STUDY Biologi Tingkatan 4&5 studymaniaRujukan lengkap Ringkas . Padat . Komprehensif MANIA sudani sudin (penulis buku teks biologi tingkatan 5 kssm) Tingkatan4&5BIOLOGISPM Berwarna! Halaman
ii PENGENALAN KEPADA BIOLOGI DAN PERATURAN MAKMAL UNIT 1 1.1 Bidang Biologi dan Kerjaya 1 1.2 Keselamatan dan Peraturan dalam Makmal Biologi 1 1.3 Berkomunikasi dalam Biologi 3 1.4 Penyiasatan Saintifik dalam Biologi 6 BIOLOGI SEL DAN ORGANISASI SEL UNIT 2 2.1 Struktur dan Fungsi Sel 7 2.2 Proses Hidup Organisma Unisel 10 2.3 Proses Hidup Organisma Multisel 12 2.4 Aras Organisasi 15 PERGERAKAN BAHAN MERENTASI MEMBRAN PLASMA UNIT 3 3.1 Struktur Membran Plasma 16 3.2 Konsep Pergerakan Bahan Merentasi Membran Plasma 17 3.3 Pergerakan Bahan Merentasi Membran Plasma dalam Organisma Hidup 23 3.4 Pergerakan Bahan Merentasi Membran Plasma dalam Kehidupan Harian 27 KOMPOSISI KIMIA DALAM SEL UNIT 4 4.1 Air 29 4.2 Karbohidrat 30 4.3 Protein 31 4.4 Lipid 31 4.5 Asid Nukleik 33 METABOLISME DAN ENZIM UNIT 5 5.1 Metabolisme 36 5.2 Enzim 36 5.3 Aplikasi Enzim dalam Kehidupan Harian 43 PEMBAHAGIAN SEL UNIT 6 6.1 Pembahagian Sel 44 6.2 Kitar Sel dan Mitosis 45 6.3 Meiosis 48 6.4 Isu Pembahagian Sel terhadap Kesihatan Manusia 52 RESPIRASI SEL UNIT 7 7.1 Penghasilan Tenaga melalui Respirasi Sel 53 7.2 Respirasi Aerob 53 7.3 Fermentasi 55 SISTEM RESPIRASI DALAM MANUSIA DAN HAIWAN UNIT 8 8.1 Jenis Sistem Respirasi 59 8.2 Mekanisme Pernafasan 62 8.3 Pertukaran Gas dalam Manusia 66 8.4 Isu Kesihatan Berkaitan Sistem Respirasi Manusia 67 NUTRISI DAN SISTEM PENCERNAAN MANUSIA UNIT 9 9.1 Sistem Pencernaan 69 9.2 Pencernaan 69 9.3 Penyerapan 74 9.4 Asimilasi 75 9.5 Penyahtinjaan 77 9.6 Gizi Seimbang 77 KANDUNGAN TINGKATAN 4
84 10.1 Jenis Sistem Peredaran Keperluan Sistem Pengangkutan dalam Organisma Multisel Kompleks 1 Organisma hidup perlu mendapatkan oksigen dan nutrien daripada persekitarannya untuk aktiviti sel dan membebaskan semula bahan perkumuhannya ke persekitaran. 2 Organisma unisel seperti Amoeba sp. menjalankan resapan ringkas untuk mendapatkan oksigen dan nutrien dan menyingkirkan bahan kumuh seperti karbon dioksida ke persekitaran melalui membran plasma. 3 Disebabkan saiz badan yang besar, organisma multisel kompleks memerlukan sistem pengangkutan yang khusus dan cekap untuk menghantar oksigen dan nutrien kepada setiap sel dalam badan dan menyingkirkan bahan kumuh dari sel. 4 Organisma unisel bersaiz kecil, maka ia mempunyai nisbah jumlah luas permukaan per isi padu (JLP/I) yang besar berbanding organisma multisel yang bersaiz besar. Tujuan Untuk mengkaji kesan perubahan nisbah jumlah luas permukaan/isi padu (JLP/I) terhadap kadar resapan. Pernyataan masalah Adakah saiz sesuatu objek mempengaruhi nisbah jumlah luas permukaan per isi padu (JLP/I)? Hipotesis Semakin besar saiz sesuatu objek, semakin kecil nisbah jumlah luas permukaan per isi padu (JLP/I). Pemboleh ubah (a) Dimanipulasikan: Saiz bongkah (b) Bergerak balas: Jumlah luas permukaan per isi padu bongkah (c) Dimalarkan: Jenis bongkah/kepekatan larutan Bahan Bongkah kubus pelbagai saiz, larutan natrium hidroksida 1 M, penunjuk fenolftalein 2%, serbuk agar, larutan asid hidroklorik 0.1 M, air suling Radas Bikar, dulang agar, pisau, pembaris, piring petri, jam randik Prosedur 1 20 g serbuk agar dimasukkan ke dalam 890 ml air suling dan dididihkan sehingga agar melarut. 2 Larutan agar kemudiannya dibiar sejuk. 3 Apabila larutan agar berada pada suhu 60 °C, 100 ml larutan natrium hidroksida 1 M ditambahkan pada larutan agar tersebut dan dikacau (kepekatan larutan natrium hidroksida kini menjadi 0.1 M). 4 20 ml penunjuk fenolftalein 2% ditambahkan dan larutan dikacau sehingga warna larutan menjadi merah jambu. PENGANGKUTAN DALAM MANUSIA DAN HAIWAN BAB 10 Tingkatan 4 10.1 Mengkaji Kesan Perubahan Nisbah Jumlah Luas Permukaan/Isi Padu (JLP/I) terhadap Kadar Resapan EKSPERIMEN
89 BAB 10Tingkatan 4 3 Jantung manusia mempunyai empat ruang, iaitu dua atrium yang berotot nipis di ruang atas dan dua ventrikel yang berotot tebal di ruang bawah (Rajah 10.9). 4 Otot ventrikel kiri adalah lebih tebal berbanding otot ventrikel kanan. Ini bertujuan untuk menghasilkan tekanan yang tinggi untuk menolak darah keluar dari aorta dan diangkut ke seluruh badan. 5 Bahagian kanan dan bahagian kiri jantung dipisahkan oleh septum yang berfungsi menghalang percampuran darah beroksigen dengan darah terdeoksigen. 6 Injap trikuspid memisahkan atrium kanan dari ventrikel kanan manakala injap bikuspid memisahkan atrium kiri dengan ventrikel kiri. Di antara ventrikel kanan dan arteri pulmonari serta di antara ventrikel kiri dan aorta terdapat injap sabit. Fungsi injap ialah untuk mengelakkan aliran balik darah dan memastikan darah mengalir dalam satu arah sahaja. 7 Artrium kanan menerima darah terdeoksigen dari seluruh badan melalui vena kava dan dipamkan ke dalam ventrikel kanan dan seterusnya ke dalam arteri pulmonari untuk dihantar ke peparu. 8 Atrium kiri menerima darah beroksigen dari peparu melalui vena pulmonari. Darah kemudiannya dipam ke dalam ventrikel kiri dan seterusnya ke dalam aorta dan dihantar ke seluruh badan. 9 Lapisan luar jantung diselaputi oleh lapisan epitelium nipis yang dipanggil perikardium. Terdapat arteri koronari yang membawa darah beroksigen ke tisu jantung dan vena koronari yang membawa darah terdeoksigen dari tisu jantung. Vena kava Arteri pulmonari Vena pulmonari Atrium kanan Injap trikuspid Ventrikel kanan Ventrikel kiri Injap bikuspid Atrium kiri Injap sabit Aorta Septum Petunjuk: Darah beroksigen Darah terdeoksigen Rajah 10.9 Keratan membujur jantung manusia serta peredaran darah di dalam jantung
90 BAB 10Tingkatan 4 Komposisi Darah Manusia 1 Darah manusia terdiri daripada komponen sel darah (45%) dan plasma (55%). 2 Rajah 10.10 menunjukkan komposisi darah manusia. Darah manusia Komponen sel darah (45%) Plasma (55%) Sel darah merah (eritrosit) Sel darah putih (leukosit) Platlet Air (90-92%) Bahan terlarut Granulosit (bergranul) Neutrofil Eosinofil Basofil Agranulosit (tidak bergranul) Limfosit Monosit • Gas terlarut • Hormon • Nutrien - garam mineral, glukosa, asid amino • Bahan kumuh - urea • Protein plasma - fibrinogen, globulin • Enzim Rajah 10.10 Komposisi darah manusia Sel darah merah (eritrosit) 1 Sel darah merah atau eritrosit dihasilkan dalam sum-sum tulang. 2 Berbentuk dwicekung dan tidak bernukleus (Rajah 10.11). 3 Sitoplasmanya mengandungi hemoglobin yang membantu dalam pengangkutan oksigen. 4 Sel darah merah hidup selama 120 hari dan akan terhapus di dalam hati atau limfa. Pandangan atas 7.5 μm 2.0 μm Pandangan sisi Rajah 10.11 Sel darah merah Platlet 1 Platlet ialah cebisan kecil sel yang dihasilkan oleh sum-sum tulang. 2 Ia mempunyai bentuk yang tidak sekata serta tidak mempunyai nukleus (Rajah 10.12). 3 Platlet adalah penting dalam proses pembekuan darah. 4 Jangka hayat platlet adalah selama 5 hingga 9 hari. Rajah 10.12 Platlet
91 BAB 10Tingkatan 4 Sel darah putih (leukosit) 1 Sel darah putih atau leukosit juga dihasilkan dalam sum-sum tulang. 2 Sel darah putih mempunyai saiz yang lebih besar daripada sel darah merah. 3 Ia mempunyai bentuk yang tidak tetap dan berubah-ubah serta mempunyai nukleus. 4 Terdapat dua jenis sel darah putih, iaitu granulosit (mempunyai granul dalam sitoplasma) dan agranulosit (tidak mempunyai granul). 5 Jadual 10.2 meringkaskan jenis dan fungsi sel darah putih. Jadual 10.2 Jenis-jenis sel darah putih dan fungsi Granulosit Agranulosit Neutrofil Eosinofil Basofil Limfosit Monosit Nukleus mempunyai dua hingga lima cuping Nukleus mempunyai dua cuping Nukleus mempunyai dua cuping Mempunyai nukleus yang besar dengan sedikit sitoplasma Mempunyai nukleus berbentuk kacang Merupakan fagosit yang menjalankan fagositosis untuk menelan dan mencernakan bakteria. Menghasilkan enzim untuk melawan keradangan dan tindak balas alahan (alergi) Menghasilkan heparin untuk mencegah pembekuan darah Menghasilkan antibodi untuk melawan patogen Merupakan fagosit yang menjalankan fagositosis untuk menelan dan mencernakan bakteria. Salur Darah Manusia 1 Salur darah terdiri daripada tiga jenis, iaitu arteri, vena dan kapilari. 2 Arteri membentuk cabang-cabang kecil yang dipanggil arteriol. Arteriol bercabang dan membentuk salur yang lebih kecil yang dipanggil kapilari. Kapilari-kapilari bercantum membentuk venul. Venul-venul bercantum membentuk vena (Rajah 10.13). 3 Jadual 10.3 menunjukkan perbezaan antara arteri, vena dan kapilari.
93 BAB 10Tingkatan 4 10.3 Mekanisme Denyutan Jantung Pengepaman Jantung 1 Peredaran darah disebabkan oleh pengecutan otot kardium pada jantung. 2 Jadual 10.4 menunjukkan peta alir penghantaran impuls di jantung yang mengakibatkan pengepaman darah oleh jantung. Jadual 10.4 Mekanisme denyutan jantung Nodus sinoatrium Nodus atrioventrikel Berkas His Gentian Purkinje Nodus sinoatrium (nodus SA) yang juga dikenali sebagai perentak mencetuskan impuls saraf. Impuls yang dicetus oleh nodus SA tersebar ke seluruh atrium dan merangsang atrium mengecut serentak. Darah dipam ke dalam ventrikel. Impuls sampai ke nodus atrioventrikel (nodus AV). Nodus AV menahan impuls seketika untuk memastikan semua darah dalam atrium telah memasuki ventrikel. Nodus AV kemudiannya menghantar impuls untuk merangsang pengecutan ventrikel melalui Berkas His dan gentian Purkinje. Impuls yang tersebar ke seluruh permukaan ventrikel menyebabkan keduadua ventrikel mengecut. Darah terdeoksigen di dalam ventrikel kanan akan dipam ke peparu manakala darah beroksigen di dalam ventrikel kiri akan dipam keluar dari jantung ke seluruh badan melalui aorta. 3 Pengecutan jantung berlaku berulang kali pada kadar yang tetap, iaitu pada kadar purata 72 denyutan per minit. 4 Pengepaman darah oleh jantung akan menghasilkan bunyi lub-dub, iaitu bunyi yang dihasilkan semasa injap tertutup. (a) Penutupan injap bikuspid dan trikuspid menghasilkan bunyi lub. (b) Penutupan injap sabit menghasilkan bunyi dub. Pengecutan Otot Rangka 1 Pengepaman jantung tidak dapat menghasilkan tekanan yang mencukupi untuk mengembalikan darah dari vena ke jantung. 2 Pengecutan otot rangka yang mengelilingi vena menggerakkan darah dari seluruh badan kembali ke jantung. 3 Injap sepanjang vena menghalang darah daripada berpatah balik (Rajah 10.14).
95 BAB 10Tingkatan 4 Jadual 10.5 Jenis kumpulan darah dan kesesuaian kumpulan darah penerima dan penderma Fenotip kumpulan darah Antigen pada sel darah merah Antibodi dalam serum darah Kumpulan darah yang boleh diderma Kumpulan darah yang boleh diterima A A Anti-B A, AB A, O B B Anti-A B, AB B, O AB A dan B Tiada AB AB, A, B, O O Tiada Anti-A dan Anti-B A, B, AB, O O Faktor Rhesus 1 Faktor Rhesus (faktor Rh) atau antigen D merupakan sejenis antigen yang terdapat di permukaan sel darah merah. 2 Sel darah merah individu yang mengandungi faktor Rh disebut sebagai Rh-positif manakala individu yang tidak mempunyai faktor Rh dikenali sebagai Rh-negatif. 3 Antigen ini akan menyebabkan pengaglutinan apabila bercampur dengan darah penerima yang Rh-negatif dan boleh membawa maut. 4 Faktor Rhesus memainkan peranan penting dalam kelahiran bayi (Rajah 10.16). 5 Jika seorang ibu Rh-negatif mengandungkan fetus Rh-positif, serpihan sel darah merah fetus yang mengandungi antigen D boleh merentasi plasenta dan mengalir ke dalam sistem peredaran darah ibu dalam bulan terakhir kelahiran. 6 Sel darah putih ibu dirangsang untuk menghasilkan antibodi anti-D untuk memusnahkan antigen D dalam sistem peredaran darah ibu. 7 Apabila ibu ini mengandung fetus Rh-positif pada kali kedua, antibodi dalam darah ibu akan merentasi plasenta dan menyerang sel darah merah fetus. Ini akan mengakibatkan hemolisis sel darah merah fetus berlaku. 8 Keadaan tersebut dikenal sebagai eritroblastosis fetalis. Fetus berkemungkinan akan mati atau mungkin menghidap anemia dan kecacatan akal. 9 Kini, masalah tersebut boleh diatasi dengan memberikan ibu Rh-negatif globulin anti-Rhesus selepas kehamilan pertama bagi menghalang pembentukan antibodi anti-D. Kehamilan pertama Darah fetus bercampur dengan darah ibu Ibu membina antibodi anti-D Antibodi menyerang fetus semasa kehamilan kedua Rajah 10.16 Gerak balas faktor Rhesus dalam ibu dan fetus
98 BAB 10Tingkatan 4 Jadual 10.6 Perbandingan antara darah, bendalir tisu dan limfa Persamaan Kesemuanya mengandungi air, garam mineral, nutrien, bahan kumuh, gas dan hormon Perbezaan Darah Bendalir tisu Limfa Berwarna merah Berwarna kuning pucat Berwarna kuning pucat Mempunyai protein plasma, platlet dan eritrosit Tidak mempunyai protein plasma, platlet dan eritrosit Tidak mempunyai protein plasma, platlet dan eritrosit Kandungan limfosit yang rendah Kandungan limfosit yang rendah Kandungan limfosit yang tinggi Komponen Sistem Limfa 1 Sistem limfa terdiri daripada salur limfa, kapilari limfa dan organ-organ seperti nodus limfa, limpa dan timus (Rajah 10.19). 2 Dua salur limfa utama ialah duktus toraks dan duktus limfa kanan. 3 Duktus toraks mengembalikan bendalir limfa ke dalam aliran darah melalui vena subklavikel kiri manakala duktus limfa kanan mengembalikan bendalir limfa ke dalam aliran darah melalui vena subklavikel kanan. 4 Terdapat injap-injap di dalam salur limfa untuk mengelakkan pengaliran balik limfa dan memastikan pengaliran limfa adalah sehala. 5 Di sepanjang salur limfa, terdapat nodus limfa (Rajah 10.20). Nodus limfa menghasilkan limfosit yang akan mengeluarkan antibodi untuk mempertahankan badan daripada serangan patogen. Nodus limfa juga berfungsi sebagai penapis mikroorganisma. Vena subklavikel kanan Nodus limfa Salur limfa Duktus toraks Duktus limfa kanan Vena subklavikel kiri Rajah 10.19 Sistem limfa manusia Salur limfa Kelompok limfosit dan fagosit Injap Rajah 10.20 Nodus limfa
231 7.1 Penyesuaian Tumbuhan 1 Tumbuhan akan beradaptasi mengikut perubahan persekitaran. Proses adaptasi merupakan proses yang penting untuk kemandirian spesies tumbuhan tersebut. 2 Adaptasi merupakan proses di mana tumbuhan menyesuaikan diri sama ada dari segi bentuk atau struktur yang unik seiring dengan perubahan persekitaran. 3 Pada kebanyakan tumbuhan, adaptasi dapat dilihat pada struktur akar, daun dan batang yang mengalami perubahan untuk menyesuaikan diri dalam habitat. Pengelasan Tumbuhan Berdasarkan Habitat 1 Tumbuhan boleh dikelaskan berdasarkan habitat yang berbeza. 2 Terdapat empat jenis habitat bagi tumbuhan, iaitu: (a) mesofit (b) halofit (c) xerofit (d) hidrofit 3 Jadual 7.1 menunjukkan pengelasan tumbuhan berdasarkan habitat. Jadual 7.1 Pengelasan tumbuhan berdasarkan habitat Jenis habitat Penerangan Contoh Mesofit • Tumbuhan yang hidup dalam habitat yang mempunyai bekalan air yang mencukupi. • Keadaan habitat tersebut tidak terlalu kering dan tidak terlalu berair. Pokok mangga Pokok bunga raya PENYESUAIAN TUMBUHAN PADA HABITAT BAB 7 Tingkatan 5
BAB 7Tingkatan 5 232 Halofit • Tumbuhan jenis ini hidup di kawasan pertembungan air tawar dan air laut. • Biasanya habitat ini merupakan kawasan yang kaya dengan kandungan garam dan mempunyai kepekatan oksigen yang rendah. • Kawasan tersebut ialah kawasan yang berpaya seperti muara sungai. Pokok bakau Xerofit • Tumbuhan jenis ini merupakan tumbuhan yang hidup di kawasan yang mempunyai air yang sangat minimum. • Habitat tumbuhan ini ialah kawasan yang mempunyai suhu yang sangat panas dan kering seperti kawasan gurun. Pokok kaktus Pokok kurma Hidrofit • Tumbuhan jenis ini hidup di kawasan yang berair. • Tumbuhan ini boleh hidup sama ada di permukaan air atau tenggelam di dalam air. Teratai Elodea sp.
BAB 7Tingkatan 5 234 Ciri-ciri penyesuaian tumbuhan xerofit 1 Xerofit merupakan tumbuhan yang hidup di kawasan yang menerima air yang sangat sedikit seperti kawasan gurun. 2 Pokok kaktus merupakan salah satu contoh tumbuhan xerofit yang mempunyai ciri-ciri khas untuk beradaptasi dengan persekitaran yang kering. 3 Jadual 7.3 menunjukkan ciri penyesuaian tumbuhan xerofit. Jadual 7.3 Ciri penyesuaian tumbuhan xerofit Stuktur Ciri penyesuaian Daun • Lapisan kutikel tebal berlilin melindungi permukaan luar tumbuhan dan mengurangkan kadar kehilangan air melalui transpirasi. • Saiz daun yang kecil atau daun terubah suai menjadi duri mengurangkan kadar transpirasi. • Stoma yang terbenam dapat mengurangkan air yang tersejat ke persekitaran. • Duri melindungi kaktus daripada dimakan oleh haiwan. • Duri juga membantu kaktus untuk mengumpul embun. Embun menitis daripada duri ke tanah dan diserap oleh akar. Duri Duri yang terubah suai daripada daun pada kaktus Akar • Tumbuh meluas dan boleh menembusi jauh ke dalam tanah. • Dapat membantu kaktus menyerap air di sekeliling dan juga air serta garam mineral yang berada jauh di dalam tanah. Akar Struktur akar yang meluas Batang • Mempunyai klorofil dan dapat menjalakan fotosintesis. • Batang menyimpan air. Ciri penyesuaian tumbuhan hidrofit 1 Hidrofit merupakan tumbuhan yang hidup di kawasan berair. 2 Terdapat dua kategori tumbuhan hidrofit, iaitu tumbuhan terapung di atas permukaan air dan tumbuhan tenggelam dalam air. Jadual 7.4 menunjukkan ciri penyesuaian tumbuhan hidrofit.
BAB 7Tingkatan 5 235 Jadual 7.4 Ciri penyesuaian tumbuhan hidrofit Jenis tumbuhan Ciri penyesuaian Tumbuhan terapung • Daun yang lebar dan nipis membantu penyerapan cahaya matahari yang maksimum. • Klorofil pada permukaan daun mengoptimumkan penyerapan cahaya matahari untuk proses fotosintesis. • Stoma yang banyak pada epidermis atas daun membenarkan transpirasi berlaku untuk menyingkirkan air yang berlebihan. • Batang terdiri daripada tisu aerenkima (tisu yang ringan dan banyak ruang udara) membantu tumbuhan untuk terapung di atas permukaan air. Daun yang lebar dan nipis pada tumbuhan terapung Tumbuhan tenggelam • Mempunyai batang yang kecil dan fleksibel. • Ciri ini membantu tumbuhan untuk kekal tegak terapung di dalam air serta untuk mengatasi rintangan air. • Daun yang nipis dan kecil. • Air, nutrien dan gas terlarut akan terus meresap melalui daun ke dalam tumbuhan. • Akar serabut halus menyebabkan air boleh meresap terus ke dalam tumbuhan. • Tidak memerlukan akar yang kuat kerana mendapat sokongan daripada daya apungan air. Daya apungan air membantu tumbuhan untuk kekal tegak di dalam air Kuiz
Semenanjung Malaysia: RM19.90 Sabah & Sarawak : RM20.90 STUDY Biologi study mania MANIA Nota Ringkas, Padat & Komprehensif Mesra Murid & Guru Aktiviti & Eksperimen Lengkap Kandungan Berdasarkan DSKP & Buku Teks KSSM Rujukan Lengkap & Pantas 9 786294 852013 ISBN 978-629-485-201-3 Tingkatan 4 & 5 BIOLOGI SPM