Sains notesnota, bab 3
Nutrisi
Notes made with reference toNota dibuat dengan rujukan kepada TextbookBuku teks Sains Tingkatan 2 (KSSM), pageshalaman 44-73
What this chapter coversMatlamat bab ini
- Saya boleh menghuraikan dan berkomunikasi tentang tujuh kelas makanan, sumber, fungsi dan kesan kekurangan vitamin serta mineral (3.1.1)
- Saya boleh menguji kehadiran kanji, glukosa, protein dan lemak dalam makanan (3.1.2)
- Saya boleh menghuraikan gizi seimbang, piramid makanan dan faktor yang mempengaruhi keperluan kalori (3.2.1)
- Saya boleh menganggar nilai kalori makanan dan merancang satu gizi seimbang (3.2.2)
- Saya boleh membuat kajian dan mewajarkan kepentingan gizi seimbang, senaman dan gaya hidup sihat untuk mengekalkan kesihatan badan (3.2.3)
- Saya boleh menghuraikan pencernaan, sistem pencernaan manusia, aliran makanan dan tindakan enzim pencernaan (3.3.1)
- Saya boleh menjalankan eksperimen untuk menerangkan penyerapan hasil pencernaan di vilus usus kecil (3.4.1)
- Saya boleh menghubungkaitkan fungsi sistem pencernaan, sistem peredaran darah dan sistem respirasi dalam asimilasi (3.4.2)
- Saya boleh menghuraikan dan berkomunikasi tentang penyahtinjaan (3.4.3)
3.1Kelas makanan
Makanan membekalkan tenaga dan nutrien untuk memelihara kesihatan. Makanan terbahagi kepada tujuh kelas: karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral, pelawas dan air.
| Kelas | Ciri | Fungsi utama | Sumber |
|---|---|---|---|
| Karbohidrat | Mengandungi karbon, hidrogen dan oksigen. Contoh: kanji (makanan simpanan tumbuhan), glikogen (makanan simpanan haiwan), selulosa (dinding sel tumbuhan) | Makanan ruji; membekalkan banyak tenaga. Sesetengah karbohidrat seperti gula membekalkan tenaga dengan cepat | Pisang, nasi, roti, kentang, madu, gula |
| Protein | Mengandungi karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen. Dicerna kepada unit asasnya, iaitu asid amino | Pertumbuhan dan pembaikan tisu badan yang rosak; menggantikan sel yang mati; mensintesis enzim, hormon dan antibodi | Ayam, daging, telur, makanan laut, kacang, susu |
| Lemak | Mengandungi karbon, hidrogen dan oksigen. Terbentuk daripada gliserol dan asid lemak | Sumber dan simpanan tenaga yang tinggi; melindungi organ badan (jantung, ginjal); pengangkut vitamin A, D, E dan K; penebat haba di bawah kulit | Mentega, minyak kelapa, minyak kelapa sawit, kacang tanah |
| Vitamin | Sebatian organik, diperlukan dalam kuantiti sedikit, tidak membekalkan tenaga | Mengekalkan kesihatan yang baik (Jadual 3.1) | Sayur-sayuran, buah-buahan, susu, daging |
| Mineral | Bahan bukan organik, diperlukan dalam kuantiti kecil, tidak membekalkan tenaga | Mengawal atur proses badan (Jadual 3.2) | Garam, makanan laut, susu, ikan bilis |
| Pelawas | Terdiri daripada selulosa; tidak dapat diuraikan oleh sistem pencernaan | Merangsang peristalsis supaya makanan bergerak di salur pencernaan dan mengelakkan sembelit | Sayur-sayuran, buah-buahan, bijirin, roti gandum berserat |
| Air | Mengandungi hidrogen dan oksigen | Pelarut bahan kimia dan medium pengangkutan nutrien serta oksigen ke dalam sel; mengangkut urea dan garam mineral berlebihan; mengawal atur suhu badan melalui penyejatan peluh | Jus buah-buahan, tembikai, air minuman |
Berdasarkan buku teks m.s. 46-50, Gambar foto 3.1-3.8.
Setiap gram lemak membekalkan dua kali ganda tenaga yang dibekalkan oleh karbohidrat. Itulah sebabnya lemak ialah simpanan tenaga yang tinggi. Lemak haiwan juga mengandungi kolesterol yang lebih tinggi daripada lemak tumbuhan (Info Sains, m.s. 48).
Menyangka vitamin dan mineral membekalkan tenaga. Kedua-duanya diperlukan dalam kuantiti sedikit untuk kesihatan, tetapi tidak membekalkan tenaga.
Vitamin
Vitamin terbahagi kepada vitamin larut air (B dan C) dan vitamin larut lemak (A, D, E dan K).
| Vitamin | Sumber | Kepentingan | Kesan kekurangan |
|---|---|---|---|
| A | Susu, kuning telur, minyak ikan | Penglihatan waktu malam; kesihatan kulit | Rabun malam, penyakit kulit |
| B | Yis, hati, telur | Fungsi sistem saraf; pembentukan sel darah merah | Beri-beri, anemia |
| C | Buah-buahan, sayur-sayuran | Melawan jangkitan penyakit; kesihatan gusi dan mulut | Skurvi (gusi berdarah) |
| D | Mentega, telur, minyak ikan; dihasilkan melalui pendedahan kulit kepada cahaya matahari | Membantu penyerapan kalsium; menguatkan enamel gigi; kesihatan kulit | Riket, sakit gigi, penyakit kulit |
| E | Bijirin, sayur-sayuran hijau | Fungsi sistem pembiakan | Kemandulan, keguguran fetus |
| K | Susu, kuning telur, minyak ikan | Mempercepat pembekuan darah | Darah lambat membeku |
Berdasarkan buku teks Jadual 3.1, m.s. 49.
Mineral
| Mineral | Sumber | Kepentingan | Kesan kekurangan |
|---|---|---|---|
| Kalsium | Susu, ikan bilis, udang, sayur-sayuran hijau | Membantu pembekuan darah; menguatkan tulang dan gigi | Riket, osteoporosis |
| Natrium | Garam, daging, telur | Memelihara fungsi sistem saraf | Kekejangan otot |
| Besi | Hati, daging | Membina hemoglobin dalam darah | Anemia |
| Iodin | Makanan laut, buah-buahan | Membantu fungsi kelenjar tiroid | Goiter |
| Fosforus | Keju, daging, telur, sayur-sayuran | Menguatkan tulang dan gigi; membentuk asid nukleik (DNA dan RNA) | Riket, gigi rapuh, tidak dapat membentuk DNA dan RNA |
| Kalium | Tumbuhan dan haiwan | Membantu pengecutan otot; memelihara fungsi sistem saraf | Lumpuh, kekejangan otot |
Berdasarkan buku teks Jadual 3.2, m.s. 50.
Kita perlu minum sekurang-kurangnya 2 liter air sehari (m.s. 50). Kwasyiorkor ialah penyakit akibat kekurangan protein, lazimnya pada kanak-kanak berusia 1 hingga 3 tahun (m.s. 47).
Ujian makanan (Aktiviti 3.1)
| Ujian | Kaedah | Menguji | Keputusan positif |
|---|---|---|---|
| Ujian Iodin | 2 ml ampaian kanji 1% + 2 titik larutan iodin | Kanji | Menjadi biru tua |
| Ujian Benedict | 2 ml larutan glukosa + 2 ml larutan Benedict, goncang, panaskan dalam kukus air 5 minit | Gula penurun (glukosa, maltosa, galaktosa, fruktosa) | Terbentuk mendakan merah bata |
| Ujian Millon | 5 ml ampaian albumen + 2 hingga 3 titik reagen Millon, goncang, panaskan dalam kukus air 5 minit | Protein | Warna larutan berubah (merah) |
| Ujian alkohol-emulsi | 3 ml etanol + 2 hingga 3 titik minyak masak, tutup dan goncang; titiskan 4 hingga 5 titik campuran ke dalam 20 ml air suling | Lemak | Terbentuk emulsi putih keruh |
Berdasarkan buku teks Aktiviti 3.1, m.s. 51-52. Buku hanya mencetak keputusan ujian iodin dan Benedict (Latihan Sumatif 3, no. 4); warna positif ujian Millon dan alkohol-emulsi ialah keputusan piawai.
Etanol mudah terbakar. Jauhkan etanol daripada api (Langkah Berjaga-jaga, m.s. 52). Pemanasan dalam kukus air memberi haba yang sekata dan selamat, tanpa larutan tersembur keluar.
Madu kekal perang dengan larutan iodin tetapi menghasilkan mendakan merah bata dengan larutan Benedict selepas dipanaskan. Apakah kelas makanan yang ada dan yang tiada dalam madu?
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Ada: gula penurun (karbohidrat), kerana ujian Benedict positif. Tiada: kanji, kerana iodin tidak menjadi biru tua. (Buku teks m.s. 72: madu mengandungi gula penurun; nasi mengandungi kanji.)
3.2Kepentingan gizi seimbang
Gizi seimbang ialah pemakanan yang mengandungi semua kelas makanan yang diperlukan oleh tubuh badan dalam kuantiti yang betul.
Piramid makanan ialah panduan untuk menyediakan hidangan yang sihat. Bahagian bawah piramid diambil paling banyak dan bahagian atas paling sedikit. Model ‘Pinggan Sihat’ juga dibentuk oleh Kementerian Kesihatan Malaysia sebagai panduan gizi seimbang.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 2 (KSSM), Rajah 3.7, m.s. 53.
Faktor yang mempengaruhi keperluan kalori
| Faktor | Penjelasan |
|---|---|
| Saiz badan | Orang bersaiz badan besar memerlukan lebih tenaga, maka makanan yang lebih banyak |
| Umur | Kanak-kanak dan remaja memerlukan lebih karbohidrat untuk tenaga dan protein untuk pertumbuhan kerana sedang membesar dan lebih aktif daripada orang dewasa |
| Pekerjaan | Petani, buruh dan nelayan membuat kerja berat, maka memerlukan lebih tenaga daripada pekerja pejabat |
| Jantina | Lelaki lebih berotot dan membuat aktiviti lebih berat, maka memerlukan lebih makanan daripada perempuan |
| Keadaan kesihatan | Orang sakit lemah dan memerlukan sajian makanan yang sesuai dengan keadaan kesihatannya |
| Iklim | Orang di negara beriklim sejuk lebih cepat kehilangan haba ke persekitaran, maka memerlukan lebih banyak makanan untuk mengekalkan suhu badan |
Berdasarkan buku teks Rajah 3.8, m.s. 54.
Nilai kalori makanan
Nilai kalori (nilai tenaga) ialah jumlah tenaga yang dibebaskan apabila 1 g makanan dibakar dengan lengkap di dalam badan. Unitnya kalori (cal) atau joule (J).
| Kelas makanan | kJ / g | kcal / g |
|---|---|---|
| Lemak | 37 | 9 |
| Protein | 17 | 4 |
| Karbohidrat | 17 | 4 |
Jadual 3.3, buku teks m.s. 55. 1 kalori = 4.2 joule; 1 kilokalori (kcal) = 4.2 kilojoule (kJ).
Contoh: jumlah kalori sarapan (Aktiviti 3.2, m.s. 55)
Nasi goreng 1 pinggan = 640 kcal. Pisang berangan 2 biji: 60 × 2 = 120 kcal. Susu 1 gelas = 130 kcal.Jumlah = 640 + 120 + 130 = 890 kcal. Dalam kJ: 890 × 4.2 = 3738 kJ.
Contoh: daripada gram kepada tenaga
Sebungkus snek mengandungi 5 g lemak, 10 g protein dan 30 g karbohidrat.Lemak: 5 × 9 = 45 kcal. Protein: 10 × 4 = 40 kcal. Karbohidrat: 30 × 4 = 120 kcal.
Jumlah = 45 + 40 + 120 = 205 kcal (205 × 4.2 = 861 kJ).
Sebungkus kacang mengandungi 20 g lemak sahaja. Hitung tenaganya dalam kcal dan kJ.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
20 × 9 = 180 kcal; 20 × 37 = 740 kJ (semak: 180 × 4.2 = 756 kJ; perbezaan kecil kerana nilai jadual dibundarkan).
Merancang gizi seimbang dan mengekalkan kesihatan
Dalam merancang menu harian (Aktiviti 3.4), kita mengambil kira faktor keperluan kalori seperti saiz badan, umur, pekerjaan, jantina, keadaan kesihatan dan iklim. Individu seperti buruh binaan memerlukan nilai kalori lebih tinggi daripada pegawai bank.
Menurut Tinjauan Kesihatan dan Morbiditi Kebangsaan (2016), peratus rakyat Malaysia yang mempunyai kencing manis ialah 17.5%, tekanan darah tinggi 30%, paras kolesterol tinggi 47%, obesiti 17% dan berat berlebihan 40%. Kita perlu mengamalkan gaya hidup sihat: pemakanan rendah gula, garam, minyak dan lemak; bersenam dan tidak merokok.
Contoh: Indeks Jisim Badan (BMI), Info Sains m.s. 59
BMI = jisim (kg) ÷ [tinggi (m) × tinggi (m)].Jisim 60 kg, tinggi 1.5 m: BMI = 60 ÷ (1.5 × 1.5) = 60 ÷ 2.25 = 26.7.
Mengapakah seorang lelaki yang berpindah dari Switzerland ke Malaysia biasanya memerlukan makanan yang kurang?
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Malaysia beriklim panas, maka badan kurang kehilangan haba ke persekitaran. Tenaga yang diperlukan untuk mengekalkan suhu badan kurang, jadi keperluan makanan berkurang.
3.3Sistem pencernaan manusia
Pencernaan makanan ialah proses penguraian makanan yang kompleks dan besar kepada molekul yang lebih kecil, ringkas dan boleh larut supaya dapat diserap ke dalam sel badan. Enzim ialah bahan dalam badan yang mempercepat tindak balas kimia dalam sistem pencernaan; enzim diperbuat daripada protein.
| Pencernaan fizikal | Pencernaan kimia | |
|---|---|---|
| Proses | Makanan dipecahkan kepada cebisan kecil (pemecahan makanan oleh gigi) | Penguraian molekul kompleks kepada molekul ringkas |
| Tempat | Dalam mulut sahaja | Dalam mulut, perut, duodenum dan usus kecil |
| Enzim | Tidak melibatkan enzim | Melibatkan bantuan enzim |
Berdasarkan buku teks Rajah 3.10, m.s. 60.
Struktur sistem pencernaan
Salur pencernaan ialah tiub panjang dari mulut hingga dubur. Organ lain ialah kelenjar liur, hati, pundi hempedu dan pankreas.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 2 (KSSM), Rajah 3.11, m.s. 61.
Aliran makanan
Mulut → esofagus → perut → duodenum → usus kecil → usus besar → rektum → dubur (Rajah 3.12, m.s. 61).
| Bahagian | Apa yang berlaku |
|---|---|
| Mulut | Makanan dikunyah oleh gigi; cebisan dilembutkan oleh air liur. Amilase liur menguraikan kanji kepada maltosa |
| Esofagus | Makanan yang memasuki esofagus disebut bolus. Peristalsis pada dinding esofagus menolak bolus ke dalam perut |
| Perut | Dinding perut merembeskan protease dan asid hidroklorik (mengaktifkan protease dan membunuh bakteria). Protease mencerna protein kepada polipeptida. Makanan menjadi separa cecair yang disebut kim |
| Duodenum | Bahagian pertama usus kecil. Jus hempedu (dihasilkan oleh hati, disimpan oleh pundi hempedu) mengemulsikan lemak menjadi titisan kecil dan meneutralkan asid dalam kim. Pankreas menghasilkan jus pankreas yang mengandungi amilase, protease dan lipase |
| Usus kecil | Merembeskan maltase (maltosa kepada glukosa) dan protease (dipeptida kepada asid amino) |
| Usus besar | Makanan yang tidak tercerna memasuki usus besar; air diserap semula |
| Rektum dan dubur | Tinja disimpan sementara dalam rektum dan disingkirkan melalui dubur |
Berdasarkan buku teks Rajah 3.13, m.s. 62-63.
Jus hempedu tidak mengandungi enzim. Ia hanya mengemulsikan lemak dan meneutralkan asid. Lemak dicerna oleh lipase daripada pankreas.
Enzim pencernaan (Rajah 3.14, m.s. 64)
| Enzim | Tindak balas | Dirembeskan oleh |
|---|---|---|
| Amilase | Kanji → maltosa | Kelenjar liur dan pankreas |
| Maltase | Maltosa → glukosa | Usus kecil |
| Protease | Protein → polipeptida | Perut |
| Protease | Polipeptida → dipeptida | Pankreas |
| Protease | Dipeptida → asid amino | Usus kecil |
| Lipase | Lemak → asid lemak + gliserol | Pankreas |
Hasil akhir pencernaan: karbohidrat menjadi glukosa; protein menjadi asid amino; lemak menjadi asid lemak dan gliserol. Tanpa enzim, pencernaan berlaku dengan kadar yang rendah.
Aktiviti 3.7: tindakan air liur ke atas kanji (m.s. 64-65)
Dua tabung didih, P (10 ml ampaian kanji) dan Q (10 ml ampaian kanji + 4 ml air liur), diletakkan dalam kukus air pada 37°C selama 30 minit. Pada awal, kedua-dua tabung memberi ujian iodin positif. Pada akhir, tabung Q tidak lagi memberi warna biru tua dengan iodin dan memberi mendakan merah bata dengan larutan Benedict, kerana amilase liur telah mencerna kanji kepada maltosa. Tabung P tidak berubah. Suhu 37°C dikekalkan kerana ia suhu badan manusia, suhu optimum bagi enzim.Seorang lelaki menjalani pembedahan membuang pankreasnya. Terangkan kesannya terhadap pencernaan.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Pankreas menghasilkan amilase, protease dan lipase. Tanpa jus pankreas, pencernaan kanji, protein dan lemak di duodenum berlaku dengan kadar yang jauh lebih rendah atau tidak lengkap, jadi nutrien kurang diserap.
3.4Penyerapan, pengangkutan hasil pencernaan dan penyahtinjaan
Penyerapan di usus kecil
Dinding usus kecil dipenuhi berjuta-juta unjuran halus yang disebut vilus. Vilus meningkatkan luas permukaan untuk penyerapan makanan tercerna.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 2 (KSSM), Rajah 3.16 (b), m.s. 66.
- Permukaan usus kecil berlipat-lipat untuk menambah luas permukaan.
- Dinding vilus sangat nipis, setebal satu sel sahaja, untuk meningkatkan kadar penyerapan.
- Salur darah (kapilari darah) mengangkut nutrien ke seluruh badan.
- Lakteal menyerap lemak yang dicerna dan menyalurkannya ke sistem limfa, kemudian ke sistem peredaran darah.
- Molekul kecil menembusi dinding usus kecil; makanan bersaiz besar yang tidak tercerna tidak dapat menembusi.
Eksperimen 3.1: penyerapan glukosa melalui tiub Visking (m.s. 67)
Dua tiub Visking, satu diisi 10 ml ampaian kanji 1% dan satu lagi 10 ml larutan glukosa, diikat dan direndam dalam air suling dalam dua tabung didih, P dan Q (Rajah 3.17). Selepas 30 minit, air suling di sekeliling setiap tiub diuji dengan ujian iodin dan ujian Benedict. Kesimpulan: glukosa boleh meresap keluar melalui tiub Visking (air suling memberi mendakan merah bata) tetapi kanji tidak boleh (iodin kekal perang), kerana molekul kanji terlalu besar.Tiub Visking mewakili dinding usus kecil dan air suling mewakili darah.
Pemboleh ubah dimanipulasikan: jenis kandungan dalam tiub Visking. Bergerak balas: kehadiran glukosa dalam air suling. Dimalarkan: jenis dan saiz tiub Visking, suhu, masa.
Asimilasi
Asimilasi ialah proses pengagihan hasil akhir pencernaan bagi kegunaan sel-sel badan kita.
| Hasil akhir | Kegunaan |
|---|---|
| Glukosa | Menghasilkan tenaga dalam proses respirasi |
| Asid amino | Membentuk komponen sel-sel |
| Asid lemak dan gliserol | Bergabung membentuk lemak sebagai penebat haba dan pelindung organ dalaman |
Berdasarkan buku teks m.s. 68.
Tiga sistem bekerjasama: sistem pencernaan memecahkan makanan kepada molekul kecil dan ringkas supaya diserap ke dalam vilus; sistem peredaran darah mengangkut molekul itu ke sel badan; dan asimilasi menggunakannya untuk pembentukan sel baharu, respirasi dan pengawalan suhu badan.
Penyahtinjaan
Makanan yang tidak dicerna dan tidak diserap (serat, sisa rembesan salur pencernaan, sel mati dan air) bergerak ke usus besar. Di situ air dan garam mineral diserap semula ke dalam aliran darah, maka sisa menjadi pepejal yang disebut tinja. Tinja disimpan sementara dalam rektum dan disingkirkan melalui dubur. Proses penyingkiran tinja ini disebut penyahtinjaan.
Jangan keliru. Usus kecil menyerap hasil pencernaan; usus besar menyerap semula air.
Terangkan mengapa seseorang yang kurang makan buah-buahan dan sayur-sayuran mungkin mengalami sembelit.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Buah-buahan dan sayur-sayuran kaya dengan pelawas. Tanpa pelawas, peristalsis lemah, jadi tinja bergerak perlahan dalam usus besar, kehilangan terlalu banyak air dan menjadi keras sehingga sukar disingkirkan (sembelit).
Rumusan
| Ingat | Fakta penting |
|---|---|
| Tujuh kelas makanan | Karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral, pelawas, air |
| Ujian makanan | Iodin (kanji, biru tua); Benedict (gula penurun, mendakan merah bata, kukus air); Millon (protein); alkohol-emulsi (lemak, emulsi putih keruh) |
| Gizi seimbang | Semua kelas makanan dalam kuantiti betul; panduan piramid makanan |
| Nilai kalori | Lemak 37 kJ/g (9 kcal/g); protein dan karbohidrat 17 kJ/g (4 kcal/g); 1 kcal = 4.2 kJ |
| Keperluan kalori bergantung pada | Saiz badan, umur, pekerjaan, jantina, keadaan kesihatan, iklim |
| Pencernaan | Amilase: kanji kepada maltosa; maltase: maltosa kepada glukosa; protease: protein kepada asid amino; lipase: lemak kepada asid lemak dan gliserol |
| Aliran makanan | Mulut, esofagus, perut, duodenum, usus kecil, usus besar, rektum, dubur |
| Penyerapan | Vilus di usus kecil; hasil pencernaan masuk ke dalam darah (lemak melalui lakteal) |
| Penyahtinjaan | Usus besar menyerap semula air; tinja disimpan dalam rektum dan keluar melalui dubur |