Biologi notesnota, bab 5
Gerak Balas dalam Tumbuhan
Notes made with reference toNota dibuat dengan rujukan kepada TextbookBuku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), pageshalaman 96-111
What this chapter coversMatlamat bab ini
- Saya boleh menyatakan jenis gerak balas tumbuhan, iaitu gerak balas tropisme dan gerak balas nasti, serta memberikan contohnya (5.1.1)
- Saya boleh membandingkan ciri-ciri gerak balas tropisme dengan gerak balas nasti (5.1.1)
- Saya boleh menyatakan maksud fitohormon serta jenis fitohormon dan fungsinya (5.2.2)
- Saya boleh menerangkan kesan auksin terhadap gerak balas pertumbuhan berdasarkan eksperimen koleoptil (5.2.3)
- Saya boleh menerangkan peranan auksin dalam gerak balas fototropisme dan geotropisme pucuk dan akar (5.2.4)
- Saya boleh menghuraikan aplikasi fitohormon dalam bidang pertanian (5.3.1)
- Saya boleh menjalankan eksperimen untuk mengkaji kesan pemasakan buah dengan kehadiran etilena (5.3.2)
5.1Jenis gerak balas
Gerak balas terhadap rangsangan ialah sifat organisma untuk memastikan kemandirian spesiesnya. Gerak balas tumbuhan terhadap pelbagai rangsangan biasanya merupakan gerak balas pertumbuhan. Terdapat dua jenis: tropisme dan nasti.
Gerak balas tropisme
Tropisme ialah gerak balas bahagian tertentu tumbuhan, seperti akar dan pucuk, sama ada menghampiri atau menjauhi rangsangan. Perkataan tropisme berasal daripada perkataan Yunani tropos yang bermaksud berputar.
- Gerak balas adalah kekal dan dipengaruhi oleh hormon tumbuhan.
- Gerak balas yang ditunjukkan adalah perlahan dan tidak jelas.
- Arah gerak balas pertumbuhan bergantung kepada arah rangsangan.
- Tropisme positif: pertumbuhan ke arah rangsangan. Tropisme negatif: pertumbuhan menjauhi rangsangan.
| Jenis | Rangsangan | Contoh |
|---|---|---|
| Tigmotropisme | Sentuhan | Sulur paut berpaut pada objek seperti kayu untuk mendapat sokongan (positif) |
| Geotropisme | Tarikan graviti | Akar tumbuh ke bawah (positif); pucuk tumbuh ke atas (negatif) |
| Hidrotropisme | Air | Akar tumbuh ke arah air (positif) |
| Fototropisme | Cahaya | Pucuk tumbuh ke arah cahaya (positif) |
| Kemotropisme | Bahan kimia | Akar tumbuh ke arah garam mineral (positif) dan menjauhi bahan kimia tertentu seperti racun (negatif) |
Gerak balas nasti
Gerak balas nasti ialah gerak balas terhadap rangsangan yang arahnya tidak bergantung kepada arah rangsangan. Jenisnya: fotonasti, seismonasti, niktinasti, termonasti dan tigmonasti.
- Tidak semua gerakan nasti merupakan gerak balas pertumbuhan.
- Gerak balas yang ditunjukkan adalah lebih cepat dan jelas daripada gerak balas tropisme.
- Ada gerak balas nasti yang bertujuan untuk menyelamatkan diri.
| Jenis | Rangsangan | Contoh |
|---|---|---|
| Fotonasti | Cahaya | Bunga ros Jepun berkembang apabila menerima cahaya matahari yang maksimum dan mengatup pada waktu malam |
| Seismonasti | Rangsangan mekanikal seperti kejutan, sentuhan, tiupan angin dan titisan air hujan | Daun pokok semalu menguncup apabila disentuh (juga pada stigma dan stamen) |
| Niktinasti | Keadaan gelap (ritma sirkadian) | Daun pokok petai belalang menguncup pada waktu malam dan kembali terbuka pada waktu siang |
| Termonasti | Perubahan suhu persekitaran | Bunga tulip kembang mekar apabila suhu naik dan menguncup apabila suhu menurun |
| Tigmonasti | Getaran | Perangkap lalat Venus: daun tertutup dan memerangkap serangga yang menyentuhnya |
Mengelirukan tigmotropisme dengan tigmonasti. Dalam tropisme, pertumbuhan menghala ke arah atau menjauhi sentuhan, jadi arah gerak balas bergantung kepada rangsangan (sulur paut membelit ke arah kayu). Dalam nasti, arahnya tidak bergantung kepada rangsangan (perangkap lalat Venus tertutup walau di sebelah mana serangga menyentuhnya).
| Ciri | Tropisme | Nasti |
|---|---|---|
| Kelajuan | Perlahan dan tidak jelas | Lebih cepat dan jelas |
| Arah gerak balas | Bergantung kepada arah rangsangan | Tidak bergantung kepada arah rangsangan |
| Gerak balas pertumbuhan? | Ya, kekal dan dipengaruhi hormon tumbuhan | Tidak semua |
Tanya satu soalan: "Adakah arah gerak balas bergantung kepada arah rangsangan?" Ya = tropisme. Tidak = nasti.
Daun pokok semalu menguncup apabila titisan air hujan jatuh ke atasnya. Namakan gerak balas ini dan nyatakan jenisnya.
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Seismonasti, iaitu gerak balas nasti terhadap rangsangan mekanikal. Arah gerak balas tidak bergantung kepada arah titisan hujan.
5.2Fitohormon
Tumbuhan tidak mempunyai sistem saraf seperti manusia dan haiwan. Gerak balas tumbuhan hanya dapat diperhatikan dengan jelas selepas suatu tempoh masa tertentu.
Fitohormon atau hormon tumbuhan ialah bahan kimia yang merangsang dan menyelaras gerak balas dalam tumbuhan terhadap rangsangan pada kepekatan yang sangat rendah. Fitohormon disintesis di dalam organ tumbuhan tertentu dan diangkut ke bahagian atau organ sasaran melalui floem.
Jenis fitohormon dan fungsinya
| Fitohormon | Fungsi |
|---|---|
| Auksin | Berfungsi dalam fototropisme dan geotropisme; menggalakkan kedominan apeks pucuk dan akar; merangsang pertumbuhan dan pemanjangan sel akar dan sel pucuk; merangsang percambahan akar adventitius pada keratan batang; merangsang pembahagian sel di kambium semasa pertumbuhan sekunder; merencatkan keguguran buah dan daun yang masih muda; merencatkan pengeluaran tunas sisi |
| Giberelin | Menggalakkan pembahagian dan pemanjangan sel batang; merangsang perkembangan daun, bunga dan buah; merangsang perkembangan dan percambahan biji benih; menyebabkan pertumbuhan batang berbunga pada tumbuhan kerdil; merencat perkembangan akar |
| Sitokinin | Merangsang pembahagian dan pemanjangan sel akar dan sel batang dengan kehadiran auksin; merangsang percambahan biji benih; merencatkan perkembangan kedominan apeks; melambatkan proses penuaan daun; merangsang pertumbuhan tunas sisi |
| Asid absisik | Merencatkan pertumbuhan tumbuhan; merangsang pengguguran buah, daun dan bunga yang matang; menggalakkan kedormanan biji benih; menggalakkan penutupan liang stoma pada musim kemarau; merencat pertumbuhan tunas dan percambahan biji benih |
| Etilena | Merangsang pemasakan buah; merangsang penuaan tumbuhan; merangsang keguguran daun dan buah |
Ingat pasangan yang berlawanan: auksin merencatkan keguguran buah dan daun muda, tetapi asid absisik dan etilena merangsang keguguran. Sitokinin merangsang tunas sisi, tetapi auksin merencatkannya.
Kesan auksin terhadap gerak balas pertumbuhan
Gerak balas pertumbuhan dikawal oleh auksin. Eksperimen terhadap koleoptil (sarung pelindung yang menyelubungi daun muda dan pucuk anak benih rumput) menunjukkan tempat auksin dihasilkan dan cara ia bertindak.
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), Rajah 5.4, m.s. 104.
- Auksin disintesis pada hujung koleoptil dan merangsang pemanjangan sel di zon pemanjangan. Apabila hujung dipotong, tiada pertumbuhan (Eksperimen I).
- Auksin meresap ke dalam blok agar, maka blok agar yang pernah menyentuh hujung boleh menggantikan hujung (Eksperimen II).
- Taburan auksin yang sekata menyebabkan koleoptil tumbuh tegak ke atas.
- Bahagian yang menerima lebih banyak auksin memanjang dengan lebih cepat, maka koleoptil membengkok ke arah sisi yang kurang atau tidak menerima auksin (Eksperimen III).
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), Rajah 5.5, m.s. 104.
Auksin memberi kesan yang berbeza kepada sel pucuk dan sel akar: kepekatan auksin yang tinggi merangsang pemanjangan sel pucuk tetapi merencatkan pemanjangan sel akar. Akar hanya dirangsang oleh kepekatan yang sangat rendah. Pada paksi mendatar (skala 10-6 hingga 1000 mg dm-3), lengkung akar jatuh di bawah garis 0 (perencatan) pada kepekatan kira-kira 10-3 mg dm-3 ke atas, manakala lengkung pucuk masih berada di atas garis 0 sehingga kira-kira 10 hingga 100 mg dm-3.
Peranan auksin dalam fototropisme
- Jika hujung pucuk didedahkan kepada cahaya dari semua arah, taburan auksin sekata, maka pucuk tumbuh tegak ke atas.
- Jika cahaya datang dari satu arah sahaja, auksin bergerak menjauhi cahaya. Kepekatan auksin lebih tinggi di bahagian teduh.
- Sel di bahagian teduh memanjang dengan lebih berbanding sel di bahagian yang terkena cahaya, maka pucuk membengkok ke arah cahaya (fototropisme positif).
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), Rajah 5.6, m.s. 105.
| Rawatan | Hasil | Sebab |
|---|---|---|
| Kawalan | Membengkok ke arah cahaya | Auksin berkumpul di bahagian teduh |
| Hujung dipotong | Tiada pertumbuhan | Tiada sumber auksin |
| Hujung ditutupi penutup legap | Tumbuh tegak ke atas | Hujung tidak dapat mengesan cahaya, maka auksin kekal sekata |
| Hujung ditutupi penutup lut sinar | Membengkok ke arah cahaya | Hujung masih dapat mengesan cahaya |
| Tapak (bawah hujung) ditutupi objek legap | Membengkok ke arah cahaya | Hujung yang mengesan cahaya, bukan bahagian tapak |
| Hujung diasingkan oleh blok agar-agar | Membengkok ke arah cahaya | Auksin meresap melalui agar-agar |
| Hujung diasingkan oleh mika | Tiada pertumbuhan | Mika menghalang auksin daripada hujung sampai ke zon pemanjangan |
Peranan auksin dalam geotropisme
Biji benih bercambah secara mendatar. Auksin berkumpul di bahagian bawah hujung pucuk dan akar disebabkan oleh tarikan graviti.
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), Rajah 5.7, m.s. 106.
- Pucuk: kepekatan auksin yang tinggi di bahagian bawah merangsang pemanjangan sel di situ, maka pucuk membengkok ke atas (geotropisme negatif, melawan arah graviti).
- Akar: kepekatan auksin yang lebih tinggi di bahagian bawah merencatkan pemanjangan sel akar di situ, maka akar membengkok ke bawah (geotropisme positif, mengikut arah graviti).
Menulis bahawa auksin "membuat akar tumbuh ke bawah". Akar membengkok ke bawah kerana kepekatan auksin yang tinggi merencatkan pemanjangan sel di bahagian bawah, manakala sel di bahagian atas memanjang lebih cepat.
Sulur paut menunjukkan tigmotropisme: auksin yang tidak sekata dalam sulur paut membolehkan sulur paut melilit mengelilingi objek.
Sebiji benih bercambah secara mendatar. Terangkan mengapa pucuknya membengkok ke atas.
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Tarikan graviti menyebabkan auksin berkumpul di bahagian bawah pucuk. Kepekatan auksin yang tinggi merangsang sel di bahagian bawah memanjang dengan lebih cepat, maka pucuk membengkok ke atas (geotropisme negatif).
5.3Aplikasi fitohormon dalam pertanian
Fitohormon bukan sahaja dihasilkan secara semula jadi, malah dapat dihasilkan secara sintetik di dalam makmal. Ada juga fitohormon yang diekstrak untuk kegunaan dalam pertanian.
| Fitohormon | Aplikasi dalam pertanian |
|---|---|
| Auksin | Menggalakkan pertumbuhan tanaman; merangsang pengembangan akar (pembiakan aseks) pada keratan batang tumbuhan berkayu bagi tanaman hortikultur; menghasilkan buah tanpa biji melalui kaedah partenokarpi; digunakan sebagai racun rumpai; melambatkan percambahan (pertunasan) ubi kentang semasa penyimpanan atau pemasaran; pembentukan tumbuhan yang rendah dan rimbun |
| Giberelin | Merawat tumbuhan kerdil akibat mutasi supaya tumbuh ke ketinggian normal; merangsang pemanjangan tangkai bunga dengan cepat; menghasilkan buah anggur yang lebih besar; menggalakkan percambahan biji benih tanaman seperti salad, oat dan tembakau pada keadaan suhu rendah atau kekurangan cahaya |
| Sitokinin | Teknik kultur tisu: merangsang pembahagian dan pembezaan sel; bersama auksin merangsang pembentukan organ tumbuhan seperti akar dan batang; melambatkan penuaan daun bagi pokok bunga yang baru dipotong |
| Asid absisik | Memberi kesan perencatan ke atas proses percambahan dan pertumbuhan |
| Etilena | Digunakan secara komersil untuk merangsang pemasakan buah dengan cepat dan secara sekata; merangsang pembungaan serentak pada tumbuhan dalam ladang |
Partenokarpi ialah kaedah menghasilkan buah tanpa biji tanpa melibatkan proses pendebungaan. Fitohormon (auksin) disembur pada bunga yang belum disenyawakan.
Kesan pemasakan buah dengan kehadiran etilena (Eksperimen 5.2)
Pernyataan masalah: apakah kesan hormon etilena terhadap buah tomato? Hipotesis: buah tomato lebih cepat masak dengan kehadiran etilena.
- Pemboleh ubah dimanipulasikan: kehadiran etilena. Pemboleh ubah bergerak balas: kesan pemasakan buah tomato. Pemboleh ubah dimalarkan: jenis buah, suhu.
- Prosedur: beg kertas A mengandungi sebiji tomato muda; beg kertas B mengandungi sebiji tomato muda dan sebiji pisang masak. Kedua-dua beg ditutup dengan kemas. Selepas 12 jam, bandingkan warna dan keadaan (keras atau lembut) buah tomato.
- Pisang masak membebaskan etilena, jadi tomato dalam beg B masak lebih cepat daripada tomato dalam beg A.
- Gunakan beg kertas, bukan beg plastik, kerana beg plastik boleh memerangkap kelembapan dan menyebabkan buah cepat rosak.
- Kesimpulan: hipotesis diterima. Buah tomato lebih cepat masak dengan kehadiran etilena.
Buah pisang pada pokok dibalut dengan guni kalis air untuk memerangkap etilena yang dibebaskan, supaya pemasakan dipercepat.
Namakan fitohormon yang digunakan untuk (a) menghasilkan buah tanpa biji, (b) merawat tumbuhan kerdil, (c) merangsang pemasakan buah dengan sekata.
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
(a) Auksin (partenokarpi). (b) Giberelin. (c) Etilena.