Biodiversiti
What this chapter coversMatlamat bab ini
- Saya boleh menjelaskan keperluan sistem pengelasan dan penamaan organisma, dan menyebut tiga bahagian taksonomi (8.1.1)
- Saya boleh mengelaskan organisma ke dalam enam alam dan menghuraikan ciri utama setiap alam (8.1.2, 8.1.3)
- Saya boleh menyusun hierarki taksonomi daripada domain hingga spesies (8.1.3)
- Saya boleh menamakan organisma menggunakan sistem tatanama binomial dan menulis nama saintifik dengan betul (8.1.4)
- Saya boleh menggunakan dan membina kekunci dikotomi untuk mengecam organisma (8.1.5)
- Saya boleh menerangkan diversiti genetik, diversiti spesies dan diversiti ekosistem (8.2.1)
- Saya boleh menerangkan maksud pokok filogeni dan struktur homolog (8.2.2)
- Saya boleh menjelaskan kepentingan biodiversiti kepada alam sekitar dan manusia serta langkah pemuliharaan in situ dan ex situ (8.2.3)
- Saya boleh menghuraikan ciri utama bakteria, protozoa, alga, kulat dan virus (8.3.1)
- Saya boleh menerangkan peranan mikroorganisma dalam kitar nitrogen (8.3.2)
- Saya boleh menerangkan peranan mikroorganisma sebagai pengeluar, pengurai, parasit dan simbion (8.3.3)
- Saya boleh mendefinisikan patogen dan vektor serta menghuraikan kesan patogen terhadap kesihatan manusia (8.3.4, 8.3.5)
8.1Sistem pengelasan dan penamaan organisma
| Bahagian taksonomi | Alat yang digunakan |
|---|---|
| Pengelasan | Sistem hierarki taksonomi (ciri yang boleh diperhatikan) |
| Pengecaman | Kekunci dikotomi |
| Penamaan | Sistem tatanama binomial |
Semua organisma dikelaskan secara saintifik ke dalam kumpulan berdasarkan ciri yang serupa. Dengan itu kajian dan perbincangan dapat dibuat pada peringkat antarabangsa. Carolus Linnaeus dikenali sebagai Bapa Taksonomi kerana mencipta sistem penamaan organisma yang digunakan sehingga kini (8.1.1).
Enam alam
Organisma dikelaskan ke dalam enam alam (kingdom) berdasarkan tiga ciri: jenis sel, bilangan sel dan jenis nutrisi (8.1.2).
| Alam | Jenis sel | Bilangan sel | Nutrisi | Ciri utama dan contoh |
|---|---|---|---|---|
| Archaebacteria | Prokariot | Unisel | Autotrof atau heterotrof | Bakteria primitif; dinding sel tiada peptidoglikan; habitat sangat panas, berasid, masin atau anaerob. Tiga kumpulan: metanogen, halofil, termofil. Sulfolobus sp., Halobacterium salinarum |
| Eubacteria | Prokariot | Unisel, biasanya berkoloni | Autotrof atau heterotrof | Bakteria sebenar; dinding sel peptidoglikan (murein); sitoplasma ada ribosom dan plasmid tetapi tiada organel bermembran. Streptococcus pneumoniae, Vibrio cholerae |
| Protista | Eukariot | Unisel atau multisel | Autotrof, heterotrof atau kedua-duanya | Organisasi sel ringkas, tiada tisu khusus; protozoa, alga dan kulapuk lendir. Amoeba sp., Spirogyra sp., Physarum polycephalum |
| Fungi | Eukariot | Unisel atau multisel | Heterotrof (saprofit atau parasit) | Dinding sel kitin; badan terdiri daripada jaringan hifa yang disebut miselium. Yis (Saccharomyces cerevisiae), cendawan (Agaricus sp.) |
| Plantae | Eukariot | Multisel | Autotrof (fotosintesis) | Ada klorofil; pembiakan aseks atau seks. Paku pakis, tumbuhan berbunga |
| Animalia | Eukariot | Multisel | Heterotrof | Kebanyakan boleh bergerak dan membiak secara seks. Invertebrata dan vertebrata |
Ciri utama setiap alam
- Archaebacteria terbahagi kepada tiga kumpulan mengikut habitat. Metanogen ialah bakteria anaerob obligat yang dijumpai di kawasan paya dan saluran pencernaan haiwan ruminan serta manusia; metana dihasilkan sebagai hasil sampingan metabolisme. Halofil hidup di kawasan yang sangat masin seperti Laut Mati. Termofil tahan suhu tinggi (suhu optimum 60 °C hingga 80 °C) dan dijumpai di mata air panas dan berasid.
- Eubacteria dikelaskan mengikut bentuk. Protista dibahagikan kepada protozoa, alga dan kulapuk lendir.
- Fungi (kulat) bukan tumbuhan: tiada klorofil, jadi heterotrof. Plantae pula fotoautotrof kerana mempunyai klorofil.
Whittaker (1969) memperkenalkan sistem lima alam (Monera, Protista, Fungi, Plantae dan Animalia). Carl Woese (1990) memecahkan alam Monera kepada bakteria dan archaebacteria kerana terdapat perbezaan antara RNA dalam kedua-dua kumpulan, lalu terbentuk sistem enam alam.
Hierarki taksonomi
Sistem hierarki Linnaeus mengelaskan organisma bermula daripada yang paling umum (domain) hingga yang paling khusus (spesies). Urutan: domain, alam, filum, kelas, order, famili, genus, spesies (8.1.3).
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), m.s. 149.
Sistem tatanama binomial
- Nama saintifik terdiri daripada dua perkataan: nama genus dahulu, kemudian nama spesies.
- Nama genus bermula dengan huruf besar; nama spesies bermula dengan huruf kecil.
- Dalam bentuk cetakan nama ditulis dalam huruf italik. Jika ditulis dengan tangan, kedua-dua nama digaris secara berasingan.
| Nama biasa | Tulisan | Cetakan |
|---|---|---|
| Burung pekaka cit-cit | Alcedo atthis | Alcedo atthis |
| Padi | Oryza sativa | Oryza sativa |
| Pokok bunga teratai | Nelumbo nucifera | Nelumbo nucifera |
| Pokok bunga matahari | Helianthus annuus | Helianthus annuus |
Harimau Malaya dinamakan Panthera tigris jacksoni; nama itu juga diberikan berdasarkan ciri, habitat, negara asal atau untuk mengenang orang yang mengkajinya.
Kekunci dikotomi
Kekunci dikotomi ialah alat yang digunakan oleh ahli taksonomi untuk pengecaman organisma berdasarkan persamaan dan perbezaan. Kekunci dibina daripada siri kuplet: setiap kuplet terdiri daripada dua pernyataan tentang ciri organisma. Pilih ciri yang mudah diperiksa dan dilihat dan elakkan ciri yang bertindih dalam organisma yang berlainan (8.1.5).
| Kuplet | Pernyataan | Rujuk / jawapan |
|---|---|---|
| 1a | Haiwan | Rujuk 2 |
| 1b | Tumbuhan | Rujuk 6 |
| 2a | Mempunyai kaki | Rujuk 3 |
| 2b | Tidak mempunyai kaki | Rujuk 5 |
| 3a | Tiga pasang kaki | Rujuk 4 |
| 3b | Lebih daripada tiga pasang kaki | Labah-labah |
| 4a | Bersayap | Rama-rama |
| 4b | Tidak bersayap | Semut |
| 5a | Bercangkerang | Siput |
| 5b | Tidak bercangkerang | Cacing tanah |
| 6a | Berbiji benih | Rujuk 7 |
| 6b | Tidak berbiji benih | Paku pakis |
| 7a | Tumbuhan berbunga | Bunga raya |
| 7b | Tumbuhan tidak berbunga | Pokok pinus |
Jadual berdasarkan Rajah 8.4, m.s. 151.
Kekunci yang sama boleh dilukis sebagai kekunci labah-labah (carta bercabang).
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), m.s. 152.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
8.2Biodiversiti
| Jenis | Maksud | Contoh |
|---|---|---|
| Diversiti genetik | Variasi gen individu dalam suatu populasi dan variasi gen antara populasi yang berbeza bagi sesuatu spesies yang sama. Tiada dua individu yang serupa dalam spesies yang sama. | Kombinasi gen-gen yang berlainan dalam pokok padi menghasilkan banyak variasi beras di seluruh dunia |
| Diversiti spesies | Jumlah bilangan spesies dalam komuniti (kekayaan spesies) dan taburan spesies dalam komuniti (kesamarataan spesies) | Hutan hujan tropika: 5 hingga 10 juta spesies serangga dan lebih daripada 2 juta spesies tumbuhan berbunga |
| Diversiti ekosistem | Pelbagai habitat, komuniti biosis dan proses ekologi dalam ekosistem di persekitaran daratan, lautan dan akuatik lain | Ekosistem laut, padang pasir dan paya bakau |
Pokok filogeni
Pengelasan filogeni dibuat berdasarkan struktur homolog: struktur anggota badan yang serupa dalam pelbagai organisma yang mempunyai leluhur yang sama, namun menjalankan fungsi yang berlainan. Anggota hadapan manusia, kucing, ikan paus dan kelawar mempunyai jenis tulang yang sama (humerus, radius, ulna, karpal, metakarpal, falanks) walaupun saiz dan panjang tulang berbeza (8.2.2).
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), m.s. 153.
Tumbuhan darat dikatakan berevolusi daripada alga hijau. Tumbuhan darat pertama ialah tumbuhan tanpa tisu vaskular (lumut), kemudian tumbuhan vaskular tanpa biji benih (paku pakis), dan akhir sekali tumbuhan vaskular berbiji benih: gimnosperma (biji benih tanpa bunga) dan angiosperma (biji benih dengan bunga). Angiosperma ialah yang paling berjaya kerana biji benihnya dilindungi dalam buah untuk mengekalkan kemandiriannya.
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), m.s. 154.
Kepentingan biodiversiti dan pemuliharaannya
- Biodiversiti ialah sumber makanan, ubat-ubatan dan pendidikan; memelihara keseimbangan alam; dijadikan tempat rekreasi dan digunakan dalam penyelidikan saintifik (8.2.3).
- Pemuliharaan in situ mengekalkan spesies di habitat asal, contohnya di taman negara dan hutan simpan kekal. Pusat Pemulihan Orang Utan Sepilok ialah contoh dalam buku teks.
- Pemuliharaan ex situ memelihara spesies di luar habitat asal, contohnya di zoo dan taman botani.
- Ancaman terhadap biodiversiti ialah penebangan hutan, pemburuan haram, pencemaran laut dan eksploitasi biodiversiti dalam pelancongan.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
8.3Mikroorganisma dan virus
Mikroorganisma ialah organisma seni yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar dan hanya dapat dilihat melalui mikroskop. Kebanyakannya unisel. Jenisnya ialah bakteria, protozoa, alga, kulat dan virus.
Ciri utama mikroorganisma dan virus
| Kumpulan | Ciri utama |
|---|---|
| Bakteria | Tiada membran nukleus; kromosom (DNA) dalam sitoplasma disebut nukleoid; ada plasmid (molekul DNA kecil yang membawa gen tambahan). Saiz 1 hingga 10 µm panjang. Wujud sebagai sel tunggal, berpasangan, berfilamen, berantai atau berkelompok. Bentuk: kokus (sfera), vibrio (koma), basilus (rod) dan spirilum (pilin) |
| Protozoa | Unisel dengan ciri seperti haiwan; bergerak dengan pseudopodium (Amoeba sp.), silia (Paramecium sp.) atau flagelum (Euglena sp.); habitat berair; heterotrof atau autotrof (Euglena sp. ada kloroplas); hidup bebas atau sebagai parasit |
| Alga | Unisel (Chlamydomonas sp.) atau multisel (Fucus sp.); ada kloroplas maka autotrof; ada flagelum untuk bergerak di dalam air (sesetengah alga); tiada daun, batang dan akar sebenar; habitat kolam, tasik dan laut |
| Kulat | Tiada klorofil, maka heterotrof (parasit atau saprofit); tiada akar, batang dan daun; dinding sel kitin; badan ialah miselium yang terdiri daripada hifa; dijumpai di kawasan gelap atau lembap dan di atas organisma yang reput atau mati. Unisel: yis; multisel: Mucor sp. |
| Virus | Bukan organisma bersel, maka tidak dimasukkan ke dalam mana-mana alam; terdiri daripada asid nukleik (DNA atau RNA) dan kapsid protein; saiz 20 nm hingga 400 nm, hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron; tidak menjalankan proses hidup di luar sel perumah dan hanya membiak di dalam sel hidup. Contoh: virus mozek tembakau, bakteriofaj T4, HIV |
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), m.s. 156.
1000 ÷ 400 = 2.5, jadi bakteria terkecil sekurang-kurangnya 2.5 kali lebih panjang daripada virus terbesar. Virus 200 nm = 200 ÷ 1000 = 0.2 µm.
Peranan mikroorganisma dalam kitar nitrogen
Tumbuhan memerlukan nitrogen dalam bentuk ion ammonium (NH4+) atau ion nitrat (NO3−) yang larut di dalam tanah untuk mensintesiskan protein (8.3.2).
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), m.s. 159.
| Proses | Apa yang berlaku | Mikroorganisma |
|---|---|---|
| Pengikatan nitrogen | Nitrogen atmosfera (N2) ditukarkan kepada ion ammonium (NH4+) | Rhizobium sp. (nodul akar tumbuhan legum); Azotobacter sp. (hidup bebas dalam tanah) |
| Ammonifikasi | Protein dalam tisu organisma mati dan bahan buangan diuraikan menjadi ion ammonium | Pengurai (bakteria dan kulat saprofit) |
| Nitrifikasi (1) | Ion ammonium kepada ion nitrit (NO2−) | Nitrosomonas sp. |
| Nitrifikasi (2) | Ion nitrit kepada ion nitrat (NO3−) | Nitrobacter sp. |
| Pendenitritan | Nitrat dalam tanah ditukarkan kepada gas nitrogen | Bakteria pendenitritan |
Kilat mengoksidakan nitrogen kepada nitrogen dioksida yang larut dalam air hujan lalu membentuk asid nitrus dan asid nitrik, dan seterusnya garam dalam tanah. Industri baja bernitrogen juga membekalkan ammonium dan nitrat. Akar tumbuhan menyerap nitrat untuk sintesis protein; tumbuhan dimakan haiwan, dan sebahagian nitrogen dipindahkan ke dalam tisu haiwan.
Peranan mikroorganisma yang lain
- Pengeluar: fitoplankton (alga hijau, alga biru-hijau atau sianobakteria, dinoflagelat dan diatom) terapung di permukaan air dan menjalankan fotosintesis kerana ada klorofil. Fitoplankton penting sebagai pengeluar dalam rantai makanan ekosistem akuatik (8.3.3).
- Pengurai: kulat saprofit dan bakteria saprofit merembeskan enzim pencernaan ke dalam bahan organik yang reput dan menyerap hasil pencernaan itu. Karbon, nitrogen dan sulfur dikembalikan kepada tanah dan kemudian diserap oleh tumbuhan.
- Parasit: organisma yang mendapat faedah daripada perumahnya, manakala perumah mengalami kerugian atau kadangkala mati. Parasit mendapat faedah selagi interaksi berterusan, maka kebanyakan parasit tidak membunuh perumahnya. Plasmodium sp. (protozoa) hidup dalam perut nyamuk tiruk betina Anopheles sp. dan menyebabkan malaria.
- Simbion: organisma yang mempunyai hubungan sangat rapat dengan organisma lain yang disebut perumah. Ektosimbion hidup di luar sel perumah (kulat ektomikoriza di sekeliling akar tumbuhan). Endosimbion hidup di dalam sel perumah (protozoa Trichonympha sp. dalam salur alimentari anai-anai).
Patogen dan vektor
| Vektor | Patogen | Penyakit |
|---|---|---|
| Lalat (Musca domestica) | Bakteria Vibrio cholerae | Kolera |
| Nyamuk (Aedes aegypti) | Virus denggi | Denggi |
| Lipas (Periplaneta americana) | Bakteria Salmonella typhi | Tifoid |
Patogen menjejaskan kesihatan apabila sel badan rosak. Virus memusnahkan atau mengganggu fungsi sel badan; sesetengah patogen merembeskan toksin yang menyebabkan kelumpuhan atau merosakkan aktiviti metabolisme badan (8.3.5).
| Patogen | Contoh penyakit | Simptom |
|---|---|---|
| Virus | Hepatitis B | Radang (sirosis hati), abdomen membengkak, kulit dan sklera mata menjadi kuning, boleh menyebabkan kematian |
| Bakteria | Tuberkulosis (tibi) | Hilang berat badan, batuk berdarah, sesak nafas |
| Protozoa | Disenteri | Sakit perut, cirit-birit, muntah |
| Kulat | Panau | Tompok-tompok putih atau merah jambu pada kulit |
Nyamuk Aedes aegypti yang disuntik dengan bakteria Wolbachia ialah inovasi di Malaysia untuk merencatkan pertumbuhan virus denggi di dalam nyamuk dan menghalang penyebaran denggi.