Biologi Tingkatan 4 • Ini akan melambatkan penghasilan neurotransmiter yang seterusnya akan melambatkan kadar denyutan jantung dan kadar respirasi. • Seseorang akan mempunyai perasaan keseronokan dan kepuasan yang bersifat sementara. 8 (a) (i) Sistem saraf dan sistem endokrin mempunyai beberapa persamaan: • Kedua-duanya mempunyai organ sasaran. • Kedua-duanya bergerak balas terhadap sesuatu rangsangan. • Kedua-duanya berfungsi menyelaras segala aktiviti badan. Sistem saraf dan sistem endokrin mempunyai beberapa perbezaan: Sistem saraf Sistem endokrin Terdiri daripada rangkaian berjuta-juta sel neuron. Terdiri daripada kelenjar endokrin tanpa duktus Utusan dihantar dalam bentuk impuls elektrik melalui neuron. Utusan diangkut oleh bahan kimia organik disebut hormon melalui aliran darah. Tindakan saraf adalah cepat dan serta-merta. Tindakan yang dirangsang oleh hormon adalah lambat. Kesan impuls menghasilkan gerak balas satu organ. Kesan hormon menghasilkan gerak balas beberapa organ. Tempoh kesan atau pengaruhnya adalah pendek. Kesannya berhenti apabila impuls berhenti. Tempoh kesan atau pengaruhnya adalah lama. (ii) • Paku tajam mencucuk kulit menyebabkan reseptor deria dalam kulit menjana impuls saraf. • Impuls saraf dipindahkan di sepanjang neuron deria ke arah saraf tunjang. • Dalam saraf tunjang, impuls saraf dipindahkan dari neuron deria ke neuron geganti. • Dari neuron geganti, impuls saraf dipindahkan ke neuron motor. • Neuron motor membawa impuls saraf dari saraf tunjang ke efektor (tisu otot) supaya kaki dialihkan dengan cepat. (b) • Azman sedar tentang tindakannya apabila dia menunggang basikal kerana tindakan tersebut melibatkan gerak balas yang berlaku secara disedari dan dikawal oleh kemahuannya. • Dia tidak sedar mengenai proses pencernaan makanan yang sedang berlaku dalam salur pencernaannya kerana proses pencernaan merupakan gerak balas yang tidak disedari dan tidak dapat dikawal oleh kemahuan sedarnya. • Pusat kawalan yang terlibat semasa menunggang basikal ialah sistem saraf pusat dan melibatkan sistem otot rangka. • Azman mempunyai pengalaman lepas tentang cara menunggang basikal. Maklumat ini dicetuskan di kawasan motor di korteks serebrum. • Oleh kerana maklumat ini dicetuskan di korteks serebrum, ia merupakan satu gerak balas yang disedari oleh Azman. • Maklumat kemudiannya dihantar ke efektor yang merupakan otot rangka di kaki dan tangan melalui neuron motor. • Pengecutan otot rangka membolehkan Azman menunggang basikal mengikut kemahuannya. Selain daripada korteks 4
Biologi Tingkatan 4 serebrum, reseptor imbangan di bahagian telinga juga menghantar maklumat tentang keseimbangan badan ke pusat kawalan. • Pusat kawalan yang terlibat dalam pencernaan makanan ialah medula oblongata dan otot yang terlibat ialah otot licin. • Kehadiran makanan dalam salur pencernaannya mencetuskan impuls pada reseptor dan maklumat ini dihantar ke medula oblongata. • Maklumat ini dihantar ke otot licin melalui neuron motor. Otot licin akan mengecut dan mengendur secara beritma bagi menghasilkan satu gelombang peristalsis untuk menggerakkan bahan makanan di sepanjang salur pencernaan. • Oleh kerana maklumat tidak sampai ke bahagian korteks serebrum yang bertanggungjawab terhadap gerak balas yang disedari, maka tiada persepsi tentang peristalsis makanan ditimbulkan. Sudut Pengayaan 9 Otak membuat keputusan berdasarkan pengalaman yang lepas. Otak mengetahui bahawa sebuah buku adalah lebih berat daripada sehelai kertas. Oleh itu, otak akan merangsang bilangan gentian otot yang sepadan dengan tenaga yang diperlukan. Sesetengah neuron motor boleh merangsang banyak gentian otot manakala sesetengah neuron motor hanya boleh merangsang beberapa gentian otot. Neuron motor yang merangsang bilangan gentian otot yang banyak akan menghasilkan lebih banyak daya angkat berbanding dengan neuron motor yang merangsang pengecutan beberapa gentian otot sahaja. Oleh itu, untuk mengangkat sebuah buku, otak akan merangsang neuron motor yang merangsang banyak gentian otot. 10 Seorang pesakit Alzheimer atau Parkinson mengalami kemerosotan neuron dalam otak yang menjejaskan fungsi mentalnya. Kehilangan keupayaan pelbagai fungsi mental termasuk ingatan, pergerakan dan perubahan emosi menyebabkan pesakit tersebut amat bergantung pada penjagaan rapi dan sepenuh masa oleh penjaga. Oleh itu, penjaga perlulah memahami keadaan dan mempunyai tahap kesabaran yang tinggi untuk menjaga mereka. 5
Biologi Tingkatan 4 BAB 13 HOMEOSTASIS DAN SISTEM URINARI MANUSIA Praktis Formatif 13.1 1 Homeostasis ialah pengawalaturan faktor fizikal dan faktor kimia persekitaran dalam pada julat yang normal untuk sel berfungsi dalam keadaan optimum. Mekanisme homeostasis berlaku secara suap balik negatif: • Nilai yang melebihi julat normal diturunkan semula kepada julat normal. • Nilai yang menurun di bawah julat normal ditingkatkan semula kepada julat normal. 2 Mekanisme homeostasis: • Pemvasodilatan berlaku. • Kelenjar peluh merembeskan peluh. • Otot erektor mengendur — bulu roma menurun. • Otot rangka kurang mengecut dan mengendur. Badan tidak menggigil. • Kelenjar adrenal dan kelenjar tiroid kurang dirangsang — kadar metabolisme menurun. 3 Glukosa berlebihan tidak ditukar kepada glikogen. Aras glukosa dalam darahnya akan meningkat (hiperglisemia) dan glukosa dikumuhkan dalam air kencing (glikosuria). Dalam keadaan sedemikian, individu tersebut dikatakan telah menghidapi penyakit diabetes melitus atau penyakit kencing manis. Seorang pesakit diabetes melitus sentiasa berasa haus, penat, letih dan mengalami penurunan berat badan. Pesakit akan mati sekiranya tidak dirawat. 4 • Tekanan darah meningkat. Baroreseptor di arka aorta dan arteri karotid dirangsang. • Pusat kawalan kardiovaskular di medula oblongata dirangsang. • Otot licin pada dinding arteri mengendur (pemvasodilatan) dan ini mengurangkan rintangan pengaliran darah dalam salur darah. • Pengecutan otot kardium jantung yang lemah berlaku. • Tekanan darah kembali ke paras normal. Praktis Formatif 13.2 1 Tubul berlingkar proksimal dan tubul berlingkar distal terdapat dalam korteks, manakala liku Henle terdapat dalam medula ginjal. 2 Makan makanan masin dan kurang minum air 3 Air diserap semula secara osmosis. Ion natrium dan glukosa diserap semula secara pengangkutan aktif. 4 Individu tersebut tidak perlu menjalani hemodialisis. Individu tersebut cuma perlu kurangkan makanan berprotein dan kandungan garam tinggi dan sentiasa minum air yang mencukupi. Praktis Formatif 13.3 1 Batu karang boleh menyumbatkan ureter lalu mengurangkan penghasilan air kencing. 2 Kurang minum air dan pengambilan garam mineral seperti kalsium secara berlebihan. Praktis Sumatif 13 1 Liku Henle terdapat dalam medula ginjal. 2 (a) Air kencing banyak dan cair. (b) Air kencing pekat dan sedikit. 3 Ujian Benedict 4 Hati akan melambatkan respirasi sel, menukarkan glikogen kepada glukosa dan menghalang penukaran glukosa kepada glikogen. 5 (a) Kepekatan asid amino dalam plasma darah lebih tinggi dari dalam air kencing. Penyerapan semula berlaku. 100% asid amino diserap semula ke dalam kapilari darah secara pengangkutan aktif pada tubul berlingkar proksimal. (b) Ginjal gagal bertindak sebagai organ pengosmokawalaturan. Kandungan air dalam badan tidak dapat dikawal atur. 1 Cadangan Jawapan
Biologi Tingkatan 4 6 (a) • Tiada enzim lipase. Ini bermaksud kurang pencernaan lemak. • Tiada enzim tripsin. Ini bermaksud kurang pencernaan protein. • Apabila insulin dan glukagon tidak dihasilkan, pangawalaturan aras gula darah terjejas. (b) • Kurangkan makanan berkarbohidrat. • Dapatkan suntikan insulin jika aras gula darah meningkat melebihi aras normal. 7 (a) Ultraturasan (b) Sel darah dan protein plasma (c) Diameter arteriol aferen yang membawa darah ke dalam glomerulus adalah lebih besar daripada diameter arteriol eferen yang membawa darah keluar darinya. Ini mewujudkan satu tekanan hidrostatik yang tinggi di dalam glomerulus dan menolak molekul bersaiz tertentu seperti glukosa dan asid amino keluar melalui dinding setebal dua sel antara dinding kapilari dan dinding dalam kapsul Bowman. (d) Glukosa telah diserap semula di tubul berlingkar proksimal melalui pengangkutan aktif. (e) Haiwan yang hidup di persekitaran yang kering mempunyai tubul liku Henle yang lebih panjang daripada haiwan yang hidup di persekitaran yang lembap. Ini membolehkan lebih banyak air diserap semula melalui liku Henle. Hasilnya ialah air kencing yang pekat. Soalan Esei 8 • Apabila berada dalam bilik sejuk selama 6 jam, suhu badan akan turun. • Termoreseptor pada kulit menerima rangsangan dan menghantar impuls saraf ke pusat kawalan suhu di hipotalamus otak melalui saraf aferen. • Mekanisme suap balik negatif berlaku iaitu: • Pemvasocerutan berlaku. Ini mengurangkan pengaliran darah ke permukaan kulit dan seterusnya, kurang haba mengalir ke persekitaran. • Kelenjar peluh tidak dirangsang. Oleh itu, perpeluhan tidak berlaku. • Otot erektor mengecut menyebabkan bulu roma menegak. Lapisan udara tebal terperangkap di permukaan kulit dan bertindak sebagai penebat haba yang menghalang kehilangan haba melalui kulit. • Badan menggigil. Otot rangka yang mengecut dan mengendur menjanakan haba dan meningkatkan suhu badan. • Kelenjar tiroid dirangsang untuk merembes tiroksina dan kelenjar adrenal dirangsang untuk merembes adrenalina. Tiroksina meningkatkan kadar metabolime sel dan adrenalina meningkatkan penukaran glikogen menjadi glukosa. Glukosa dioksidakan untuk menghasilkan tenaga haba. 9 • Terdapat kurang oksigen dalam atmosfera. • Tekanan separa oksigen adalah rendah. • Terdapat kurang oksigen dalam darah. • Ini dikesan oleh kemoreseptor periferi. Impuls saraf dijana dan dihantar ke pusat kawalan respirasi dan pusat kawalan kardiovaskular yang kemudiannya menghantar impuls ke otot interkosta, diafragma dan otot kardium jantung. Kadar pengecutan dan pengenduran otot interkosta dan diafragma meningkat yang seterusnya meningkatkan kadar pernafasan (tarik nafas /hembus nafas). Kadar denyutan jantung meningkat. • Lebih oksigen dihantar ke sel dan lebih karbon dioksida diangkut ke peparu. 10 • Otot regang mengendur dan menyebabkan bulu roma condong ke permukaan kulit. 2
Biologi Tingkatan 4 • Bulu roma memerangkap lapisan udara yang nipis yang membolehkan lebih banyak haba dapat hilang ke persekitaran. • Kelenjar peluh merembes peluh. Apabila peluh tersejat, haba hilang ke persekitaran. 11 (a) (i) Suhu 37 °C merupakan suhu optimum bagi semua tindak balas kimia yang dimangkinkan oleh enzim. Sekiranya suhu badan meningkat, tindak balas metabolisme sel yang dikawal oleh enzim turut terganggu kerana enzim dinyahasli. (ii) • Otot erektor dalam kulit mengecut lalu menaikkan bulu kulit. Satu lapisan udara yang bertindak sebagai penebat terperangkap di atas kulit. • Apabila dirangsang, otot rangka mengecut dan mengendur dengan lebih banyak. Badan menggigil dan haba dijanakan. (b) • Protein dicernakan kepada asid amino. • Asid amino berlebihan adalah toksik dan tidak boleh disimpan. • Melalui proses pendeaminaan, bahagian bernitrogen asid amino ditukar kepada urea manakala bahagian tidak bernitrogen (rantai karbon) ditukar kepada glikogen atau lemak untuk disimpan. • Urea merupakan hasil buangan bernitrogen yang perlu disingkirkan melalui air kencing. • Oleh kerana kepekatan urea adalah tinggi bagi seseorang yang makan terlalu banyak makanan berprotein, urea memerlukan banyak air untuk disingkirkan dari badan. • Oleh itu, anda akan membuang air kencing dengan lebih kerap. (c) • Apabila seseorang minum terlalu sedikit air, tekanan osmosis darah meningkat melebihi aras normal. • Osmoreseptor dalam hipotalamus dirangsang. Impuls saraf dihantar ke kelenjar pituitari untuk merembes lebih banyak hormon antidiuresis (ADH) ke dalam darah. • Kepekatan ADH yang tinggi meningkatkan ketelapan dinding tubul berlingkar distal dan dinding duktus pengumpul. • Lebih banyak air diserap semula daripada hasil turasan ke dalam darah. • Air kencing menjadi lebih pekat dan dikumuhkan dengan sedikit. • Akibatnya, tekanan osmosis darah menurun dan kembali ke julat normal. • Tekanan osmosis yang rendah mewujudkan mekanisme suap balik negatif yang mengurangkan aktiviti sel osmoreseptor di hipotalamus. • Ini seterusnya menghentikan kelenjar pituitari daripada merembeskan lebih banyak ADH. Sudut Pengayaan 12 Ikan di air laut tidak mengalami penyahhidratan walaupun air laut adalah hipertonik terhadap bendalir dalam sel kerana terdapat proses kawal atur homeostasis. Melalui homeostasis, semua air diserap semula ke dalam darah. Air kencing yang disingkirkan adalah pekat dan sedikit. Ikan juga minum banyak air laut untuk menggantikan air yang hilang. Garam berlebihan juga disingkirkan melalui sel khas yang terdapat pada insang ikan, iaitu sel perembes klorida. Kesemua ini dapat mengekalkan tekanan osmosis darah ikan supaya tidak mengalami penyahhidratan. 13 Dadah dalam darah dirembes ke dalam tubul renal dan disingkirkan melalui air kencing. Dengan menguji kehadiran dadah dalam air kencing, kita dapat menentukan sama ada seseorang itu mengambil dadah atau tidak. 3
Biologi Tingkatan 4 14 Dalam mengaplikasikan teknologi nano silikon bagi menghasilkan membran turasan yang telap memilih dan tahan lama, perkara berikut perlu diambil kira: • Alat tersebut tidak memerlukan tiub yang dipasang. • Alat tersebut haruslah kecil dan boleh dimasukkan ke dalam badan tanpa mengalami sebarang penolakan oleh sistem imun. • Dapat menjalankan proses ultraturasan, menyingkirkan semua toksin serta menyerap semula semua bahan keperluan badan. 4
BAB 14 SOKONGAN DAN PERGERAKAN DALAM MANUSIA DAN HAIWAN Praktis Formatif 14.1 1 Bentuk badan adalah penting untuk pergerakan dan sokongan serta membolehkan organ-organ dalam badan berfungsi dengan lancar. 2 • Melindungi organ dalaman vertebrata (misalnya, tengkorak melindungi otak manusia). • Menghasilkan sel darah merah (dalam sumsum tulang). 3 Bagi haiwan yang mempunyai anggota kaki di bawah badan (misalnya, tikus), jisim badan dinaikkan di atas tanah dan dengan itu,dapat mengurangkan geseran semasa bergerak. Praktis Formatif 14.2 1 Tengkorak, turus vertebra, sangkar rusuk dan sternum. 2 Rawan bertindak sebagai kusyen kepada sendi, menyerap hentakan dan mengurangkan geseran antara hujung-hujung tulang. Bendalir sinovia bertindak sebagai pelincir yang mengurangkan geseran antara hujung-hujung tulang. 3 • Tendon adalah tidak kenyal manakala ligamen adalah kenyal. • Tendon menyambungkan otot kepada tulang. Ligamen menyambungkan tulang kepada tulang. 4 Sendi lesung membenarkan pergerakan berbentuk putaran dalam semua arah manakala sendi engsel hanya membenarkan pergerakan tulang pada satu satah sahaja. Praktis Formatif 14.3 1 Tulang berongga adalah ringan dan ini memudahkan proses penerbangan. 2 Apabila otot biseps mengecut, tendon menghantar daya tarikan yang dihasilkan oleh otot yang mengecut kepada lengan. Pada masa yang sama otot triseps mengendur. Akibatnya, siku membengkok dan lengan digerakkan ke atas. 3 Turus vertebra ikan adalah fleksibel dan digerakkan dari sisi ke sisi melalui pengecutan dan pengenduran miotom iaitu bongkah otot berbentuk W. Apabila otot miotom di sebelah kanan mengecut, otot miotom di sebelah kiri mengendur dan ekor akan mengibas ke kanan. Sebaliknya, apabila otot miotom di sebelah kiri mengecut, otot miotom kanan akan mengendur dan ekor akan mengibas ke kiri. Gelombang pengecutan dan pengenduran secara berselang-seli di sepanjang miotom menyebabkan bahagian badan bergerak dari sisi ke sisi, menolak air ke belakang dan ke sisi lalu badan digerakkan ke hadapan. 4 Belalang mempunyai kaki belakang panjang yang boleh dilipat dalam bentuk Z, dan kedudukan sebegini berfungsi sebagai spring lompatan. Apabila kaki berada dalam kedudukan Z, otot ekstensor dan otot fleksor berada dalam keadaan mengecut. Apabila otot ekstensor pada kaki belakang mengecut dan diluruskan dengan pantas ke arah belakang dan ke bawah tanah, ia memberikan belalang suatu daya angkat ke atas dan ke hadapan yang menolak belalang itu ke udara. Praktis Formatif 14.4 1 Mengambil gizi seimbang dan mengamalkan postur yang betul. 2 • Bagi kes skoliosis ringan, pemerhatian berkala akan dibuat oleh doktor sehingga tahap kematangan tulang hampir sempurna. • Peralatan khas untuk menyokong tulang belakang (“Bracing”) • Pembedahan 3 Osteoporosis ialah sejenis penyakit yang menyebabkan tulang menjadi nipis, lebih poros, 1 Biologi Tingkatan 4 Cadangan Jawapan
dan mudah patah. Osteoporosis boleh dicegah dengan mengambil kalsium, fosforus dan vitamin D. 4 Untuk menjaga kesihatan sistem otot rangka, kita harus memakai pakaian yang sesuai, melakukan senaman dan mengamalkan postur badan yang betul. Praktis Sumatif 14 1 Vertebra serviks mempunyai cuaran spina pendek, sentrum kecil, cuaran melintang lebar serta mempunyai sepasang foramen melintang. Vertebra toraks mempunyai cuaran spina yang panjang, sentrum pendek tetapi lebih besar dan lebih tebal daripada sentrum vertebra serviks. Cuaran melintang vertebra toraks juga lebih panjang tetapi tidak mempunyai foramen melintang. 2 Segmen T : Otot lingkar mengecut. Segmen S : Otot membujur mengecut. 3 Bentuk badan adalah penting untuk pergerakan dan sokongan serta membolehkan organ dalam badan berfungsi dengan lancar. 4 • Postur yang baik ialah cara betul untuk duduk, berdiri, melutut dan apabila melakukan bentuk pergerakan badan yang lain. • Kita perlu sentiasa mengamalkan postur yang baik kerana postur yang baik memberikan sokongan yang sempurna kepada sistem otot rangka, membantu pengaliran darah dan mengurangkan kecederaan pada otot-otot rangka serta mengelakkan tekanan pada otot dan turus vertebra. 5 • Pengecutan otot memerlukan banyak tenaga ATP yang dihasilkan semasa respirasi sel. • Darah yang banyak diperlukan untuk mengangkut serta membekalkan oksigen dan glukosa kepada sel otot. • Pada masa yang sama, darah akan mengangkut bahan buangan seperti karbon dioksida dan asid laktik keluar dari sel otot. 6 (a) X :Vertebra lumbar Y : Vertebra serviks (b) Vertebra menyediakan permukaan untuk perlekatan otot. Turus vertebra terdiri daripada banyak tulang vertebra yang dihubungkan antara satu sama lain dan ini membolehkan tulang belakang melentur. (c) • Vertebra toraks mempunyai cuaran spina yang panjang dan cuaran melintang untuk perlekatan otot dan ligamen. • Vertebra toraks juga mempunyai dua muka sendi pada cuaran melintang untuk bersendi dengan tulang rusuk. Ini membenarkan tulang rusuk bergerak ke atas dan ke bawah. Persendian vertebra toraks kepada tulang rusuk membolehkan tulang rusuk bergerak ke atas dan ke bawah apabila otot interkosta mengecut dan mengendur. 7 (a) Otot P: otot biseps Otot Q: otot triseps Tisu X: tendon Tulang Y: humerus (b) Tidak kenyal dan boleh dilentur. (c) Pergerakan pada sendi tidak boleh berlaku. Otot biseps tidak terikat pada tulang radius. (d) Susu, kerana mengandungi banyak kalsium untuk pembentukan dan pertumbuhan tulang. (e) Apabila otot biseps mengecut, daya tarikan dipindahkan kepada tulang melalui tendon. Tindakan ini menyebabkan tulang radius ditarik ke arah atas dan lengan dibengkokkan. Pada masa yang sama, otot triseps mengendur. Soalan Esei 8 • Tulang femur yang besar dan panjang menambahkan kekuatan bagi menyokong berat badan. • Tendon menghubungkan otot kepada tulang. 2 Biologi Tingkatan 4
• Tendon bersifat liat dan tidak kenyal. • Apabila otot mengecut, daya yang dihasilkan dipindahkan ke tulang melalui tendon. • Ligamen menghubungkan tulang kepada tulang. • Ligamen bersifat kuat dan kenyal. • Ligamen memberi sokongan kepada sendi untuk pergerakan. • Sendi engsel pada lutut dan sendi lesung pada lengkungan pelvis menghasilkan pergerakan. • Otot kuadriseps femoris dan otot biseps femoris adalah otot berantagonis. • Apabila otot kuadriseps femoris atau otot ekstensor mengecut dan otot biseps femoris mengendur, kaki diluruskan. • Apabila otot biseps femoris mengecut dan otot kuadriseps mengendur, kaki dibengkokkan. • Apabila otot betis mengecut, tumit kaki diangkat. • Pada masa yang sama, tapak kaki menolak ke bawah dan ke belakang. • Tindakan pengecutan dan pengenduran yang berulang-ulang ini menghasilkan pergerakan. 9 Gerak alih cacing tanah • Cacing tanah mempunyai rangka hidrostatik. • Cacing bergerak dengan bantuan perubahan tekanan hidrostatik dalam badan. • Otot melingkar mengecut dan otot membujur mengendur secara antagonis. • Ini menyebabkan tekanan hidrostatik dipindah dari anterior ke posterior. Gerak alih ikan • Mempunyai rangka endoskeleton. • Tulang ikan merupakan tempat perlekatan otot. • Otot miotom kiri mengecut dan otot miotom kanan mengendur secara antagonis. • Ekor bergerak ke kiri dan ke kanan dan menghasilkan tujah ke hadapan. 10 (a) • Otot yang terlibat dalam pergerakan ialah otot rangka. Otot rangka merupakan otot yang menghasilkan gerak balas yang disedari kerana pengecutannya dikawal oleh sistem saraf dan boleh dirangsang secara sedar. • Otot rangka membekalkan daya yang diperlukan untuk menggerakkan tulang pada sendi. • Otot rangka tidak boleh menolak dan meregang tetapi hanya boleh mengecut dan mengendur. • Pengecutan memendekkan otot rangka. • Pengenduran mengembalikan otot kepada bentuk dan saiz yang asal. (b) (i) • Pengambilan nutrisi yang seimbang, misalnya mengambil kalsium tambahan, fosfat, vitamin A, C, dan D. Vitamin D membantu penyerapan kalsium dan vitamin C meningkatkan jisim tulang. • Menggunakan pakaian yang selesa dan tidak terlalu ketat. • Mengelak daripada memakai kasut bertumit tinggi. • Kerap bersenam dan bersukan. • Mengamalkan teknik senaman yang betul dan selamat untuk mengelakkan kecederaan pada sistem otot rangka. • Sentiasa mengamalkan postur yang baik dalam semua aktiviti harian. (ii) • Faktor usia: apabila usia seseorang meningkat, ketumpatan tulang di dalam badan semakin berkurang dan seterusnya, jisim tulang berkurang. • Faktor kekurangan hormon estrogen: osteoporosis lebih lazim di kalangan wanita yang telah putus haid kerana aras hormon estrogen berkurang selepas putus haid. Estrogen terlibat dalam metabolisme kalsium; hormon ini membantu badan menyerap kalsium dan mengurangkan kehilangan mineral kalsium. 3 Biologi Tingkatan 4
• Kurang bersenam: senaman dapat merangsang pengenapan kalsium. • Kurang pengambilan kalsium dalam diet makanan. (c) Pergerakan membengkokkan lengan: • Di bahu, tendon daripada satu hujung otot biseps berpaut kepada skapula (tulang yang tetap) manakala di siku, tendon di hujung otot biseps berpaut kepada tulang radius (tulang yang bebas bergerak). • Tendon daripada satu hujung otot triseps berpaut pada hujung skapula manakala tendon di hujung yang satu lagi terlekat pada tulang ulna. • Semasa membengkokkan tangan, daya tarikan yang terhasil dipindahkan kepada tulang melalui tendon. Pengecutan otot biseps menyebabkan radius ditarik ke arah atas dan lengan dibengkokkan. • Pada masa yang sama, otot triseps mengendur. Pergerakan meluruskan lengan: • Otot triseps mengecut menyebabkan ulna ditarik ke bawah dan lengan diluruskan. • Pada masa yang sama, otot biseps mengendur. Sudut Pengayaan 11 Tulang yang berongga mengurangkan berat badan. Tulang berongga juga kurang memerlukan bahan binaan seperti kalsium dan fosforus. Daya yang bertindak untuk mematahkan satu tulang berongga yang panjang tertumpu di pinggir tulang. Oleh itu, tulang yang berongga di tengah adalah sama kuat dengan tulang yang padat. 12 Sumsum tulang burung adalah poros dan tidak padat. Selain itu, sel-sel tulang tidak tersusun padat. Oleh demikian, tulang seekor burung yang boleh terbang adalah lebih ringan. Ini mengurangkan berat burung dan memudahkannya terbang. 13 • Bahan baharu tersebut mestilah ringan namun kuat untuk menyokong berat badan. • Kos bahan juga tidak mahal dan badan pesakit tidak mengalami masalah penolakan. • Bahan tersebut boleh terbiodegradasi selepas tulang sebenar tumbuh semula. 4 Biologi Tingkatan 4
Biologi Tingkatan 4 BAB 15 PEMBIAKAN SEKS, PERKEMBANGAN DAN PERTUMBUHAN DALAM MANUSIA DAN HAIWAN Praktis Formatif 15.1 1 Testis, tubul seminiferus, epididimis, vas deferens, vesikel semen, kelenjar prostat, zakar 2 Fungsi vesikel semen ialah merembes bendalir bernutrien untuk sperma. Skrotum berfungsi memegang dan melindungi testis. 3 Ovari, tiub Falopio, uterus, serviks, faraj 4 Tiub Falopio berfungsi menghubungkan ovari dan uterus dan merupakan tempat persenyawaan antara sperma dan ovum. Fungsi uterus ialah untuk membekalkan nutrien dan oksigen kepada embrio. Praktis Formatif 15.2 1 Gametogenesis menghasilkan gamet bersifat haploid, iaitu mengandungi separuh daripada bilangan kromosom sel induk. Apabila gamet jantan dan gamet betina bersatu, individu baharu akan mempunyai bilangan kromosom yang sama dengan sel induk (diploid). Sekiranya gametogenesis tidak berlaku, tiada gamet dihasilkan maka tiada persenyawaan akan berlaku. Tiada zigot akan terhasil seterusnya mengakibatkan kepupusan spesies tersebut. 2 (mana-mana tiga perbezaan) Spermatogenesis Oogenesis Berlaku dalam testis lelaki Berlaku dalam ovari perempuan Spermatogonium (diploid) menghasilkan empat sperma (haploid) setelah menjalani meiosis. Oogonium (diploid) hanya menghasilkan satu sel oosit sekunder (haploid) berfungsi dan tiga sel kutub yang tidak berfungsi setelah menjalani meiosis. Sperma mempunyai bahagian kepala, tengah dan ekor. Ovum berbentuk sfera. Selepas meiosis I, dua spermatid sekunder dihasilkan. Selepas meiosis I, satu oosit sekunder dan satu jasad kutub terbentuk. Spermatid menjalani pembezaan untuk menjadi sperma. Oosit sekunder tidak menjalani pembezaan. Proses pembentukan sperma adalah berterusan, iaitu bermula dari akil baligh hingga lanjut usia. Proses pembentukan ovum tidak berterusan. Proses ini bermula dalam fetus perempuan dan terhenti apabila bayi dilahirkan. Proses diteruskan hanya apabila mencapai akil baligh sehingga putus haid. Berjuta-juta sperma dihasilkan setiap kali pada bila-bila masa. Hanya satu ovum dibebaskan dari ovari setiap kitar haid. 1 Cadangan Jawapan
Biologi Tingkatan 4 Praktis Formatif 15.3 1 FSH • Merangsang perembesan estrogen • Merangsang perkembangan folikel di dalam ovari LH • Menyebabkan ovulasi • Menyebabkan pembentukan korpus luteum Estrogen • Memulih dan memperbaiki tisu endometrium serta merangsang penebalan endometrium • Merangsang pertumbuhan folikel sehingga mencapai kematangan • Merangsang perembesan FSH dan LH sebelum ovulasi Progesteron • Merangsang penebalan endometrium dengan menjadikannya tebal, berlipat dan kaya dengan salur darah bagi persediaan untuk penempelan. • Menyekat rembesan FSH dan LH untuk menyekat perkembangan folikel dan menghalang ovulasi 2 Semasa kehamilan, progesteron menghalang pengecutan uterus dan perkembangan folikel baru, merangsang pertambahan saiz struktur dalaman seperti ureter dan uterus sehingga mampu menampung bayi hingga cukup tempoh. 3 Korpus luteum akan merosot mengakibatkan rembesan hormon progesteron dan estrogen dihentikan. Tanpa rangsangan daripada progesteron dan estrogen, dinding endometrium akan luruh dan haid berlaku. 4 • Pengambilan gizi seimbang • Kerap bersenam • Bersikap positif • Mendapat tidur yang mencukupi • Sentiasa aktif Praktis Formatif 15.4 1 Proses perkembangan awal embrio • Zigot membahagi berulang kali secara mitosis. • Zigot membentuk satu bebola sel pejal yang disebut morula. • Morula membentuk satu sfera berongga yang dikenali sebagai blastosista. • Blastosista kemudian berkembang menjadi embrio. 2 Fungsi utama HCG ialah untuk memastikan korpus luteum terus berfungsi, iaitu menghasilkan estrogen dan progesteron di peringkat awal kehamilan. 3 Plasenta berfungsi sebagai organ endokrin yang merembes progesteron dan estrogen. Plasenta juga merupakan tapak pertukaran bahan antara fetus dan ibu. 4 Plasenta terbentuk daripada tisu endometrium ibu dan tisu embrio yang membolehkan pertukaran bahan berlaku secara resapan melaluinya. Sekiranya terdapat percampuran darah fetus dan darah ibu, mungkin berlaku penggumpalan darah jika kumpulan darah ibu berlainan daripada kumpulan darah fetus. Praktis Formatif 15.5 2
Biologi Tingkatan 4 1 • Kandungan genetik dan sifat fizikal kembar seiras adalah sama manakala bagi kembar tak seiras, kandungan genetik dan sifat fizikal berbeza. • Jantina kembar seiras adalah sama manakala bagi kembar tak seiras, mungkin sama atau berbeza. 2 Bahagian fizikal kembar Siam masih melekat bersama, biasanya dada, abdomen atau pelvis (punggung). Mereka mungkin juga berkongsi satu atau dua organ dalaman. Praktis Formatif 15.6 • Hormon tidak seimbang • Organ seks cacat atau dijangkiti penyakit • Masalah kesihatan seperti sakit jantung atau kencing manis • Sistem keimunan Praktis Formatif 15.7 1 Pertumbuhan haiwan boleh diukur dengan mengukur perubahan saiz, isi padu, jisim kering atau jisim segar. 2 Dalam metamorfosis lengkap, organisma mengalami empat peringkat pertumbuhan iaitu telur, larva, pupa dan dewasa. Dalam metamorfosis tidak lengkap, organisma mengalami beberapa peringkat ekdisis sebelum menjadi dewasa. 3 • Kadar pertumbuhan paling cepat. • Pembahagian sel dan pemanjangan sel berlaku dengan aktif. • Saiz organisma bertambah dengan cepat. 4 Serangga perlu menjalani ekdisis iaitu penyalinan rangka luar untuk membolehkan pertumbuhan dan perkembangan berlaku. Praktis Sumatif 15 1 Ketidakseimbangan aras hormon estrogen dan hormon progesteron. 2 Kembar seiras terjadi apabila satu ovum yang tersenyawa membahagi dan membentuk dua zigot manakala kembar tak seiras dihasilkan apabila dua ovum yang dibebaskan dengan serentak disenyawakan oleh dua sperma secara berasingan dan dua zigot terbentuk. 3 • Untuk melindungi salur darah fetus yang halus daripada pecah akibat tekanan darah ibu yang tinggi. • Untuk menghalang percampuran darah ibu dan anak yang boleh menyebabkan pengaglutinan berlaku. 4 (a) Kedua-duanya membesar dalam keadaan berbeza. Maka pengambilan diet makanan mereka juga berbeza. Kedua-duanya juga menjalankan aktiviti harian yang berbeza. (b) • Bahan kimia seperti nikotina dan karbon monoksida akan meresap melalui plasenta ke fetus. • Nikotina boleh membantut tumbesaran fetus. • Karbon monoksida pula bersaing dengan oksigen untuk bergabung dengan hemoglobin. • Ini mengurangkan kandungan oksigen yang diterima oleh fetus dan boleh menyebabkan keguguran. 5 Zigot akan membahagi berulang kali secara mitosis. Pembahagian sel yang berlaku menghasilkan satu bebola sel, tetapi pada peringkat ini, saiz sel tidak berubah. Perkembangan zigot seterusnya membentuk satu bebola sel yang pejal yang disebut morula. Kemudian morula membentuk satu sfera berongga yang terdiri daripada sel-sel yang dikenali sebagai blastosista. Selepas beberapa hari, blastosista akan menempel pada endometrium (dinding uterus) ibu. Di sinilah, blatosista terus berkembang menjadi embrio. Selepas dua bulan, embrio dikenali sebagai fetus kerana bahagianbahagian badan sudah dapat dikenal pasti. Selepas dilahirkan, fetus dikenali sebagai bayi. 3
Biologi Tingkatan 4 6 • Aras FSH rendah (dalam darah). • Tiada perkembangan folikel dan folikel Graaf tidak terbentuk. • Kurang estrogen dirembeskan (oleh ovari). • (Kelenjar) pituitari tidak / kurang dirangsangkan untuk merembes (cukup) LH. • Tiada ovulasi berlaku. 7 (a) Hormon X (FSH) merangsang perkembangan folikel yang baharu. Kekurangan hormon X menyebabkan tiada folikel baharu yang boleh berkembang. (b) Hormon P (hormon estrogen) memulih dan memperbaiki tisu endometrium serta merangsang penebalan endometrium. Hormon P juga menyebabkan lebih banyak hormon Y (LH) dirembeskan. Ketidakseimbangan keduadua hormon ini boleh menyebabkan ovulasi tidak berlaku dan tisu endometrium tidak menebal. (c) (i) Struktur T ialah korpus luteum yang merembes hormon P (hormon estrogen) dan hormon Q (progesteron) Dari hari ke-16 sehingga hari ke-24, korpus luteum merembes hormon P (hormon estrogen) dan hormon Q (progesteron). (ii) Apabila mencapai hari ke-24, struktur T (korpus luteum) merosot. Oleh itu, dari hari ke-24 sehingga hari ke-28, hormon P (hormon estrogen) dan hormon Q (progesteron) semakin merosot. 8 (a) P-—Plasenta Q—Tali pusat (b) • Vena tali pusat mengangkut darah yang kaya dengan oksigen dan nutrien dari ibu ke fetus. • Arteri tali pusat mengangkut darah yang kaya dengan kandungan CO2 dan bahan kumuh bernitrogen seperti urea dari fetus ke ibu untuk disingkirkan. (c) Plasenta ialah tapak pertukaran bahan antara fetus dan ibu. Nutrien, hormon, antibodi dan oksigen meresap melalui darah ibu ke darah fetus. Manakala, karbon dioksida dan bahan buangan seperti urea, meresap dari darah fetus ke darah ibu. Plasenta juga menggantikan korpus luteum yang merosot pada bulan ke-4 kehamilan untuk merembeskan progesteron dan estrogen. Kedua-dua hormon ini diperlukan untuk mengekalkan ketebalan endometrium sepanjang kehamilan. (d) (i) Keimunan pasif semula jadi. (ii) Melalui P, antibodi dapat meresap daripada ibu kepada fetus. Apabila antibodi memasuki aliran darah fetus, antibodi bertindak terhadap patogen. Ini memberi keimunan bagi fetus dan menghalang fetus daripada diserang penyakit. Soalan Esei 9 • Oleh sebab peranan hormon X adalah serupa dengan hormon peluteinan, hormon X boleh merangsang perkembangan folikel bersama dengan FSH yang merangsang ovulasi. Oleh itu, perempuan tersebut mempunyai kemungkinan menjadi hamil. • Ovum disenyawa oleh sperma untuk membentuk zigot. • Selepas ovulasi, folikel Graaf membentuk korpus luteum. • Korpus luteum dirangsang untuk merembes progesteron dan estrogen. • Progesteron dan estrogen merangsang tisu endometrium menjadi tebal, berlipat dan kaya dengan kapilari darah sebagai persediaan untuk penempelan zigot. 4
Biologi Tingkatan 4 10 (a) Testis mengandungi tubul seminiferus yang diselaputi sel germa primordium. Sel germa primordium menjalani satu siri pembahagian sel secara mitosis untuk menghasilkan banyak spermatogonium yang diploid. Spermatogonium membesar menjadi spermatosit primer. Setiap spermatosit primer seterusnya membahagi secara meiosis I untuk menghasilkan sepasang spermatosit sekunder yang haploid. Setiap pasang spermatosit sekunder akan membahagi secara meiosis II untuk menghasilkan empat spermatid yang haploid. Akhirnya, spermatid membeza untuk menjadi sperma. (b) (i) R : Kembar Siam S : Kembar seiras Persamaan: • Satu ovum disenyawakan oleh satu sperma untuk membentuk satu zigot. • Kedua-dua jenis kembar mempunyai kandungan genetik yang serupa. • Kedua-dua jenis kembar sama jantina, iaitu lelaki—lelaki atau perempuan—perempuan. Perbezaan: • Bagi kembar S, blastosista membahagi kepada dua secara lengkap tetapi bagi kembar R, blastosista tidak membahagi secara lengkap kepada dua. • Kembar S bebas dan tidak bercantum pada mana-mana bahagian anggota badan tetapi kembar R bercantum pada bahagian anggota badan yang tertentu. Sudut Pengayaan 11 Untuk mensenyawakan ovum, lapisan pelindung yang terdapat di luar ovum perlu diuraikan terlebih dahulu oleh enzim yang terdapat dalam akrosom sperma. Oleh itu, satu sperma sahaja tidak mengandungi enzim yang mencukupi untuk menguraikan lapisan pelindung ini. Kehadiran banyak sperma dapat membekalkan kuantiti enzim yang mencukupi untuk menguraikan lapisan pelindung bagi membolehkan satu sperma mensenyawakan ovum. 12 Bagi seseorang yang mempunyai kitar haid selama 28 hari, berikut ialah perubahan aras hormon berlainan yang dapat menyediakan seseorang perempuan untuk kehamilan. • Dari hari 0 hingga hari ke-7, sebaik sahaja selepas haid, kelenjar putuitari mula merembeskan hormon perangsang folikel (FSH). • FSH menyebabkan salah satu atau lebih folikel Graaf berkembang di dalam ovari. • FSH merangsang sel folikel untuk merembeskan hormon estrogen. • Dari hari ke-8 hingga hari ke-14, kepekatan estrogen bertambah dan mencapai takat maksimum pada hari ke-12. • Estrogen bertindak untuk memulih dan memperbaiki tisu endometrium. • Estrogen juga merangsang kelenjar pituitari merembeskan hormon peluteinan (LH). • LH merangsang ovulasi pada hari ke-14. • Dari hari ke-15 hingga hari ke-21, folikel Graaf yang berkembang menjadi korpus luteum akan dirangsang oleh LH untuk merembeskan hormon progesteron. • Aras progesteron yang semakin meningkat merangsang tisu endometrum menjadi lebih mengembang, tebal dan bervaskular. • Ini adalah sebagai persediaan untuk menerima ovum yang telah disenyawakan sekiranya persenyawaan berlaku. • Dari hari ke-22 hingga hari ke-28, jika persenyawaan berlaku, aras progesteron terus meningkat untuk memastikan perkembangan uterus yang selanjutnya. • Progesteron merencat pengeluaran FSH dan LH, oleh itu kitar haid dan ovulasi tidak berlaku semasa seseorang itu hamil. Ini menghalang 5
Biologi Tingkatan 4 folikel dalam ovari daripada berkembang semasa kehamilan. 13 Sel stem darah tali pusat berpotensi untuk dijadikan pelbagai jenis sel yang berbeza. Oleh itu, sel stem darah tali pusat boleh digunakan untuk merawat pelbagai penyakit yang mengancam nyawa seperti penyakit jantung dan strok. Bank sel stem merupakan salah satu cara untuk menyimpan darah tali pusat bayi supaya seseorang boleh mendapatkan sel stem sendiri untuk terapi selular pada masa akan datang. 6