Revisi Sukses SPM Sains

167 Mikroorganisma TINGKATAN 5 1 Mikroorganisma Berfaedah 1.2 1 Mikroorganisma tidak hanya mendatangkan masalah kepada manusia. Sebahagian mikrooganisma juga berguna kepada manusia serta organisma lain. Mikroorganisma memainkan peranan penting dalam pelbagai bidang. 2 Perubatan (a) Antibiotik seperti penisilin diekstrak daripada Penicillium notatum untuk merawat penyakit sifilis dan gonorea. (b) Vaksin yang mengandungi patogen mati atau yang dilemahkan disuntik ke dalam tubuh badan seseorang untuk merangsang penghasilan antibodi bagi melawan penyakit. (c) Alga mengandungi beta karotena yang dapat mencegah kanser dan asid lemak pula mencegah penyakit jantung. 3 Pertanian (a) Bakteria (dalam salur makanan haiwan herbivor) dan protozoa (dalam usus anaianai) menghasilkan enzim selulase yang menukarkan selulosa kepada glukosa. (b) Bakteria pengikat nitrogen yang terdapat dalam nodul akar pokok kekacang menukarkan gas nitrogen di atmosfera kepada sebatian nitrat yang akan diserap oleh tumbuhan untuk pembentukan protein. (c) Bakteria saprofit dan kulat merembeskan enzim untuk menguraikan bahan organik mati kepada humus. (d) Mikroorganisma digunakan dalam kawalan biologi iaitu kaedah kawalan perosak dengan menggunakan musuh semula jadi perosak. Contohnya, sejenis bakteria boleh digunakan untuk membunuh kumbang dan ulat beluncas. 4 Perindustrian (a) Dalam pembuatan roti dan kek, penapaian gula oleh yis dalam doh menghasilkan karbon dioksida yang menaikkan adunan doh. (b) Dalam pembuatan minuman beralkohol seperti wain dan bir, melibatkan proses penapaian yis yang menghasilkan etanol (alkohol). (c) Penapaian susu oleh bakteria menghasilkan yogurt, keju, krim dan mentega. (d) Bakteria digunakan untuk mereputkan tisu lembut dalam batang tumbuhan dan kemudiannya menanggalkan tisu keras yang digunakan untuk membuat tali, benang atau tenunan kayu. 5 Proses pereputan (a) Bakteria saprofit dan kulat menguraikan bahan organik kompleks dalam organisma yang mati kepada bahan ringkas seperti karbon dioksida dan ammonia. (b) Bakteria fakultatif digunakan dalam sistem rawatan kumbahan bagi menguraikan pepejal dalam kumbahan kepada produk berguna seperti biogas dan baja. Kegunaan Mikroorganisma dalam Bioteknologi dan Kelestarian Alam Sekitar 1 Mikroorganisma seperti bakteria, kulat dan alga digunakan secara meluas dalam kajian bioteknologi dan kelestarian alam. 2 Di Malaysia sahaja, kira-kira 1.2 juta tan bahan buangan pertanian dihasilkan setiap tahun. Hanya 15% dijadikan sumber makanan haiwan ternakan dan selebihnya dibuang ke persekitaran yang kemudiannya menimbulkan isu pencemaran alam sekitar. 3 Terdapat mikroorganisma yang digunakan dalam penghasilan enzim daripada bahan buangan pertanian. Contohnya, aplikasi teknologi fermentasi pepejal yang menggunakan pelbagai jenis mikroorganisma bagi menukar bahan buangan sampingan pertanian ini kepada produk yang lebih bermanfaat dan bernilai tinggi. 4 Bahan buangan pertanian yang ditambah nilai ialah testa kelapa (lapisan berwarna coklat di antara bahagian tempurung dengan isi putih kelapa) yang merupakan bahan buangan daripada industri pemprosesan santan dan kelapa parut. Analisis proksimat terhadap bahan buangan ini menunjukkan ia mengandungi pelbagai nutrien yang bermanfaat untuk digunakan dalam bidang pembuatan produk kosmetik. • Antibiotik – Antibiotics • Bakteria pengikat nitrogen – Nitrogen fixing bacteria • Penisilin – Penicillin • Ekoenzim – Eco-enzyme PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

168 Mikroorganisma TINGKATAN 5 1 Menjimatkan wang – menukarkan sisa dapur kepada bahan pencuci serba guna Antibakteria, antivirus dan antifungal - antiseptik semula jadi untuk kegunaan di rumah Mengelakkan longkang tersumbat – menanggalkan sisa kotoran yang melekat pada saluran paip singki atau mangkuk tandas Membersihkan udara – menghilangkan bau busuk, membersihkan udara bertoksik daripada ekzos kereta, asap rokok dan lain-lain Mengurangkan pencemaran – selamat kepada alam sekitar, mengurangkan pembuangan sisa pertanian Membersihkan air bawah tanah – sisa ekoenzim yang meresap ke dalam air bawah tanah akan membersihkan air sungai dan laut Pelbagai guna – untuk mencuci kereta, pelembut pakaian, bahan pencuci lantai, baja organik, pembersih udara Kelebihan ekoenzim Rajah 1.3 Kelebihan ekoenzim 5 Ekoenzim ialah suatu cecair semula jadi yang terhasil daripada penapaian sisa pepejal pertanian seperti kulit buah-buahan dan sayuran bersama gula dan air. Cecair ekoenzim ini mempunyai banyak kelebihan seperti dalam Rajah 1.3. 6 Mikroorganisma turut berperanan dalam merawat sisa kumbahan. Rawatan kumbahan ialah proses membuang bahan buangan daripada air sisa, terutamanya daripada kumbahan di rumah. Proses-proses ini termasuk kaedah fizikal, kimia dan biologi untuk mengasing bahan pencemar dan menghasilkan air sisa yang tidak mengancam alam sekitar. 7 Rawatan sisa kumbahan umumnya melibatkan tiga peringkat iaitu rawatan primer (rawatan fizikal), sekunder dan tertier. 8 Mikroorganisma seperti bakteria dan protozoa digunakan dalam peringkat sekunder untuk menguraikan kandungan biologi kumbahan yang berasal daripada sisa manusia, makanan, sabun dan detergen. 9 Bakteria dan protozoa memakan bahan-bahan pencemar organik seperti gula, lemak dan molekul rantai pendek karbon organik serta mengikat sisa-sisa yang tidak larut menjadi flok. 10 Salah satu sektor dalam Teknologi Hijau (TH) ialah Sektor Pengurusan Sisa dan Air Sisa. Dalam sektor ini, bahan sisa dapur seperti buah-buahan dan sayur-sayuran boleh diolah menggunakan proses biologi menjadi agen pencuci seperti Bebola Lumpur Mikroorganisma Efektif. Bebola lumpur yang terbiodegradasi ini boleh digunakan untuk merawat sumber air yang tercemar. 11 Penghasilan Bebola Lumpur Mikroorganisma Efektif mampu mengurangkan masalah pembuangan sisa makanan domestik yang meningkat setiap hari. Mikroorganisma Efektif (EM) merupakan campuran mikroorganisma terpilih yang berupaya memberikan pelbagai faedah. • Mikroorganisma efektif – Effective microorganism i THINK Peta Buih PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

169 Mikroorganisma TINGKATAN 5 1 12 Semua mikroorganisma ini wujud secara semula jadi di persekitaran kita dan berkebolehan menguraikan bahan organik, seterusnya menghasilkan bahan yang berfaedah seperti asid amino, gula, alkohol, hormon dan sebatian organik. semak cepat 1.2 1 Beri dua faedah mikroorganisma dalam bidang pertanian. 2 Bagaimanakah yis digunakan dalam industri pembuatan roti dan kek? 3 Bebola Lumpur Mikroorganisma Efektif digunakan untuk Pencegahan dan Rawatan Penyakit yang Disebabkan oleh Mikroorganisma 1.3 1 Sesetengah mikroorganisma adalah berbahaya. Mikroorganisma berbahaya yang menyebabkan penyakit dikenali sebagai patogen. 2 Patogen terdiri daripada bakteria, kulat, protozoa dan virus. 3 Penyakit-penyakit yang disebabkan oleh patogen ini merebak melalui pelbagai cara jangkitan seperti udara, air, makanan, sentuhan, hubungan seks dan vektor. 4 Vektor merupakan organisma yang membawa patogen ke organisma lain. Contohnya, nyamuk ialah vektor yang membawa penyakit demam denggi. 5 Fenomena penyakit berjangkit yang disebabkan oleh mikroorganisma berbahaya sering diuaruarkan di media massa. Namun begitu, masyarakat kurang cakna terhadap amalan gaya hidup sihat dan menyebabkan berlakunya penularan wabak penyakit berjangkit. 6 Pada akhir tahun 2019, dunia digemparkan dengan pandemik COVID-19. Virus COVID-19 ini mula dikesan pada Disember 2019 di Wuhan,China.Ratusan juta penduduk dunia dijangkiti virus ini dan mengakibatkan jutaan kematian. 7 Malaysia mencatatkan angka jangkitan COVID-19 ketiga tertinggi di Asia Tenggara. Kerajaan memutuskan untuk melaksanakan perintah berkurung separa negara yang dikenali sebagai Perintah Kawalan Pergerakan dari 18 Mac 2020 sehingga 3 Mei 2020. Seterusnya, fasa berikutnya Perintah Kawalan Pergerakan Bersyarat dari 29 April 2020 hingga 9 Jun 2020 bagi memutuskan rantaian jangkitan COVID-19. 8 Kerajaan kembali menguatkuasakan Perintah Kawalan Pergerakan (PKP 2.0) pada 13 Januari 2021 berikutan peningkatan jangkitan mencapai angka ribuan setiap hari. 9 Satu garis panduan pencegahan telah dikeluarkan oleh Kementerian Kesihatan Malaysia (Rajah 1.4) dalam usaha untuk memutuskan rantaian penularan wabak penyakit ini kerana mencegah adalah lebih baik daripada merawat. Tutup mulut dan hidung menggunakan tisu apabila batuk dan bersin. Buang tisu yang telah digunakan ke dalam tong sampah. Kerap cuci tangan menggunakan air dan sabun dan bahan pencuci tangan (hand sanitizer). Pakai penutup mulut dan hidung (mask) apabila terpaksa berhubung / berurusan dengan orang lain. Pastikan anda menjaga kebersihan diri sepanjang masa. Rajah 1.4 Cara-cara mengurangkan risiko jangkitan koronavirus Sumber: http://www.moh.gov.my/moh/resources/user_35/ kurangkan_risiko_novel_coronavirus-01.jpg Pandemik – kejadian wabak penyakit berjangkit yang tersebar dengan meluas sehingga ke seantero dunia • Merentasi wilayah dan melibatkan populasi yang besar. • Kebiasaannya melibatkan jangkitan penyakit baharu (Novel). • Ciri pandemik melibatkan kadar serangan yang tinggi pada masa yang singkat. • Melibatkan kadar sebaran yang pantas dan kadar kematian yang tinggi. • Contoh: Wabak COVID-19 yang disebabkan oleh koronavirus. INFO dinamik PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

170 Mikroorganisma TINGKATAN 5 1 Teknik aseptik Penggunaan bahan kimia Antiseptik • Digunakan pada permukaan kulit, terutamanya pada luka, bagi mengelakkan jangkitan patogen • Contoh: povidone, akriflavin, alkohol isopropil 70% Disinfektan • Lebih kuat daripada antiseptik • Digunakan untuk mensteril dinding, lantai, selimut, mangkuk tandas, permukaan kaca • Contoh: bahan peluntur, hidrogen peroksida, cecair klorin Penggunaan sinaran Sinar ultraungu • Digunakan di dalam bilik pembedahan bagi membunuh mikroorganisma • Sesuai digunakan untuk mensteril peralatan yang tidak tahan haba • Cahaya matahari merupakan sumber utama sinar ultraungu • Tilam, bantal dan pakaian boleh diletakkan di bawah cahaya matahari untuk disterilkan Sinar gama • Boleh menembusi mikroorganisma termasuk spora • Sesuai untuk mensteril makanan di dalam tin Penggunaan haba Pendidihan • Mendidih air pada suhu 100 °C boleh membunuh hampir semua mikroorganisma kecuali spora Pensterilan • Autoklaf digunakan untuk mensteril radas makmal dan peralatan pembedahan (suhu > 130 °C) Rajah 1.5 Teknik aseptik 6 Pensterilan ialah proses membunuh atau menyingkirkan mikroorganisma daripada sesuatu objek atau persekitaran. 7 Rajah 1.6 menunjukkan kaedah-kaedah pensterilan. i THINK Kaedah pensterilan Peta Pokok Haba Bahan kimia Sinaran Tekanan tinggi Penapis Rajah 1.6 Kaedah pensterilan Teknik Aseptik dalam Pengawalan Penyebaran Mikroorganisma 1 Teknik aseptik ialah prosedur yang digunakan untuk mencegah kontaminasi perubatan terhadap objek, individu atau persekitaran oleh patogen. 2 Teknik ini selari dengan satu peribahasa 'mencegah adalah lebih baik daripada merawat'. 3 Langkah mencegah jangkitan di peringkat awal adalah lebih baik daripada merawat jangkitan. 4 Teknik aseptik ialah satu proses menghapuskan mikroorganisma dan sporanya. 5 Rajah 1.5 menunjukkan tiga kaedah dalam teknik aseptik iaitu: (a) penggunaan haba (b) penggunaan bahan kimia (c) penggunaan sinaran i THINK Peta Pokok • Pensterilan – Sterilisation • Disinfektan – Disinfectant • Aseptik – Aseptic • Antiseptik – Antiseptic • Autoklaf – Autoclave PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

171 Mikroorganisma TINGKATAN 5 1 Tujuan: Mengkaji kesan kepekatan antibiotik (penisilin) terhadap pertumbuhan bakteria Bacillus sp. Pernyataan masalah: Bagaimanakah kepekatan antibiotik mempengaruhi pertumbuhan bakteria? Hipotesis: Semakin tinggi kepekatan antibiotik, semakin luas kawasan permukaan jernih di atas agar-agar nutrien. Pemboleh ubah: Dimanipulasikan – Kepekatan antibiotik Bergerak balas – Saiz kawasan jernih Dimalarkan – Jenis bakteria / Jenis antibiotik Radas dan Bahan: Piring Petri, picagari, pita selofan, forseps, inkubator, agar-agar nutrien, larutan kultur bakteria Bacillus sp., ceper kertas turas, larutan penisilin, air suling Prosedur: 1 Piring Petri disediakan dengan agar-agar nutrien. 2 1 cm3 larutan kultur bakteria Bacillus sp. dimasukkan ke dalam piring Petri. 3 Ceper kertas turas dengan penisilin yang berkepekatan tinggi dan rendah diletakkan di atas permukaan agar-agar nutrien bersama-sama ceper kertas turas air suling. 4 Piring Petri ditelangkupkan dan dibiarkan selama dua hari di dalam inkubator. 5 Pemerhatian dicatatkan dengan melihat pertumbuhan bakteria pada agar-agar nutrien. 6 Luas kawasan jernih diukur dan direkodkan dalam jadual. Keputusan: Ceper kertas turas yang direndam dalam penisilin berkepekatan rendah (10%) Ceper kertas turas yang direndam dalam air suling Kawasan jernih Ceper kertas turas yang direndam dalam penisilin berkepekatan tinggi Rajah 1.7 Kepekatan antibiotik (%) Luas kawasan jernih (cm2 ) 20 1.5 10 1.0 0 0 Kesimpulan: Semakin tinggi kepekatan antibiotik, semakin luas kawasan jernih pada permukaan agar-agar nutrien, iaitu semakin banyak bakteria dimusnahkan. Amaran: 1 Tangan harus dibasuh dengan sabun atau larutan antiseptik sebelum dan selepas eksperimen. 2 Dilarang makan dan minum semasa menjalankan eksperimen. 3 Gunakan forseps atau picagari semasa mengendalikan mikroorganisma. 4 Semua bahan yang telah digunakan perlulah dibuang ke dalam bekas khas yang tertutup. 5 Semua peralatan perlu disteril. Eksperimen 1.3 Autoklaf menggabungkan tiga faktor untuk mensterilkan perkakas makmal, iaitu tekanan tinggi, haba (stim) dan masa. INFO dinamik Kaedah Rawatan Penyakit Berjangkit 1 Bagi menentukan kaedah rawatan penyakit berjangkit, punca penyakit dan cara jangkitan penyakit mestilah diketahui terlebih dahulu. 2 Penyakit berjangkit mungkin disebabkan oleh mikroorganisma seperti bakteria, virus, protozoa atau kulat. Daripada punca penyakit barulah kaedah rawatan ditentukan, sama ada menggunakan bahan antibiotik, antifungal atau antiviral. 3 Secara umumnya, kaedah rawatan penyakit berjangkit adalah berdasarkan jenis PENERBIT mikroorganisma yang terlibat ( Jadual 1.2). ILMU BAKTI SDN. BHD.

172 Mikroorganisma TINGKATAN 5 1 Jadual 1.2 Contoh penyakit dan kaedah rawatan penyakit yang disebarkan oleh mikroorganisma Contoh penyakit Mikroorganisma Kaedah rawatan Radang peparu (pneumonia) Bakteria Streptococcus pneumoniae Antibiotik Contoh: Penisilin Athlete’s foot Kulat Trichophyton rubrum (fungus) Antifungal Contoh: Clotrimazole Kayap Virus Varicella - zoster Antiviral Contoh: Acyclovir 5 Sehingga kini, berpuluh-puluh antibiotik digunakan secara meluas di seluruh dunia. Antibiotik berfungsi merawat penyakit akibat jangkitan bakteria. 6 Kesan antibiotik terbahagi kepada dua, iaitu membunuh bakteria (bactericidal) atau hanya merencatkan aktiviti bakteria (bacteriostatic). 7 Pengambilan antibiotik tidak mengikut masa yang ditetapkan akan menjejaskan keupayaan badan untuk menghapuskan bakteria. Antibiotik hanya dapat membunuh bakteria yang lemah, tetapi bakteria lain akan membiak dan menjadi kebal terhadap antibiotik itu. 8 Manakala, pengambilan antibiotik secara berpanjangan walaupun tidak diperlukan akan memberi kesan terhadap daya ketahanan badan. Ini juga boleh mengakibatkan berlakunya kerintangan antibiotik (antibiotic resistance). Bakteria akan menjadi kuat dan rintang terhadap antibiotik yang diberikan dan mungkin memerlukan antibiotik tahap dua atau tahap tiga yang lebih kuat. 9 Pemberian dan pengambilan antibiotik yang tidak mengikut preskripsi boleh menyebabkan bakteria bermutasi. Keadaan ini dikenali dalam dunia perubatan sebagai Rintangan Antimikrob (AMR). 10 AMR merujuk kepada kekebalan sesuatu mikroorganisma terhadap sesuatu agen antimikrob yang sebelumnya begitu sensitif terhadap antimikrob itu. Akibatnya, penyakit tidak pulih dan boleh merebak kepada orang lain. 11 Doktor berperanan untuk memberi preskripsi antibiotik dengan memulakan rawatan antibiotik kelas lebih rendah untuk mengelakkan penyakit lali kepada antibiotik. 12 Oleh itu, setiap pengambilan antibiotik haruslah mengikut jumlah yang ditetapkan dan atas nasihat doktor. Pengambilan yang tidak mengikut dos dan masa yang ditetapkan akan memberi kesan buruk kepada pesakit. semak cepat 1.3 1 Nyatakan tiga langkah bagi mengurangkan risiko jangkitan yang disebabkan oleh virus. 2 Nyatakan tiga contoh teknik aseptik. 3 Apakah kaedah rawatan bagi penyakit yang disebabkan oleh kulat? • Kerintangan antibiotik – Antibiotic resistance • Radang peparu – Pneumonia PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

173 Mikroorganisma TINGKATAN 5 1 1 Antara berikut, yang manakah fungi? A C B D 2 Bagaimanakah alga mendapatkan nutrisi? A Mendapatkan makanan daripada organisma mati (saprofit) B Mendapatkan makanan daripada organisma hidup (parasit) C Mendapatkan makanan melalui proses konjugasi D Mendapatkan makanan daripada proses fotosintesis (autotrof ) 3 Jadual 1 menunjukkan keputusan suatu eksperimen untuk mengkaji kesan suhu terhadap pertumbuhan bakteria. Suhu (°C) Bilangan koloni bakteria 0 0 37 8 70 P Jadual 1 Antara berikut, yang manakah paling sesuai mewakili P? A 20 C 1 B 8 D 16 4 Rajah 1 menunjukkan akar pokok kekacang. Q Rajah 1 Apakah jenis bakteria yang terdapat dalam Q? A Bakteria pengikat nitrogen B Bakteria pendenitritan C Bakteria penitritan D Bakteria saprofit 5 Mengapakah tangan yang sudah dibasuh dengan air dan sabun tidak mempunyai bakteria? A Bakteria mati pada suhu bilik B Bakteria mati dalam keadaan lembap C Bakteria mati dalam keadaan beralkali D Bakteria mati pada permukaan yang licin 6 Rajah 2 menunjukkan makanan yang dihasilkan dengan menggunakan mikroorganisma. Rajah 2 Pasangan makanan dan mikroorganisma yang manakah betul? Yogurt Roti A Yis Bakteria B Bakteria Yis C Alga Yis D Bakteria Protozoa 7 Apakah bakteria yang digunakan dalam sistem rawatan kumbahan? A Bakteria pengikat nitrogen B Bakteria tuberkulosis C Bakteria fakultatif D Bakteria saprofit Arahan: Jawab semua soalan. Kertas 1 Praktis SPM 1 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

174 Mikroorganisma TINGKATAN 5 1 8 Bagaimanakah mikroorganisma digunakan dalam bioteknologi dan kelestarian alam? A Menghasilkan enzim daripada bahan buangan pertanian B Membebaskan gas-gas rumah hijau C Merawat sisa perlombongan D Menapis sisa pepejal 9 Antara amalan berikut, yang manakah dapat membantu mengurangkan risiko jangkitan wabak COVID-19? A Berjual beli menggunakan wang tunai B Selalu mencuci tangan dengan sabun C Sentiasa memakai topeng mulut dan hidung yang sama D Kerap menukar pakaian ketika berada di rumah 10 Apakah tujuan teknik aseptik? A Menyuntik pesakit dengan vaksin B Mencuci peralatan pembedahan supaya bersih C Mencegah luka terbuka daripada jangkitan mikroorganisma D Mencegah kontaminasi terhadap objek, individu atau persekitaran oleh mikroorganisma 11 Antara bahan berikut, yang manakah boleh digunakan untuk membasmi kuman pada selimut dan cadar katil di hospital? A Antiseptik B Antibiotik C Antiserum D Disinfektan 12 Apakah kaedah rawatan bagi penyakit berjangkit yang berpunca daripada kulat? A Antiviral B Antiseptik C Antibiotik D Antifungal 13 Apakah kesan pengambilan antibiotik yang tidak mengikut preskripsi doktor? A Penyakit akan bertambah teruk B Pesakit akan sembuh serta-merta C Pesakit mudah mendapat kesan sampingan D Bakteria akan lali terhadap antibiotik tersebut 14 Rajah 3 menunjukkan sebuah mesin autoklaf. Rajah 3 Apakah kegunaan mesin autoklaf di hospital? A Mensteril peralatan pembedahan B Menyimpan peralatan pembedahan C Membungkus peralatan pembedahan D Tempat pembuangan peralatan pembedahan 15 Jadual 2 menunjukkan pemerhatian bagi suatu eksperimen yang dijalankan untuk mengkaji kesan antibiotik terhadap pertumbuhan bakteria. Kepekatan antibiotik Luas kawasan jernih Kepekatan tinggi Luas Kepekatan rendah Kurang luas Jadual 2 Apakah pemboleh ubah yang dimanipulasikan dalam eksperimen ini? A Luas kawasan jernih B Kepekatan antibiotik C Kehadiran antibiotik D Kadar pertumbuhan bakteria 16 Radang peparu atau pneumonia dirawat menggunakan antibiotik penisilin. Apakah mikroorganisma yang menyebabkan penyakit tersebut? A Trichophyton rubrum B Streptococcus pneumoniae C Varicella-zoster D Bacillus subtilis 17 Mengapakah penyakit kayap Encik Lim tidak sembuh selepas dirawat menggunakan antifungal? A Penyakit kayap disebarkan oleh bakteria B Antifungal telah tamat tarikh luput C Mikroorganisma yang menyebarkan penyakit kayap ialah sejenis virus D Kepekatan antifungal yang digunakan tidak mencukupi PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

175 Mikroorganisma TINGKATAN 5 1 Kertas 2 Bahagian B 1 Rajah 1 menunjukkan sejenis makanan yang dihasilkan melalui penggunaan mikroorganisma dalam industri makanan. Rajah 1 (a) Apakah jenis mikroorganisma yang digunakan untuk menghasilkan makanan yang ditunjukkan dalam Rajah 1? [1 markah] (b) Namakan proses yang terlibat untuk menghasilkan makanan dalam Rajah 1. [1 markah] (c) Beri satu contoh makanan lain yang boleh dihasilkan oleh mikroorganisma yang anda namakan di 1(a). [1 markah] (d) Nyatakan satu bidang lain yang turut melibatkan penggunaan mikroorganisma yang berfaedah. [1 markah] (e) Selain daripada makanan, mikroorganisma juga digunakan dalam penghasilan minuman seperti bir dan wain. Terangkan bagaimana mikroorganisma dapat menghasilkan minuman tersebut. [2 markah] Bahagian C 2 Kaji pernyataan berikut. Ibu Najwa membeli dua tin sayur jeruk dan tiga ikat sayur segar di sebuah pasar raya dan menyuruh Najwa menyimpannya di dapur. Selepas 24 jam, Najwa mendapati sayur yang dijeruk tahan lebih lama berbanding dengan sayur segar. (a) Nyatakan satu pernyataan masalah berdasarkan situasi di atas. [1 markah] (b) Cadangkan satu hipotesis untuk menyiasat pernyataan di atas. [1 markah] (c) Dengan menggunakan dua piring Petri, air suling, asid hidroklorik cair, kultur bakteria Bacillus subtilis dan bahan-bahan lain, huraikan satu eksperimen untuk menguji hipotesis anda di 2(b) berdasarkan kriteria berikut: (i) Tujuan eksperimen [1 markah] (ii) Mengenal pasti pemboleh ubah [2 markah] (iii) Prosedur atau kaedah [4 markah] PENERBIT (iv) Penjadualan data [1 markah] ILMU BAKTI SDN. BHD.

176 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 bab 2 Tema 1: Penyenggaraan dan Kesinambungan Hidup Gizi Seimbang dan Nilai Kalori 2.1 1 Gizi seimbang ialah pemakanan yang mengandungi semua kelas makanan pada nisbah yang betul. 2 Tujuh kelas makanan tersebut ialah karbohidrat, protein, vitamin, lemak, mineral, pelawas dan air. Jadual 2.1 Kelas makanan dan fungsi Kelas makanan Fungsi Karbohidrat • Sumber tenaga utama untuk menjalankan proses kehidupan dan aktiviti fizikal Protein • Membina sel-sel baharu dan membaiki sel-sel untuk pertumbuhan Keju Mentega Minyak Minyak Zaitun masak Marjerin Lemak • Bertindak sebagai penebat haba • Membantu melarutkan vitamin A, D, E dan K Vitamin • Mencegah penyakit • Mengekalkan kesihatan dan metabolisme badan Nutrisi dan Teknologi Makanan Mineral • Untuk pertumbuhan dan perkembangan gigi, tulang dan otot • Mengekalkan kesihatan dan metabolisme badan Pelawas • Mencegah sembelit • Merangsang peristalsis Air • Bertindak sebagai medium untuk tindak balas kimia • Mengangkut bahan-bahan seperti makanan tercerna dalam badan • Mengawal suhu badan 3 Keperluan kalori seseorang individu dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut: (a) Jantina (i) Lelaki memerlukan lebih banyak tenaga berbanding dengan perempuan kerana saiz badan lelaki yang lebih besar daripada perempuan. (ii) Kadar metabolisme lelaki juga lebih tinggi kerana mereka lebih aktif. (b) Saiz badan (i) Individu yang bersaiz lebih besar memerlukan lebih banyak kalori kerana mempunyai bilangan sel yang lebih banyak. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

177 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 (ii) Bilangan sel yang banyak memerlukan lebih tenaga untuk kegiatan metabolisme. (c) Umur Bayi, kanak-kanak dan remaja memerlukan lebih banyak kalori berbanding dengan orang tua kerana mereka lebih aktif dan sedang membesar. (d) Keadaan kesihatan (i) Ibu mengandung dan menyusukan bayi memerlukan kalori yang lebih banyak. (ii) Seorang pesakit memerlukan lebih banyak makanan bernutrisi berbanding dengan orang sihat. Nilai Kalori dalam Sampel Makanan 1 Nilai kalori ialah jumlah tenaga yang dihasilkan apabila 1 gram makanan dibakar dengan lengkap. 2 Kuantiti tenaga yang dibebaskan daripada makanan diukur dalam unit kalori atau joule. 1 kilokalori (kcal) = 1 000 kalori (cal) 1 kilojoule (kJ) = 1 000 joule (J) 1 kalori (cal) = 4.2 joule (J) 1 kilokalori = 4.2 kilojoule (kJ) 3 Unit S.I. bagi nilai kalori ialah joule per kilogram ( J kg–1) • Kalori makanan – Food calories • Kalorimeter bom – Bomb calorimeter Konsep pinggan sihat, iaitu Suku Suku Separuh merupakan kempen daripada Kementerian Kesihatan Malaysia bagi menggalakkan amalan pemakanan seimbang dalam kalangan rakyat Malaysia. Suku protein Suku karbohidrat Buah-buahan Ikan, ayam, daging dan kekacang Sayur-sayuran Nasi, mi, roti, bijirin produk bijirin dan ubi PINGGAN SIHAT MALAYSIA Separuh sayur dan buah-buahan INFO dinamik (e) Aktiviti fizikal Buruh kasar atau petani memerlukan lebih kalori berbanding dengan pekerja pejabat kerana lebih banyak tenaga diperlukan untuk melakukan kerja-kerja berat. (f ) Suhu persekitaran (i) Seseorang yang hidup di kawasan beriklim sejuk memerlukan lebih kalori. (ii) Ini kerana, lebih banyak tenaga haba yang hilang daripada badan ke persekitaran pada suhu yang rendah. 5 Jadual 2.2 menunjukkan jumlah tenaga atau kalori yang diperlukan oleh individu berdasarkan jantina, umur dan berat badan. Jadual 2.2 Jumlah keperluan kalori mengikut kategori Kategori Umur (tahun) Berat (kg) Keperluan tenaga/kalori Remaja lelaki Remaja perempuan 10 – 19 10 – 19 2 580 – 2 600 2 100 – 2 300 Dewasa lelaki (sederhana aktif ) 20 – 39 40 – 49 50 – 59 >60 55 55 55 55 2 530 2 400 2 280 2 020 Dewasa perempuan (sederhana aktif ) 20 – 39 40 – 49 50 – 59 >60 50 50 50 50 2 000 1 900 1 800 1 600 Perempuan mengandung Trimester pertama Trimester kedua dan ketiga + 150 + 350 Perempuan menyusukan anak + 550 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

178 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 4 Nilai kalori sesuatu makanan boleh diukur dengan menggunakan kalorimeter bom (Rajah 2.1). Pengacau air Air Termometer Bekalan oksigen Sampel makanan Gegelung yang memindahkan haba daripada makanan kepada air + – Rajah 2.1 Struktur kalorimeter bom 5 Kelas makanan yang berbeza mengandungi nilai kalori yang berbeza. Jadual 2.3 menunjukkan karbohidrat dan protein mempunyai nilai kalori yang sama. Lemak mempunyai dua kali ganda nilai kalori berbanding dengan karbohidrat dan protein. Jadual 2.3 Nilai kalori bagi setiap kelas makanan Kelas makanan Nilai kalori (kJ/g) Karbohidrat 16.7 Protein 16.7 Lemak 37.6 Tujuan: Menganggarkan nilai kalori dalam beberapa sampel makanan dalam unit kJ g–1 Pernyataan masalah: Sampel makanan yang manakah mengandungi kandungan tenaga (kalori) yang paling tinggi? Hipotesis: Nilai kalori kacang tanah paling tinggi berbanding dengan jagung dan roti. Pemboleh ubah: Dimanipulasikan – Jenis sampel makanan Bergerak balas – Perubahan suhu/nilai kalori makanan Dimalarkan – Muatan haba tentu air, 4.2 J g-1 °C-1, jisim air Radas dan Bahan: Kaki retort, pengapit, termometer, tabung didih, plastisin, jarum panjang, penghadang, 1 g kacang tanah, 1 g jagung, 1 g roti Prosedur: Termometer Tabung didih Kaki retort Air suling Kacang tanah Plastisin Rajah 2.2 1 Susunan radas seperti dalam Rajah 2.2 disediakan. 2 Suhu awal 10 ml air suling, yang berjisim 10 g, mair dalam tabung didih direkodkan dengan termometer (Tawal ). 3 Sebiji kacang tanah ditimbang, mmakanan dan dicucuk dengan jarum panjang dan dibakar. 4 Kacang tanah yang bernyala dipindahkan dengan segera ke bawah tabung uji untuk memanaskan air. 5 Setelah kacang tanah habis terbakar, kenaikan suhu air yang maksimum dalam tabung didih dicatatkan (Takhir). 6 Langkah 2 hingga 5 diulang dengan sampel makanan lain iaitu, jagung dan roti. Eksperimen 2.1 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

179 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 7 Nilai tenaga setiap sampel makanan dihitung dengan formula berikut: 4.2 J g–1 °C–1 × Jisim air (g) × Kenaikan suhu air (°C) Jisim sampel makanan (g) × 1 000 Keputusan: Jenis makanan Jisim sampel makanan mmakanan (g) Jisim air, mair (g) Suhu awal Tawal (o C) Suhu akhir Takhir (o C) Kenaikan suhu (Takhir –Tawal) o C Nilai tenaga makanan (kJ g–1) Kacang tanah 1.0 10 28 88 60 2.52 Jagung 1.0 10 28 69 41 1.722 Roti 1.0 10 28 81 53 2.226 Perbincangan: 1 Nilai tenaga yang diperoleh ialah nilai anggaran dan jauh lebih rendah daripada nilai sepatutnya kerana: (a) sampel makanan tidak terbakar dengan lengkap. (b) terdapat kehilangan haba secara perolakan dan sinaran. (c) haba yang diserap dalam kaca tabung didih, jarum panjang dan kaca termometer telah diabaikan dalam pengiraan. Kesimpulan: Hipotesis diterima. Nilai kalori dalam kacang tanah adalah paling tinggi berbanding dengan jagung dan roti. Kesan Pengambilan Jumlah Kalori yang Tidak Menepati Keperluan Individu 1 Tubuh badan manusia memerlukan tenaga dalam unit kalori bagi melakukan segala proses dan aktiviti dalam dan luar badan. 2 Setiap makanan mempunyai nilai kalori yang berbeza. Pengambilan jumlah kalori yang tidak mencukupi atau berlebihan akan memberi kesan kepada tubuh. 3 Pengambilan kalori yang ideal bergantung pada faktor saiz badan, jantina, umur, aktiviti fizikal, keadaan kesihatan dan keadaan persekitaran. 4 Berikut ialah kesan pengambilan jumlah kalori yang berlebihan kepada tubuh: (a) Gemuk (Obesiti) (i) Pengambilan karbohidrat dan lemak yang berlebihan tanpa melakukan aktiviti fizikal seperti bersenam, menyebabkan kegemukan. (ii) Begitu juga amalan pemakanan yang tidak sihat seperti terus tidur selepas makan menyebabkan penambahan berat badan. (b) Penyakit degeneratif (i) Penyakit degeneratif adalah seperti penyakit Alzheimer, diabetes, osteoporosis, penyakit jantung dan strok. (ii) Penyakit degeneratif disebabkan oleh amalan pemakanan dan gaya hidup yang tidak sihat. (c) Arteriosklerosis (i) Pengambilan makanan yang mengandungi lemak tepu yang tinggi menyebabkan kolesterol tinggi. (ii) Pemendapan kolesterol pada dinding arteri. (d) Kerosakan ginjal (i) Pengambilan protein haiwan terlalu banyak menyebabkan banyak bahan buangan bernitrogen. (ii) Ginjal terpaksa bekerja keras untuk menapis bahan buangan ini. (iii) Lama-kelamaan, ginjal menjadi rosak. (e) Diabetes melitus (i) Pengambilan makanan yang tinggi kandungan gula. (ii) Boleh menyebabkan kegagalan ginjal dan masalah penglihatan. (f ) Tekanan darah tinggi (i) Pengambilan makanan yang tinggi kandungan garam. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

180 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 (ii) Berisiko tinggi mendapat masalah jantung, strok dan ginjal. 5 Berikut ialah kesan pengambilan kalori yang tidak mencukupi: (a) Marasmus (i) Satu bentuk malnutrisi. (ii) Berlaku apabila pengambilan nutrien dan tenaga terlalu rendah untuk keperluan badan. (iii) Badan menjadi kurus, lemah dan kulit kering akibat kekurangan kalori dan tenaga. (b) Kwasyiorkor (i) Satu bentuk malnutrisi. (ii) Berlakunya pembengkakan pada abdomen akibat kekurangan protein (iii) Pertumbuhan turut terbantut. (c) Anoreksia nervosa (i) Berat badan terlalu rendah akibat terlalu menahan makan kerana ingin badan ramping dan menarik. (ii) Menyebabkan malnutrisi yang boleh membawa maut. 6 Masyarakat Malaysia mengalami pelbagai masalah kesihatan disebabkan makan secara berlebihan yang menyumbang kepada masalah lebihan kolesterol, lebihan gula dan kegemukan. 7 Selain daripada itu, amalan gaya hidup moden turut menjadi faktor kepada masalah kesihatan. Pada zaman yang serba pantas, semua orang terlalu sibuk dengan urusan dan kerjaya masing-masing hingga mengabaikan pengambilan pemakanan seimbang. 8 Masyarakat Malaysia lebih gemar mengambil makanan segera dan tidak berkhasiat yang sangat mudah didapati di restoran yang beroperasi 24 jam. Di samping itu juga, menjadi trend untuk masyarakat Malaysia mencuba makanan tidak berkhasiat yang diviralkan di media sosial. 9 Keadaan bertambah teruk apabila gaya hidup masyarakat yang pasif seperti tidak bersenam atau kurang melakukan aktiviti fizikal bagi menyeimbangkan pengambilan dan penggunaan kalori dalam tubuh. Di Malaysia, dianggarkan 1% penduduk mengalami Anoreksia nervosa. Kebanyakan kes dilaporkan dalam kalangan remaja dan perempuan dewasa berumur 12 hingga 25 tahun. INFO dinamik semak cepat 2.1 1 Nyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi keperluan kalori individu. 2 Kalorimeter bom ialah 3 Nyatakan tiga kesan pengambilan jumlah kalori yang tidak mencukupi bagi seseorang individu. Keperluan Nutrien oleh Tumbuhan 2.2 Fungsi Makronutrien dan Mikronutrien kepada Tumbuhan 1 Nutrien amat penting untuk pertumbuhan tumbuhan. Tumbuhan memerlukan air, karbon dioksida dan cahaya matahari untuk membuat makanan sendiri (glukosa) semasa fotosintesis. 2 Nutrien yang diperlukan oleh tumbuhan terbahagi kepada makronutrien dan mikronutrien. 3 Makronutrien ialah mineral yang diperlukan dalam kuantiti yang banyak oleh tumbuhan. 4 Mikronutrien ialah mineral yang diperlukan dalam kuantiti yang sedikit oleh tumbuhan. Cahaya matahari Mikronutrien – Boron (B) – Molibdenum (Mo) – Zink (Zn) – Mangan (Mn) – Kuprum (Cu) – Ferum (Fe) Makronutrien – Nitrogen (N) – Fosforus (P) – Kalium (K) – Kalsium (Ca) – Magnesium (Mg) – Sulfur (S) – Oksigen – Karbon – Hidrogen Rajah 2.3 Keperluan tumbuhan untuk pertumbuhan yang sihat • Makronutrien – Macronutrient • Mikronutrien – Micronutrient PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

181 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 • Klorosis – Chlorosis 5 Jadual 2.4 menunjukkan contoh makronutrien yang diperlukan oleh tumbuhan, fungsi dan kesan kekurangannya. Jadual 2.4 Contoh makronutrien, fungsi dan kesan kekurangannya Makronutrien Fungsi Kesan kekurangan Nitrogen (N) • Diperlukan untuk mensintesiskan enzim, protein, klorofil dan asid nukleik • Pertumbuhan terbantut • Daun kekuningan disebabkan kekurangan klorofil (klorosis) • Batang lembut • Pertumbuhan bunga dan buah terbantut Fosforus (P) • Diperlukan untuk mensintesiskan protein, asid nukleik, enzim dan membran sel • Pertumbuhan terbantut • Daun berwarna hijau kebiruan, bergulung dan tepi daun berwarna perang • Pertumbuhan akar lemah • Tidak berbunga dan berbuah Kalium (K) • Diperlukan untuk mensintesiskan protein • Menggalakkan pembahagian sel • Mengawal pembukaan dan penutupan stomata • Pertumbuhan terbantut • Daun kekuningan dengan tompok perang • Tisu di hujung dan tepi daun mati Kalsium (Ca) • Diperlukan untuk pertumbuhan akar dan pucuk • Diperlukan untuk pembentukan dinding sel • Pertumbuhan terbantut • Kematian tunas Magnesium (Mg) • Diperlukan untuk mensintesiskan klorofil dan protoplasma • Daun kekuningan dan kering Sulfur (S) • Diperlukan untuk pembentukan protein dan klorofil • Menggalakkan pembahagian sel • Daun menjadi pucat dan mudah gugur 6 Jadual 2.5 menunjukkan contoh mikronutrien yang diperlukan oleh tumbuhan, fungsi dan kesan kekurangannya. Jadual 2.5 Contoh mikronutrien, fungsi dan kesan kekurangannya Mikronutrien Fungsi Kesan kekurangan Boron (B) • Diperlukan untuk mensintesis klorofil dan dinding sel • Membantu dalam penguraian karbohidrat • Pertumbuhan terbantut Molibdenum (Mo) • Diperlukan untuk metabolisme nitrogen dan sintesis protein • Pertumbuhan terbantut Zink (Zn) • Diperlukan untuk mensintesis protein dan klorofil • Membantu pembentukan daun • Mengaktifkan enzim tertentu • Pertumbuhan terbantut Mangan (Mn) • Terlibat dalam fotosintesis dan respirasi • Membantu pembentukan asid amino • Bintik kuning pada daun Kuprum (Cu) • Membina enzim yang diperlukan dalam fotosintesis dan respirasi • Daun kekuningan Ferum (Fe) • Membantu respirasi sel • Membantu pertumbuhan bahagian pokok muda • Daun muda PENERBIT menjadi kuning ILMU BAKTI SDN. BHD.

182 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 Tujuan: Mengkaji kesan kekurangan makronutrien ke atas pertumbuhan tumbuhan dalam larutan kultur. Pernyataan masalah: Apakah kesan kekurangan makronutrien terhadap pertumbuhan tumbuhan? Hipotesis: Kekurangan makronutrien seperti nitrogen, fosforus, magnesium dan kalium merencatkan pertumbuhan tumbuhan. Pemboleh ubah: Dimanipulasikan – Jenis larutan kultur Bergerak balas – Warna daun, saiz daun, pertumbuhan benih Dimalarkan – Tempat eksperimen dijalankan, saiz anak benih jagung, isi padu larutan kultur, keamatan cahaya Radas dan Bahan: Balang kaca, kapas, penyumbat, tiub kaca untuk pengudaraan, kertas hitam, anak benih jagung, air suling, larutan kultur Knop lengkap, larutan kultur tanpa nitrogen, larutan kultur tanpa fosforus, larutan kultur tanpa magnesium, larutan kultur tanpa kalium Prosedur: 1 Radas disediakan seperti dalam Rajah 2.4. 2 Pertumbuhan dan keadaan anak benih jagung diperhatikan setiap hari selama dua minggu. 3 Pemerhatian direkodkan pada akhir minggu kedua. Eksperimen 2.2 Anak benih jagung Air suling P Larutan kultur tanpa nitrogen Q Larutan kultur tanpa fosforus R Larutan kultur tanpa magnesium S Larutan kultur tanpa kalium T Larutan kultur Knop lengkap U Tiub kaca Rajah 2.4 Pemerhatian: Balang kaca Jenis larutan Pemerhatian P Air suling Pertumbuhan terbantut dan batang lembut Q Larutan kultur tanpa nitrogen Daun menjadi kuning dan kecil R Larutan kultur tanpa fosforus Pertumbuhan akar lemah S Larutan kultur tanpa magnesium Daun menjadi kuning T Larutan kultur tanpa kalium Pertumbuhan terbantut, tisu di hujung daun mati U Larutan kultur Knop lengkap Pertumbuhan sihat Kesimpulan: Hipotesis diterima. Tumbuhan memerlukan makronutrien seperti nitrogen, fosforus, magnesium dan kalium untuk pertumbuhan yang sihat. Kekurangan mana-mana makronutrien akan merencatkan pertumbuhan anak benih. semak cepat 2.2 1 Apakah maksud makronutrien pada tumbuhan? 2 Nyatakan tiga mikronutrien dan fungsinya. 3 Apakah kesan kekurangan nitrogen terhadap tumbuhan? PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

183 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 2.3 Kitar Nitrogen Kitar Nitrogen dan Kepentingannya 1 Nitrogen ialah unsur penting untuk mensintesiskan protein dan asid nukleik dalam organisma hidup. 2 78% daripada udara terdiri daripada nitrogen. 3 Gas ini tidak boleh digunakan secara langsung oleh tumbuhan dan haiwan. Kitar nitrogen Proses yang menambahkan ion nitrat ke dalam tanah Proses yang menyingkirkan ion nitrat daripada tanah • Proses pendenitritan • Proses melarut resap nitrat • Proses penyerapan ion nitrat daripada tanah • Tindakan kilat dan letusan gunung berapi • Proses pengikatan nitrogen • Proses penguraian dan penitritan Rajah 2.6 Proses-proses dalam kitar nitrogen 4 Tumbuhan hanya boleh menggunakan nitrogen dalam bentuk ion seperti ion nitrogen, yang diserap dari dalam tanah melalui akarnya. 5 Kitar nitrogen ialah satu kitar semula jadi yang mengitar semula nitrogen antara tumbuhan, haiwan, atmosfera, tanah dan air. 6 Rajah 2.5 menunjukkan proses yang terlibat dalam kitar nitrogen. Nitrogen di atmosfera Tumbuhan Nitrat (NO3 – ) Penitritan Nitrit (NO2 – Ammonium (NH ) 4 +) Bakteria pengikat nitrogen dalam tanah Bakteria penitritan Bakteria pendenitritan Bakteria pengikat nitrogen dalam nodul akar pokok kekacang Bakteria penitritan Penguraian (Bakteria atau kulat pengurai) Rajah 2.5 Kitar nitrogen Imbas kod QR atau layari Untuk tujuan pembelajaran https://youtu.be/K5EOZenSSB8 untuk menonton video tentang kitar nitrogen. 7 Dalam kitar nitrogen, terdapat dua kategori proses, iaitu proses penambahan ion nitrat ke dalam tanah dan proses penyingkiran ion nitrat daripada tanah (Rajah 2.6). i THINK Peta Pokok • Kitar nitrogen – Nitrogen cycle • Pengikatan nitrogen – Nitrogen fixation PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

184 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 • Pendenitritan – Denitrification • Penitritan – Nitrification Proses yang meningkatkan kuantiti ion nitrat dalam tanah (a) Kilat dan letusan gunung berapi Semasa kilat atau letusan gunung berapi, sejumlah besar tenaga yang terhasil menyebabkan gas nitrogen dan gas oksigen di atmosfera bergabung membentuk nitrogen dioksida. Nitrogen dioksida melarut dalam air hujan membentuk asid nitrik yang kemudiannya bertindak balas dengan mineral di dalam tanah untuk menghasilkan ion nitrat. Kesannya, kuantiti ion nitrat dalam tanah meningkat. (b) Proses pengikatan nitrogen Bakteria pengikat nitrogen ialah bakteria yang hidup di dalam nodul akar pokok kekacang yang menukarkan nitrogen daripada udara kepada ion nitrat dalam tanah. (c) Proses penguraian dan penitritan Haiwan dan tumbuhan yang mati akan diuraikan oleh pengurai seperti bakteria dan kulat. Protein dalam haiwan dan tumbuhan diuraikan kepada sebatian ammonium. Bakteria penitritan akan menukarkan sebatian ammonium kepada nitrat dan seterusnya kepada ion nitrat dalam tanah. Proses yang menyingkirkan ion nitrogen daripada tanah (a) Proses penyerapan ion nitrat daripada tanah Tumbuhan menyerap ion nitrat daripada tanah untuk memenuhi keperluan nitrogennya. Nitrogen digunakan oleh tumbuhan untuk mensistesis protein. Apabila haiwan makan tumbuhan, protein tumbuhan dipindahkan kepada haiwan untuk membentuk protein haiwan. (b) Pendenitritan Pendenitritan ialah proses menguraikan semula nitrat di dalam tanah kepada gas nitrogen. Sekumpulan bakteria yang menjalankan proses ini dikenali sebagai bakteria pendenitritan. Bakteria pendenitritan akan menukarkan nitrat kepada gas nitrogen dan gas oksigen. Gas oksigen digunakan untuk respirasi, manakala gas nitrogen dikembalikan semula ke atmosfera. (c) Proses melarut resap nitrat Proses melarut resap nitrat ialah proses semula jadi. Ion nitrat dalam tanah akan melarut dalam air dan mengalir ke sungai atau air bawah tanah. Proses ini juga mengurangkan kuantiti ion nitrat di dalam tanah. 8 Kitar nitrogen penting untuk: (a) Mengekalkan kandungan gas nitrogen dalam udara sebanyak 78% untuk memastikan kelangsungan hidupan di Bumi. (b) Membantu mengekalkan kesuburan tanah secara semula jadi. Maka, hasil tuaian akan meningkat. (c) Proses pereputan bahan organik oleh bakteria dan kulat mengurangkan pencemaran alam sekitar dan proses ini diguna pakai dalam teknologi hijau untuk menghasilkan kompos. (d) Memastikan sumber protein haiwan dan tumbuhan yang berterusan untuk kesinambungan hidup semua hidupan. Contoh bakteria pengikat nitrogen: • Rhizobium • Cyanobacteria • Klebsiella • Rhodobacter INFO dinamik semak cepat 2.3 1 Nyatakan empat proses yang terlibat dalam kitar nitrogen. 2 Apakah nama jenis tumbuhan yang boleh dijumpai padanya bakteria pengikat nitrogen? 3 Nyatakan satu kepentingan kitar nitrogen. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

185 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 • Racun serangga – Insecticide Teknologi Pengeluaran Makanan 2.4 Cara Meningkatkan Sumber, Kualiti dan Kuantiti Makanan 1 Kualiti dan kuantiti pengeluaran makanan perlu dipertingkatkan kerana permintaan untuk makanan adalah tinggi serta bagi mengatasi masalah malnutrisi dan kebuluran di beberapa tempat di dunia. Langkah-langkah untuk meningkatkan sumber, kualiti dan kuantiti makanan: (a) Penggunaan baka yang bermutu (i) Dapat menghasilkan kuantiti tanaman dan haiwan ternakan yang lebih banyak dan berkualiti dalam masa yang singkat. (ii) Tanaman dan haiwan ternakan lebih tahan terhadap penyakit dan serangga perosak. (iii) Contoh penggunaan baka yang bermutu ialah, • kelapa sawit Tenera • belimbing Bintang Mas • betik Eksotika • lembu Mafriwal • ayam Akar Putra (b) Penggunaan teknologi moden (i) Penggunaan jentera seperti dron, traktor dan mesin penuai menjimatkan masa dan kos buruh. (ii) Pengklonan, pengubahsuaian genetik dan penggunaan hormon buatan dapat menghasilkan baka yang berkualiti. (c) Pendidikan dan bimbingan untuk petani Agensi kerajaan dan separa kerajaan seperti MARDI, FAMA, FELCRA, MPOB dan FELDA mengadakan seminar, kursus dan latihan bagi meningkatkan pengetahuan dan memberi bimbingan kepada para petani dan peladang. (d) Penyelidikan dan pembangunan (i) Institusi seperti MARDI, PORIM, universiti awam Malaysia seperti (UPM, UM, UKM) bertanggungjawab untuk menjalankan penyelidikan dan pembangunan bidang pertanian di Malaysia. (ii) Institusi-institusi ini bertanggungjawab memperkenalkan kaedah pertanian baru seperti hidroponik, benih klon, pengubahsuaian tisu kultur dan bioteknologi pertanian. (e) Penggunaan tanah dan kawasan perairan secara optimum (i) Tanah terbiar dan kawasan bekas lombong digunakan untuk pertanian dan penternakan. (ii) Paya, kolam dan sungai digunakan untuk menternak ikan dan udang. (f ) Pengurusan tanah yang cekap (i) Mengamalkan penggiliran tanaman, penanaman campuran dan penanaman teres. (ii) Mengamalkan sistem bersepadu sebagai contoh menternak dan menanam sayuran dalam sebidang tanah yang sama. (iii) Penanaman semula untuk memastikan tiada tanah yang tidak digunakan. (iv) Mengamalkan tanaman tutup bumi di sepanjang kontur untuk mengurangkan hakisan tanah. (v) Menggunakan baja dan racun semula jadi bagi mengekalkan kesuburan tanah. Penggunaan Racun Serangga dan Kawalan Biologi 1 Racun serangga ialah sebarang bahan atau sebatian yang bertujuan untuk mengawal, mencegah, memusnah, melemah, menghalau, melegakan atau mengurangkan jumlah makhluk perosak. 2 Racun serangga mungkin dalam bentuk bahan kimia, agen biologi seperti virus atau bakteria, antimikrob, bahan penyahjangkit atau alatan yang digunakan terhadap apa-apa jenis makhluk perosak. 3 Penggunaan racun serangga memberi kesan sampingan kepada alam sekitar dan juga PENERBIT manusia. ILMU BAKTI SDN. BHD.

186 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 (a) Kerintangan Apabila satu jenis racun sahaja yang digunakan secara berterusan, perosak mampu beradaptasi dan menjadi kebal terhadap racun yang digunakan. Akibatnya, perbelanjaan semakin bertambah bagi mengawal jumlah perosak yang semakin meningkat. (b) Kecederaan pada tanaman Penggunaan racun perosak boleh menyebabkan kecederaan kepada tanaman jika racun itu tidak digunakan dengan cermat dan sukatan yang betul. Racun yang terkena atau diserap oleh tumbuh-tumbuhan boleh menyebabkan daun menjadi keriting dan kadangkala muncul tompok kuning pada permukaan daun. (c) Keselamatan semasa pengendalian Pengendalian racun serangga yang tidak mengikut aturan dan tatacara pengendalian boleh menjejaskan kesihatan petani. Kejadian seperti sesak nafas, muntah dan cirit-birit akibat aktiviti penyemburan racun boleh berlaku. (d) Pencemaran air Pencemaran air berlaku akibat penggunaan racun serangga yang tidak terkawal mengalir ke sungai atau sumber air yang berdekatan. Seterusnya, menjejaskan hidupan akuatik. 4 Kawalan biologi ialah kaedah mengawal populasi haiwan perosak tanpa menggunakan racun serangga (bahan kimia). Lazimnya, interaksi mangsa-pemangsa digunakan sebagai kawalan biologi. Sebagai contoh, burung hantu digunakan untuk memakan tikus di ladang kelapa sawit. 5 Penggunaan tidak terancang kawalan biologi turut memberi kesan sampingan seperti berikut: (a) Sukar dikawal Penggunaan kawalan biologi boleh menjadi sukar dikawal sekiranya tidak dirancang dengan teliti kerana melibatkan organisma hidup. Kemungkinan akan menjejaskan keseimbangan rantai makanan akibat jumlah pemangsa yang semakin meningkat. (b) Tahap kemahiran Kawalan biologi memerlukan pengetahuan dan kemahiran yang khusus tentang perosak, agen biologi dan keadaan persekitaran. Individu yang kurang mahir mungkin menyebabkan kaedah ini tidak berjaya dilaksanakan. (c) Wujud perosak baharu Kawalan biologi boleh berubah-ubah kerana kemungkinan akan berlaku pemangsa yang sepatutnya memakan satu mangsa, tetapi akan beralih kepada sasaran yang lain seperti memakan tanaman yang ditanam. Memperkenalkan spesies baharu ke dalam ekosistem tertentu berisiko mengganggu rantai makanan semula jadi di habitat tersebut. Pada tahun 2020, MARDI menggunakan agen kawalan biologi iaitu sejenis lalat yang dikenali sebagai Tiger Fly atau nama saintifiknya Coenosia exigua bagi mengawal populasi serangga perosak iaitu Rama-rama intan ataupun Diamondback Moth (DBM) atau nama saintifiknya Plutella xylostella. Serangan serangga perosak ini boleh mengakibatkan kehilangan hasil sayuran sehingga 100 peratus di Cameron Highlands. INFO dinamik semak cepat 2.4 1 Nyatakan tiga agensi yang bertanggungjawab memberi bimbingan dan didikan kepada petani. 2 Bagaimanakah pengurusan tanah yang cekap dapat meningkatkan sumber, kualiti dan kuantiti pengeluaran makanan? 3 Penggunaan racun serangga memberi kesan sampingan iaitu pencemaran air akibat • Kawalan biologi – Biological control PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

187 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 • Pendehidratan – Dehydration • Pempasteuran – Pasteurisation • Pembungkusan vakum – Vacuum packing • Penyinaran – Irradiation 2.5 Teknologi Pemprosesan Makanan 1 Teknologi makanan ialah suatu cabang sains yang berkaitan dengan pemprosesan dan pembungkusan makanan. 2 Rajah 2.7 menunjukkan kaedah-kaedah yang digunakan dalam pemprosesan makanan. Pembungkusan vakum Penapaian Penyejukbekuan Pempasteuran Memasak Pengetinan Penyinaran Pendehidratan Kaedah pemprosesan makanan Rajah 2.7 Kaedah pemprosesan makanan 3 Setiap kaedah dan teknologi dalam pemprosesan makanan mempunyai kebaikan dan keburukan tersendiri. Jadual 2.6 menunjukkan kebaikan dan keburukan setiap kaedah atau teknologi dalam pemprosesan makanan berserta contohnya. Jadual 2.6 Kebaikan, keburukan dan contoh teknologi pemprosesan makanan Kaedah teknologi Kebaikan Keburukan Contoh makanan Memasak • Makanan dimasak dengan pelbagai kaedah seperti mengggoreng, mengukus, merebus atau memanggang • Mudah dilakukan • Membunuh bakteria • Makanan tidak boleh disimpan lama • Tekstur dan rasa makanan berubah Ayam bakar, kari ikan, kek Penapaian • Mikroorganisma seperti yis dicampurkan ke dalam makanan tertentu dalam jangka masa tertentu bagi menukarkan glukosa kepada alkohol • Penghasilan bentuk makanan baharu seperti kicap daripada kacang soya • Makanan boleh disimpan lama • Mengambil masa • Tekstur dan rasa makanan berubah Kicap, tempe, wain, kimci, yogurt Pendehidratan atau Pengeringan • Air disingkirkan daripada makanan dengan mengeringkan di bawah cahaya matahari atau menggunakan mesin khas seperti pengering atau pembakar • Boleh ditambah garam atau gula • Makanan boleh disimpan lebih lama • Mudah dilakukan • Mengekalkan rasa makanan • Nutrien dan vitamin makanan termusnah • Spora bakteria tidak terbunuh Susu tepung, kopi, buah-buahan kering, bijirin, ikan kering, udang kering PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

188 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 Kaedah teknologi Kebaikan Keburukan Contoh makanan Pempasteuran • Susu segar dipanaskan pada suhu 63 °C selama 30 minit atau pada suhu 72 °C selama 15 saat dan disejukkan dengan segera • Mengekalkan rasa semula jadi susu dan nutriennya • Kebanyakan mikrob terbunuh • Spora bakteria tidak terbunuh • Susu perlu disimpan dalam peti ais pada suhu 4 °C Susu, jus buahbuahan, produk tenusu Pengetinan • Makanan dimasukkan ke dalam tin atau botol yang telah disteril dan dipanaskan pada suhu 116 °C – 121 °C • Kemudian udara disedut keluar daripada tin atau botol dan ditutup dengan ketat • Tin dipanaskan sekali lagi untuk membunuh mikroorganisma • Membunuh bakteria • Makanan tahan lebih lama • Memusnahkan enzim yang merosakkan makanan • Menyingkirkan oksigen bagi mengelakkan pengoksidaan pada makanan • Rasa dan tekstur makanan berubah • Nutrien dan vitamin musnah semasa pemanasan Ikan, buah-buahan, daging, susu pekat, kekacang, sos pasta Penyejukbekuan • Suhu diturunkan secara perlahan-lahan sehingga 0 °C atau lebih rendah • Untuk penyejukbekuan cepat, makanan disejukbekukan pada suhu kurang daripada –18 °C • Pada suhu kurang daripada –18 °C, aktiviti enzim terhenti, pertumbuhan mikroorganisma juga terbantut • Makanan tahan lebih lama selagi disimpan dalam peti ais • Mengekalkan rasa makanan • Ketulan besar ais yang terbentuk semasa penyejukbekuan boleh menyebabkan makanan kehilangan nutrien dan rasa apabila dinyahbeku • Spora bakteria tidak terbunuh • Hanya menghalang pertumbuhan mikroorganisma Ikan, daging, ayam, makanan laut Penyinaran • Makanan didedahkan pada sinaran mengion seperti sinar-X, sinar gama, atau sinaran ultraungu selama beberapa saat • Semua mikroorganisma dibunuh • Makanan boleh disimpan lebih lama kerana tiada bahan kimia tambahan terlibat • Beberapa nutrien dan vitamin musnah Buah-buahan, halia, bawang besar, ubi kentang Pembungkusan vakum • Makanan disimpan di dalam beg plastik dan udara disedut keluar sebelum ia ditutup dengan ketat • Mengekalkan rasa makanan • Vitamin dan nutrien tidak musnah • Boleh digunakan untuk makanan tertentu sahaja Bijirin, kekacang, beras, susu tepung 4 Dalam pemprosesan makanan, pelbagai jenis bahan kimia ditambahkan pada makanan untuk tujuan tertentu. Bahan kimia ini dikenali sebagai bahan tambahan makanan yang berfungsi untuk memanjangkan jangka hayat makanan dengan mengurangkan atau menghapuskan pertumbuhan mikroorganisma yang boleh merosakkan makanan. 5 Jadual 2.7 meringkaskan maklumat tentang bahan kimia yang digunakan dalam pemprosesan makanan. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

189 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 Jadual 2.7 Bahan kimia dalam pemprosesan makanan, fungsi dan kesan terhadap kesihatan Bahan kimia Contoh Fungsi Kesan terhadap kesihatan Bahan pengawet Asid benzoik, asid borik, sulfur dioksida, cuka, gula, garam • Menghalang pertumbuhan dan pembiakan bakteria • Menjadikan makanan lebih tahan lama Keracunan makanan, alergi, mengganggu sistem pencernaan, kanser, kerosakan hati dan ginjal Pewarna Karmoisin, Sunset yellow, tartrazina Menjadikan makanan lebih menarik Kanser, keracunan makanan, kemandulan Perisa Mononatrium glutamat (MSG), vanila • Menambahkan rasa makanan • Menjadikan makanan lebih sedap dan wangi • Menambah rasa semula jadi makanan MSG boleh menyebabkan keguguran rambut, sakit dada, meningkatkan denyutan jantung, muntah, kanser Penstabil Kanji, gelatin, agar-agar, gam akasia Mencegah pemendapan dan menjadikan tekstur makanan lebih pekat Pemanis Aspartam, sorbitol, sakarin, gula, madu Memberikan rasa manis pada makanan Kanser, kerosakan gigi, diabetes, obesiti, alergi Antioksidan Asid askorbik, vitamin C, tokoferol Memperlahankan pengoksidaan makanan berlemak Kegagalan hati dan ginjal, merencatkan pertumbuhan badan, ruam dan kegatalan kulit Pengemulsi Lesitin, monogliserida, pektin Menstabil campuran minyak dan air Meningkatkan risiko penyakit kronik Peluntur Benzoil peroksida Melunturkan warna asal makanan yang tidak dikehendaki Keracunan makanan, kanser, kemandulan • Suplemen kesihatan – Health supplement semak cepat 2.5 1 Kaedah ialah kaedah yang paling sesuai dalam pemprosesan susu segar. 2 Nyatakan dua kelebihan pembungkusan vakum. 3 Nyatakan dua bahan kimia yang digunakan dalam pemprosesan makanan serta fungsinya. Makanan Kesihatan dan Suplemen Kesihatan 2.6 1 Masyarakat moden kini telah terdidik untuk mendapatkan sumber makanan berkhasiat bagi kekal sihat, meningkatkan imuniti badan dan mencegah pelbagai jenis penyakit. Maka, bagi mendapatkan zat makanan yang cukup adalah dengan mengambil makanan kesihatan tambahan atau suplemen. 2 Suplemen kesihatan ialah produk dalam pelbagai bentuk seperti pil, kapsul, cecair, tablet atau serbuk yang bertujuan untuk mendapatkan zat makanan dan mencegah penyakit. 3 Makanan tambahan bukan bertujuan untuk menggantikan makanan sebenar harian yang diambil. Malah ia sama sekali tidak dapat membekalkan sepenuhnya nutrien dan faedah yang boleh didapati daripada makanan sebenar. 4 Individu yang sihat dan mengamalkan pemakanan seimbang dengan cara yang betul, tidak memerlukan suplemen sebagai keperluan nutrisi tambahan. Ini merupakan satu pembaziran dan mungkin juga boleh membawa kemudaratan. 5 Suplemen diperlukan dalam beberapa situasi sahaja. Individu yang mempunyai masalah kesihatan atau penyakit disarankan untuk PENERBIT mengambil suplemen. ILMU BAKTI SDN. BHD.

190 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 6 Individu yang mengalami lactose intolerance atau alahan kepada produk tenusu memerlukan kalsium tambahan atau makanan lain yang mengandungi kalsium seperti ikan sardin. 7 Wanita yang mengalami pendarahan yang banyak ketika haid memerlukan zat besi tambahan. Wanita mengandung dan menyusukan anak turut dinasihatkan mengambil suplemen mengikut keadaan kesihatan wanita tersebut. 8 Pengambilan suplemen adalah atas nasihat dan pemantauan oleh doktor atau pakar pemakanan. Doktor atau pakar pemakanan akan mencadangkan pengambilan suplemen yang diperlukan, kombinasi yang selamat serta dos yang sesuai dengan individu. 9 Oleh itu, perkara-perkara berikut perlu diambil perhatian sebelum membeli atau menggunakan sebarang produk kesihatan: (a) Kelulusan daripada Kementerian Kesihatan Malaysia (KKM) (i) Periksa label produk, pastikan mempunyai nombor dan kod KKM. (ii) Semak kelulusan produk secara atas talian. (b) Baca kandungan produk Pastikan bahan dan kandungan yang digunakan tidak membahayakan kesihatan. (c) Baca fungsi produk Sesuaikan fungsi produk dengan masalah yang dihadapi. (d) Baca panduan penggunaan dan penyimpanan produk (i) Baca panduan penggunaan produk dengan teliti sama ada makan, sapu atau sembur. (ii) Pastikan tahu cara penyimpanan produk setelah dibuka. (e) Kelulusan Lembaga Iklan Ubat (LIU) LIU bertindak menyaring dan memastikan produk-produk perubatan tidak disalah erti dan disalah guna oleh penjual dan pengguna. 10 Kaedah pengiklanan dan teknik pemasaran sesuatu produk yang kadangkala mengelirukan menyukarkan pengguna memilih makanan tambahan yang tepat untuk seisi keluarga. Dalam usaha untuk melindungi pengguna, kerajaan Malaysia telah memperkenalkan Akta Makanan 1983 dan Peraturan Makanan 1985. 11 Akta Makanan 1983 ialah suatu akta bagi melindungi orang ramai terhadap bahaya dari segi kesihatan dan penipuan pada penyediaan, penjualan dan penggunaan makanan. Akta ini telah mewajibkan pelabelan pada setiap makanan. Pelabelan mesti mengandungi maklumat-maklumat seperti nama makanan, nilai nutrien setiap makanan, senarai bahan tambahan makanan yang digunakan, senarai ramuan, cara penyimpanan, maklumat pengeluaran, tarikh luput serta berat dan isi padu untuk membantu pengguna membuat pilihan yang lebih bijak. 12 Peraturan Makanan 1985 telah digubal di bawah Akta Makanan 1983 dan dikuatkuasakan oleh Kementerian Kesihatan Malaysia untuk membantu pengguna mendapatkan makanan yang selamat, berkualiti, bersih dan bebas daripada bahan beracun atau bahan cemar. Status Halal Makanan 1 Halal bermaksud dibolehkan untuk melakukan sesuatu mengikut undang-undang Islam atau perkara yang tidak ditegah oleh syarak. 2 Konsep status halal makanan melibatkan penilaian terhadap satu skel pilihan yang dianggap luhur berdasarkan syariat agama. 3 Status halal sesuatu makanan atau bahan yang terkandung dalam makanan menjadi isu yang dititikberatkan, khususnya penganut yang beragama Islam. Banyak isu yang timbul menyebabkan orang ramai takut untuk membeli sesuatu makanan kerana bimbang tentang status halalnya. 4 Pensijilan bermaksud Sijil Pengesahan Halal (SPH) yang dikeluarkan oleh badan-badan berautoriti seperti Jabatan Kemajuan Islam Malaysia ( JAKIM). • Status halal – Halal status • Prosedur Pensijilan Halal Malaysia – Malaysia Halal Certification Procedure PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

191 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 5 Pensijilan halal merujuk kepada proses pengurusan, penyembelihan, kebersihan, kawalan kualiti, penyimpanan, penghantaran dan sebagainya bermula seawal proses dari ladang ke meja makan. Pensijilan ini berasaskan hukum syarak dan tujuan utamanya adalah untuk memberi keyakinan kepada pengguna Islam mengenai status halal sesuatu produk baik berupa makanan, premis makanan, barang gunaan kosmetik, rumah sembelihan, farmaseutikal, logistik atau lain-lain. 6 Pensijilan halal turut berperanan untuk memenuhi budaya pengguna yang mahukan produk yang memberi kesan kesihatan, selamat dan berkualiti. Ia juga sebagai nilai komersial perdagangan untuk meraih pasaran dalam dan luar negara kerana permintaan untuk produk-produk halal meningkat seiring dengan peningkatan pengguna Islam di dunia. 7 Malaysia menjadi pengerusi Persidangan Negara-negara Islam (OIC) dan telah menjadi hab Halal Dunia pada tahun 2010. Selaras dengan itu, Malaysia merupakan negara pertama di dunia yang memperkenalkan standard halal secara menyeluruh dan meluas konsepnya melalui penggunaan e-halal. semak cepat 2.6 1 Apakah tujuan pengambilan suplemen kesihatan? 2 Nyatakan situasi yang menyebabkan seseorang individu perlu mengambil suplemen. 3 Nyatakan tiga perkara yang perlu diambil perhatian sebelum membeli atau menggunakan sesuatu produk suplemen. Penubuhan taman perindustrian halal oleh Halal Development Corporation (HDC) telah meletakkan Malaysia sebagai hab halal terbesar di dunia. Menjelang 2030, industri halal domestik diunjurkan mencapai USD113.2 bilion seperti yang dilaporkan dalam Pelan Industri Halal Malaysia 2030 (HIMP 2030). INFO dinamik Praktis SPM 2 1 Rajah 1 menunjukkan kelas makanan dalam kumpulan S. Rajah 1 Apakah fungsi kelas makanan kumpulan S? A Memberi tenaga B Menguatkan gigi C Mencegah penyakit D Membina tisu dan membaiki tisu rosak 2 Rajah 2 menunjukkan kesan pengambilan jumlah kalori secara berlebihan. Rajah 2 Apakah masalah yang dihadapi oleh budak lelaki ini? A Kencing manis C Obesiti B Arteriosklerosis D Asma Arahan: Jawab semua soalan. Kertas 1 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

192 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 3 Pekerjaan manakah yang memerlukan jumlah tenaga yang paling tinggi? A Buruh B Guru C Kerani D Jururawat 4 Apakah mikronutrien yang diperlukan oleh tumbuhan? A Fosforus B Nitrogen C Ferum D Sulfur 5 Akid mendapati daun pokok jagung yang ditanam menjadi kuning dan batang pokok jagungnya mudah patah. Apakah nutrien yang diperlukan oleh pokok jagung itu? A Magnesium B Nitrogen C Mangan D Kalsium 6 Rajah 3 menunjukkan sebahagian daripada kitar nitrogen dalam alam sekitar. Sebatian ammonium dan nitrat dalam tanah Nitrogen di atmosfera Tumbuhan T Rajah 3 Apakah yang diwakili oleh tumbuhan T? A Pokok kelapa B Pokok jagung C Pokok kaktus D Pokok kacang 7 Cara yang manakah paling sesuai untuk mengekalkan kesuburan tanah? A Mengamalkan tanaman teres B Menanam tanaman tutup bumi C Mengamalkan tanaman bergilir D Mengamalkan tanaman berkontur 8 Senarai agensi berikut bertanggungjawab meningkatkan kualiti dan kuantiti dalam pengeluaran makanan. MARDI FELCRA MPOB FELDA Apakah aktiviti yang dijalankan oleh agensiagensi tersebut? A Menghasilkan baka yang berkualiti tinggi B Mengajar petani-petani kaedah lama pertanian C Mengehadkan kepelbagaian pengeluaran tanaman dan ternakan D Memperkenalkan baja dan racun bagi mengekalkan kesuburan tanah 9 Apakah kesan sampingan penggunaan racun serangga terhadap alam sekitar? A Pencemaran bunyi B Pencemaran udara C Pencemaran tanah D Pencemaran air 10 Rajah 4 menunjukkan sejenis makanan. Rajah 4 Apakah kaedah pemprosesan yang sesuai bagi makanan tersebut? A Penyinaran B Pempasteuran C Penyejukbekuan D Pembungkusan vakum 11 Apakah fungsi suhu yang rendah dalam peti sejuk terhadap makanan? A Memperlahankan pembiakan mikroorganisma B Memusnahkan enzim dalam makanan C Mengekalkan tekstur makanan PENERBIT D Mengekalkan nutrien makanan ILMU BAKTI SDN. BHD.

193 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 12 Rajah 5 menunjukkan sejenis makanan yang diproses. Rajah 5 Ruba mengalami alergi dan sakit perut selepas makan makanan itu. Antara berikut, bahan kimia yang manakah menyebabkan gejala itu? A Pengemulsi B Pemanis C Penstabil D Pengawet 13 Antara berikut, langkah yang manakah perlu diambil sebelum membeli atau menggunakan sesuatu produk kesihatan? A Pastikan label produk menarik B Baca alamat pengeluar produk C Pastikan produk dijual murah D Baca kandungan produk 14 Antara individu berikut, yang manakah disarankan untuk mengambil suplemen? A Wanita mengandung B Lelaki bersukan C Wanita bekerja D Belia lelaki Kertas 2 Bahagian A 1 Salina menjalankan satu eksperimen untuk mengkaji kesan kekurangan nutrien ke atas pertumbuhan anak benih kacang. Rajah 1 menunjukkan keputusan yang diperoleh selepas enam hari. Anak benih Kapas Larutan kultur Kertas hitam lengkap Larutan kultur tanpa fosforus Rajah 1 (a) Berdasarkan Rajah 1, nyatakan satu pemerhatian tentang pertumbuhan anak benih kacang dalam larutan kultur. KBAT Menganalisis [1 markah] (b) Nyatakan inferens bagi eksperimen ini. [1 markah] (c) Nyatakan pemboleh ubah bergerak balas dalam eksperimen ini. [1 markah] PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

194 Nutrisi dan Teknologi Makanan TINGKATAN 5 2 (d) Tandakan () bagi unsur yang berada dalam kumpulan nutrien yang sama dengan fosforus. Kalium Boron Zink [1 markah] (e) Apakah yang akan terjadi kepada anak benih kacang dalam larutan kultur lengkap, sekiranya tabung uji dalam eksperimen tidak dibalut dengan kertas hitam? KBAT Menganalisis [1 markah] Bahagian C 2 (a) (i) Nyatakan satu tujuan pemprosesan makanan dan satu bahan kimia yang boleh digunakan untuk memproses makanan. [2 markah] (ii) Rajah 2 menunjukkan salah satu kaedah untuk memproses makanan. Rajah 2 Berdasarkan Rajah 2, nyatakan dua kelebihan kaedah pemprosesan makanan tersebut. [2 markah] (b) Pemprosesan makanan secara pendehidratan dan penyejukbekuan adalah antara kaedah pemprosesan makanan yang sering dilakukan oleh pengusaha makanan sebelum memasarkan produk makanan mereka. Terangkan kaedah pemprosesan makanan secara pendehidratan dan penyejukbekuan dan beri satu contoh makanan yang dihasilkan oleh setiap kaedah. [4 markah] (c) Pak Man ialah seorang pekebun tanaman bendi. Dia mendapati pokok bendi yang ditanam di kebunnya kurang mengeluarkan hasil dan sering rosak akibat diserang penyakit. Cadangkan dua cara yang efektif bagaimana Pak Man boleh meningkatkan kuantiti dan kualiti hasil tanaman bendinya. Jelaskan cadangan anda. [4 markah] PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

195 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 Tema 1: Penyenggaraan dan Kesinambungan Hidup bab 3 Kelestarian Alam Sekitar 3.1 Kitaran Hayat Produk Apakah Jejak Karbon? 1 Jejak karbon atau Carbon footprint ialah jumlah gas rumah hijau (Green House Gases-GHG), khususnya karbon dioksida yang dibebaskan ke atmosfera akibat daripada aktiviti harian manusia dalam tempoh tertentu. 2 Jejak karbon terbahagi kepada dua jenis, iaitu jejak karbon primer dan sekunder. • Jejak karbon – Carbon footprint 3 Rajah 3.2 menunjukkan proses-proses yang mempengaruhi jejak karbon. CO2 Air Pembebasan gas rumah hijau Bahan api Aktiviti persendirian Kitar semula Gas Imbangan Pengangkutan Tenaga elektrik Sisa Rajah 3.2 Jejak karbon (carbon footprint) Jejak karbon Jejak karbon primer Hasil proses pembakaran secara langsung bahan api fosil Contoh: penggunaan kenderaan bermotor Jejak karbon sekunder Hasil daripada proses kitar produk yang digunakan dalam proses pembuatan sehingga penguraian Contoh: produk yang dimakan setiap hari Rajah 3.1 Jenis jejak karbon i THINK Peta Pokok PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

196 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 4 Jejak karbon seseorang individu atau isi rumah boleh dihitung dengan mengambil kira jenis produk yang diguna pakai sepanjang hari. Contohnya, penggunaan peti sejuk, penapis air elektrik atau pendingin hawa. Pilih dan guna perkakas elektrik yang cekap tenaga bagi mengurangkan jejak karbon yang ditinggalkan. 5 Selain jejak karbon sesuatu produk, perkaraperkara berikut juga perlu dipertimbangkan oleh pengguna sebelum memilih produk bagi memastikan kelestarian alam sekitar: (a) Adakah produk ini mesra alam? (b) Apakah kesan negatif daripada proses pembuatan produk ini? (c) Adakah produk ini selamat digunakan? (d) Berapakah jumlah sisa yang dihasilkan apabila produk ini selesai digunakan? (e) Apakah produk lain yang boleh dihasilkan daripada sisa produk ini? Jejak karbon dan tapak tangan karbon sesuatu produk 1 Jejak karbon suatu produk merujuk kepada impak negatif kepada kelestarian alam sekitar yang dihasilkan di sepanjang kitar hayat sesuatu produk. 2 Tapak tangan karbon (carbon handprint) merujuk kepada impak positif sesuatu produk kepada alam sekitar sepanjang kitar hayat produk tersebut. 3 Tapak tangan karbon bertujuan untuk mengurangkan jejak karbon dan meningkatkan kesan positif terhadap kelestarian alam. Berikut menjelaskan langkahlangkah untuk mengurangkan pembebasan gas rumah hijau sepanjang kitar hayat sesuatu produk. (a) Menggunakan bahan mentah dengan jejak karbon yang lebih rendah – menggantikan bahan mentah pembinaan kepada bahan yang boleh dibaharui. Contohnya, menggantikan penggunaan kayu balak dengan simen. (b) Memanjangkan kitar hayat dan meningkatkan kecekapan produk – penggunaan bateri yang dapat dicas semula dan solar panel ialah contoh produk dengan kitar hayat yang lebih panjang dan cekap tenaga. (c) Penggunaan sumber tenaga yang membebaskan kurang gas rumah hijau dan cekap menukar tenaga – stesen jana kuasa hidroelektrik menggunakan sumber tenaga boleh baharu dan tidak melepaskan gas rumah hijau ke atmosfera. (d) Pengurusan sisa yang cekap untuk kelestarian alam – kaedah pengurusan sisa dengan konsep 5R (Refuse, Reduce, Recycle, Reuse, Rot). (e) Menyingkirkan gas rumah hijau dan menyimpan karbon dioksida dalam singki karbon – habitat semula jadi seperti hutan dan lautan merupakan kawasan tadahan karbon. Tumbuhan menyerap karbon dioksida dari udara untuk proses fotosintesis, manakala karbon dioksida juga melarut dalam air laut dan diserap oleh tumbuhan akuatik. Pengumpulan karbon dalam biojisim juga menyumbang kepada pengurangan gas karbon dioksida dalam atmosfera. Upcycle ialah perbuatan mengitar semula sesuatu item secara kreatif sehingga menghasilkan produk kitar semula yang bernilai lebih tinggi daripada item asal. Contoh produk upcycle INFO dinamik Kitaran hayat sesuatu produk 1 Kitar hayat suatu produk sangat penting bagi mengenal pasti dan menilai kesan sesuatu produk terhadap alam sekitar dari segi penggunaan, pemprosesan dan pelupusan produk tersebut yang mampu menyumbang kepada perubahan iklim, penipisan lapisan ozon, eutrofikasi dan pengurangan sumber semula jadi. 2 Kitar hayat umum bagi sesuatu produk bermula daripada sumber sehingga ke peringkat pelupusan iaitu sama ada: (a) dikitar semula (cradle-to-cradle life cycle of a product). (b) dibiarkan mereput (cradle-to-grave life cycle of a product). • Tapak tangan karbon – Carbon handprint • Kitar hayat – Life cycle PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

197 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 Pengurusan sisa plastik dan kelestarian alam sekitar 1 Pencemaran plastik ialah pengumpulan produk plastik dalam alam sekitar yang memberi kesan buruk terhadap hidupan laut, ekosistem laut dan manusia. 2 Hasil perangkaan global mendapati, 5 trilion beg plastik digunakan setiap tahun dan 13 juta tan daripadanya dibuang ke laut. Dianggarkan, sejuta botol plastik dibeli setiap minit dan 100 000 hidupan laut terbunuh disebabkan plastik setiap tahun. 3 Di Malaysia sahaja, dianggarkan secara purata sebanyak sembilan bilion plastik digunakan oleh rakyat Malaysia pada setiap tahun, dan sebahagian besarnya berakhir di lautan. 4 Struktur kimia kebanyakan plastik menyebabkan plastik susah mereput dan mengambil masa yang lama untuk terurai. Plastik hanya akan pecah menjadi partikel kecil dan terurai apabila terdedah kepada sinaran ultraungu, oksigen, suhu yang tinggi dan aktiviti mikroorganisma dalam tempoh masa tertentu. Plastik yang pecah dan terurai di dalam laut akan menjadi mikroplastik. 5 Mikroplastik ialah zarah plastik yang berukuran antara 0.1 µm dan 5 mm, manakala nanoplastik, iaitu saiz plastik yang lebih kecil daripada mikroplastik boleh menyebabkan bahaya kepada kepelbagaian hidupan laut • Kitar hayat bagi sesuatu produk daripada sumber sehingga peringkat dikitar semula – Cradle-to-cradle life cycle of a product • Kitar hayat bagi sesuatu produk daripada sumber sehingga peringkat dibiarkan mereput – Cradle-to-grave life cycle of a product bermula daripada plankton sehingga haiwan yang besar seperti penyu, ikan lumba-lumba, ikan paus dan burung laut. 6 Partikel plastik ini bukan sahaja memberi kesan bahaya secara langsung apabila dimakan oleh haiwan di lautan, sebaliknya bahan kimia yang terdapat dalam plastik juga akan menyerap ke dalam tisu haiwan berkenaan. Ini sudah pasti memberi ancaman besar kepada kelangsungan hidupan marin dan kesihatan manusia apabila sumber makanan laut dicemari oleh mikroplastik dan nanoplastik. 7 Pengurusan sisa plastik yang cekap sangat penting ke arah kelestarian alam sekitar. Berikut ialah langkah-langkah yang boleh diambil dalam mengurangkan pencemaran plastik: (a) Gunakan botol yang diperbuat daripada kaca atau keluli tahan karat yang boleh diguna semula (b) Membawa bekas dan beg guna semula semasa keluar membeli-belah (c) Membawa makanan yang dimasak di rumah di dalam bekas yang boleh diguna semula ke sekolah atau ke tempat kerja (d) Hentikan penggunaan penyedut minuman plastik (e) Pembinaan pusat kitar semula di seluruh negara agar masyarakat dapat mengumpul bahan buangan yang boleh dikitar semula dan mengurangkan pembuangan sisa pepejal 3 Rajah 3.3 menunjukkan kitar hayat umum sesuatu produk: Kitar semula (Cradle-to-cradle) Mereput (Cradle-to-grave) Pengumpulan bahan mentah Pelupusan Pengguna Pengangkutan Pembungkusan Penghasilan Pengangkutan atau Kegunaan sumber Pembebasan ke udara Pembebasan ke dalam air Indikator alam sekitar Penggunaan tenaga Penggunaan air Pembuangan sisa pepejal Pemanasan global Penipisan lapisan ozon Rajah 3.3 Kitar hayat produk PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

198 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 (f ) Mengurangkan pengeluaran produk plastik dan secara tidak langsung dapat mengurangkan penggunaan petroleum untuk tujuan penghasilan plastik (g) Penggunaan teknologi moden dalam pelupusan sisa pepejal seperti: (i) teknologi insinerator – proses pembakaran sisa pepejal dan industri pada suhu yang tinggi di loji tertentu. Abu daripada sampah yang dibakar akan dikitar semula untuk dijadikan pelbagai produk pengguna dan menjana tenaga elektrik. (ii) teknologi gasifikasi – proses penukaran bahan bakar sisa pepejal menjadi gas yang berguna sebagai sumber tenaga dan sumber bahan mentah industri. (h) Perbanyakkan program kitar semula melalui pendidikan formal dan tidak formal, melalui latihan teknik, media sosial, media massa dan badan-badan pertubuhan bukan kerajaan serta kumpulan penduduk. Semua pihak perlu memainkan peranan penting dalam usaha memupuk kesedaran menjaga alam sekitar. • Mikroplastik – Microplastics • Nanoplastik – Nanoplastics semak cepat 3.1 1 Apakah maksud jejak karbon (carbon footprint)? 2 Bagaimanakah kitar semula dapat mengurangkan pembebasan gas rumah hijau? 3 Nyatakan dua langkah pengurusan yang cekap bagi sisa plastik ke arah kelestarian alam sekitar. Pencemaran Alam Sekitar 3.2 1 Pencemaran alam sekitar ialah sebarang perubahan bentuk fizikal, kimia atau biologi salah satu komponen alam sama ada air, udara atau tanah yang tidak diingini. 2 Sebarang bahan yang mempunyai kesan buruk dan membahayakan organisma dikenali sebagai bahan pencemar. 3 Aktiviti manusia yang tidak terkawal akan mempengaruhi keseimbangan ekosistem dan menyebabkan kemudaratan kepada organisma hidup. 4 Jadual 3.1 menunjukkan jenis-jenis pencemaran dan puncanya. Jadual 3.1 Jenis-jenis pencemaran dan puncanya Jenis pencemaran Punca pencemaran Pencemaran udara Secara semula jadi: • Letusan gunung berapi yang membebaskan gas-gas sulfur dan karbon • Kebakaran hutan akibat panahan kilat • Pereputan sisa organik Secara buatan manusia: • Pembebasan bahan pencemar udara seperti asap daripada kenderaan dan kilang • Penggunaan penyembur aerosol, ujian senjata nuklear yang berlebihan Pencemaran tanah Sebarang pertukaran warna, kesuburan dan hakisan tanah di kawasan tertentu disebabkan oleh tindakan manusia • Pembuangan sampah yang tidak mengikut undang-undang yang ditetapkan • Pembuangan sisa kilang yang terdiri daripada minyak, sisa toksik dan sisasisa kilang • Kegiatan pertanian moden secara besar-besaran tanpa kawalan seperti penggunaan racun rumpai dan serangga • Pembangunan pertanian di kawasan tanah tinggi menyebabkan pemendapan di bahagian hilir • Sisa elektronik • Sisa nuklear • Hujan asid PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

199 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 • Keperluan Oksigen Biokimia – Biochemical Oxygen Demand (BOD) Jenis pencemaran Punca pencemaran Pencemaran air Perubahan yang berlaku kepada air dari segi kandungan atau warna serta sifat-sifat kimia yang disebabkan oleh pelbagai bahan pencemar dalam pelbagai bentuk seperti pepejal, cecair dan gas • Pembuangan sisa toksik seperti logam berat merkuri, arsenik, plumbum dan kuprum daripada kilang industri • Pembuangan sampah ke dalam sungai • Tumpahan minyak akibat perlanggaran kapal atau kebocoran tangki minyak • Penggunaan baja dan racun perosak dalam aktiviti pertanian Pencemaran terma Dikenali juga sebagai pencemaran haba, iaitu perubahan atau peningkatan suhu sungai dan udara sekitar akibat aktiviti manusia • Peningkatan kawasan perindustrian membebaskan banyak air panas ke dalam sungai menyebabkan suhu air meningkat dan tidak sesuai bagi hidupan akuatik kerana kandungan oksigen yang berkurangan • Kewujudan bangunan bercermin sebagai dinding bangunan akan menyerap haba dan memantulkannya ke atmosfera lalu meningkatkan suhu sekitar • Kedudukan bangunan tinggi yang rapat memerangkap udara yang berhabuk dan mempunyai kepekatan karbon dioksida yang tinggi • Stesen penjanaan hidroelektrik yang menghasilkan haba yang banyak dan meningkatkan suhu air sungai • Pertambahan bilangan kenderaan bermotor yang menggunakan bahan api fosil meningkatkan pembebasan gas karbon dioksida yang mengakibatkan suhu persekitaran semakin meningkat Eutrofikasi ialah satu proses semula jadi peningkatan kepekatan garam mineral khususnya nitrat dan fosfat dalam air kolam, tasik atau sungai. Contohnya, penggunaan baja dan racun serangga yang diserap oleh tanah atau mengalir ke dalam sungai. Akibatnya, pembiakan alga dan plankton menjadi sangat tinggi lalu menyebabkan hipoksia, iaitu pengurangan oksigen di dalam air yang boleh menyebabkan kematian hidupan akuatik. INFO dinamik Tahap Pencemaran Air daripada Sisa Domestik 1 Sisa domestik ialah bahan-bahan buangan yang dibuang dari kawasan perumahan seperti sisa makanan, botol, plastik, kertas dan bahan logam terpakai. 2 Kebanyakan sisa domestik berpunca daripada aktiviti harian manusia dan selebihnya daripada tindak balas semula jadi alam sekitar. 3 Tahap pencemaran air daripada sisa domestik boleh diukur menggunakan parameter Keperluan Oksigen Biokimia atau Biochemical Oxygen Demand (BOD). 4 BOD mengukur jumlah kuantiti oksigen yang digunakan oleh mikroorganisma seperti bakteria dan kulat untuk menguraikan bahan organik dalam suatu sampel air. 5 Nilai BOD yang rendah menandakan kuantiti oksigen yang terlarut dalam air adalah tinggi. Oleh itu, semakin tinggi nilai BOD, semakin kurang oksigen yang terlarut dalam air dan lebih tercemar suatu sampel air itu dengan bahan organik. 6 Penambahan bahan organik seperti tumbuhan dan haiwan mati serta sampah sarap di dalam air akan meningkatkan aktiviti penguraian. Organisma pengurai menggunakan bahan organik sebagai sumber tenaga. Semasa aktiviti penguraian berlaku, banyak oksigen terlarut digunakan. 7 Apabila banyak oksigen terlarut digunakan oleh bahan organik, maka hidupan akuatik akan mati disebabkan oleh kekurangan oksigen. 8 Tahap pencemaran air ditentukan dengan mengukur masa yang diambil oleh larutan metilena biru untuk luntur dalam sampel air yang diuji. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

200 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 Aktiviti 3.1 Tujuan: Mengkaji tahap pencemaran air dari sumber yang berlainan. Bahan dan Radas: Sampel air pili, sampel air sungai, sampel air kolam, larutan metilena biru, botol reagen, penutup botol, picagari Prosedur: 1 Tiga sampel air dari sumber yang berlainan dimasukkan ke dalam botol reagen 250 ml sehingga ke aras senggatan 100 ml masing-masing. 2 Jarum dan picagari digunakan untuk memasukkan 1 ml larutan metilena biru 0.1% (pastikan hujung jarum berada di bawah permukaan air) ke dalam ketiga-tiga sampel air dalam botol reagen. Jangan goncangkan sampel air dalam botol reagen. 3 Ketiga-tiga botol reagen ditutup dan disimpan dalam almari yang gelap. 4 Botol diperiksa setiap jam selama 6 jam atau sehingga larutan metilena biru luntur. 5 Masa bagi larutan metilena biru luntur dicatatkan. Botol reagen 250 ml Sampel air Picagari 1 ml larutan metilena biru 0.1% Penyumbat gabus Sampel air + 1 ml metilena biru 0.1% Rajah 3.4 Mengukur nilai BOD sampel air Pemerhatian: Sumber sampel air Warna sampel air (warna asal biru; selepas pelunturan, jernih) 1 jam 2 jam 3 jam 4 jam 5 jam 6 jam Air pili Biru Biru Biru Biru Biru Biru Air sungai Biru Biru Biru Jernih Jernih Jernih Air kolam Biru Jernih Jernih Jernih Jernih Jernih Perbincangan: 1 Masa pelunturan metilena biru yang paling cepat menandakan air tersebut mengandungi paling sedikit oksigen, iaitu nilai BOD yang paling tinggi. 2 Nilai BOD paling tinggi menandakan kandungan O2 yang paling rendah, iaitu air tersebut paling tercemar. Kesimpulan: Keputusan aktiviti menunjukkan air yang paling tercemar ialah air kolam dan air yang paling bersih ialah air pili. Kaedah Pembersihan Air yang Tercemar Menggunakan Teknologi Hijau 1 Mikroorganisma efektif (EM) ialah salah satu kaedah pembersihan air tercemar menggunakan teknologi hijau. Mikroorganisma efektif merupakan campuran mikroorganisma terpilih yang berupaya memberikan pelbagai faedah. 2 Tiga jenis mikroorganisma yang biasa digunakan untuk membuat mikroorganisma efektif: (a) Bakteria asid laktik - Lactobacillus casei merawat sisa kumbahan, menghilangkan bau busuk air, merencatkan pertumbuhan mikroorganisma berbahaya dan membantu pereputan bahan-bahan organik. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

201 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 (b) Bakteria fotosintetik – Rhodopseudomonas palustris ialah satu contoh bakteria fotosintetik yang menggunakan bahan organik untuk mensistesis asid amino dan gula untuk keperluan haiwan akuatik dan tumbuhan. (c) Yis – Saccharomyces cerevisiae menghasilkan bahan-bahan yang diperlukan untuk pertumbuhan tumbuhan hijau. 3 Mikroorganisma ini wujud secara semula jadi di persekitaran dan berkebolehan menguraikan bahan organik yang seterusnya menghasilkan bahan larutan yang berfaedah seperti gula, alkohol, hormon, asid amino dan sebatian organik. • Mikroorganisma efektif – Effective microorganism 4 Bebola lumpur mikroorganisma efektif atau (Effective microorganism, EM) boleh digunakan untuk merawat air yang tercemar akibat pembuangan air kumbahan, pereputan bahan organik, mendapan selut, kandungan ammonia terlarut yang tinggi, dan peningkatan organisma patogenik di dalam air. Secara tidak langsung, kualiti air meningkat ke tahap yang lebih selamat untuk digunakan. 5 Dalam aktiviti ini, sisa sayur-sayuran dan kulit buah-buahan diperam supaya dapat diuraikan oleh mikroorganisma secara berkesan. Cecair yang diperam kemudian digaulkan bersama tanah merah bagi membentuk bebola lumpur mikroorganisma efektif yang boleh digunakan untuk merawat masalah pencemaran air. Aktiviti 3.2 Tujuan: Penghasilan dan penggunaan bebola lumpur mikroorganisma efektif bagi merawat air tercemar. Bahan dan Radas: 1 kg gula merah, 3 kg sisa makanan (sayursayuran dan kulit buah-buahan), 10 l air, 1 botol minuman susu kultur, 3 kg dedak beras, 6 kg tanah merah, bekas plastik 20 l berpenutup, kayu pengacau, 3 000 ml cecair mikroorganisma efektif, 1 unit besen untuk mengadun bebola lumpur mikroorganisma efektif, kotak kosong untuk menyimpan bebola lumpur mikoorganisma efektif. Prosedur: (a) Carta alir prosedur penghasilan mikroorganisma efektif (EM): Bahan dan peralatan disediakan Masukkan 10 l air ke dalam bekas plastik 20 l (berpenutup) Masukkan 1 kg gula merah ke dalam bekas. Kacau hingga larut sepenuhnya. Masukkan 1 botol minuman susu kultur. Kemudian, masukkan 3 kg sisa sayur-sayuran atau kulit buah-buahan yang telah dicincang. Tapiskan semua cecair yang terhasil dan perah bahan campuran dalam bekas tersebut. Pastikan pH di bawah 3.5 dan mempunyai bau masam-harum. Tinggalkan 1 3 ruang di dalam bekas untuk fermentasi. Tutup dan simpan bekas di tempat yang redup. Cecair mikroorganisma efektif boleh digunakan selepas 3 bulan. Buka penutup bekas setiap hari untuk mengeluarkan gas terkumpul. Kemudian, tutup semula bekas. Kacau bahan di dalam bekas setiap 3 hari untuk mempercepat proses pereputan. Kacau bahanbahan yang terapung. i THINK Peta Alir PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

202 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 Rajah 3.5 Panduan proses fermentasi penghasilan cecair mikroorganisma efektif (EM) (b) Carta alir prosedur penghasilan bebola lumpur mikroorganisma efektif (EM): BAHAGIAN BEKAS MESTI KOSONG AIR 10 LITER Boleh menggunakan air hujan ataupun air paip yang sudah ditakung beberapa hari CAMPURAN SISA DAPUR, TUMBUHTUMBUHAN, BUAH-BUAHAN = 3 kg Buah nanas yang tidak dibuang kulit dan buah labu amat digalakkan GULA MERAH 1 kg + 1 BOTOL MINUMAN SUSU KULTUR 1 3 Bahan dan peralatan disediakan. 3 000 ml cecair mikroorganisma efektif dimasukkan ke dalam bekas yang bersih. 3 kg dedak beras dimasukkan ke dalam bekas berisi cecair mikroorganisma efektif. Gaul hingga sebati. Campuran dedak beras dan cecair mikroorganisma dicampurkan bersama 6 kg tanah merah. Gaul rata. Catat pemerhatian kesan sebelum dan selepas bebola lumpur (EM) dimasukkan ke dalam kolam atau akuarium. Simpan kesemua bebola ke dalam kotak dan letakkan di tempat redup selama 2 minggu. Uji bebola (EM) dengan melemparkannya ke dalam kolam sekolah, akuarium atau kawasan sekitar. Bentukkan adunan tadi menjadi bebola. Pemerhatian: (a) Perubahan bau cecair mikroorganisma efektif sebelum dan selepas 3 bulan terhasil diperhatikan. (b) pH cecair mikroorganisma efektif yang terhasil diuji. (c) Perubahan yang berlaku kepada air kolam atau akuarium sebelum dan selepas bebola lumpur mikroorganisma efektif dimasukkan juga diperhatikan. Perbincangan: 1 Bebola lumpur mikroorganisma efektif dihasilkan daripada sisa buangan makanan seperti sayursayuran dan kulit buah-buahan. Penggunaan sisa buangan ialah salah satu proses kitar semula dan menyokong konsep sisa sifar, iaitu meminimumkan kesan negatif daripada aktiviti manusia. 2 Implikasi penghasilan bebola lumpur mikroorganisma efektif terhadap alam sekitar dan ekonomi setempat: (a) Alam sekitar: bebola lumpur mudah dilontar dan tenggelam di dalam air serta bertindak secara perlahan-lahan dari dasar air yang bertujuan untuk memecahkan molekul-molekul organik seperti sisa sampah, lumpur, logam berat dan sebagainya. Hasilnya dapat dilihat dalam masa yang singkat dan kualiti air sungai yang tercemar berubah menjadi bersih. (b) Ekonomi: dapat membantu lonjakan ekonomi melalui penubuhan pusat penghasilan bebola lumpur seperti yang dilaksanakan oleh Kerajaan Negeri Pulau Pinang. Permintaan bebola lumpur semakin meningkat bagi merawat sungai-sungai yang tercemar. i THINK Peta Alir Imbas kod QR atau layari Untuk tujuan pembelajaran cetree.usm.my/index.php/en/ muat-turun/modulsekmen/modulteknologi-hijau untuk mendapatkan dokumen Modul Teknologi Hijau. Fakulti Kejuruteraan Kimia Universiti Teknologi MARA (UiTM) Bukit Besi telah menganjurkan Eco-Mud Virtual Run pada April 2021 untuk meningkatkan kesedaran masyarakat tentang pencemaran air dan memberi pendedahan tentang penggunaan bebola lumpur untuk merawat sungai tercemar. INFO dinamik PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

203 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 semak cepat 3.2 1 Nyatakan punca-punca kesan rumah hijau. 2 Apakah eutrofikasi? 3 Bagaimanakah kaedah pembersihan air yang tercemar menggunakan teknologi hijau? Pemeliharaan dan Pemuliharaan Alam Sekitar 3.3 Peranan Individu dalam Mengurus Sumber Semula Jadi 1 Keseimbangan alam sekitar ialah interaksi antara organisma dengan alam sekitar. Setiap individu mempunyai peranan dalam menguruskan sumber semula jadi untuk mengekalkan keseimbangan alam sekitar. 2 Penebangan dan penerokaan hutan yang berleluasa mengurangkan kadar penggunaan karbon dioksida oleh tumbuhan melalui fotosintesis. Oleh itu, kandungan gas karbon dioksida dalam atmosfera bertambah. 3 Rajah 3.6 menunjukkan langkah-langkah dalam pengurusan pembangunan dan ekosistem untuk mengekalkan keseimbangan alam sekitar dan kemandirian hidupan. 4 Teknologi Emisi Negatif (Negative Emission Technology) yang menggunakan mikroalga ialah salah satu kaedah teknologi hijau dalam mengurangkan kandungan karbon dioksida di atmosfera. 5 Mikroalga marin sesuai digunakan dalam Teknologi Emisi Negatif kerana mikroalga ini mengurangkan kandungan karbon dioksida dalam atmosfera melalui proses fotosintesis. • Teknologi Emisi Negatif – Negative Emission Technologies • Emisi Sifar Karbon – Zero Carbon Emission 6 Selain itu, penggunaan Teknologi Hijau juga merangkumi sektor-sektor berikut: Kereta hibrid Emisi Sifar Karbon (Zero Carbon Emission) Bangunan Hijau Teknologi solar Biodiesel Penggunaan Teknologi Hijau (TH) Amalan kawalan biologi Penanaman semula Penggunaan teknologi Pendidikan Penguatkuasaan undang-undang Pemeliharaan dan pemuliharaan tanah, air, hutan, paya bakau Penggunaan tenaga yang boleh dibaharui dan kecekapan penggunaan tenaga Langkah mengekalkan keseimbangan alam Rajah 3.6 Langkah mengekalkan keseimbangan alam Rajah 3.7 Sistem penggunaan Teknologi Hijau i THINK Peta Buih i THINK Peta Buih PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

204 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 Eco-currency merupakan satu projek untuk memperkenalkan suatu matawang yang berasingan sebagai nilai kepada alam sekitar yang berharga untuk kelangsungan hidup manusia dan hidupan lain di muka bumi ini. Selain pelbagai jenis matawang dunia yang sedia ada, mata wang eco yang diperkenalkan disamakan nilainya dengan alam sekitar yang dipelihara. Mata wang eko boleh digunakan untuk ditukarkan dengan barang keperluan. INFO dinamik Peranan Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (PBB) dalam Menangani Isu Alam Sekitar di Peringkat Global 1 Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (PBB) atau United Nation (UN) yang ditubuhkan pada 24 Oktober 1945 ialah organisasi antarabangsa negara-negara di seluruh dunia. Tujuan utama penubuhan PBB adalah untuk menjalin kerjasama dan perdamaian dunia dalam pelbagai aspek termasuklah menjelaskan kepentingan kerjasama serantau dalam melindungi alam sekitar. 2 Antara isu yang difokuskan oleh PBB dalam mengatasi masalah pencemaran rentas sempadan ialah: (a) pemanasan global (b) penipisan lapisan ozon (c) pencemaran udara dan air (d) kepupusan biodiversiti (e) kemerosotan sumber alam seperti tanah, hutan dan mineral 3 Antara langkah yang telah diambil oleh PBB untuk memelihara alam sekitar ialah: (a) mencari langkah penyelesaian bagi isu perubahan cuaca dunia dengan menganjurkan persidangan antarabangsa yang dihadiri oleh negara-negara anggota serta menandatangani perjanjian bersama. (b) melindungi lapisan ozon dengan mengharamkan penggunaan klorofluorokarbon yang menyebabkan penipisan lapisan ozon. (c) memastikan bekalan air bersih yang mencukupi. (d) mengharamkan penggunaan bahan kimia toksik seperti racun perosak DDT. 4 Jadual 3.2 menunjukkan perjanjian dan persetujuan yang telah diluluskan oleh PBB dalam kalangan negara anggota untuk melindungi alam sekitar dunia daripada terus terjejas oleh aktiviti ekonomi manusia. Jadual 3.2 Persidangan dan perjanjian antarabangsa yang dianjurkan oleh PBB Konvensyen Isi kandungan Protokol Kyoto Disember 1997 Usaha-usaha negara dunia dalam isu pembebasan gas rumah hijau ke atmosfera Persidangan Rio Jun 1992 • Dikenali sebagai Persidangan Kemuncak Bumi • Mengandungi 27 prinsip yang menjadi panduan bagi pembangunan masa depan yang mampan seluruh dunia Protokol Montreal September 1987 Perjanjian antarabangsa untuk melindungi lapisan ozon Deklarasi Stockholm Jun 1972 Melindungi sumber alam dan mengurangkan pencemaran dalam aktiviti pembangunan Perjanjian Antartik Disember 1959 Mengharamkan ujian semua jenis senjata dan membuang sisa nuklear di wilayah Antartik semak cepat 3.3 1 Nyatakan tiga langkah dalam mengekalkan kesimbangan alam sekitar. 2 Apakah Teknologi Emisi Negatif (Negative Emission Technology)? 3 Nyatakan peranan Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (PBB) dalam menangani isu alam sekitar pada peringkat global. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

205 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 Praktis SPM 3 1 Apakah maksud jejak karbon? A Jumlah gas rumah hijau iaitu karbon dioksida yang dibebaskan ke alam sekitar B Pembebasan gas metana ke atmosfera akibat perindustrian C Sisa pepejal yang ditanam ke dalam Bumi D Pemendakan karbon di dalam tanah 2 Rajah 1 menunjukkan logo tapak tangan karbon (carbon handprint). Tindakan ke arah kelestarian alam TAPAK TANGAN KARBON Rajah 1 Apakah itu tapak tangan karbon (carbon handprint)? A Kegiatan manusia yang menyebabkan pencemaran tanah B Keadaan Bumi yang semakin terancam akibat pencemaran alam C Aktiviti yang boleh dilakukan bagi meningkatkan pembebasan karbon dioksida D Impak positif sesuatu produk kepada alam sekitar sepanjang kitar hayat produk tersebut 3 Antara berikut, yang manakah merupakan kebaikan tapak tangan karbon (carbon handprint)? A Meningkatkan kos sara hidup B Menggunakan produk luar negara walaupun kualiti sama dengan produk dalam negara C Memudahkan proses pembuangan sisa pepejal tanpa disaring D Menjimatkan perbelanjaan harian dengan penjimatan penggunaan tenaga 4 Antara aktiviti berikut, yang manakah boleh dipraktikkan bagi mengurangkan pembebasan gas rumah hijau? A Mencuci kereta setiap hari B Berkongsi kenderaan ke tempat kerja C Memasang alat penyaman udara setiap masa D Membuka pili air ketika memberus gigi 5 Rajah 2 menunjukkan sejenis pencemaran. Rajah 2 Apakah pencemaran itu? A Pencemaran air B Pencemaran udara C Pencemaran tanah D Pencemaran terma 6 Rajah 3 menunjukkan kitar hayat suatu produk. Pengumpulan bahan mentah Kitar semula Pengguna Pengangkutan Pembungkusan Penghasilan Pengangkutan Rajah 3 Apakah kitar hayat bagi produk dalam Rajah 3? A Daripada sumber sehingga peringkat dikitar semula B Daripada sumber sehingga dibiarkan mereput C Daripada sumber sehingga peringkat dibakar D Daripada sumber sehingga peringkat ditanam 7 Antara berikut, yang manakah idea pengurusan sisa plastik yang cekap? A Gunakan penyedut minuman plastik B Bawa bekas dan beg sendiri semasa keluar membeli-belah Arahan: Jawab semua soalan. Kertas 1 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

206 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 C Bawa bekal makanan ke tempat kerja menggunakan bekas pakai buang D Bakar botol-botol plastik yang sudah tidak digunakan lagi 8 Rajah 4 menunjukkan pencemaran yang berpunca dari sebuah kilang. Rajah 4 Apakah kaedah yang terbaik untuk mengurangkan pencemaran air? A Alirkan efluen ke laut B Pelihara ikan dalam air C Rawat efluen sebelum dilepaskan D Uji kuantiti bahan pencemar dalam air secara berkala 9 Maklumat berikut menunjukkan gas-gas yang menyebabkan pencemaran alam sekitar. Sulfur dioksida Nitrogen oksida Apakah kesan gas-gas tersebut? A Hujan asid B Eutrofikasi C Pemanasan global D Penipisan lapisan ozon 10 Antara langkah berikut, yang manakah boleh diambil bagi mengekalkan keseimbangan alam? A Penanaman semula pokok B Kempen tanam tin dan plastik C Membuang sisa kilang ke dalam laut D Menggunakan baja dan racun serangga 11 Apakah mikroorganisma efektif (EM)? A Digunakan untuk merawat gas yang menyebabkan pencemaran udara B Kaedah pembersihan air yang tercemar menggunakan Teknologi Hijau C Mikroorganisma yang digunakan dalam pembuatan roti dan kek D Kaedah mempercepat eutrofikasi dalam tasik 12 Rajah 5 menunjukkan eksperimen untuk mengukur Biochemical Oxygen Demand (BOD) sebagai parameter menguji tahap pencemaran air bagi sampel yang berlainan. Picagari 1 m larutan metilena biru 0.1% Rajah 5 Bagaimanakah tahap pencemaran air boleh ditentukan oleh larutan metilena biru? A Masa pelunturan metilena biru yang paling singkat menandakan air tersebut paling tercemar B Masa pelunturan metilena biru paling lama menandakan air tersebut paling tercemar C Semakin biru warna metilena biru dalam sampel air, semakin tinggi tahap pencemaran air tersebut D Warna metilena biru bertukar merah menandakan sampel air tersebut paling tercemar 13 Rajah 6 menunjukkan mikroalga. Rajah 6 Apakah fungsi mikroalga? A Mengurangkan kandungan oksigen di atmosfera B Meningkatkan kandungan karbon di dalam air C Mengurangkan kandungan karbon dioksida di atmosfera D Meningkatkan kandungan oksigen di dalam air 14 Maklumat berikut menunjukkan langkah yang dilakukan oleh organisasi P untuk menjelaskan kepentingan kerjasama serantau dalam melindungi alam sekitar. • Protokol Kyoto • Persidangan Rio Namakan organisasi P. A Jabatan Alam Sekitar ( JAS) B Dana Hidupan Liar Dunia (WWF) C Pertubuhan Negara-Negara Asia Tenggara (ASEAN) D Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (PBB) PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

207 Kelestarian Alam Sekitar TINGKATAN 5 3 Kertas 2 Bahagian B 1 Rajah 1 menunjukkan satu fenomena yang berlaku di Bumi. (d) Nyatakan satu amalan yang boleh mengurangkan pembebasan gas yang anda nyatakan di 1(b). [1 markah] (e) Banyak syarikat korporat kini telah mempraktikkan konsep bangunan hijau dalam mereka cipta bangunan pejabat syarikat masing-masing. Pada pendapat anda, bagaimana konsep bangunan hijau boleh mengurangkan pembebasan gas yang dinyatakan di 1(b)? KBAT Menilai [2 markah] Bahagian C 2 (a) (i) Terangkan maksud Teknologi Emisi Negatif. [2 markah] (ii) Rajah 2 menunjukkan satu kaedah teknologi emisi negatif yang dijalankan oleh negara-negara maju untuk membantu melestarikan alam sekitar. Berdasarkan Rajah 2, kenal pasti tumbuhan yang digunakan dalam teknologi emisi negatif tersebut dan nyatakan kelebihan menggunakan tumbuhan tersebut. [2 markah] (b) Di zaman moden dan berteknologi tinggi ini, masyarakat disarankan oleh pihak kerajaan untuk menggunakan teknologi hijau dalam kehidupan mereka agar dapat membantu melestarikan alam sekitar untuk dimanfaatkan oleh generasi akan datang. Terangkan dua penggunaan teknologi hijau yang dapat dipraktikkan oleh setiap individu untuk membantu merealisasikan hasrat kerajaan tersebut. [4 markah] (c) Farid baharu sahaja membeli sebuah rumah yang berkonsepkan bangunan hijau. Pada pendapat anda, adakah rumah yang berkonsepkan bangunan hijau dapat menjamin kehidupan yang lebih lestari pada masa akan datang? [4 markah] (a) Apakah fenomena yang ditunjukkan dalam Rajah 1? [1 markah] (b) Namakan gas yang boleh menyebabkan berlakunya fenomena di 1(a). [1 markah] (c) Nyatakan satu aktiviti tidak bertanggungjawab yang dilakukan oleh manusia sehingga terjadinya fenomena dalam Rajah 1. [1 markah] Bumi Atmosfera Rajah 1 Rajah 2 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

208 Kadar Tindak Balas TINGKATAN 5 4 bab 4 Tema 2: Penerokaan Unsur dalam Alam Pengenalan kepada Kadar Tindak Balas 4.1 1 Tindak balas ialah satu proses yang melibatkan satu atau lebih bahan tindak balas ditukarkan kepada satu atau lebih hasil tindak balas. 2 Tindak balas kimia berlaku apabila bahan tindak balas dicampurkan bersama dalam suatu keadaan. Tindak balas boleh berlaku dengan cepat atau perlahan. 3 Contoh: (a) tindak balas cepat: pembakaran kertas, pengoksidaan buah epal (b) tindak balas perlahan: pengaratan besi, pereputan daun-daun kering Definisi Kadar Tindak Balas 1 Kelajuan suatu tindak balas kimia itu disebut kadar tindak balas. 2 Kadar tindak balas ditakrif sebagai perubahan jumlah suatu bahan tindak balas dalam suatu masa. Kadar tindak balas = Perubahan amaun bahan tindak balas atau hasil Masa yang diambil Kadar Tindak Balas 3 Semasa tindak balas kimia berlaku, bahan tidak balas digunakan sehingga hasil tidak balas terbentuk. Jumlah bahan tindak balas akan berkurang, manakala jumlah hasil tindak balas akan bertambah. 4 Oleh itu, kadar tindak balas boleh ditentukan melalui salah satu daripada kaedah berikut: (a) Kadar kehilangan bahan tindak balas (b) Kadar pembentukan hasil tindak balas Menentukan Kadar Tindak Balas 1 Kadar tindak balas boleh diperhatikan dengan mengukur perubahan-perubahan yang dapat diperhatikan. Contohnya, pengurangan jisim bahan tindak balas, pembentukan hasil tindak balas, pembentukan pemendakan hasil tindak balas dan pembebasan gas hasil tindak balas. 2 Kadar tindak balas ialah perubahan kuantiti bahan atau hasil tindak balas per unit masa. 3 Unit kadar tindak balas bergantung pada perubahan yang diukur. Contohnya: (a) tindak balas melibatkan tindakan gas ialah cm3 per unit masa (saat atau minit) (b) tindak balas melibatkan bahan pepejal ialah g per unit masa atau mol per unit masa (c) tindak balas melibatkan larutan akueus ialah mol dm-3 per unit masa • Bahan tindak balas – Reactant • Kadar tindak balas – Rate of reaction • Kadar tindak balas purata – Average rate of reaction • Kadar tindak balas pada masa tertentu – Rate of reaction at a specific time PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

209 Kadar Tindak Balas TINGKATAN 5 4 4 Kadar tindak balas boleh diukur sebagai: (a) kadar tindak balas purata (i) Kadar tindak balas purata ialah purata kadar tindak balas yang berlaku dalam suatu julat masa tertentu. (ii) Contohnya, kadar tindak balas purata pada minit pertama (kadar tindak balas antara masa 0 hingga 1 minit) = isi padu gas yang terbebas antara masa 0 hingga 1 minit masa yang diambil. (b) kadar tindak balas pada masa tertentu (i) Kadar tindak balas pada masa tertentu ialah kadar tindak balas yang berlaku pada suatu masa atau ketika itu. (ii) Pengukuran kadar tindak balas pada masa tertentu boleh diperoleh daripada kecerunan tangen pada graf bagi perubahan kuantiti bahan tindak balas atau hasil tindak balas melawan masa. Kadar tindak balas pada masa tertentu = kecerunan tangen pada graf t 3 t 2 t 1 Masa (s) Graf mendatar pada t3 saat. Tindak balas lengkap atau berhenti pada t 3 saat. Tindak balas semakin perlahan pada peringkat ini Tindak balas paling cepat pada peringkat awal Kecerunan graf menjadi sifar Kecerunan graf berkurang Isi padu gas (cm³) Kecerunan graf paling tinggi Rajah 4.1 Graf isi padu gas melawan masa Contoh penyelesaian masalah menentukan kadar tindak balas Dalam satu eksperimen, graf isi padu gas melawan masa diperoleh daripada tindak balas antara asid hidroklorik dengan serbuk zink. 35 5 10 15 20 25 30 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Isi padu gas (cm3 ) Masa (s) Berdasarkan graf: (a) tentukan kadar tindak balas purata dalam 100 saat (b) tentukan kadar tindak balas pada masa 100 saat Penyelesaian: (a) Kadar tindak balas purata dalam 100 saat = Isi padu maksimum gas yang terbebas Masa yang diambil = 20 cm3 100 s = 0.20 cm3 s-1 35 5 10 15 20 25 30 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Isi padu gas (cm3 ) Masa (s) (b) Kadar tindak balas pada saat ke 100 (satu garis tangen dilukis pada saat 100 sebagai kecerunan) Kadar tindak balas pada 100 saat = (25 – 15) cm3 (140 – 52) s = 0.11 cm3 s PENERBIT –1 ILMU BAKTI SDN. BHD.

210 Kadar Tindak Balas TINGKATAN 5 4 semak cepat 4.1 1 Nyatakan satu contoh tindak balas cepat dan tindak balas perlahan. 2 Nyatakan takrif kadar tindak balas. 3 Bagaimanakah kadar tindak balas dapat diukur? Faktor Yang Mempengaruhi Kadar Tindak Balas 4.2 1 Lima faktor yang mempengaruhi kadar suatu tindak balas: (a) Saiz bahan tindak balas Semakin kecil saiz bahan tindak balas, semakin besar jumlah luas permukaan yang terdedah. Oleh itu, kadar tindak balas menjadi lebih tinggi. (b) Kepekatan bahan tindak balas Semakin tinggi kepekatan bahan tindak balas, semakin tinggi bilangan zarah per isi padu. Oleh itu, kadar tindak balas menjadi semakin tinggi. (c) Suhu tindak balas Semakin tinggi suhu tindak balas, semakin banyak bilangan zarah yang memperoleh tenaga kinetik yang tinggi. Oleh itu, kadar tindak balas menjadi semakin tinggi. (d) Mangkin Mangkin ialah bahan yang dapat meningkatkan kadar tindak balas, tetapi tidak memberi kesan kepada jumlah hasil tindak balas. (e) Tekanan Tekanan akan mempengaruhi kadar tindak balas bagi bahan tindak balas berbentuk gas sahaja. Apabila tekanan gas meningkat, zarah-zarah akan berlanggar dengan lebih kerap. Oleh itu, kadar tindak balas akan meningkat. Tujuan: Mengkaji kesan saiz bahan tindak balas ke atas kadar tindak balas. Pernyataan masalah: Bagaimanakah saiz bahan tindak balas mempengaruhi kadar tindak balas? Hipotesis: Semakin kecil saiz bahan tindak balas, semakin besar jumlah luas permukaan dan semakin tinggi kadar tindak balas. Pemboleh ubah: Dimanipulasikan– Saiz marmar Bergerak balas – Kadar tindak balas Dimalarkan – Suhu, jisim marmar, kepekatan dan isi padu asid hidroklorik Radas dan Bahan: Besen, kaki retort dan penyepit, jam randik, silinder penyukat, neraca kimia, kelalang kon, asid hidroklorik (HCl), serbuk dan ketulan marmar (kalsium karbonat) Prosedur: 1 Air dimasukkan ke dalam buret dan ditelangkupkan ke dalam besen berisi air. Bacaan awal buret dicatatkan. 2 20 cm3 asid hidroklorik 0.2 mol dm3 dimasukkan ke dalam kelalang kon. 3 Ketulan marmar ditimbang dan dimasukkan ke dalam kelalang kon tersebut. 4 Tutup kelalang kon dengan segera dan jam randik dimulakan. 5 Bacaan buret direkodkan selang 30 saat. 6 Eksperimen diulang dengan menggunakan serbuk marmar. 7 Graf isi padu gas karbon dioksida yang terbebas melawan masa bagi kedua-dua tindak balas dilakarkan pada paksi yang sama. Eksperimen 4.1 PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

211 Kadar Tindak Balas TINGKATAN 5 4 Salur penghantar Kelalang kon Asid hidroklorik Kalsium karbonat Besen Air Buret Rajah 4.2 Pemerhatian/Keputusan: Ketulan marmar Masa (s) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 Bacaan buret (cm3 ) 50 46 42 40 37 35 33 31 29 27 25 Isi padu gas karbon dioksida (cm3 ) 0 4 8 10 13 15 17 19 21 23 25 Serbuk marmar Masa (s) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 Bacaan buret (cm3 ) 50 40 35 31 26 23 20 17 14 12 10 Isi padu gas karbon dioksida (cm3 ) 0 10 15 19 24 27 30 33 36 38 40 30 60 90 120 150 180 210240 270 300 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Isi padu gas (cm3 ) Serbuk marmar Ketulan marmar Masa (s) Rajah 4.3 Perbincangan: 1 Marmar bertindak balas dengan asid hidroklorik cair untuk membebaskan gas karbon dioksida. 2 Serbuk marmar mempunyai jumlah luas permukaan terdedah yang lebih besar berbanding dengan ketulan marmar. Oleh itu, kadar tindak balas bagi serbuk marmar lebih tinggi. 3 Berdasarkan graf dalam Rajah 4.3, kecerunan bagi serbuk marmar adalah lebih curam berbanding dengan ketulan marmar. Ini menunjukkan kadar tindak balas bagi serbuk marmar adalah lebih tinggi. 4 Berdasarkan keputusan eksperimen, kadar tindak balas berkurang dengan masa (kecerunan graf yang berkurangan dengan masa yang semakin meningkat). Ini kerana, kepekatan asid hidroklorik dan jisim marmar berkurangan dengan masa. Kesimpulan: Hipotesis diterima. Semakin kecil saiz bahan tindak balas, semakin tinggi kadar tindak balas. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

212 Kadar Tindak Balas TINGKATAN 5 4 Tujuan: Mengkaji kesan kepekatan bahan tindak balas ke atas kadar tindak balas. Pernyataan masalah: Bagaimanakah kepekatan bahan tindak balas mempengaruhi kadar tindak balas? Hipotesis: Semakin tinggi kepekatan bahan tindak balas, semakin tinggi kadar tindak balas. Pemboleh ubah: Dimanipulasikan – Kepekatan larutan natrium tiosulfat Bergerak balas – Kadar tindak balas Dimalarkan – Isi padu larutan natrium tiosulfat, kepekatan dan isi padu asid sulfurik dan saiz kelalang kon Radas dan Bahan: Kelalang kon, silinder penyukat, jam randik, kertas turas, larutan natrium tiosulfat 0.2 mol dm-3, asid sulfurik 0.2 mol dm-3, air suling Prosedur: 1 Satu tanda 'X' dilukis dengan pensel pada sehelai kertas turas. 2 50 cm3 larutan natrium tiosulfat 0.2 mol dm-3 disukat dengan silinder penyukat dan dituang ke dalam kelalang kon. 3 Kelalang kon berisi natrium tiosulfat diletakkan di atas kertas turas bertanda 'X'. 4 5 cm3 asid hidroklorik 0.2 mol dm-3 disukat dengan silinder penyukat. 5 Dengan cepat, larutan asid sulfurik dituang ke dalam kelalang kon yang berisi larutan natrium tiosulfat dan digoncangkan dengan perlahan. Pada masa yang sama, jam randik dimulakan. 6 Jam randik dihentikan apabila tanda 'X' tidak kelihatan dari bahagian atas kelalang kon. 7 Masa yang diambil direkodkan. 8 Eksperimen diulang dengan menggunakan isi padu natrium tiosulfat 0.2 mol dm-3 yang berlainan yang dicairkan dengan air suling untuk dijadikan 50 cm3 (rujuk jadual pemerhatian). 9 Isi padu dan kepekatan asid sulfurik dimalarkan. 10 Dua graf diplotkan, iaitu: (a) graf kepekatan natrium tiosulfat melawan masa. (b) graf kepekatan larutan natrium tiosulfat melawan 1 masa (kadar tindak balas). Eksperimen 4.2 Kiraan masa dihentikan apabila simbol ‘X’ tidak kelihatan Tambahkan asid cair dan mulakan kiraan masa Larutan natrium tiosulfat Simbol ‘X’ dilukis pada kertas turas Rajah 4.4 Pemerhatian: Isi padu larutan natrium tiosulfat, V (cm3 ) 50 40 30 20 10 Isi padu air suling yang ditambah 0 10 20 30 40 Kepekatan larutan natrium tiosulfat selepas pencairan (mol dm-3) 0.20 40 × 0.2 50 = 0.16 30 × 0.2 50 = 0.12 20 × 0.2 50 = 0.08 10 × 0.2 50 = 0.04 PENERBIT Masa pembentukan mendakan (s) 19 23 34 48 74 ILMU BAKTI SDN. BHD.

213 Kadar Tindak Balas TINGKATAN 5 4 Perbincangan: 1 Larutan natrium tiosulfat bertindak balas dengan asid sulfurik untuk membentuk mendakan sulfur secara perlahan-lahan. 2 Masa yang diambil untuk pemendakan sulfur digunakan untuk menentukan kadar tindak balas. 10 20 30 40 50 60 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 70 80 90 100 110 Kepekatan natrium tiosulfat (mol dm-3) Masa (s) Rajah 4.5 Graf kepekatan melawan masa 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055 Kepekatan natrium tiosulfat (mol dm-3) 1 masa (s-1) Rajah 4.6 Graf kepekatan melawan 1 masa (kadar tindak balas) 3 Berdasarkan graf kepekatan melawan masa dalam Rajah 4.5: (a) Dapat diperhatikan bahawa apabila kepekatan larutan natrium tiosulfat bertambah, masa yang diambil untuk tanda ‘X’ hilang berkurang. (b) Dapat diitlakkan, apabila kepekatan larutan natrium tiosulfat berkurang, kadar tindak balas turut berkurang. 4 Berdasarkan graf kepekatan melawan 1 masa (kadar tindak balas) dalam Rajah 4.6: (a) Graf kepekatan melawan 1 masa ialah garis lurus. (b) Dapat diitlakkan kepekatan natrium tiosulfat berkadar terus dengan 1 masa atau kadar tindak balas. Kesimpulan: Hipotesis diterima. Kadar tindak balas menjadi lebih tinggi apabila kepekatan bahan tindak balas bertambah. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

214 Kadar Tindak Balas TINGKATAN 5 4 Tujuan: Mengkaji kesan suhu bahan tindak balas terhadap kadar tindak balas. Pernyataan masalah: Bagaimanakah suhu bahan tindak balas mempengaruhi kadar tindak balas? Hipotesis: Semakin tinggi suhu bahan tindak balas, semakin tinggi kadar tindak balas. Pemboleh ubah: Dimanipulasikan – Suhu larutan natrium tiosulfat Bergerak balas – Kadar tindak balas Dimalarkan – Kepekatan dan isi padu larutan natrium tiosulfat, kepekatan dan isi padu asid sulfurik dan saiz kelalang kon Radas dan Bahan: Kelalang kon, silinder penyukat, jam randik, kertas turas, termometer, kasa dawai, penunu Bunsen, tungku kaki tiga, larutan natrium tiosulfat 0.1 mol dm-3, asid sulfurik 0.2 mol dm-3 Prosedur: 1 Satu tanda ‘X’ dilukis dengan pensel pada sehelai kertas turas. 2 50 cm3 larutan natrium tiosulfat 0.1 mol dm-3 disukat dengan silinder penyukat dan dituang ke dalam kelalang kon. 3 Kelalang kon berisi natrium tiosulfat diletakkan di atas kertas bertanda ‘X’. 4 5 cm3 asid sulfurik 1.0 mol dm-3 disukat dengan silinder penyukat. 5 Dengan cepat, larutan asid sulfurik dituang ke dalam kelalang kon yang berisi larutan natrium tiosulfat dan digoncangkan dengan perlahan. Pada masa yang sama, jam randik dimulakan. 6 Jam randik dihentikan apabila tanda ‘X ’ tidak kelihatan dari bahagian atas kelalang kon. 7 Masa yang diambil direkodkan. 8 Eksperimen diulang dengan menggunakan larutan natrium tiosulfat yang dipanaskan pada suhu yang berbeza (rujuk jadual pemerhatian). 9 Isi padu dan kepekatan asid hidroklorik dimalarkan. 10 Dua graf diplotkan, iaitu: (a) graf suhu melawan masa (b) kepekatan melawan 1 masa (kadar tindak balas) Eksperimen 4.3 Kiraan masa dihentikan apabila simbol ‘X’ tidak kelihatan Tambahkan asid cair dan mulakan kiraan masa Larutan natrium tiosulfat Simbol ‘X’ dilukis pada kertas turas Rajah 4.7 Pemerhatian: Isi padu larutan natrium tiosulfat (cm3 ) 50 50 50 50 50 Isi padu asid sulfurik (cm3 ) 5 5 5 5 5 Suhu larutan (°C) 28 35 40 45 50 Masa, t (s) 33 24 19 16 14 1 masa (s-1) 0.030 0.042 0.053 0.063 0.071 Perbincangan: 1 Larutan natrium tiosulfat bertindak balas dengan asid sulfurik untuk membentuk mendakan sulfur secara perlahan-lahan. 2 Masa yang diambil untuk pemendakan sulfur digunakan untuk menentukan kadar tindak balas. PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

215 Kadar Tindak Balas TINGKATAN 5 4 Suhu (°C) Masa (s) 5 10 15 20 25 30 35 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rajah 4.8 Graf suhu melawan masa Suhu (°C) 1 masa (s-1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 ) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rajah 4.9 Graf suhu melawan 1 masa (kadar tindak balas) 3 Berdasarkan graf suhu melawan masa dalam Rajah 4.8: (i) Dapat diperhatikan bahawa apabila suhu natrium tiosulfat bertambah, masa yang diambil untuk tanda ‘X’ hilang berkurang. (ii) Dapat diitlakkan, apabila suhu natrium tiosulfat bertambah, kadar tindak balas turut bertambah. 4 Berdasarkan graf suhu melawan 1 masa (kadar tindak balas) dalam Rajah 4.9: (i) Graf suhu melawan 1 masa ialah garis lurus. Ini bermakna, suhu natrium tiosulfat berkadar terus dengan 1 masa. (ii) Dapat diitlakkan semakin tinggi suhu bahan tindak balas, semakin tinggi kadar tindak balas. (iii) Menurut teori, apabila suhu bertambah sebanyak 10 °C, kadar tindak balas akan meningkat dua kali ganda. Kesimpulan: Hipotesis diterima. Semakin tinggi suhu bahan tindak balas, semakin tinggi kadar tindak balas. semak cepat 4.2 1 Nyatakan dua faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas. 2 Bagaimanakah saiz bahan tindak balas mempengaruhi kadar tindak balas? 3 Bagaimanakah suhu bahan tindak balas mempengaruhi kadar tindak balas? PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

216 Kadar Tindak Balas TINGKATAN 5 4 • Proses Haber – Haber Process • Proses Sentuh – Contact Process Aplikasi Konsep Kadar Tindak Balas 4.3 Aplikasi kadar tindak balas banyak membantu dalam kehidupan harian dan industri. Antara proses yang mengaplikasikan kadar tindak balas kimia dalam industri ialah Proses Haber dan Proses Sentuh. Proses Haber 1 Proses Haber ialah proses tindak balas gas nitrogen dan hidrogen bagi menghasilkan 3 Rajah 4.10 menunjukkan langkah-langkah dalam Proses Haber. (a) Langkah ➊: Gas nitrogen diperoleh daripada penyulingan berperingkat udara cecair, manakala gas hidrogen diperoleh daripada gas asli. Gas-gas ini dicampurkan dalam nisbah satu isi padu nitrogen kepada tiga isi padu hidrogen (nisbah 1:3). (b) Langkah ➋: Di dalam pemampat, campuran ini dimampatkan pada tekanan tinggi, iaitu pada 200 atm sebelum dialirkan melalui serbuk ferum yang bertindak sebagai mangkin untuk ammonia. Ammonia ialah bahan kimia yang sangat penting dalam kehidupan harian, iaitu digunakan untuk membuat baja bernitrogen, menghasilkan detergen, membuat pewarna, sebagai agen mencegah penggumpalan lateks dan sebagai agen penyejuk dalam peti sejuk dan penyaman udara. 2 Ammonia ialah gas yang tidak berwarna dengan bau sengit dan larut dalam air untuk menghasilkan ammonium hidroksida. Ammonia dihasilkan secara besar-besaran di kilang. mempercepat kadar tindak balas. Proses ini berlaku pada suhu 450 °C – 500 °C di dalam reaktor. (c) Langkah ➌: Dalam kebuk penyejukan, nitrogen bertindak balas dengan hidrogen untuk menghasilkan gas ammonia. (d) Langkah ➍: Gas ammonia yang terhasil diasingkan secara kondensasi dan disejukkan menjadi cecair. (e) Langkah ➎: Gas nitrogen dan hidrogen yang tidak bertindak balas akan dikitar semula dan disalurkan kembali ke penukar haba untuk meneruskan tindak balas tersebut. N2 Nitrogen 3H2 Hidrogen 2NH3 Ammonia Mangkin serbuk ferum 450 °C – 550 °C 200 atm + NH3 1 2 3 4 5 Gas hidrogen dan gas nitrogen yang tidak bertindak balas Cecair penyejuk keluar Kondenser Cecair penyejuk masuk Cecair ammonia Mangkin (Serbuk ferum) Gas hidrogen Gas nitrogen Reaktor Rajah 4.10 Penghasilan ammonia dalam Proses Haber PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.