Sains notesnota, bab 3
Pengangkutan
Notes made with reference toNota dibuat dengan rujukan kepada TextbookBuku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), pageshalaman 78–120
What this chapter coversMatlamat bab ini
- Saya boleh memerihalkan fungsi sistem pengangkutan dalam organisma kompleks dan organisma ringkas (3.1.1)
- Saya boleh membanding dan membezakan sistem pengangkutan dalam organisma kompleks dengan organisma ringkas (3.1.2)
- Saya boleh mewajarkan kepentingan fungsi sistem pengangkutan dalam organisma (3.1.3)
- Saya boleh mengitlak maksud sistem peredaran darah bagi haiwan vertebrata (3.2.1)
- Saya boleh menerangkan struktur dan fungsi jantung serta salur darah (arteri, kapilari, vena) dalam sistem peredaran darah manusia, termasuk peredaran darah ganda dua (3.2.2)
- Saya boleh menerangkan denyutan jantung, tekanan darah serta menjalankan eksperimen untuk mengkaji faktor yang mempengaruhi kadar denyutan nadi (3.2.3)
- Saya boleh mewajarkan kepentingan mengekalkan jantung yang sihat (3.2.4)
- Saya boleh mencerakinkan komponen dan kandungan darah manusia (3.3.1)
- Saya boleh mengenal pasti kumpulan darah serta kesan menerima darah yang tidak sepadan (3.3.2)
- Saya boleh berkomunikasi tentang kepentingan menderma darah dalam konteks kehidupan harian (3.3.3)
- Saya boleh memerihalkan transpirasi dan pelembakan (gutasi) dalam tumbuhan (3.4.1)
- Saya boleh menjalankan eksperimen untuk mengkaji faktor yang mempengaruhi kadar transpirasi (3.4.2)
- Saya boleh membezakan struktur dan fungsi komponen dalam berkas vaskular pada tumbuhan (3.4.3)
- Saya boleh membandingkan sistem peredaran darah dalam haiwan dengan sistem pengangkutan dalam tumbuhan (3.5.1)
3.1Sistem pengangkutan dalam organisma
Sistem pengangkutan ialah sistem yang membawa bahan keperluan (oksigen, nutrien, air) ke seluruh bahagian organisma dan menyingkirkan bahan kumuh dari sel ke persekitaran luar.
Setiap sel memerlukan oksigen dan nutrien untuk respirasi sel supaya mendapat tenaga. Karbon dioksida dan bahan kumuh lain yang dihasilkan oleh sel perlu disingkirkan. Proses ini berlaku secara resapan.
| Organisma ringkas | Organisma kompleks | |
|---|---|---|
| Contoh | Amoeba sp., Euglena sp., Paramecium sp. (organisma unisel) | Manusia, haiwan vertebrata, tumbuhan multisel |
| Sistem pengangkutan | Tiada sistem pengangkutan yang khusus. Oksigen dan nutrien masuk terus ke dalam sel secara resapan melalui membran sel; karbon dioksida keluar melalui membran sel | Ada sistem pengangkutan yang khusus: sistem peredaran darah (haiwan), xilem dan floem (tumbuhan) |
| Sebab | Organisma kecil, jadi resapan sahaja sudah cukup | Isi padu organisma besar; resapan berlaku perlahan dan tidak menyeluruh |
Kepentingan fungsi sistem pengangkutan
- Mengangkut bahan keperluan sel seperti oksigen dan nutrien untuk menghasilkan tenaga melalui respirasi sel. Tenaga ini digunakan untuk semua proses hidup.
- Mengangkut bahan keperluan sel tumbuhan seperti garam mineral, air dan hasil fotosintesis untuk menjalankan proses hidup.
- Menyingkirkan bahan kumuh yang bertoksik dari sel ke persekitaran luar. Bahan kumuh yang gagal disingkirkan akan meracuni badan dan boleh membunuh organisma.
Sistem pengangkutan bukan hanya membawa bahan berguna masuk. Ia berfungsi dua hala: ia juga membawa bahan kumuh keluar.
Mengapakah Amoeba sp. tidak memerlukan sistem peredaran darah tetapi manusia memerlukannya?
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Amoeba sp. ialah organisma unisel yang kecil, maka oksigen dan karbon dioksida meresap dengan cepat melalui membran sel. Manusia ialah organisma kompleks yang besar; resapan sahaja terlalu perlahan untuk sampai ke semua sel, maka sistem pengangkutan yang khusus diperlukan.
3.2Sistem peredaran darah
Haiwan vertebrata
Dalam sistem peredaran darah bagi haiwan vertebrata, darah sentiasa mengalir di dalam salur darah yang berterusan ke seluruh badan dalam satu kitaran lengkap melalui jantung. Perbezaannya ialah bilangan kali darah mengalir melalui jantung dalam satu kitaran lengkap serta bilangan atrium dan ventrikel (Rajah 3.3 dan 3.4, m.s. 83–84).
| Haiwan | Ruang jantung | Darah melalui jantung dalam satu kitaran |
|---|---|---|
| Ikan | 1 atrium, 1 ventrikel | Sekali: jantung, kapilari insang, kapilari badan, jantung |
| Amfibia | 2 atrium, 1 ventrikel | Dua kali: ke kapilari peparu dan kulit, kembali ke jantung, kemudian ke kapilari badan |
| Reptilia | 2 atrium, 1 ventrikel | Dua kali |
| Mamalia dan burung | 2 atrium, 2 ventrikel | Dua kali; darah beroksigen dan darah terdeoksigen tidak bercampur |
Persamaannya: semua mempunyai satu sistem yang membolehkan darah sentiasa mengalir dalam salur darah secara berterusan melalui jantung yang mengepam darah ke seluruh badan dan kembali ke jantung.
Sistem peredaran darah manusia
Sistem peredaran darah manusia melibatkan peredaran darah yang dipam oleh jantung ke seluruh badan melalui salur darah yang khusus, iaitu arteri, kapilari dan vena.
Struktur dan fungsi jantung manusia
Jantung mempunyai empat ruang: dua atrium (dinding berotot nipis) dan dua ventrikel (dinding berotot tebal). Septum ialah dinding otot yang memisahkan jantung sebelah kiri dengan jantung sebelah kanan.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), Rajah 3.6, m.s. 86.
| Bahagian | Fungsi |
|---|---|
| Atrium kanan | Menerima darah terdeoksigen dari seluruh badan kecuali peparu melalui vena kava superior dan vena kava inferior; apabila mengecut, darah dipaksa masuk ke ventrikel kanan |
| Injap trikuspid | Hanya membenarkan darah mengalir satu hala dari atrium kanan ke ventrikel kanan |
| Ventrikel kanan | Dinding berotot tebal; apabila mengecut, darah terdeoksigen dipaksa keluar ke arteri pulmonari untuk dibawa ke peparu |
| Atrium kiri | Menerima darah beroksigen dari peparu melalui vena pulmonari; apabila mengecut, darah dipaksa masuk ke ventrikel kiri |
| Injap bikuspid | Hanya membenarkan darah mengalir satu hala dari atrium kiri ke ventrikel kiri |
| Ventrikel kiri | Dinding berotot paling tebal; apabila mengecut, darah beroksigen dipaksa keluar ke aorta untuk dibawa ke seluruh badan kecuali peparu |
| Injap sabit | Pada arteri pulmonari dan aorta; memastikan darah mengalir satu hala dan tidak berpatah balik ke ventrikel |
| Septum | Menghalang darah beroksigen bercampur dengan darah terdeoksigen |
Jejaki satu titik darah: badan, vena kava, atrium kanan, ventrikel kanan, arteri pulmonari, peparu, vena pulmonari, atrium kiri, ventrikel kiri, aorta, badan. Satu peredaran lengkap mengambil masa kira-kira 1 minit.
Arteri pulmonari membawa darah terdeoksigen dan vena pulmonari membawa darah beroksigen. Ini ialah dua pengecualian kepada "arteri membawa darah beroksigen".
Mengapakah dinding ventrikel kiri paling tebal?
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Ventrikel kiri perlu mengepam darah pada tekanan tinggi ke seluruh badan kecuali peparu, sedangkan ventrikel kanan hanya mengepam darah ke peparu yang dekat.
Struktur dan fungsi salur darah
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), Rajah 3.8, m.s. 88.
| Arteri | Kapilari | Vena | |
|---|---|---|---|
| Dinding | Tebal, berotot dan banyak tisu elastik untuk menahan tekanan darah yang tinggi | Paling nipis, setebal satu lapisan sel tanpa otot atau tisu elastik | Nipis, sedikit berotot dan elastik untuk memudahkan pengaliran darah pada tekanan rendah |
| Lumen | Kecil | Paling kecil | Besar |
| Injap | Tiada | Tiada | Ada |
| Fungsi | Mengangkut darah beroksigen keluar dari jantung ke seluruh badan kecuali peparu (arteri pulmonari mengangkut darah terdeoksigen ke peparu) | Membenarkan pertukaran gas, makanan dan bahan kumuh antara darah dengan sel badan secara resapan melalui dinding yang nipis | Mengangkut darah terdeoksigen balik ke jantung dari seluruh badan kecuali peparu (vena pulmonari mengangkut darah beroksigen dari peparu ke jantung) |
| Peredaran darah | Cepat, tekanan tinggi; denyutan nadi dikesan | Perlahan, tekanan menurun; tiada denyutan nadi | Perlahan, tekanan rendah; tiada denyutan nadi |
Peredaran darah ‘ganda dua’
Manusia dan mamalia lain mempunyai sistem peredaran darah ganda dua, iaitu dua litar yang kedua-duanya melalui jantung.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), Rajah 3.9, m.s. 89.
| Litar | Laluan | Tujuan |
|---|---|---|
| Peredaran pulmonari | Jantung, arteri pulmonari, peparu, vena pulmonari, jantung | Darah mengambil oksigen dan melepaskan karbon dioksida di peparu |
| Peredaran sistemik | Jantung, arteri, seluruh badan kecuali peparu, vena, jantung | Menghantar oksigen dan nutrien ke sel serta mengumpul bahan kumuh |
Denyutan jantung dan tekanan darah
Bunyi ‘lub dub’ dihasilkan oleh penutupan injap-injap semasa jantung berdenyut.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), Rajah 3.10, m.s. 90.
| Sistol | Diastol | |
|---|---|---|
| Ventrikel | Mengecut | Mengendur |
| Injap | Injap trikuspid dan bikuspid tertutup; injap sabit terbuka | Injap sabit tertutup; injap trikuspid dan bikuspid terbuka |
| Bunyi | ‘lub’ (penutupan injap trikuspid dan bikuspid) | ‘dub’ (penutupan injap sabit pada aorta dan arteri pulmonari) |
| Bacaan tekanan | Sistolik: tekanan darah yang mengalir keluar dari jantung (lebih tinggi) | Diastolik: tekanan darah yang mengalir dan mengisi jantung (lebih rendah) |
Tekanan darah diukur dengan sfigmomanometer. Bacaan bagi seorang pemuda lazimnya 120/75 mm Hg (sistolik/diastolik). Denyutan nadi dihasilkan oleh pengecutan dan pengenduran dinding arteri yang berotot.
Faktor yang mempengaruhi kadar denyutan nadi (Eksperimen 3.1)
- Aktiviti fizikal: semakin aktif aktiviti, semakin tinggi kadar denyutan nadi. Otot memerlukan lebih oksigen dan membebaskan lebih karbon dioksida, maka jantung berdenyut lebih laju.
- Jantina: purata kadar denyutan nadi lelaki dewasa 70 hingga 72 denyutan per minit, perempuan dewasa 78 hingga 82. Jantung perempuan lazimnya lebih kecil, mengepam kurang darah setiap denyutan dan berdenyut pada kadar yang lebih tinggi.
- Umur: semakin meningkat umur, semakin rendah kadar denyutan nadi maksimum (200 denyutan per minit pada umur 20 tahun, 150 pada umur 70 tahun).
- Kesihatan badan: kadar denyutan nadi yang terlalu tinggi atau rendah adalah berbahaya dan boleh membawa maut.
Contoh: mengira kadar denyutan nadi
Seorang murid mengira 12 denyutan nadi dalam 10 saat.Kadar denyutan nadi = 12 × 6 = 72 denyutan per minit (satu minit mengandungi enam tempoh 10 saat).
Eksperimen 3.1: pemboleh ubah dimanipulasikan = jenis aktiviti; bergerak balas = kadar denyutan nadi; dimalarkan = tempoh masa aktiviti. Radas: jam.
Kepentingan menjaga kesihatan jantung
Penyakit jantung kekal menjadi penyebab utama kematian dalam kalangan rakyat Malaysia sejak tahun 2005 dan berkait rapat dengan cara pemakanan dan gaya hidup. Jantung yang sihat memastikan oksigen dan nutrien sampai ke semua sel. Amalkan pemakanan seimbang, bersenam dan elakkan merokok (Aktiviti 3.4).
Selepas berlari, kadar denyutan nadi seorang murid ialah 140 per minit. Kadar ketika berehat ialah 70 per minit. Terangkan peningkatan itu.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Otot berespirasi lebih laju semasa berlari, memerlukan lebih oksigen dan nutrien serta perlu menyingkirkan lebih karbon dioksida. Jantung berdenyut lebih laju supaya darah sampai ke otot dengan lebih cepat.
3.3Darah manusia
Komponen dan kandungan darah
Darah ialah sejenis campuran kerana boleh diasingkan kepada dua komponen melalui kaedah emparan: cecair kuning (terapung) di atas cecair merah.
| Komponen | Peratus | Keterangan |
|---|---|---|
| Plasma darah | 55% | Kira-kira 90% air dan 10% bahan terlarut: nutrien, gas, karbon dioksida, enzim, hormon dan bahan kumuh. Komponen paling besar |
| Sel darah merah | 45% | Mengangkut oksigen |
| Sel darah putih dan platlet | kurang daripada 1% |
Rajah 3.12, m.s. 97.
Kumpulan darah
Terdapat empat kumpulan darah: A, B, AB dan O, berdasarkan antigen pada sel darah merah. Plasma mengandungi antibodi Anti-A dan Anti-B. Antibodi menyerang antigen yang sepadan dan menyebabkan penggumpalan darah, yang boleh membawa maut.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), Rajah 3.13, m.s. 98.
| Jenis darah | Antigen pada sel darah merah | Antibodi dalam plasma |
|---|---|---|
| A | A | Anti-B |
| B | B | Anti-A |
| AB | A dan B | Tiada |
| O | Tiada | Anti-A dan Anti-B |
Jadual 3.3, m.s. 98.
Padanan kumpulan darah penderma dan penerima
| Penderma | Penerima A | Penerima B | Penerima AB | Penerima O |
|---|---|---|---|---|
| A | Serasi | Tidak | Serasi | Tidak |
| B | Tidak | Serasi | Serasi | Tidak |
| AB | Tidak | Tidak | Serasi | Tidak |
| O | Serasi | Serasi | Serasi | Serasi |
Jadual 3.4, m.s. 99.
Penderma universal ialah kumpulan O (tiada antigen, maka tiada antibodi penerima boleh menyerang sel darahnya). Penerima universal ialah kumpulan AB (tiada antibodi dalam plasma, maka bebas menerima semua jenis darah).
Yang menentukan ialah antibodi penerima terhadap antigen penderma. Penerima kumpulan B mempunyai Anti-A, maka tidak boleh menerima darah A atau AB.
Kepentingan menderma darah
- Darah diperlukan untuk menyelamatkan nyawa, pembedahan, mangsa kemalangan dan merawat pesakit leukemia, hemofilia dan lain-lain. Darah disimpan di bank darah.
- Penderma yang sihat berumur 18 hingga 60 tahun dan berjisim melebihi 45 kg. Seorang penderma boleh menderma sehingga 0.5 liter darah pada satu-satu masa.
- Selepas menderma, sumsum tulang menghasilkan sel darah merah baharu.
Seorang pesakit berkumpulan darah B. Kumpulan darah manakah yang boleh didermakan kepadanya?
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Kumpulan B dan O. Pesakit mempunyai antibodi Anti-A, maka tidak boleh menerima A atau AB (kedua-duanya mempunyai antigen A).
3.4Pengangkutan dalam tumbuhan
Transpirasi
Transpirasi ialah proses kehilangan air dalam bentuk wap air dari permukaan daun ke udara secara penyejatan. Daun ialah tempat berlakunya kehilangan air yang banyak.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), Rajah 3.17, m.s. 103.
- Akar menyerap air secara osmosis; air naik ke atas tumbuhan ke daun dan hilang melalui transpirasi.
- Kutikel berlilin menyaluti epidermis dan mengurangkan kehilangan air.
- Kebanyakan air hilang melalui liang stoma pada epidermis daun. Sel pengawal mengawal bukaan liang stoma. Stoma lazimnya terbuka pada waktu siang untuk fotosintesis dan tertutup untuk mengurangkan kehilangan air.
- Pelembakan (gutasi) ialah kehilangan air dalam bentuk cecair melalui hidatod pada pinggir daun, lazimnya pada waktu malam atau ketika kelembapan udara tinggi. Gutasi tidak sama dengan titisan embun, iaitu kondensasi wap air di atmosfera.
| Transpirasi | Pelembakan (gutasi) | |
|---|---|---|
| Bentuk air hilang | Wap air | Cecair |
| Tempat | Kebanyakan melalui liang stoma | Hidatod pada pinggir daun |
| Masa | Terutamanya waktu siang | Waktu malam atau kelembapan udara tinggi |
Faktor yang mempengaruhi kadar transpirasi (Eksperimen 3.2 hingga 3.5)
Bilangan stoma juga mempengaruhi kadar: semakin banyak stoma, semakin cepat transpirasi.
| Faktor | Kesan | Sebab |
|---|---|---|
| Keamatan cahaya | Cahaya lebih terang, kadar meningkat | Stoma terbuka lebih luas untuk fotosintesis |
| Suhu | Suhu lebih tinggi, kadar meningkat | Air menyejat lebih cepat |
| Pergerakan udara | Udara lebih bergerak, kadar meningkat | Wap air di sekitar stoma disingkirkan |
| Kelembapan udara | Kelembapan lebih tinggi, kadar menurun | Udara sudah lembap, maka penyejatan perlahan |
Contoh: kadar transpirasi (Fokus KBAT, m.s. 119)
Dua anak pokok ditimbang selama 3 jam. Set A: jisim 300 g menjadi 246 g.Kadar transpirasi = perubahan jisim ÷ masa = (300 − 246) g ÷ (3 × 60) min = 54 ÷ 180 = 0.3 g per minit.
Set B (dalam almari gelap): (300 − 264) ÷ 180 = 36 ÷ 180 = 0.2 g per minit. Set A lebih tinggi kerana ada cahaya.
Dalam setiap eksperimen transpirasi, hanya satu faktor diubah. Faktor lain, saiz dan jenis tumbuhan serta masa dimalarkan. Potometer jisim mengukur kadar jisim air yang diserap; potometer gelembung mengukur isi padu air yang diserap.
Xilem dan floem dalam berkas vaskular
Sistem pengangkutan tumbuhan berbunga terdiri daripada dua tisu pengangkutan, xilem dan floem, yang lazimnya dalam satu kumpulan salur dipanggil berkas vaskular.
Rajah daripada buku teks Sains Tingkatan 3 (KSSM), Rajah 3.27, m.s. 109.
| Xilem | Floem | |
|---|---|---|
| Mengangkut | Air dan garam mineral terlarut | Sukrosa yang dihasilkan dalam daun semasa fotosintesis |
| Arah | Dari akar ke batang ke daun | Dari daun ke bahagian lain tumbuhan |
| Tujuan | Menjalankan fotosintesis dan menggantikan air yang hilang semasa transpirasi | Membekalkan makanan ke seluruh tumbuhan |
Aktiviti 3.8 dan 3.9 (m.s. 110–111)
Air: akar pokok keembung direndam dalam larutan eosin (pewarna merah). Selepas 30 minit, keratan rentas menunjukkan hanya xilem berwarna merah, maka xilem mengangkut air.Makanan: satu gegelang kulit kayu termasuk floem dibuang daripada ranting pokok berkayu. Sukrosa tidak dapat melepasi bahagian yang dibuang, maka ranting membengkak di atas gegelang selepas dua hingga tiga bulan kerana sukrosa terkumpul di situ.
Apabila gegelang kulit kayu dibuang, hanya floem yang terputus. Xilem terletak lebih dalam, maka daun masih mendapat air untuk beberapa waktu.
Nyatakan satu fungsi xilem dan satu fungsi floem.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Xilem mengangkut air dan garam mineral terlarut dari akar ke daun. Floem mengangkut sukrosa dari daun ke bahagian lain tumbuhan.
3.5Sistem peredaran darah haiwan dan sistem pengangkutan tumbuhan
| Sistem peredaran darah dalam haiwan | Sistem pengangkutan dalam tumbuhan | |
|---|---|---|
| Persamaan | Kedua-duanya sistem pengangkutan; mengangkut air, nutrien dan bahan terlarut; wujud dalam organisma kompleks | |
| Struktur | Sistem bertiub dengan jantung dan injap | Sistem bersalur tanpa pam atau injap |
| Jenis salur | Tiga: arteri, kapilari dan vena | Dua: xilem dan floem |
| Sambungan | Arteri, kapilari dan vena bersambung menjadi satu salur yang berterusan | Xilem dan floem tidak bersambung; dua salur yang berasingan |
Rajah 3.31, m.s. 113.
Rumusan
| Ingat | Fakta penting |
|---|---|
| Organisma ringkas dan kompleks | Ringkas: resapan melalui membran sel. Kompleks: sistem pengangkutan yang khusus |
| Jantung | 2 atrium + 2 ventrikel; ventrikel kiri paling tebal; injap memastikan aliran satu hala |
| Salur darah | Arteri: dinding tebal, denyutan nadi. Kapilari: satu lapisan sel, pertukaran bahan. Vena: injap, lumen besar |
| Peredaran ganda dua | Pulmonari (jantung, peparu, jantung) dan sistemik (jantung, badan, jantung) |
| Sistol / diastol | Ventrikel mengecut: ‘lub’, tekanan tinggi. Ventrikel mengendur: ‘dub’, tekanan rendah |
| Darah | Plasma 55%, sel darah merah 45%, sel darah putih dan platlet kurang daripada 1% |
| Kumpulan darah | O = penderma universal; AB = penerima universal |
| Transpirasi | Wap air hilang terutamanya melalui stoma. Lebih cepat dengan cahaya, haba dan angin; lebih perlahan apabila kelembapan tinggi |
| Xilem dan floem | Xilem: air dan garam mineral ke atas. Floem: sukrosa dari daun |