitaran Suhu yang tinggi akan meningkatkan kadar pemeluwapan air pada sel mesofil, dengan itu peningkatan suhu akan meningkatkan kadar transpirasi. Tambahan lagi, suhu persekitaran yang tinggi dapat meningkatkan kapasiti atmosfera untuk meningkatkan proses pemeluwapan lebih banyak air.

b)

Kelembapan udara Kelembapan udara yang tinggi menyebabkan kadar transpirasi menjadi rendah disebabkan persekitaran telah menjadi tepu dengan wap air. Kelembapan udara

121

yang rendah membolehkan wap air yang terbebas dapat memenuhi ruang-ruang udara.

c)

Pergerakan Angin Apabila adanya pergerakan angin, kadar transpirasi menjadi tinggi kerana angin meniup wap air yang terpeluwap menjauhi persekitaran daun dengan itu memberikan lebih ruang untuk lebih banyak air untuk terpeluwap. Sekiranya tiada pergerakan angin, maka udara di persekitaran daun akan menjadi tepu dengan wap air.

d)

Keamatan Cahaya Keamatan cahaya akan mempengaruhi mekanisme penutupan dan bukaan bukaan stoma. Keamatan cahaya yang tinggi akan meningkatkan kadar proses fotosintesis pada sel pengawal, seterusnya merangsang bukaan stoma akibat tekanan segahan yang dialami oleh sel pengawal. Stoma yang terbuka akan meningkatkan kadar transpirasi. Sebaliknya berlaku jika keamatan cahaya rendah maka kadar fotosintesis rendah dengan itu stoma akan tertutup. Penutupan stoma menghalang daripada wap yang terpeluwap, dengan demikian kadar transpirasi akan menurun.

e)

Kelembapan Tanah Tumbuhan tidak boleh terus melakukan proses transpirasi jika air yang hilang tidak dapat diganti semula melalui penyerapan air di tanah oleh akar. Jika penyerapan air oleh akar tidak pada kadar yang sama dengan kadar transpirasi. dan menjadi daun layu dan stoma akan tertutup. Seterusnya akan merendahkan kadar transpirasi dan juga fotosintesis. Jika kelembapan air di tanah tinggi dan kadar penyerapan air berterusan berlaku, maka kadar transpirasi tinggi selagi tidak ada faktor persekitaran yang merencat kadar transpirasi.

122


Layari Internet

http://www. users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/.../T/ Transpiration.html Transpiration .html http://www. techalive.mtu.edu/meec/module01/ Transpiration Transpiration .htm http://www. users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/X/Xylem.html medconditions.net/plant-transpiration .html - United States http://www. medconditions.net/planttranspiration.html

Tamat Topik 11

123


TOPIK 12

PEMBIAKAN TUMBUHAN

Sinopsis Tumbuhan berbunga menjalani pembiakan seksual, manakala tumbuhan tidak bunga menjalani pembiakan aseksual dan juga pembentukan spora. Namun begitu, kebanyakan tumbuhan berbunga juga boleh menjalani pembiakan aseksual. Pembiakan seksual melibatkan persenyawaan antara gamet jantan dan betina bagi membentuk zigot yang akan berkembang menjadi tumbuhan baru. Penghasilan gamet melibatkan proses secara meiosis. Pembiakan aseksual melibatkan pertumbuhan tumbuhan baru secara mitosis daripada struktur vegetatif tumbuhan seperti daun, batang atas tanah, batang bawah tanah dan sulur. Ada juga tumbuhan tak berbunga yang menjalani pembiakan melalui pembentukan spora. Kitaran hidup tumbuhan bunga melibatkan dua kitaran iaitu pembentukan sporofit (diploid) dinamakan kitaran generasi diploid dan pembentukan gametofit (haploid) dikenali sebagai kitaran generasi haploid. Dalam pada itu, terdapat tumbuhan halofit, xerofit, mesofit dan hidrofit yang mempunyai adaptasi mengikut habitat masing-masing bagi kemandirian spesies.


Menjelaskan pembiakan aseksual pada tumbuhan

2.

Menjelaskan pembiakan seksual pada tumbuhan

3.

Mengenalpasti kitaran hidup tumbuhan berbunga

4.

Menjelaskan kemandirian hidup tumbuhan hidrofit, mesofit, halofit dan xerofit dalam habitat masing-masing.

124


Ringkasan Topik

Pembiakan Tumbuhan

Pembiakan Aseksual

Kitaran Hidup Tumbuhan Bunga

Pembiakan Seksual

Kemandirian Hidup Tumbuhan


Pengenalan Pembiakan

tumbuhan

boleh

dibahagikan

kepada

pembiakan

aseksual

(atau

seksual . Hanya tumbuhan berbunga sahaja pembiakan vegetatif) dan pembiakan seksual. dapat melakukan pembiakan secara seksual. Tumbuhan tak berbunga dan juga kebanyakan tumbuhan bunga boleh menjalankan pembiakan aseksual daripada bahagian vegetatif (bahagian tumbuhan yang tidak berkaitan dengan organ pembiakan) seperti daun, batang atau sulur dan pembentukan spora.

12.1

Pembiakan Aseksual

Pembiakan aseksual atau vegetatif melibatkan pembahagian secara mitosis untuk menghasilkan satu tumbuhan baru daripada bahagian vegetatif pokok induk/dewasa, dengan hanya melibatkan satu induk sahaja. Tumbuhan baru adalah serupa dengan tumbuhan induk dan mempunyai bahan genetik sama seperti induknya. Rajah 12.2

125


menunjukkan ringkasan pembiakan aseksual atau pembiakan vegetatif bagi tumbuhan berbunga manakala tumbuhan tak berbunga melibatkan pembentukan spora.

Batang atas Tanah

Batang bawah Tanah

Rajah 12.2: Ringkasan pembiakan pembiakan aseksual tumbuhan berbunga . [Sumber: http://www.tutor.com.my/tutor/arkib2002]

12.1.1 Daun Daun akan menyimpan makanan untuk pembiakan tumbuhan yang baru. Apabila daun gugur atas tanah, pada tepi daun, urat daun atau tangkai daun akan tumbuh tunas. Tunas tumbuh menjadi tumbuhan baru. Contoh tumbuhan seperti setawar dan Begonia , Rajah 12.3.

Setawar

Begonia

Rajah 12.3: Pembiakan aseksual daripada daun. daun. [http://www. images.mooseyscountrygarden.com]

126


12.1.2 Batang

Batang tumbuhan boleh dikategorikan kepada dua jenis iaitu batang atas tanah dan batang dalam tanah. Batang atas tanah ialah batang yang merayap di atas tanah . Akar baru akan tumbuh pada ruas batang tersebut dan membentuk tunas baru. Contoh tumbuhan yang terlibat ialah pegaga, strawberi, rumput, kiambang, dan spider plant , Rajah 12.4.

batang merayap atas tanah

Rajah 12.4: Pembiakan aseksual daripada batang atas tanah . [Sumber: http://www.blog.ub.ac.id/]

Batang bawah tanah terdapat beberapa jenis iaitu rizom, bebawang, umbisi umbis i dan batang tuber. tube r. Rizom ialah batang yang mendatar dalam tanah dan tebal yang menyimpan makanan seperti halia, bunga tasbih, kunyit, paku-pakis; bebawang berbentuk cakera bawah tanah contohnya bawang. lili, tulip, bawang putih dan Dafodil ; umbisi ialah batang bawah tanah yang menegak dan bertindak sebagai bahagian tumbuhan menyimpan makanan contohnya keladi, crocus dan gladiolus ; dan batang tuber iaitu batang bawah tanah yang bengkak dihujungnya dan menyimpan makanan contoh ubi kentang. Rajah 12.5.

127


Umbisi

Batang Tuber Rizom

Bebawan

Rajah 12.5: Pembiakan aseksual daripada batang dalam tanah.

12.1.3 Sulur Sulur ialah tunas yang tumbuh daripada batang pokok induk yang berkembang menjadi individu baru. Rajah 12.6. Contohnya, pisang, nenas, buluh dan kekwa.

Anak pokok pisang

Rajah 12.6: Pembiakan aseksual daripada sulur . [Sumber: http://www. teknologipertanian.com]

128


12.1.4 Spora

Spora adalah serbuk halus yang dihasilkan oleh tumbuhan seperti kulat, paku pakis dan lumut

yang merupakan struktur pembiakan organisma ini. Rajah 12.7. Spora yang

dihasilkan dari meiosis dinamakan megaspora dan merupakan sel haploid, manakala spora yang dihasilkan dari mitosis dinamakan mitospora dan merupakan sel diploid . Dalam keadaan tidak sesuai spora akan kekal dorman sehingga keadaan persekitaran sesuai untuk percambahan. Spora haploid akan berkembang menjadi gamet jantan dan betina kemudian bersenyawa membentuk individu sporofit diploid melalui proses mitosis. Spora diploid berkembang secara mitosis menjadi organisma sporofit diploid.

Rajah 12.7: Spora yang terdapat di permukaan bawah daun paku pakis [Sumber: http://www. emanisme.wordpress.com]

12.2 Pembiakan Seksual Tumbuhan Berbunga 12.2.1 Struktur Bunga Bunga merupakan struktur pembiakan bagi tumbuhan bagi menjalankan pembiakan seksual. Sekuntum bunga yang lengkap terdiri daripada sepal, ranggi, stamen, dan pistil. Stamen ialah organ pembiakan jantan bagi bunga. Pada stamen terdapat anter yang mengeluarkan butir debunga, iaitu gamet jantan bunga. Pistil ialah organ pembiakan betina bagi bunga. Pada pistil terdapat ovari yang mengandungi ovul, iaitu gamet betina bunga. Rajah 12.8. 129


Rajah 12.8: Struktur bunga dalam pembiakan seksual. [Sumber:http://www.tutor.com.my]

12.2.2 Pembentukan debunga Debunga dihasilkan dalam anter yang mana setiap anter mempunyai dua atau empat lobus. Rajah 12.9. Dalam setiap lobus terdapat satu rongga yang dipanggil pundi debunga. Dalam setiap pundi debunga itu, terdapat mikrosporosit (sel induk debunga). Setiap pundi debunga dikelilingi oleh satu lapisan sel yang di panggil tapetum. Tapetum ini kaya dengan makanan simpanan yang menjadi sumber makanan bagi pundi debunga.

Mikrospora

Pundi debunga

Filamen Tapetum

Rajah 12.9: Keratan rentas anter [Sumber: http://www. uri.edu]

Mikrosporosit membahagi secara meiosis menghasilkan tetrad debunga haploid. Debunga ini disaluti oleh lapisan dinding yang berukir supaya debunga dapat melekat pada permukaan stigma semasa proses pendebungaan berlaku. Nukleus tetrad debunga mengalami mitosis menghasilkan dua nukleus haploid, yang dikenali sebagai

130


nukleus penjana dan nukleus tiub. Nukleus tiub adalah lebih besar daripada nukleus penjana. Maka, terbentuklah butir debunga yang matang. Rajah 12.10. Pembentukan dinding debunga

Mikrosporofit (diploid)

4 tetrad debunga (haploid)

Nukleus Penjana

Nukleus Tiub

Butir debunga yang matang

Rajah 12.10: Pembentukan butir debunga yang matang [Sumber: http://www. biochem.wisc.edu]

12.2.3 Pembentukan Ovul Pada ovari terdapat beberapa ovul. Ovul terdiri daripada nuselus iaitu terdiri daripada sel parenkima . Nuselus diselaputi oleh dua lapisan integumen iaitu integumen luar dan integumen dalam. Integumen tidak menyaluti nuselus pada keseluruhannya, terdapat satu liang kecil yang tidak diselaputi oleh integumen yang dipanggil mikropil. Satu sel nuselus pada hujung yang terdekat dengan mikropil tumbuh lebih besar daripada sel yang lain dan menjadi megasporosit (sel induk megaspora). Melalui proses meiosis, megasporosit akan menghasilkan empat sel haploid. Tiga daripada empat sel haploid ini merosot manakala satu sel berkembang menjadi pundi embrio. Nukleus pada pundi embrio akan membahagi sebanyak tiga kali menghasilkan lapan anak haploid. Tiga sel haploid bergerak ke kutub bertentangan menjadi tiga sel antipod, manakala sel yang berhampiran mikropil menjadi dua sel sinergid dan satu ovum. Dua sel haploid di tengah pundi embrio berkembang menjadi nuklues kutub. Hanya ovum dan nukleus kutub terlibat dalam perkembangan embrio manakala yang lain merosot. Rajah 12.11

131


satu sahaja sel haploid

megasporosit (diploid) merosot

4 sel haploid

3 sel antipodal 2 nukleus pola

Dua sel sinergid

3 sel antipodal 2 nukleus kutub

Ovum 2 nukleus sinergid

Ovum

Integumen Mikropil

Rajah 12.11: Pembentukan gametofit betina . [Sumber: http://www. tutorvista.com & http://www. ncbi.nlm.nih.gov ]

12.2.4 Pendebungaan Pendebungaan ialah satu proses pemindahan debunga (gamet jantan) dari anter ke stigma. Pendebungaan melibatkan agen pendebungaan seperti angin, air, haiwan dan letupan.

Pendebungaan

terdapat

dua

jenis

iaitu

pendebungaan

sendiri

dan

pendebungaan kacuk. Pendebungaan sendiri ialah perpindahan debunga pada pokok yang sama, manakala pendebungaan kacuk pada pokok yang lain spesies yang sama. 12.2.5 Persenyawaan Ganda Dua Dalam tumbuhan berbunga, apabila debunga melekat pada stigma, debunga akan menghasilkan tiub debunga. Tiub debunga akan tumbuh ke arah pundi embrio. Nukleus

132


penjana akan membahagi secara mitosis dan membentuk dua nukleus jantan iaitu sperma (Rajah 12.12). Setelah memasuki pundi embrio nuklues tiub merosot.

Nukleus penjana Sperma / Gamet Jantan

Nukleus tiub

Rajah 12.12: Pembentukan tiub debunga dan gamet jantan [Sumber: http://www. 1redsquirrel.com]

Salah satu sperma (nukleus jantan) bercantum dengan sel telur untuk menghasilkan zigot diploid yang akan berkembang dan membesar menjadi tumbuhan baru. Sperma satu lagi bercantum dengan nukleus kutub untuk membentuk nukleus triploid. Nukleus triploid ini kemudian menjadi tisu endosperma. Persenyawaan yang menghasilkan satu zigot diploid dan satu nukleus triploid dinamakan persenyawaan ganda dua (Rajah 12.13)

Rajah 12.13: Persenyawaan Ganda Dua [Sumber: http://www.tutorvista.com]

133


12.2.6 Perkembangan Ovul Kepada Biji. Selepas persenyawaan, zigot diploid membahagi beberapa kali secara mitosis untuk menghasilkan embrio, manakala zigot triploid pula menjadi endosperma. Endosperma yang mengelilingi embrio yang sedang berkembang dan berfungsi untuk membekalkan makanan kepada embrio. Embrio akan terus berkembang dan membeza menjadi plumul, kotiledon dan radikel. Rajah 12.14. Sel yang terletak jauh daripada mikropil membahagi untuk membentuk plumul yang akhirnya akan menjadi batang tumbuhan. Sel yang terletak berdekatan mikropil membeza untuk membentuk radikel yang akhirnya menjadi akar tumbuhan. Ovul akhirnya akan menjadi biji dan integumen menjadi kulit biji atau testa, manakala ovari berkembang menjadi buah. Buah ini mengandungi biji benih di dalamnya.

Rajah 12.14: Struktur biji benih [Sumber: http://www. seedgenes.org]

12.3

Kitaran Hidup Tumbuhan Berbunga

Tumbuhan berbunga (angiosperma) mempunyai dua kitaran hidup iaitu generasi diploid dan generasi haploid. Generasi diploid ialah kitaran pembentukan sporofit, iaitu biji benih (organisma diploid/2n hasil daripada persenyawaan antara gamet betina (haploid/n) dan gamet jantan (haploid/n) tumbuh dan berkembang menjadi organisma sporofit (diploid/2n) melalui proses mitosis dan pertumbuhan. Generasi haploid ialah kitaran pembentukan gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovul) yang haploid (n) hasil daripada proses mitosis. Rajah 12.15.

134


1. Generasi Diploid

2. Generasi Haploid

Rajah 12.15: Kitaran hidup tumbuhan berbunga [Sumber: http://www. cartage.org.lb]

Latihan 12.1

Buat satu nota bergambar kitaran tumbuhan berbunga yang terdiri daripada dua kitaran hidup. Setiap perkembangan dalam pembiakan seksual dijelaskan dan diringkaskan dalam nota bergambar tersebut.

135


TASK MODUL 2 Pembiakan Tumbuhan : Pendebungaan dan Penyebaran biji benih.

Objektif: Objektif : 1.Mengenalpasti dan mengkelaskan tumbuhan berdasarkan jenis agen pendebungaan. 2.Mendapatkan maklumat berkaitan tumbuhan dengan buah dan biji benih yang terubah suai untuk cara penyebaran yang berbeza. Kaedah: Jalankan kajian ini secara berkumpulan. ( 5 ahli bagi setiap kumpulan) 1.

Lakukan lawatan ke mana-mana taman bunga yang hampir dengan kediaman atau sekolah anda (Cth: Taman Seribu Bunga, Taman Bunga Sekolah, Taman Rama-rama dll.)

2.

Rakam semua gambar yang berkaitan dengan buah-buahan dan bunga-bungaan yang anda perhatikan.

3.

Namakan gambar dan kumpulan bunga bergantung kepada jenis agen pendebungaan yang terlibat.

4.

Kelaskan ciri-ciri buah-buahan dan biji benih berdasarkan jenis penyesuaian untuk penyebaran.

5.

Bincang dan kongsikan dapatan anda dengan rakan-rakan yang lain.

Markah akan diberi berdasarkan : -

Gambar buah dan biji benih yang dikumpulkan. Semua gambar/foto perlu diberi nombor, dan disertai dengan tajuk dan penerangan yang jelas.

-

Kesungguhan hasil kerja yang ditunjukkan.

-

Penerangan ringkas berkaitan koleksi buah dan biji benih.

-

Kualiti persembahan dan kreativiti

136


12.4

Kemandirian Tumbuhan

Tumbuhan berupaya hidup dalam pelbagai habitat dan mempunyai keupayaan untuk mengadaptasi dengan habitat masing-masing bagi kemandirian tumbuhan tersebut. Pelbagai jenis tumbuhan hidup dalam pelbagai habitat seperti tumbuhan mesofit, hidrofit, halofit dan xerofit. 12.4.1 Tumbuhan Mesofit Mesofit ialah tumbuhan yang hidup di darat yang dapat hidup dalam lingkungan kandungan air, kelembaban dan suhu yang cukup. Bentuk adaptasi pada tumbuhan mesofit umumnya sangat sederhana kerana hidup dalam habitat yang sesuai untuk pertumbuhannya. Pada akar, tumbuhan mempunyai sistem akar yang berkembang dengan baik dan teratur dengan sistem akar yang bercabang, panjang, keras dan tebal Pada batang umumnya padat dan tumbuh cabang, manakala daun pula mempunyai pelbagai bentuk, melebar di bahagian tengah dan warna hijau gelap serta lapisan kutikel yang tebal dan stoma pada permukaan bawah daun. Tumbuhan menghasilkan biji yang dorman dalam keadaan tidak sesuai untuk percambahan. Namun begitu, tumbuhan ini tidak begitu tahan dalam keadaan yang sangat kering atau banjir dalam keadaan yang sangat lama.

Rajah 12.16: Pelbagai tumbuhan mesofit di darat [Sumber: http://www. nature.nps.gov]

137


12.4.2.Tumbuhan Hidrofit Tumbuhan hidrofit adalah tumbuhan yang hidup di air. Pada daun dan batang mempunyai

tisu aerenkima membentuk ruang udara yang besar (lakuna) bagi

menyimpan oksigen dan karbon dioksida bagi membolehkan tumbuhan menjalankan proses respirasi dan fotosintesis, masing-masing. Daun yang terdapat ruang udara memberi kesan apungan kepada daun untuk membolehkan daun mendapat cahaya matahari dengan mencukupi. Daun juga daun yang melebar dan stoma berada di atas permukaan daun yang mempunyai lapisan epidermis yang tebal bagi membolehkan berlaku proses fotosintesis dengan optimum. Daun mempunyai lapisan kutikel yang nipis bagi membolehkan air berlebihan dibebaskan dalam bentuk wap air melalui daun. Pada batang, tisu sklerenkima tidak mengalami atau sedikit sahaja dikukuhkan dengan lignin untuk menjadikan batangnya menjadi tidak tegar dan patah akibat arus air. Akar tumbuhan hidrofit juga tidak berkembang dengan baik, begitu juga xilem kerana sentiasa tenggelam di dalam air. Tumbuhan yang hidup dalam air berupaya menyerap garam dan pertukaran gas dalam air.

Rajah 12.17: Tumbuhan hidrofit [Sumber: http://www. tutorvista.com]

12.4.3 Tumbuhan Xerofit Tumbuhan xerofit ialah tumbuhan yang hidup dalam keadaan kurang bekalan air seperti di gurun sahara. Daun dan batang disaluti dengan lapisan kutikel yang tebal dan bersinar bagi mengelakkan pemeluwapan air melalui epidermis dan berupaya 138


memantulkan lebih banyak radiasi solar. daun yang kecil dan stoma yang sedikit tetapi tenggelam di dalam daun juga dapat mengelakkan kehilangan air yang banyak melalui transpirasi. Selain itu, pada daun terdapat bulu yang dapat memerangkap lembapan udara juga mengurangkan pemeluwapan air dan menyejukkan tumbuhan dengan memberikan bayangan ke atas tumbuhan tersebut. Batang dapat menyimpan air dan memainkan peranan dalam proses fotosintesis. Akar mempunyai dua jenis sistem iaitu sistem akar menjalar yang menjalar jauh ke dalam tanah bagi menyerap air yang jauh ke dalam tanah dan akar di permukaan tanah bagi menyerap air secepat mungkin apabila hujan dan air yang terkondensasi pada waktu malam.

Rajah 12.18: Tumbuhan xerofit [Sumber: http://www. tutorvista.com]

12.4.4 Tumbuhan Halofit Tumbuhan halofit ialah tumbuhan yang dapat hidup dalam keadaan air masin. Daun tumbuhan mempunyai ciri-ciri xeromorfik untuk merendahkan kadar transpirasi iaitu lapisan daun dan kutikel yang tebal, stoma sedikit dan terbenam serta berbulu halus pada daun. Pada daun juga terdapat liang hidatod yang mengeluarkan lebihan garam mineral. Tumbuhan mempunyai akar yang tumbuh secara geotropism negatif dikenali sebagai pneumatofor yang tumbuh ke atas melepasi permukaan lumpur. Pada pneumatofor terdapat lentisel yang membolehkan akar bernafas. Selain itu, biji benih vivipariti yang bercambah semasa masih melekat pada induk bagi menjalankan proses respirasi. Biji benih vivipariti akan terjatuh secara menegak dan tercacak di atas lumpur semasa air surut bagi mengelakkan biji benih di bawa arus ke tengah laut. 139


Rajah 12.19: Tumbuhan halofit di paya bakau [Sumber: http://www. pkukmweb.ukm.my]

Latihan 12.2

Terdapat 4 kumpulan tumbuhan iaitu mesophyte , xerophyte, hydrophyte dan halophyte Beri definasi bagi 4 kumpulan di atas. Terangkan tiga penyesuaian dari segi struktur bagi tumbuhan xerophyte yang yang mengurangkan kadar transpirasi. Bincangkan.

140



Layari Internet

http://www.biologyreference.com/Gr-Hi/Growth.html http://www.britannica.com/EBchecked/topic/247218/growth http:www.britannica.com/EBchecked/topic/247218/growth http://www.cactus-art.biz/note-book/Dictionary/Dictionary_G/dictionary_growth.htm http://www.cdli.ca/courses/biol2201/unit04_org01_ilo02/b_activity.html http://www.demographic-research.org/Volumes/Vol15/12/15-12.pdf http://www.science.siu.edu/zoology/materials/zool466/fish7.pdf

Tamat Topik 12

141


TOPIK 13

PEMBIAKAN PEMBI AKAN HAIWAN

Sinopsis Pembiakan adalah proses untuk menghasilkan zuriat dan menjamin kemandirian spesies. Terdapat dua jenis pembiakan iaitu pembiakan aseks dan pembiakan seks. Haiwan seperti serangga dan amfibia juga mengalami perubahan dalam kitar hidup mereka yang dipanggil metamorfosis lengkap atau metamorfosis tidak lengkap. lengkap . Kemandirian spesies juga dijamin dengan adaptasi fizikal untuk habitat yang berbeza iaitu beriklim sejuk dan panas serta cara haiwan melindungi diri daripada musuh. Dalam topik ini anda akan mempelajari tentang pembiakan seks dan aseks, metamorfosis dan adaptasi fizikal haiwan untuk menjamin kemandirian dalam habitat berbeza dan cara perlindungan dari musuh.


Banding dan beza di antara pembiakan seks dan pembiakan aseks.

2.

Menentukan dua kitar hidup haiwan yang menjalani metamorfosis lengkap dan metamorfosis tidak lengkap.

3.

Menerangkan adaptasi fizikal bag bagii kemandirian dalam habitat yang berbeza iaitu beriklim sejuk dan panas serta cara melindungi diri daripada musuh.


PEMBIAKAN HAIWAN

Pembiakan aseks

Pembiakan seks

Metamorfosis

Adaptasi fizikal bagi kemandirian



Pengenalan Pembiakan adalah salah satu daripada proses hidup. Hidupan tidak akan wujud jika tumbuhan dan haiwan tidak membiak untuk menghasilkan anak. Melalui pembiakan, organisma hidup memastikan ada individu baru untuk mengambil tempatnya. Dengan cara ini sesuatu spesies menjamin kemandiriannya. kemandiriannya .

Terdapat dua jenis pembiakan iaitu pembiakan aseks dan pembiakan seks. seks . Mari kita kaji pembiakan aseks dan seks dengan lebih mendalam.

13.1 Banding Beza Pembiakan Aseks Aseks dan Pembiakan Seks Seks

Pemikiran

Adakah anda melihat kulat yang tumbuh di atas roti? Apakah jenis pembiakan yang dilakukan oleh kulat roti?

Kulat roti membiak melalui penghasilan spora. spora. Jenis pembiakan ini dipanggil pembiakan aseks. aseks . Dalam pembiakan aseks, sel induk membahagi untuk menghasilkan zuriat yang mempunyai kandungan genetik yang sama dengannya. Pembiakan aseks tidak melibatkan gamet. gamet.

Pembiakan seks pula melibatkan induk jantan dan induk betina yang akan menghasilkan gamet jantan dan gamet betina dan seterusnya melalui proses persenyawaan menghasilkan zuriat.

143


Sila perhatikan Jadual 13.1 yang menunjukkan banding beza di antara pembiakan aseks dan seks. PERSAMAAN Kedua-dua proses menghasilkan individu baru untuk kemandirian spesies

PEMBIAKAN ASEKS

Satu induk sahaja Tiada gamet

PERBEZAAN

Bilangan induk Gamet

Zuriat mempunyai kandungan genetik yang sama dengan induk Cepat dalam keadaan yang sesuai

Ciri-ciri individu baru yang dihasilkan

Bilangan banyak

Bilangan organisma yang dihasilkan

Kadar pembiakan

PEMBIAKAN SEKS

Dua induk Gamet jantan dan gamet betina Zuriat mempunyai kandungan genetik yang berbeza daripada induk Mengambil masa yang agak lama Bilangan lebih kecil

Jadual 13.1: Banding Beza Pembiakan Aseks dan Pembiakan Seks

Latihan 13.1

Kedua-dua pembiakan aseks dan seks mempunyai kelebihan dan kekurangannya. Terangkan kelebihan dan kekurangan kedua-dua pembiakan aseks dan seks. Bincangkan jawapan anda semasa kelas tutorial.

144


13.2 Jenis-jenis Pembiakan Aseks Pembiakan aseks biasanya dilakukan oleh kumpulan haiwan peringkat rendah seperti amoeba dan hydra. Jenis pembiakan aseks dalam haiwan ialah belahan dedua, pertunasan dan fragmentasi. Jadual 13.2 menunjukkan jenis-jenis pembiakan aseks dalam haiwan. JENIS PEMBIAKAN

CIRI-CIRI

GAMBARAJAH

ASEKS DALAM HAIWAN Nukleus sel induk BELAHAN DEDUA

membahagi melalui proses mitosis diikuti

Sel Induk

Nukleus bahagi

Sitoplasma membahagi

Dua sel anak dihasil

dengan pembahagian sitoplasma untuk membentuk two sel anak. Contoh: Contoh: Amoeba, Paramecium, Bakteria Tunas tumbuh dari PERTUNASAN

badan induk. Tunas membesar dan membentuk individu baru. Tunas akan dipisahkan

Contoh: Contoh: Yis

dari sel induk apabila matang

Contoh: Contoh: Hydra 145


JENIS PEMBIAKAN

CIRI-CIRI

GAMBARAJAH

ASEKS DALAM HAIWAN Individu baru bertumbuh FRAGMENTASI

dari bahagian badan induk yang telah terpisah.

Contoh: Contoh: Planaria, Tapak Sulaiman Jadual 13.2: Jenis-jenis Pembiakan Aseks Dalam Haiwan

Latihan 13.2

Jawab soalan-soalan berikut: 1. Proses penghasilan organisma baru dinamakan _________ 2. Pembiakan seks melibatkan percantuman gamet jantan dan gamet betina untuk membentuk_______________ 3. Jenis pembiakan seks yang dilakukan oleh amoeba ialah ________________ 4. Yis dan hidra membiak secara _______________ di mana tunas kemudian berkembang menjadi individu baru. 5. Fragmentasi ialah pembiakan aseks yang dilakukan oleh _____________. 6. Tandakan kenyataan berikut dengan ( ) atau (X) untuk menunjukkan kelebihan dan kekurangan pembiakan aseks:     

Kemandirian spesies yang berjaya dalam sesuatu habitat Kesesakan, persaingan dan penghabisan nutrien sesuatu habitat Masa dan tenaga tidak perlu digunakan untuk mencari pasangan Populasi bertambah dengan cepat Tiada variasi genetik yang menyebabkan kemandirian menurun dalam persekitaran yang tidak sesuai

146


13.3 Pembiakan seks Pembiakan seks melibatkan dua induk iaitu induk jantan dan induk betina. Kedua-duanya menghasilkan gamet atau sel pembiakan. pembiakan . Gamet jantan dan gamet betina akan bersatu untuk membentuk zigot. Proses ini di panggil persenyawaan. persenyawaan . Zigot akan membesar membentuk individu baru. Pada manusia, gamet dihasilkan dalam gonad, iaitu testis bagi lelaki dan ovari bagi perempuan. perempuan . Gamet jantan dipanggil sperma dan gamet perempuan dipanggil telur atau ovum. 13.3.1 Sistem Pembiakan Lelaki Kaji Rajah 13.2 yang menunjukkan sistem pembiakan lelaki serta Jadual 13.3 yang menunjukkan fungsi bahagian-bahagiannya.

Ginjal

Ureter Vesikel semen Pundi kencing Kelenjar Prostat Urethra Vas deferens Scrotum Testis

Epididimis Zakar

Rajah 13.2: Sistem Pembiakan Lelaki

147


BAHAGIAN SISTEM PEMBIAKAN LELAKI

FUNGSINYA

Testis

Gonad lelaki. Tempat penghasilan sperma dan hormon testosteron.

Scrotum

Kantung yang mengandungi testis. Suhu yang lebih rendah penting untuk penghasilan sperma.

Tubul seminiferus dalam testis

Tempat penghasilan sperma

Epididimis

Tempat simpanan dan pematangan sperma

Vas deferens

Menyalurkan sperma ke uretra. Sperma disimpan di sini

Vesikel semen

Menghasilkan mukus untuk membantu pergerakan sperma

Zakar

Menyalurkan sperma ke dalam sistem pembiakan perempuan

Uretra

Menyalurkan air kencing dari pundi kencing dan sperma dari vas deferens

Kelenjar prostat

Menghasilkan cecair yang mengandungi nutrien dan menyediakan medium sesuai untuk sperma

Jadual 13.3: Fungsi bahagian-bahagian sistem pembiakan lelaki

148


13.3.2

Sistem Pembiakan Perempuan

Kaji Rajah 13.3 yang menunjukkan sistem pembiakan perempuan serta Jadual 13.4 yang menunjukkan fungsi bahagian-bahagiannya.

Ginjal

Ureter Tiub falopia Ovari Uterus Pundi kencing Serviks Urethra

Faraj

Rajah 13.3: Sistem Pembiakan Perempuan

BAHAGIAN SISTEM PEMBIAKAN PEREMPUAN Ovari

FUNGSINYA

Gonad perempuan Menghasilkan ovum

Tiub Falopia

Menerima ovum dari ovari dan salurkannya ke dalam uterus. Persenyawaan berlaku di sini

Uterus

Tempat penempalandan perkembangan seterusnya

Serviks

Pembukaan ke dalam uterus

Faraj

Tempat sperma dilepaskan dari zakar

Jadual 13.4: Fungsi bahagian-bahagian sistem pembiakan perempuan 149


13.3.3

Persenyawaan

Apabila sperma sampai ke faraj, sperma akan berenang menuju ke bahagian atas tiub falopia. Sperma pertama yang menemui ovum akan bercantum dengannya dan proses persenyawaan berlaku. Hanya satu sperm yang berjaya mensenyawakan ovum. Nukleus sperma akan bercantum dengan nukleus ovum dan membentuk zigot. Ovum yang baru tersenyawa membentuk membran disekelilingnya untuk menghalang sperma lain daripada menembusinya. Rajah 13.4 menunjukkan struktur sperma. Leher Kepala

Ekor

Rajah 13.4: Struktur Sperma Rajah 13.5 menunjukkan ovum semasa proses persenyawaan berlaku. Nukleus betina SPERMA Nukleus jantan

Membran dibentuk disekelingi ovum untuk menghalang sperma lain masuk.

OVUM

Ekor sperma dilepaskan di luar ovum

(Sumber: Fertilization. By permission from Aspinall V, O'Reilly M, Introduction to Veterinary Anatomy and Physiology, Butterworth Heinemann, 2004)

Rajah 13.5: Proses Persenyawaan 150


TASK MODUL 1: Pembiakan Manusia

Dalam kumpulan, pilih salah satu daripada tajuk-tajuk berikut. Kumpulkan maklumat dari pelbagai sumber mengenai tajuk yang dipilih. Sediakan persembahan powerpoint selama 10 minit tentang tajuk yang dikaji. Bentangkan hasil kerja kumpulan anda semasa sesi tutorial.

1.

Kitar Haid

2.

Keberkesanan kaedah-kaedah pencegahan kehamilan

3.

Kaedah tradisi pelbagai kebudayaan untuk pencegahan kehamilan

4.

Kemandulan

5.

Bank sperma

5.

Persenyawaan in vitrio

6.

Kontroversi Pengguguran

7.

Kelahiran- normal, caesarean dan induced

8.

Penyakit STD

9.

Perkembangan bayi selama sembilan bulan

10.

Fetus luar biasa yang disebabkan oleh faktor genetik

11.

Pendidikan seks di sekolah

12.

Pengklonan

151


13.4 Metamorphosis Perkataan

“ metamorfosis” berasal

dari

perkataan

Greek

“ meta ’ yang

bermaksud perubahan dan “morphe ” yang bermaksud bentuk atau rupa. rupa. Metamorfosis merujuk pada perubahan bentuk dan dan fisiologi yang berlaku dalam serangga dari peringkat larva ke peringkat dewasa. Terdapat dua jenis metamorfosis iaitu metamorfosis lengkap dan metamorphosis tidak lengkap.

13.4.1

Metamorfosis Lengkap

Lebih kurang 88% daripada serangga menjalankan metamorfosis lengkap. Dalam metamorfosis lengkap, serangga akan melalui empat peringkat iaitu telur, larva, pupa dan dewasa . Lihat Rajah 13.6 yang menunjukkan kitar hidup rama-rama yang menjalankan metamorfosis lengkap.

PUPA

LARVA

Perkembangan berlaku dalam pupa untuk membentuk dewasa

Telur menetas menjadi larva

DEWASA TELUR Serangga betina bertelur

Rajah 13.6: Metamorfosis Lengkap Sumber; http://www.knowledge-ga http://www.knowledge-gallery.com/articl llery.com/articles/animal-planet-z es/animal-planet-zone/monarch-butterf one/monarch-butterfly-lifely-lifecycle.html

152


13.4.2

Metamorfosis Tidak Lengkap

Lebih kurang 12% daripada serangga menjalankan metamorfosis tidak lengkap. Metamorfosis tidak lengkap terdiri daripada tiga peringkat iaitu telur, nimfa dan dewasa. dewasa . Lihat Rajah 13.7

yang menunjukkan kitar hidup belalang yang

menjalankan metamorfosis tidak lengkap.

Rupa nimfa seperti dewasa kecil

Nimfa

Nimfa

Nimfa

Telur menetas menjadi nimfa

Telur

Dewasa

Serangga betina bertelur

Rajah 13.7: Metamorfosis Tidak Lengkap

Nimfa menyerupai dewasa tetapi adalah lebih kecil dan biasanya tidak mempunyai sayap. Makanan nimfa adalah sama seperti dewasa. Nimfa membesar melalui proses ekdisis.

153


Adakah anda tahu kepentingan metamorphosis ? Perubahan yang berlaku semasa kitar hidup sesuatu haiwan memberi kelebihan padanya dari segi makanan, pembiakan dan perlindungan. (a)

Makanan pada peringkat muda Adakah anda tahu apakah makanan bagi larva rama-rama dan rama-rama dewasa? Makanan larva rama-rama rama-ram a atau beluncas ialah daun. Ramarama dewasa menghisap madu dari bunga. Sumber makanan yang yang berbeza seperti ini bermaksud kurang persaingan dalam habitat yang berbeza.

(b)

Penyebaran spesis Larva nyamuk hidup dalam air manakala nyamuk dewasa terbang di udara. Penyebaran spesies memastikan setiap generasi yang dilahirkan mempunyai peluang mendapat makanan dan membiak. Kehadiran sayap juga memberi penyebaran yang baik kepada serangga.

(c)

Habitat yang berbeza Larva nyamuk hidup dalam air manakala nyamuk dewasa terbang di udara. Jika haiwan menghabiskan keseluruhan kitar hidupnya dalam habitat yang sama, peluang kemandiriannya menurun.

154


Latihan 13.3

1.

Namakan dua jenis metamorfosis

2.

Berapa peringkat yang terdapat dalam metamorfosis tidak lengkap? Namakan peringkat-peringkat ini.

3.

Berapa peringkat yang terdapat dalam metamorfosis? lengkap. Namakan peringkat-peringkat ini.

4.

Apakah jenis metamorfosis yang ditunjukkan di atas? 5.

Apakah jenis metamorfosis yang dijalankan oleh katak?

6.

Terangkan kepentingan metamorfosis?

13.5 Adaptasi fizikal fizikal haiwan haiwan untuk memastikan kemandirian Sesetengah haiwan perlu menyesuaikan diri dengan iklim atau cuaca yang terlalu sejuk atau panas. panas. Adaptasi ini perlu supaya haiwan dapat terus hidup dan tidak pupus. Sesetengah haiwan pula menjadi mangsa kepada haiwan lain iaitu haiwan ini mungkin diburu dan dimakan oleh haiwan lain. Haiwan seperti ini juga mempunyai adaptasi fizikal untuk melindungi diri dan seterusnya menjamin kemandirian. 155


13.5.1 Adaptasi fizikal haiwan dalam habitat yang berbeza Haiwan menyesuaikan diri dengan iklim yang berbeza dengan beberapa cara. Sila perhatikan Jadual 13.5 dan Jadual 13.6 yang menunjukkan adaptasi fizikal haiwan untuk habitat panas dan habitat sejuk. ADAPTASI HAIWAN DALAM IKLIM PANAS Nisbah jumlah luas permukaan kepada isipadu yang tinggi untuk meningkatkan kehilangan haba.

Contoh: Unta

Menyimpan air dalam bonggol di belakang

Contoh: Unta suhu yang tinggi

Dapat tahan

0 Contoh: ” A ”Antelope ntelope sq uirrel” uirrel” boleh tahan suhu badan lebih daripada 108 F!

Jadual 13.5: Adaptasi haiwan dalam iklim panas 156


ADAPTASI HAIWAN DALAM IKLIM SEJUK Mempunyai bulu yang tebal

Beruang Kutub

Kambing Biri-biri

Berhibernasi semasa musim sejuk dan makanan sukar didapati

Beruang Berpindah dari tempat sejuk ke tempat yang panas

Burung layang-layang

Tikus

Burung bangau

Jadual 13.6: Adaptasi haiwan dalam iklim sejuk

157


13.5.2 Haiwan melindungi diri daripada musuh Haiwan juga mempunyai pelbagai cara melindungi diri daripada musuh. Rajah 13.8 menunjukkan cara-cara fizikal haiwan melindungi diri daripada musuh.

Tanduk tajam dan kuat

Kaki panjang dan berotot

Kulit tebal dan keras CARA HAIWAN MELINDUNGI DIRI DARIPADA

MUSUH

Bulu tebal, bersisik atau berduri

Kuku yang tajam

Rajah 13.8: Cara-cara Fizikal Haiwan Melindungi Diri Daripada Musuh

158


Latihan 13.4

1.

Perhatikan Rajah 13.8. Untuk setiap ciri yang ditunjukkan, beri nama dua haiwan yang mempunyai ciri tersebut. Bincangkan cara-cara lain haiwan melindungi diri daripada musuh.

2.

Pilih satu haiwan yang tinggal di kawasan panas dan satu haiwan yang tinggal di kawasan sejuk. Terangkan adaptasi haiwan-haiwan yang dipilih untuk habitatnya.

159


1. Gunakan jawapan seperti ya/tidak atau satu/dua untuk melengkapkan jadual di bawah bagi menunjukkan perbezaan di antara pembiakan seks dan pembiakan aseks. Soalan

Pembiakan

Pembiakan

Aseks

Seks

Berapakah bilangan induk yang terlibat? Adakah gamet dibentuk? Adakah persenyawaan berlaku? Adakah anak serupa dengan induk? Adakah anak mempunyai variasi genetik? Adakah pertunasan yis sejenis pembiakan ini? Adakah pembiakan katak satu contoh pembiakan ini?

2. Labelkan bahagian-bahagian sistem pembiakan di bawah dalam gambarajah A dan gambarajah B. zakar

faraj

uterus

testis

serviks ser viks

kelenjar prostat uretra

scrotum

ovari

tiub falopia

epididimis

pundi kencing

vas deferens

vesikel semen dubur

160


Gambarajah A

Gambarajah B

161


Buku Rujukan

Clegg, C.J. with D.G. Mackean. (2007). Advanced Biology-Principles and Applications . Applications . London. Hodder Murray.

Kaskel, A. & Hummer, P.J. (2003). Biology an everyday experience . experience . New York: Glencoe McGraw Hill Lum H. K.(2000). Biology The Living Science. Singapore: Pearson Education Asia Pte Ltd.

Mader, S. S. (2001). Biology, 9th edition. New York: McGraw Hill Raven, P, H., Johnson, G. B., Losos, J.B. dan Singer, S.R.(2005). Biology. (7th ed.). Boston:McGraw Hill

Layari Internet

http://www.morning-earth.org/graphic-e/Transf-Metam.html http://www.saburchill.com/ans02/chapters/chap051.html http://library.thinkquest.org/5386/animals.htm http://www.uen.org/utahlink/activities/view_activity.cgi?activity_id=3803 http://www.zephyrus.co.uk/reproduction.html http://www.enchantedlearning.com/themes/insects.shtml

162


TOPIK 14

PERGERAKAN

DAN

SOKONGAN

DALAM

HAIWAN Sinopsis Kebolehan bergerak merupakan suatu ciri istimewa yang terdapat pada manusia dan haiwan. Manusia dan haiwan perlu bergerak untuk mencari makanan, pasangan, tempat perlindungan serta melarikan diri daripada musuh. Ini memerlukan sistem sokongan yang efisien. Terdapat tiga jenis sistem rangka iaitu rangka luar, rangka dalam dan rangka hidrostatik. Pergerakan berlaku melalui tindakan otot dan sendi. Pergerakan haiwan di darat, udara dan air adalah berbeza. Dalam topik ini anda akan belajar tentang jenis-jenis rangka, peranan otot dan sendi dalam pergerakan dan pergerakan haiwan di darat, udara dan air.


Menerangkan kepentingan pergerakan bagi haiwan.

2.

Menghuraikan peranan jenis-jenis rangka.

3.

Menjelaskan peranan otot dan sendi.

4.

Menjelaskan pelbagai jenis pergerakan haiwan di darat, udara dan air.

Ringkasan Keseluruhan Pergerakan dan Sokongan Dalam Haiwan

Jenis-jenis Rangka

Sistem rangka manusia

Peranan otot dan sendi

Pergerakan Haiwan Darat, Udara dan Air



Pengenalan Manusia dan haiwan perlu bergerak untuk mencari makanan, makanan , pasangan, pasangan , tempat perlindungan serta melarikan diri daripada musuh dan bahaya. Sistem rangka memberi sokongan serta membolehkan manusia dan haiwan bergerak.

14.1 Jenis-jenis rangka Rangka adalah struktur yang memberi sokongan dan membolehkan pergerakkan dalam manusia dan haiwan. Terdapat tiga jenis rangka iaitu rangka luar, luar , rangka dalam dan rangka hidrostatik. hidrostatik . Perhatikan Rajah 14.2 yang menerangkan tentang jenis-jenis rangka. JENIS-JENIS RANGKA RANGKA LUAR (Eksoskeleton)

RANGKA DALAM (Endoskeleton)

Contoh: Udang





Rangka terletak di



Struktur keras yang

Contoh: cacing tanah



Terdiri daripada

luar badan

ditutup oleh tisu

rongga badan

Merupakan penutup

lembut.

berisi cecair yang

Terdiri daripada tisu

memberi bentuk dan

Bertindak sebagai

hidup seperti tulang

sokongan kepada

pelindung.

dan rawan.

badan.

luar yang keras 

Contoh: Ikan

RANGKA HIDOSTATIK



164


RANGKA LUAR (Eksoskeleton) 

RANGKA DALAM (Endoskeleton)

Terdapat pada



Tulang terbina

RANGKA HIDOSTATIK 

Rongga badan berisi

haiwan invertebrata

daripada kalsium dan

cecair menekan

seperti ketam, udang

fosfat

dinding badan untuk

Terdapat pada

memberikan bentuk

semua vertebrata.

badan.

kala jengking,dan serangga.





Terdapat dalam haiwan invertebrata yang berbadan lembut.

Rajah 14.2: Jenis-jenis Rangka

Pemikiran

(a)

Tentukan jenis rangka untuk haiwan yang disenaraikan di bawah: manusia, beluncas, belalang, lipan, burung, buaya, ketam, burung dan katak.

(b)

Jelaskan kepentingan sistem rangka kepada organisma tersebut.

14.2 Sistem Rangka Manusia Manusia mempunyai rangka dalam (endoskeleton) yang terdiri daripada tulang. Fungsi sistem rangka manusia ditunjukkan dalam Rajah 14.3

165


Sokongan

Penyimpanan kalsium dan fosfat

Pembentukan selsel darah

Gerakan

FUNGSI SISTEM RANGKA MANUSIA

Respirasi

Memberi bentuk badan

Pelekatan otot

Perlindungan

Rajah 14.3: Fungsi Sistem Rangka Manusia

Latihan 14.1

Terangkan dengan jelas setiap daripada fungsi yang ditunjukkan dalam Rajah 14.3. Bincangkan jawapan anda semasa sesi tutorial.

166


Sistem rangka manusia terdiri daripada bahagian paksi dan bahagian apendej. apendej . Lihat Rajah 14.4.

Rangka Paksi

Rangka Apendaj

Tengkorak Klavikel Sternum

Skapula

Sangkar Rusuk

Humerus

Turus Vertebra

Lengkungan Pelvis

Rajah 14.4: Sistem Rangka Manusia

Rangka paksi terdiri daripada komponen-komponen rangka yang terletak pada satah utama badan iaitu tengkorak, turus vertebrata dan sangkar rusuk. rusuk . Rangka paksi yang terdiri daripada 80 tulang menyokong dan melindungi organ kepala, toraks dan dada.

167


Rangka apendaj terdiri daripada tulang yang melekat pada rangka paksi iaitu lengkungan pektoral, pektoral , lengkungan pelvis, pelvis , anggota hadapan dan anggota belakang. belakang . Rangka apendej terdiri daripada 126 tulang.

Organisasi sistem rangka manusia ditunjukkan dalam Rajah 14.5

RANGKA MANUSIA Rangka Paksi

Rangka Apendaj

Tengkorak

Lengkungan Pektoral

Turus Vertebra

Lengkungan Pelvis

Sangkar Rusuk

Anggota Hadapan Anggota Belakang

Rajah 14.5: Organisasi Sistem Rangka Manusia

Latihan 14.2

Kaji sistem rangka manusia dengan merujuk pada mana-mana sumber bahan bacaan (buku rujukan, internet,dll). Huraikan dengan bantuan gambarajah tulang-tulang rangka paksi dan rangka apendaj.

168


14.3 Peranan otot dan sendi Pemikiran

Anda telah mempelajari tentang jenis-jenis otot dalam Topik 3. Adakah anda masih ingat tentang otot rangka? Otot rangka

Apakah fungsi otot rangka?

14.3.1

Otot rangka

Otot rangka ataupun dikenal sebagai otot jalur ialah otot yang melekat pada rangka. Otot rangka dihubungkan kepada tulang melalui tendon. tendon. Tendon adalah tisu penghubung tidak kenyal yang mempunyai kekuatan regangan yang tinggi. Tendon memindahkan daya tarikan otot kepada tulang, menyebabkan anggota bergerak. Lihat Rajah 14.6.

Tulang Tendon Otot

Sumber: http://hrsbstaff.ednet.ns.ca/sdosman/Higher%20level%20BIO/Topic%20B.1notes.htm

Rajah 14.6: Tulang, tendon dan otot pada anggota hadapan manusia

169


Hanya satu jenis gerakan sahaja yang dapat dihasilkan oleh otot, iaitu pengecutan. pengecutan . Jadi untuk kembali kepada panjang asalnya, otot itu mestlah diregang. Untuk sebab ini, kebanyakkan otot tersusun dalam

pasangan

antagonis. antagonis . Setiap ahli dalam pasangan menghasilkan satu gerakan yang berlawanan dengan gerakan yang dihasilkan oleh ahlinya satu lagi. Rajah 14.7 menunjukkan contoh pasangan otot antagonis iaitu otot biseps dan otot triseps. triseps .

Otot biseps

Otot triseps

Rajah 14.7: Pasangan Otot Antagonis Otot biseps dikenali sebagai fleksor kerana membengkokkan lengan. Otot triseps dikenali sebagai ekstensor kerana meluruskan lengan. Semasa otot biseps mengecut, tulang radius tertarik ke atas lalu membengkokkan lengan bawah. Pada masa yang sama otot triseps akan mengendur. Lihat rajah 14.8. Semasa otot triseps mengecut, tulang ulna tertarik ke bawah lalu meluruskan lengan bawah. Pada masa yang sama otot biseps akan mengendur. Lihat Rajah 14.9.

170


Otot biseps mengecut

Otot triseps mengendur

Rajah 14.8: Membengkokkan Lengan

Otot biseps mengendur

Otot triseps mengecut

http://www.saburchill.com/chap w.saburchill.com/chapters/chap0009.html ters/chap0009.html Sumber: http://ww

Rajah 14.9: Meluruskan Lengan

171


14.3.2 Jenis-jenis sendi Sendi ialah tempat pertemuan dua atau lebih tulang. Tulang disambung antara satu sama lain oleh ligamen. ligamen . Ligamen adalah tisu yang liat, kuat dan kenyal. Fungsi ligamen ialah untuk menetapkan tulang pada kedudukannya di sendi. Lihat Rajah 14.10.

Ligamen

Sumber: http://miromedical.com/ACL.html

Rajah 14.10: Ligamen pada sendi lutut Sendi terbahagi kepada tiga jenis iaitu sendi berserabut, berserabut , sendi rawan dan sendi sinovia. sinovia . Lihat Rajah 14.11. JENIS SENDI

SIFAT PERGERAKAN 

CONTOH

Tidak membenarkan pergerakan

SENDI BERSERABUT



Tulang dicantumkan oleh tisu perantara

(fibrous joints )

Sendi

Sendi antara tulang-tulang pada tengkorak

172


JENIS SENDI SENDI

SIFAT PERGERAKAN 

RAWAN

joints )

(a) Sendi di antara vertebra

Membenarkan gerakan yang terhad

(cartilaginous

(sedikit sahaja) 

CONTOH

Lapisan rawan

Tulang disatukan oleh lapisan rawan

Vertebra

(b) Sendi antara lengkungan pelvis

Lapisan rawan

SENDI



SINOVIA (synovial joints)



Membenarkan

Terbahagi kepada 5 jenis utama.

pergerakan

Lihat Rajah 14.10.

Terdapat di antara

1. Sendi lesung dan bebola

tulang-tulang

Tulang boleh bergerak bebas

anggota

dalam semua arah a) Sendi bahu b) Sendi punggong 2. Sendi engsel Tulang boleh bergerak dalam satu satah sahaja a) Sendi siku b) Sendi lutut

173


JENIS SENDI

SIFAT PERGERAKAN

CONTOH 3. Sendi kondil / bonggol Tulang boleh bergerak dalam dua

SENDI

satah sahaja

SINOVIA

a) Sendi antara tengkorak dan

(sambung )

atlas b) Sendi di pergelangan tangan dan kaki c) Sendi di antara metatarsus . metakarpus dan ruas jari

4. Sendi gelongsor Permukaan tulang menggelongsar di atas satu sama lain a) Sendi antara karpus b) Sendi antara tarsus c) Sendi antara sternum dengan klavikel 5. Sendi pangsi Satu tulang berputar di atas tulang yang lain. a) Sendi antara atlas dengan paksi b) Sendi antara ulna dan radius

Rajah 14. 11 : Jenis-jenis Sendi Manusia

174


Sendi lesung dan bebola

Sendi kondil

Sendi engsel

Sendi pangsi

Sendi gelongsor A

B

Sumber: http://wellbeinganddiseases.com/wp-content/uploads/2011/05/joints.gif

Rajah 14.12: Jenis-jenis Sendi Sinovia Manusia

Latihan 14.3

Kaji Rajah 14.12. (a)

Nyatakan jenis sendi yang terdapat di A dan B

(b)

Apakah jenis pergerakan yang boleh berlaku di sendi-sendi ini?

175


14.4. Pergerakan di darat, air dan udara Haiwan bergerak dengan cara yang berlainan. Ada yang merayap di atas tanah, berjalan, berlari, melompat, berenang di dalam air atau terbang di udara.

14.4.1 Pergerakan Di Darat Kehadiran sendi dan otot antagonis pada anggota haiwan darat membolehkanya melakukan pergerakan seperti berjalan, merayap, melompat dan berlari. Haiwan seperti cheetah, harimau dan serigala mempunyai otot tulang belakang yang kuat yang boleh mengecut dan mengendur dengan cepat untuk melengkung dan meluruskan tulang belakangnya pada kadar yang cepat. Ini membolehkan tulang belakang bertindak sebagai spring untuk memperoleh langkah yang panjang supaya haiwan itu dapat berlari dengan lebih pantas. Lihat Rajah 14.13. Tulang belakang

Rajah 14.13: Cheetah melompat ke hadapan semasa berlari dengan pantas.

Katak, arnab, kanggaru dan belalang ialah contoh haiwan yang melompat Adakah anda perhatikan kaki belakang haiwan ini? Haiwan-haiwan ini mempunyai kaki belakang yang panjang. Lihat Rajah 14.14 yang menunjukkan katak melompat.

Rajah 14.14: Katak melompat 176


Kaki belakang katak adalah lebih besar daripada kaki hadapan dan dilipat menjadi bentuk “Z”. Otot femurnya besar dan kuat. Pengecutan otot femur

dengan tiba-tiba meluruskan kaki belakang dengan cepat dan menolak tanah ke bawah dan ke belakang. Ini akan menolak haiwan itu ke atas dan ke hadapan. Haiwan ini mendarat pada hujung kaki hadapannya.

Aktiviti 14.1 Pergerakan Cacing Tanah Dalam akiviti ini anda akan perhatikan pergerakan seekor cacing tanah. 1.

Cacing tanah boleh didapati dalam tanah yang lembab dan longgar. Anda boleh tuang larutan sabun ke atas tanah dahulu untuk memaksa cacing tanah keluar. Pastikan anda bilas cacing tanah dengan air bersih sebelum memulakan permerhatian anda. Namakan cacing tanah anda.

2.

Letakkan cacing tanah anda ke atas kertas turas yang lembab. Bolehkah anda dengar bunyi yang dibuat oleh keta cacing semasa pergerakkan.

3.

Perhatikan dengan teliti badan cacing tanah semasa pergerakannya. Lukis strip komik untuk menunjukkan pergerakannya. Tulis satu ayat

.

untuk menerangkan apa yang berlaku pada setiap gambar komik anda.

4.

Buat persembahan komik anda semasa tutorial.

5.

Perhatian: Perhatian : Lepaskan cacing tanah anda di tempat asalnya pada akhir kajian anda.

Pergerakan cacing tanah Cacing tanah mempunyai rangka hidrostatik. hidrostatik . Haiwan yang mempunyai rangka hidrostatik juga bergerak atas prinsip otot-otot antagonis walaupun haiwan ini tidak mempunyai rangka luar atau rangka dalam yang keras untuk pelekatan hujung-hujung otot. 177


Semasa cacing tanah bergerak, seluruh bahagian ventralnya bersentuhan dengan substratum. substratum . Bulu kejur berkitin, iaitu keta yang terdapat pada bahagian ventral dinding tubuh bertindak seagai cangkuk dalam gerakan cacing ke hadapan. Ini adalah bunyi yang anda telah dengar semasa anda menjalankan Aktiviti 14.1. Siri pengecutan dan pengenduran otot bulat dan otot membujur pada dinding badan menghasilkan gelombang peristalsis yang menyebabkan cacing tanah bergerak ke hadapan. Lihat Rajah 14.15.

Otot membujur mengendur

Otot membulat mengecut

Otot membulat mengendur

Otot membujur mengecut

Kepala

Keta

http://mycozynook.com/102RG zynook.com/102RGCh30OH.htm Ch30OH.htm Sumber: http://myco

Rajah 14.15: Pergerakan Cacing Tanah

178


14.4.2 Pergerakan Di Air Rintangan air adalah satu kesulitan yang dihadapi oleh haiwan akuatik. Ini ialah kerana air adalah 800 kali lebih tumpat daripada udara. Satu contoh haiwan yang bergerak di dalam air ialah ikan. Ikan mempunyai beberapa ciri tertentu untuk mengatasi masalah rintangan air. Ikan mempunyai badan yang berbentuk larus, larus, iaitu membulat di hadapan dan meruncing dengan sekata ke arah belakang untuk mengurangkan rintangan terhadap gerakan dalam air. Sisik mengarah ke posterior dan kulit badannya berelendir mengurangkan geseran apabila bergerak di dalam air. Perhatikan Rajah 14.16.

Sirip dorsal

Sirip pektoral

Sisik

Sirip pelvis

Sirip ekor

Sirip dubur

Rajah 14.16: Pandangan Ikan Dari Sisi

Tindakan otot antagonis badan dan sirip ekor menghasilkan daya tolakan ke hadapan. Oleh sebab berat badan ikan disokong oleh daya keapungan air, ikan tidak memerlukan rangka yang kuat seperti mamalia dan burung.

179


Rajah 14.17 menunjukkan pergerakan ikan semasa berenang. Anak panah yang tebal menunjukkan pergerakan badan ikan. Anak panah nipis menunjukkan tindakan air

Badan ikan

Badan ikan

membengkok ke

membengkok ke

sebelah kanan

sebelah kiri

Otot di sebelah kiri

Otot di sebelah kiri

ikan mengendur

ikan mengecut

manakala

manakala

otot disebelah kanan

otot disebelah kanan

mengecut

mengendur

Sumber: http://www.biology-resourc http://www.biology-resources.com/drawing-fishes.com/drawing-fish-swimming.html swimming.html

Rajah 14.17: Pergerakan Ikan

Ikan mempunyai pelbagai jenis sirip pada badannya yang membantu memperoleh keseimbangan badan semasa bergerak dalam air. Pergerakan ketidakseimbangan yang mungkin dihadapi oleh ikan ialah pesongan, pesongan, golekan dan junaman. junaman . Lihat Rajah 14.18. Sirip dorsal dan sirip dubur menghalang 180


pesongan dan golekan serta membantu dalam pergerakan memusing. Sirip pektoral dan pelvis menghalang golekan dan junaman. Sirip ekor membantu memberi daya tujahan yang akan mendorong ikan ke depan. Golekan

Pesongan

Junaman

Rajah 14.18: Keseimbangan ikan dikekalkan dengan bantuan sirip

Latihan 14.4

1.

Nyatakan fungsi setiap sirip dalam pergerakan ikan (a) Sirip ekor (b) Sirip dubur (c) Sirip pelvis (d) Sirip pektoral

2.

Apakah fungsi pundi udara dalam ikan?

181


14.4.3 Pergerakan Di Udara Sebilangan haiwan boleh terbang di udara seperti burung dan serangga. Haiwan yang boleh terbang di udara memiliki beberapa ciri yang istimewa. Burung mempunyai rangka dalam dan terbang di udara untuk mendapat makanan, makanan, pembiakan dan mengelakkan diri daripada pemangsa . Perhatikan Rajah 14.19 yang menunjukkan seekor burung yang terbang.

Rajah 14.19: Burung mempunyai ciri-ciri penyesuaian untuk penerbangan

Apakah ciri-ciri penyesuaian burung yang membolehkan penerbangan?

(i)

Badan burung berbentuk larus mengurangkan geseran dalam penerbangan

(ii)

Bulu pada badannya licin dan memudahkan udara mengalir pada permukaan badannya.

(iii)

Burung mempunyai otot dada yang besar dan kuat untuk menggerakkan sayapnya ke atas dan ke bawah. Pergerakan kedua-dua jenis otot pektoralis major dan minor membolehkan burung terbang di udara. Rajah 14.20 menunjukkan tindakan otot semasa sayap diturunkan.

182


4. Upthrust disebarkan dari sayap ke coracoid

5. Badan di naikkan

Tulang coracoid 3. Rintangan udara memberi daya tujahan kepada sayap

Otot pektoral minor (menaikkan sayap) Otot pektoral major (menurunkan sayap)

2. Sayap diturunkan 1. Otot pektoral major mengecut

Rajah 14.20: Pengecutan dan pengenduran otot pektoral major dan minor menggerakkan sayap ke atas dan ke bawah.

(iv)

Burung mempunyai sayap yang lebar dan berbentuk aerofoil. Ini menghasilkan daya angkat yang kuat untuk membolehkannya terapung di udara semasa terbang. Lihat Rajah 14.21 Daya Angkat

Udara laju, tekanan rendah

Udara perlahan, tekanan tinggi Rajah 14.21: Sayap berbentuk aerofoil

183


(v).

Burung menyimpan kaki di belakang badannya semasa penerbangan.

(vi)

Bulu pelepah juga bertindak sebagai penebat yang memelihara badannya tetap panas, supaya burung dapat menghasilkan tenaga yang cukup untuk terbang.

(vii)

Bulu pelepah pada ekor dan kepak menambahkan luas permukaan sayap untuk mengekalkan burung berada di udara.

(viii)

Bulu sayapnya berlilin dan kalis air dan tidak meresap air semasa hujan.

(ix)

Burung mempunyai badan yang kecil dan ringan . Tulang-tulang burung mempunyai banyak rongga yang menjadikannya ringan tetapi tidak menjejaskan kekuatan tulang.

184


Latihan 14.5

1.

Dengan merujuk kepada contoh yang sesuai, bandingkan jenis-jenis jenis-je nis rangka haiwan

2.

Nyatakan kepentingan sistem rangka seekor harimau dari segi kemandirian spesies.

3.

Terangkan dengan contoh apa yang anda fahami dengan kenyataan ini: “Pengecutan dan pengenduran otot rangka secara berpasangan menghasilkan pergerakan”

4. .

5.

Yang manakah menunjukkan padanan betul: (i)

sendi engsel – sendi punggong

(ii)

sendi berserabut- sendi tenggorak

(iii)

sendi bola lesung- sendi bahu

(iv)

sendi rawan - vertebra

(v)

sendi sinovia- sendi siku

Terangkan ciri-ciri bagi badan haiwan-haiwan berikut yang membantu pergerakan mereka: (i)

ikan tilapia

(ii)

katak

(iii)

burung merpati

185


6. Labelkan gambarajah berikut:

186


Buku Rujukan

Clegg, C.J. with D.G. Mackean. (2007). Advanced Biology-Principles and Applications .Hodder Applications .Hodder Murray. London Lum H. K.(2000). Biology The Living Science. Singapore: Pearson Education Asia Pte Ltd. Mader, S. S. (2001). Biology, 9th edition. New York: McGraw Hill Raven, P. H., Johnson, G. B., Losos, J.B. dan Singer, S.R.(2005). Biology. (7th eds.). Boston:McGraw Hill

http://www.getbodysmart.com/ap/skeletalsystem/skeleton/introduction/tutorial.ht ml http://www.wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx?ID=AP13404 http://woostermiddle.stratfordk12.org/Content/The_Human_Body.asp http://hrsbstaff.ednet.ns.ca/sdosman/Higher%20level%20BIO/Topic%20B.1notes .htm http://www.jeffsims.net/flash/skeleton.html http://classroom.sdmesa.net/eschmid/Chapter7-Zoo145.htm http://www.biology-resources.com/ http://www.moundstreet.k12.oh.us/6060701019103839/lib/6060701019103839/_f iles/14_-_Birds.pdf

187


TOPIK 15

GERAKBALAS GERAKBALAS

TUMBUHAN

KEPADA

RANGSANGAN Sinopsis Tumbuhan bergerakbalas dengan pelbagai cara kepada rangsangan daripada persekitaran seperti cahaya, graviti, air and sentuhan. Dalam topik ini anda akan mempelajari tentang tiga jenis gerakbalas tumbuhan iaitu tropisme, nasti dan taksis.


Jelaskan pelbagai cara tumbuhan bergerak terhadap rangsangan daripada persekitaran iaitu tropisme, nasti dan taksis

2.

Huraikan cara bagaimana tumbuhan bergerak balas terhadap cahaya, air, graviti dan sentuhan


Gerakbalas Tumbuhan Kepada Rangsangan

Tropisme

Nasti

Taksis

Rajah 15.1: Ringkasan Keseluruhan Isi Kandungan

188


Pengenalan Haiwan dan tumbuhan hidup dalam persekitaran yang sentiasa berubah. Ada perubahan yang mendatangkan manfaat dan ada juga perubahan yang membahayakan. Kebolehan haiwan dan tumbuhan untuk mengesan perubahan dan membuat gerakbalas yang sesuai adalah penting untuk kemandiriannya. Tumbuhan bergerakbalas terhadap rangsangan daripada persekitaran seperti cahaya, graviti, air dan sentuhan. sentuhan . Ada tiga jenis gerakbalas tumbuhan iaitu tropisme, nasti dan taksis . Lihat Rajah 15.2. GERAK BALAS TUMBUHAN

TROPISME 





NASTI

Gerak balas sebahagian puchok atau akar terhadap rangsangan Arah pertumbuhan bergantung kepada arah rangsangan Contoh: Contoh: fototropisme, geotropisme, dan tigmotropisme







Gerak balas sebahagian tumbuhan terhadap rangsangan Arah gerakan tidak bergantung kepada arah rangsangan Contoh: Contoh: fotonasti, seismonasti, termonasti, dan niktinasti

TAKSIS 



Gerak balas keseluruhan organisma mendekati atau menjauhi sesuatu rangsangan Contoh: Contoh: fototaksis, kemotaksis, hidrotaksis, dan termotaksis

Rajah 15.2: Gerak Balas Tumbuhan

189


15.1 Gerak Balas Tropisme

Pemikiran

Rajah 15.3: Contoh Gerak Balas Tropisme Tumbuhan dalam Rajah 15.3 menunjukkan salah satu daripada gerakbalas

tumbuhan

yang

di

panggil

tropisme. tropisme .

Apakah

rangsangannya? Apakah jenis tropisme yang ditunjukkan?

Tropisme ialah pertumbuhan sebahagian puchok atau akar terhadap rangsangan. Arah pertumbuhan adalah bergantung pada arah rangsangan. rangsangan . Pertumbuhan yang mendekati rangsangan di panggil gerak balas positif manakala pertumbuhan yang menjauhi rangsangan di panggil gerak balas negatif. Apakah jenis gerak balas yang ditunjukkan oleh tumbuhan dalam Rajah 15.3.

Jenis-jenis tropisme yang akan dibincangkan dalam topik ini ialah fototropisme, geotropisme, dan tigmotropisme . Perhatikan Rajah 15.4.

190


Jenis Gerakbalas

Rangsangan

Gerak balas terhadap rangsangan Pucuk

menunjukkan

fototropisme Fototropisme

cahaya

positif

untuk dapat cahaya Akar

menunjukkan

fototropisme

negatif

untuk dapat air.

Pucuk

menunjukkan

geotropisme negatif Geotropisme

Akar

graviti

menunjukkan

geotropisme positif

191


Jenis Gerakbalas

Rangsangan

Gerak balas terhadap rangsangan Salur paut atau pucok melilit pada badan yang

Tigmotropisme

sentuhan

disentuh.

Rajah 15. 4 Jenis-jenis Tropisme

Latihan 15.1

1.

Apakah kepentingan geotropisme dan tigmotropisme kepada tumbuhan?

2.

Rancangkan eksperimen yang anda boleh jalankan di sekolah rendah untuk menunjukkan gerak balas tumbuhan terhadap: (a)

cahaya

(b)

graviti

(c)

sentuhan

192


15.2 Gerak Balas Nasti Gerak balas nasti ialah gerakbalas tumbuhan terhadap rangsangan tanpa mengira arah tindakan rangsangan tersebut. Bahagian tumbuhan bergerak

balas

terhadap

cahaya,

air

dan

suhu

untuk

tujuan

pendebungaan, mengelakkan kehilangan air dan fotosintesis. Gerak balas ini ialah cepat, cepat, berbalik dan tidak melibatkan pertumbuhan . Rajah 15.5 menunjukkan jenis-jenis gerak balas nasti.

Jenis

Rangsangan

Gerak balas

Gerakbalas

terhadap rangsangan

Fotonasti

cahaya

Seri waktu

bunga malam,

tutup dan

buka waktu pagi.

Termonasti

suhu

Ranggi bunga Tulip tutup

apabila

menurun.

193

suhu


Jenis

Rangsangan

Gerak balas

Gerakbalas

terhadap rangsangan Perubahan

Niktinasti

siang

dan

malam

Daun Oxalis Regnellii tutup

pada

waktu

malam.

Seismonasti

Sentuhan

Mimosa pudica (semalu) menguncup apabila di sentuh

Rajah 15.5: Jenis-Jenis Gerak Balas Nasti

194


15.3 Gerak Balas Taksis Gerak balas taksis ialah pergerakan seluruh organisma mendekati atau menjauhi sesuatu rangsangan. Alga mikroskopik seperti Euglena (Lihat Rajah 15.6), menunjukkan gerakbalas taksis yang di panggil fototaksis. fototaksis . Gerak balas yang ditunjukkan dipanggil fototaksis positif kerana Euglena berenang Euglena berenang ke arah cahaya.

Rajah 15.6: Euglena sp

195


1. Beri empat jenis empat jenis rangsangan yang boleh menyebabkan gerak balas tumbuhan.

2. Beri makna bagi istilah-istilah berikut: (a) Gerak balas positif (b) Gerak balas negatif 3. (a) Namakan tiga jenis gerak balas tumbuhan (b) Nyatakan perbezaan antara ketiga-tiga gerak balas tumbuhan 4. Apakah yang dimaksudkan dengan (a)

Fototropisme

(b)

Hidrotropisme

(c)

Geotropisme

(d)

Tigmotropisme.

5. Rajah 15.7 menunjukkan pokok Mimosa pudica .

Rajah 15.7: Mimosa pudica .

(a) Apakah akan berlaku apabila tumbuhan ini disentuh? (b) Apakah jenis pergerakan yang ditunjukkan? (c) Berikan satu contoh tumbuhan lain yang melakukan jenis pergerakan yang sama apabila disentuh. 196


6. (a) Apakah “fototaksis”? (b) Adakah Euglena menunjukkan Euglena menunjukkan fototaksis positif atau negatif? (c) Terangkan bagaimana gerakbalas ini mendatangkan faedah kepada Euglena .

Buku Rujukan Clegg, C.J. with D.G. Mackean. (2007). Advanced Biology-Principles and Applications . Applications . London. Hodder Murray. Kaskel, A. & Hummer, P.J. (2003). Biology an everyday experience . experience . New York: Glencoe McGraw Hill Lum H. K.(2000). Biology The Living Science. Singapore: Pearson Education Asia Pte Ltd. Mader, S. S. (2001). Biology, 9th edition. New York: McGraw Hill Raven, P, H., Johnson, G. B., Losos, J.B. dan Singer, S.R.(2005). Biology. (7th ed.). Boston:McGraw Hill

Layari Internet http://plantsinmotion.bio.indiana.edu/plantmotion/movements/nastic/nastic.html http://www.plant-and-flower-guide.com/tropism.html http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp38/3802001.html

197

Sec3101 Nota Lengkap

Recommend Documents