Rangsangan dan Gerak Balas
What this chapter coversMatlamat bab ini
- Saya boleh memerihalkan struktur sistem saraf manusia dan menyatakan fungsinya dalam mengesan rangsangan dan menghasilkan gerak balas (1.1.1)
- Saya boleh membezakan tindakan terkawal dan tindakan luar kawal serta membuat urutan aliran impuls dan mengukur masa tindak balas (1.1.2)
- Saya boleh mewajarkan kepentingan sistem saraf dalam kehidupan harian (1.1.3)
- Saya boleh melabel struktur mata, telinga, hidung, lidah dan kulit serta menerangkan fungsi dan kepekaannya terhadap rangsangan (1.2.1)
- Saya boleh menerangkan mekanisme pendengaran dan penglihatan dengan lakaran (1.2.2)
- Saya boleh menghubungkaitkan kepekaan kulit dan lidah dengan bilangan reseptor dan kombinasi organ deria (1.2.3)
- Saya boleh menerangkan had deria, kecacatan penglihatan (rabun jauh, rabun dekat, astigmatisme) dan pendengaran serta cara membetulkannya (1.2.4)
- Saya boleh mewajarkan bagaimana inovasi dan teknologi dan penjagaan yang baik meningkatkan dan melindungi keupayaan organ deria (1.2.5)
- Saya boleh memerihalkan bahagian tumbuhan yang peka terhadap rangsangan dan membezakan tropisme dengan gerak balas nastik (1.3.1, 1.3.2)
- Saya boleh menjalankan eksperimen untuk mengkaji gerak balas tumbuhan terhadap cahaya, graviti dan air (1.3.3)
- Saya boleh menerangkan penglihatan stereoskopik dan monokular serta pendengaran stereofonik dan julat pendengaran haiwan (1.4.1)
- Saya boleh berkomunikasi tentang bagaimana organ deria dan gerak balas menjamin kesinambungan haiwan di Bumi (1.4.2)
1.1Sistem saraf manusia
Contoh dalam permainan badminton: gerakan bulu tangkis ialah rangsangan yang dikesan oleh mata, impuls dihantar ke otak, otak menganggar kelajuan bulu tangkis dan menentukan arah serta corak gerakan badan yang diperlukan, kemudian otak menghantar impuls ke otot tangan dan kaki untuk bergerak balas (1.1.1). Sistem saraf juga mengawal dan menyelaraskan fungsi organ dalam badan untuk mengekalkan keseimbangan persekitaran dalam badan.
Struktur sistem saraf manusia (1.1.1)

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 4.
| Bahagian | Terdiri daripada | Peranan |
|---|---|---|
| Sistem saraf pusat | Otak dan saraf tunjang | Mentafsir impuls dan menentukan gerak balas |
| Sistem saraf periferi | 12 pasang saraf kranium (menghubungkan otak dengan organ deria dan organ dalaman) dan 31 pasang saraf spina (menghubungkan saraf tunjang dengan otot rangka) | Membawa impuls ke dan dari sistem saraf pusat |
Tindakan terkawal dan tindakan luar kawal (1.1.2)
| Tindakan terkawal | Tindakan luar kawal | |
|---|---|---|
| Ciri | Disedari dan dilakukan mengikut kehendak seseorang; dikawal oleh otak | Berlaku serta-merta tanpa disedari atau difikirkan terlebih dahulu |
| Contoh | Membaca, menulis, bercakap, makan, minum, berjalan, berlari dan bersenam | Melibatkan medula oblongata: denyutan jantung, pernafasan, peristalsis, rembesan air liur. Melibatkan saraf tunjang (tindakan refleks): menarik tangan apabila tersentuh benda panas, menarik kaki apabila terpijak benda tajam, bersin apabila habuk masuk ke dalam hidung |
Contoh: bunyi deringan telefon (rangsangan) → reseptor di dalam telinga → otak → otot tangan menyentuh skrin telefon (gerak balas).
Tindakan luar kawal (refleks): rangsangan → afektor (reseptor) → impuls saraf → saraf tunjang → impuls saraf → efektor → gerak balas. Impuls tidak perlu sampai ke otak dahulu, jadi gerak balasnya lebih cepat.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 6.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 8.
Masa tindak balas (Aktiviti 1.1)
Dalam aktiviti pembaris setengah meter, pasangan melepaskan pembaris secara tiba-tiba dan anda cuba menangkapnya secepat mungkin. Jarak, x, yang dilalui pembaris (bacaan skala pada pembaris semasa ditangkap) ialah ukuran masa tindak balas: jarak yang lebih kecil bermakna masa tindak balas yang lebih pantas. Aktiviti diulang empat kali dan purata jarak, xpurata, dihitung. Masa tindak balas berbeza antara murid. Dalam acara lari pecut 100 m Sukan Olimpik 2016, masa tindak balas pemenang pingat emas, Usain Bolt, ialah 0.155 s; pelari yang masa tindak balasnya kurang daripada 0.1 s dibatalkan kelayakan untuk bertanding (dianggap bertolak terlalu awal).
xpurata = (14 + 18 + 16 + 20) ÷ 4 = 68 ÷ 4 = 17 cm.
Kepentingan sistem saraf (1.1.3): mengawal dan mengkoordinasi organ dan bahagian badan supaya proses seperti pernafasan dan aktiviti harian seperti pergerakan badan dapat dijalankan. Jika sistem saraf terjejas, seseorang mungkin lumpuh sementara, lumpuh separuh atau lumpuh keseluruhan. Dalam kes yang serius, seseorang mungkin bergantung pada mesin untuk pernafasan atau denyutan jantung.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
1.2Rangsangan dan gerak balas dalam manusia
Manusia mengesan rangsangan seperti cahaya, bunyi dan bahan kimia dengan organ deria. Terdapat lima organ deria: mata (deria penglihatan), telinga (deria pendengaran), hidung (deria bau), lidah (deria rasa) dan kulit (deria sentuhan). Kulit ialah organ deria yang paling besar (1.2.1).
Mata

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 12.
| Bahagian | Fungsi |
|---|---|
| Kornea | Lapisan lut sinar yang membiaskan dan memfokuskan cahaya ke retina |
| Iris | Bahagian berwarna mata yang mengawal saiz pupil |
| Pupil | Bukaan di tengah iris yang mengawal kuantiti cahaya yang masuk ke dalam mata |
| Gelemair dan gelemaca | Gelemair: bendalir lut sinar; gelemaca: bahan jeli lut sinar. Kedua-duanya mengekalkan bentuk bola mata dan memfokuskan cahaya |
| Konjunktiva | Membran lut sinar yang melindungi bahagian hadapan sklera |
| Kanta mata | Kanta cembung yang lut sinar dan kenyal; memfokuskan cahaya ke retina |
| Otot silia dan ligamen penggantung | Otot silia mengubah ketebalan kanta mata melalui pengecutan dan pengenduran; ligamen penggantung memegang kanta mata pada kedudukannya |
| Retina | Lapisan yang mengandungi fotoreseptor yang mengesan cahaya dan menghasilkan impuls saraf |
| Bintik kuning | Bahagian retina yang paling peka terhadap cahaya kerana terdapat banyak fotoreseptor |
| Bintik buta | Bahagian retina yang tidak peka terhadap cahaya kerana tiada fotoreseptor; tempat keluar bagi semua gentian saraf optik |
| Saraf optik | Membawa impuls saraf dari retina ke otak untuk ditafsirkan |
| Sklera dan koroid | Sklera: lapisan teguh yang mengekalkan bentuk dan melindungi mata. Koroid: lapisan hitam yang mencegah pantulan cahaya dalam mata dan membekalkan oksigen dan nutrien kepada mata |
- Sel rod (fotoreseptor): peka kepada keamatan cahaya yang berbeza termasuk cahaya yang samar, tetapi tidak peka kepada warna cahaya.
- Sel kon (fotoreseptor): peka kepada warna cahaya dalam keadaan yang cerah. Ada tiga jenis, peka kepada cahaya merah, hijau dan biru.
- Pupil dan keamatan cahaya (Aktiviti 1.3): dalam cahaya terang pupil mengecil, dalam cahaya malap pupil membesar. Ini ialah tindakan luar kawal. Pupil yang mengecil menghalang keamatan cahaya yang berlebihan masuk dan merosakkan sel retina.
Telinga

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 13.
| Bahagian telinga | Struktur | Fungsi |
|---|---|---|
| Telinga luar | Cuping telinga | Mengumpul dan menghantar gelombang bunyi ke dalam salur telinga |
| Salur telinga | Menghantar gelombang bunyi ke gegendang telinga | |
| Telinga tengah | Gegendang telinga (membran yang nipis) | Bergetar mengikut frekuensi gelombang bunyi dan memindahkan getaran ke osikel |
| Osikel (tiga tulang kecil) | Menguatkan getaran bunyi lalu memindahkannya ke jendela bujur | |
| Jendela bujur | Mengumpul dan menghantar getaran bunyi dari osikel ke koklea | |
| Tiub Eustachio | Mengimbangkan tekanan udara di kedua-dua belah gegendang telinga | |
| Telinga dalam | Koklea | Mengesan dan menukar getaran bunyi kepada impuls saraf |
| Salur separuh bulat | Mengesan kedudukan kepala dan membantu mengawal keseimbangan badan | |
| Saraf auditori | Menghantar impuls saraf dari koklea ke otak untuk ditafsirkan |
Hidung, lidah dan kulit
- Hidung: lebih kurang 10 juta sel deria bau terletak di bahagian atas rongga hidung dan diselaputi lapisan mukus. Bahan kimia dalam udara melarut dalam mukus dan merangsang sel deria bau menghasilkan impuls saraf; impuls dihantar ke otak untuk ditafsirkan sebagai jenis bau.
- Lidah: permukaan lidah mempunyai bintil kecil yang dikenali sebagai papila. Papila dilapisi beratus-ratus tunas rasa dan setiap tunas rasa mengandungi 10 hingga 50 reseptor rasa. Lima rasa asas: manis, masin, masam, pahit dan umami. Bahan kimia dalam makanan melarut dalam air liur, meresap ke dalam tunas rasa melalui liang dan merangsang reseptor rasa untuk menghasilkan impuls saraf.
- Kulit: terdiri daripada lapisan nipis di luar (epidermis) dan lapisan dalam (dermis). Terdapat lima jenis reseptor yang mengesan rangsangan sakit, sejuk, haba, sentuhan dan tekanan. Apabila reseptor dirangsang, impuls saraf dihantar ke otak untuk ditafsirkan dan menghasilkan gerak balas yang sesuai.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 16.
Mekanisme pendengaran (1.2.2)

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 17.
Mekanisme penglihatan

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 18.
Imej pada retina adalah kecil dan dalam keadaan terbalik; otak mentafsirnya supaya objek kelihatan tegak.
Kepekaan kulit dan lidah (1.2.3)
- Kepekaan kulit bergantung pada bilangan reseptor dan ketebalan epidermis. Hujung jari sangat peka terhadap sentuhan kerana terdapat bilangan reseptor sentuhan yang banyak dan epidermis yang nipis. Lidah, hidung dan bibir juga sangat peka; siku, tapak kaki dan belakang badan kurang peka.
- Aktiviti 1.6: dua pencungkil gigi yang dipisahkan 0.5 cm dicucuk pada kulit pasangan yang ditutup matanya. Bahagian badan yang pasangan dapat merasai dua titik dengan betul ialah bahagian yang paling peka.
- Semua kawasan lidah peka kepada lima rasa, tetapi kawasan tertentu lebih peka: bahagian hadapan kepada rasa manis, bahagian tepi kepada rasa masam dan masin, bahagian belakang kepada rasa pahit dan bahagian tengah kepada rasa umami.

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 22.
Deria rasa dan deria bau bergabung. Dalam Aktiviti 1.8, pasangan yang hidungnya dipicit lebih sukar mengenal pasti perisa minuman kordial. Inferens: deria bau membantu deria rasa. Itulah sebabnya makanan yang panas terasa lebih enak (baunya lebih kuat) dan makanan kurang enak apabila hidung tersumbat.
Had deria penglihatan dan pendengaran (1.2.4)
| Had | Penerangan |
|---|---|
| Objek terlalu kecil atau terlalu jauh | Kita tidak dapat melihat objek yang terlalu kecil seperti mikroorganisma atau objek yang terlalu jauh seperti planet Musytari. Alat seperti mikroskop, binokular, mesin sinar-X dan mesin ultrabunyi mengatasi had ini |
| Ilusi optik | Objek yang dilihat berbeza daripada keadaan sebenar, kerana otak tidak dapat mentafsir dengan tepat objek yang dilihat oleh mata akibat gangguan di sekitar objek |
| Titik buta | Imej yang jatuh pada bintik buta tidak dapat dilihat. Kita tidak sedar kerana imej bagi objek yang sama tidak mungkin jatuh pada kedua-dua bintik buta serentak |
| Had deria pendengaran | Kita hanya dapat mendengar bunyi berfrekuensi antara julat 20 Hz hingga 20 000 Hz. Apabila usia meningkat, julat frekuensi pendengaran menjadi semakin kecil kerana gegendang telinga menjadi kurang kenyal. Stetoskop, pembesar suara dan alat bantuan pendengaran mengatasi had ini |
Kecacatan penglihatan dan cara membetulkannya

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 26.
| Kecacatan | Masalah | Punca | Pembetulan |
|---|---|---|---|
| Rabun jauh | Tidak dapat melihat objek jauh dengan jelas; imej difokuskan di hadapan retina | Kanta mata terlalu tebal atau bebola mata terlalu panjang | Kanta cekung |
| Rabun dekat | Tidak dapat melihat objek dekat dengan jelas; imej difokuskan di belakang retina | Kanta mata terlalu nipis atau bebola mata terlalu pendek | Kanta cembung |
| Astigmatisme | Melihat sebahagian objek lebih jelas daripada bahagian yang lain | Permukaan lengkung kornea atau kanta yang tidak sekata | Kanta silinder |
Kecacatan pendengaran
- Berlaku apabila deria pendengaran tidak berfungsi dengan sempurna, disebabkan oleh kerosakan telinga akibat jangkitan mikroorganisma, kecederaan, proses penuaan atau bunyi kuat yang berlarutan.
- Kerosakan telinga luar dan telinga tengah (contohnya salur telinga tersumbat, gegendang telinga pecah, osikel rosak) mudah dibetulkan dengan ubat atau pembedahan.
- Kerosakan telinga dalam lebih sukar dibetulkan. Koklea yang rosak boleh dibantu dengan implan koklea, tetapi saraf auditori yang rosak masih tidak dapat dibetulkan dengan ubat atau pembedahan.
Mensyukuri anugerah pancaindera (1.2.5)
Gaya hidup yang tidak sihat (contohnya menggunakan telefon pintar dalam gelap) dan kerjaya berisiko tinggi (contohnya bomba dan kerja di lapangan terbang) boleh menjejaskan kepekaan organ deria. Gunakan alat berjaga-jaga seperti cermin mata keselamatan dan pelindung telinga.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
1.3Rangsangan dan gerak balas dalam tumbuhan
Tumbuhan mengesan rangsangan seperti cahaya, air, graviti dan sentuhan. Gerak balas tumbuhan terdiri daripada dua jenis: tropisme dan gerak balas nastik (1.3.1, 1.3.2).
| Tropisme | Rangsangan | Gerak balas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| Fototropisme | Cahaya | Pucuk: positif (tumbuh ke arah cahaya) | Pucuk dan daun memperoleh cahaya matahari yang mencukupi untuk fotosintesis |
| Geotropisme | Graviti | Akar: positif (tumbuh ke bawah). Pucuk: negatif (tumbuh ke atas) | Akar menjalar jauh ke dalam tanah, mencengkam dan menstabilkan tumbuhan; pucuk dan daun tumbuh tegak untuk mendapat cahaya matahari |
| Hidrotropisme | Air | Akar: positif (tumbuh ke arah sumber air) | Akar mendapat air untuk fotosintesis dan garam mineral terlarut |
| Tigmotropisme | Sentuhan | Sulur paut dan batang yang melilit: positif. Akar: negatif (mengelak halangan) | Tumbuhan tumbuh menegak untuk mendapat cahaya matahari dan mencengkam objek untuk sokongan; akar mencari sumber air |

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 34.
B. Graviti (geotropisme): anak benih ditempatkan pada kedudukan yang berbeza di atas kapas lembap dalam piring Petri dan disimpan dalam almari gelap selama dua hari. Dalam gelap, cahaya tidak menjadi rangsangan kedua. Akar tumbuh ke bawah dan pucuk tumbuh ke atas.
C. Air (hidrotropisme): dua bikar, X berisi air dan Y berisi kalsium klorida kontang (menyerap lembapan, jadi tiada sumber air). Anak benih diletakkan di atas kasa dawai dan disimpan dalam almari gelap selama dua hari. Akar tumbuh ke arah air dalam bikar X.
| Tropisme | Gerak balas nastik |
|---|---|
| Arah gerak balas bergantung pada arah rangsangan | Arah gerak balas tidak bergantung pada arah rangsangan |
| Lebih perlahan | Lebih cepat |
Persamaan: kedua-duanya ialah gerak balas tumbuhan terhadap rangsangan.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
1.4Kepentingan gerak balas terhadap rangsangan dalam haiwan lain
Penglihatan stereoskopik dan monokular (1.4.1)

Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), m.s. 36.
| Penglihatan stereoskopik | Penglihatan monokular | |
|---|---|---|
| Kedudukan mata | Kedua-dua mata di hadapan kepala | Kedua-dua mata di sisi kepala |
| Keluasan medan penglihatan | Kecil | Besar |
| Pertindihan | Medan penglihatan bertindih banyak | Tidak bertindih atau bertindih sedikit sahaja |
| Imej | Tiga dimensi: jarak, saiz dan kedalaman objek dianggar dengan lebih tepat | Dua dimensi: jarak, saiz dan kedalaman objek tidak dapat dianggar dengan tepat |
| Kebaikan | Keupayaan menganggar jarak yang baik membantu haiwan memburu | Medan penglihatan yang luas membolehkan haiwan mengesan musuh dari mana-mana arah |
| Contoh | Manusia, kucing, burung hantu; kebanyakan haiwan pemangsa | Tikus, ayam, arnab; kebanyakan haiwan mangsa |
Pendengaran stereofonik
Pendengaran stereofonik ialah pendengaran dengan menggunakan kedua-dua belah telinga. Telinga yang lebih dekat dengan sumber bunyi menerima bunyi lebih awal dan lebih kuat. Otak mengesan perbezaan masa dan kekuatan bunyi itu lalu menentukan arah sumber bunyi dengan tepat. Pemangsa menggunakannya untuk menentukan lokasi mangsa; mangsa menggunakannya untuk menentukan lokasi pemburu dan melarikan diri.
Frekuensi pendengaran haiwan
Kelawar mendengar frekuensi tertinggi (sehingga 110 000 Hz). Gajah dapat mendengar bunyi berfrekuensi serendah 16 Hz, iaitu di bawah had bawah manusia (20 Hz).
Organ deria menjamin kesinambungan haiwan (1.4.2)
Gerak balas terhadap rangsangan menjamin kesinambungan haiwan di Bumi. Contoh: kumbang melepaskan feromon, ikan mempunyai garis lateral sebagai organ deria, dan belut elektrik menghasilkan medan elektrik (Gambar foto 1.23, m.s. 39).
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Rumusan
| Ingat | Fakta utama |
|---|---|
| Sistem saraf | Sistem saraf pusat (otak, saraf tunjang) dan sistem saraf periferi (saraf kranium, saraf spina) |
| Tindakan terkawal | Disedari, dikawal oleh otak |
| Tindakan luar kawal | Medula oblongata (denyutan jantung, pernafasan) atau saraf tunjang (refleks) |
| Rabun jauh / rabun dekat | Imej di hadapan / di belakang retina; kanta cekung / kanta cembung |
| Julat pendengaran manusia | 20 Hz hingga 20 000 Hz |
| Tropisme | Foto (cahaya), geo (graviti), hidro (air), tigmo (sentuhan) |
| Gerak balas nastik | Lebih cepat; tidak bergantung pada arah rangsangan |
| Penglihatan haiwan | Stereoskopik: pemangsa, 3-D. Monokular: mangsa, medan luas |