PERGERAKAN BAHAN MERENTAS MEMBRAN PLASMAObjektif:2.1 Menganalisis pergerakan bahan-bahan merentas membran plasmaMurid boleh:Hasil pembelajaran-menyatakan bahan yang diperlukan oleh sel-sel hidup.-menyatakan bahan yang perlu disingkirkan dari sel.-menerangkan keperluan pergerakan bahan merentas membran plasma.

1. Sel hidup memerlukan bahan dari persekitaran luar untuk menjalankan pelbagai tindak balas biokimia di dalam sel. Bahan yang diperlukan oleh sel-sel hidup:-glukosa, air, oksigen dan ion mineral (cth: natrium , Kalium, fosforus)2. Hasil tidakbalas biokimia di dalam sel seperti ammonia, urea dan karbon dioksida perlu disingkirkan daripada sel. 3. Oleh itu bahan yang diperlukan oleh sel dan bahan yang perlu disingkirkan oleh sel perlu merentasi membran plasma dengan sempurna dan terkawal untuk mengelakkan kerosakkan sel dan akhirnya memberi impak negatif pada tubuh badan.

Hasil pembelajaran :-menghuraikan struktur membran plasma.-menghuraikan sifat ketelapan membran plasma.

SPM 2008 SOALAN 2 (RUJUK LAMPIRAN)

1. Membran plasma terdiri daripada:a) dwilapisan fosfolipid

- fosfolipid mempunyai bahagian kepala berkutub yang bersifat hidrofilik(suka air-menghala ke arah bendalir luar) dan bahagian ekor yang tidak berkutub bersifat hidrofobik (benci air-menghala ke dalam)-bertindak sebagai penghalang yang mengasingkan antara persekitaran dalaman (bendalir intestis) dan sitoplasma

b) Protein pembawa-molekul protein yang membawa molekul yang agak besar seperti glukosa, asid amino dan vitamin C merentasi membran plasma

c) Protein liang-molekul protein yang mempunyai salur yang boleh dilalui oleh ion dan molekul kecil

d) kolestrol-mengabungkan asid-asid lemak bersama -membuatkan membrane plasma lebih fleksibel tetapi kurang telap terhadap ion.

e) glikoprotein- protein yang mengandungi karbohidrat yang melekat padanya.

2. Molekul protein, fosfolipid dan komponen lain menyebabkan struktur membrane plasma dinamik dan fleksibel serta tidak mudah pecah.

3. Membran plasma menyelaputi protoplasma sel. Secara keseluruhan membran plasma mempamerkan sifat-sifat bendalir seolah-olah lapisan minyak di dalam sebuah bikar air. Membran plasma mempamerkan sifat bendalir kerana:

- ia terdiri daripada dwilapisan lipid. Bahagian kepala adalah hidrofilik dan bahagian ekor adalah hidrofobik membolehkan molekul fosfolipid tersusun rapat membentuk membran yang tidak statik.

- molekul protein yang terapung dalam dwilapisan fosfolipid bergerak bebas dan

Protein liangProtein pembawa

kolestrol

membentuk corak mozek yang sentiasa berubah-ubah.

4. Struktur mozek bendalir plasma dicadangkan oleh Singer dan rakannya dikenali sebagai Model Mozek Bendalir.(Nota: sekiranya soalan bertanya huraikan kenapa membran plasma bersifat bendalir atau huraikan model mozek bendalir, jawapan adalah seperti nota no.3)

5. Suatu membran dikatakan telap apabila membenarkan semua bahan merentasinya secara bebas. Tidak telap pula apabila semua bahan tidak dapat menembusinya. Membran plasma bersifat separa telap atau telap memilih iaitu hanya bahan-bahan tertentu sahaja dapat melaluinya.

6. Faktor yang mempengaruhi pergerakkan bahan merentasi membrane plasma ialah saiz dan sifat kekutuban molekul.

7. Sifat ketelapan membrane plasma ialah :a) Membran plasma bersifat separa telap, iaitu membenarkan air dan zat terlarut tertentu sahaja melaluinya. Pergerakkan bahan merentasi membran plasma berlaku melalui:

(i) dwilapisan lipid- molekul kecil yang tidak bercas (cth: air, oksigen, karbon dioksida) dan bahan larut lipid (cth: gliserol, asid lemak, vitamin A, D, E, K)

(ii) protein pembawa- mengangkut molekul besar (makromolekul) seperti glukosa dan asid amino. Mempunyai tapak aktif yang spesifik untuk mengangkut bahan-bahan tertentu melalui membrane plasma.

(iii) protein liang – membolehkan molekul kecil larut air (cth : Vitamin C dan B) dan ion bergerak masuk dan keluar melalui membrane plasma.

Hasil pembelajaran- menerangkan pergerakan bahan merentas membran plasma melalui proses pengangkutan pasif.

- menerangkan pergerakan molekul air merentas membran plasma secara osmosis.- menerangkan pergerakan bahan merentas membran plasma melalui proses pengangkutan aktif.- menjelaskan proses pengangkutan aktif dalam kehidupan dengan menggunakan contoh yang sesuai.- membanding dan membezakan antara pengangkutan pasif dengan pengangkutan aktif.

1. Pergerakkan bahan merentasi membrane plasma terdiri daripada:

a) Pengangkutan pasif (tanpa menggunakan tenaga kerana pergerakkan molekul atau ion mengikut/menurun kecerunan kepekatan sehingga mencapai keseimbangan) terbahagi kepada:

i) resapan ringkasii) osmosisiii) Resapan berbantu

b) Pengangkutan aktif (memerlukan tenaga dalam bentuk ATP kerana pergerakkan molekul atau ion melawan kecerunan kepekatan )

2. Pengangkutan pasif a) Resapan ringkas

- definisi ; Resapan ringkas ialah pergerakan rawak molekul dari kepekatan molekul tinggi ke kepekatan molekul rendah melalui membrane plasma atau tidak sehingga mencapai keseimbangan. - Selain di dalam sel, resapan ringkas boleh berlaku di dalam gas, cecair atau pepejal. Sebagai contoh apabila kita menitiskan setitik pewarna merah ke dalam air (kepekatan molekul merah tinggi) , warna merah akan tersebar ke seluruh bekas (kepekatan molekul merah rendah) secara resapan. Begitu juga apabila merendam satu hujung tisu ke dalam air (kepekatan air tinggi), air akan bergerak ke bahagian tisu yang tidak di rendam air (kepekatan air rendah) secara resapan sehingga keseluruhan tisu dibasahi air (mencapai keseimbangan).

-contoh resapan ringkas dalam sel ialah pertukaran oksigen dan karbon dioksida di antara alveolus dan kapilari darah.

b) Osmosis - definisi : Osmosis ialan pergerakkan molekul air dari kepekatan air tinggi ke kepekatan air rendah melalui membrane plasma. -Osmosis hanya melibatkan pergerakkan MOLEKUL AIR SAHAJA.

-berdasarkan rajah diatas, molekul air bergerak merentasi membrane separa telap dari kepekatan air tinggi ke kepekatan air rendah sehingga mencapai keseimbangan.

c) Resapan berbantu -definisi : molekul-molekul bergerak dari kepekatan molekul tinggi ke kepekatan molekul rendah melalui protein pembawa atau protein liang.-molekul berkutub dan bersaiz besar merentasi membrane plasma melalui protein pembawa dan protein liang.-bahan bergerak melalui

Protein pembawa:-khusus/ spesifik, 1 protein pembawa membawa molekul tertentu sahaja.-mempunyai tapak aktif yang bentuk sepadan dengan molekul yang dibawa- tapak aktif protein pembawa bergabung dengan molekul sepadan, protein pembawa berubah bentuk untuk menggerakkan molekul merentas membrane plasma.

Cth : glukosa bergabung dengan protein pembawa yang khusus membawa glukosa.

ii) Protein liangProtein liang mempunyai bentuk dan kutub yang khusus bagi membenarkan ion tertentu melaluinya.

3. Pengangkutan aktif

-definisi : pergerakkan molekul dari kepekatan molekul rendah ke kepekatan molekul tinggi (menentang kecerunan kepekatan) merentasi membrane plasma melalui protein pembawa dengan kehadiran tenaga (ATP).- tenaga ATP (adenosine trifosfat) diperolehi daripada respirasi sel di dalam mitokondria.- Satu contoh pengangkutan aktif adalah pengepaman keluar ion natrium keluar dari sel

4. Perbandingan Pengangkutan aktif dan pengangkutan pasif

Graf kadar pergerakkan bahan:(SPM 2006 soalan 7)

Resapan Ringkas :Kadar pergerakkan bahan R/mgs-1

Kepekatan bahan R/unit-contoh bahan R ialah lipid dan gliserol- Bahan R boleh merentasi membrane plasma secara resapan ringkas- Bahan R bergerak mengikut kecerunan kepekatan (Dari kepekatan tinggi ke kepekatan rendah)- Apabila kepekatan bahan R bertambah, kadar pergerakkanya merentasi membrane plasma bertambah(nota : boleh juga menjawap osmosis-contoh bahan hanyalah air sahaja)

Resapan berbantuKadar pergerakkan bahan S/mgs-1

Kepekatan bahan S/unit-contoh bahan glukosa dan asid amino- graf melengkung kerana bahan perlu merentasi membrane plasma melalui protein pembawa. Protein pembawa menjadi faktor pengehad.- pergerakkan molekul mengikut kecerunan kepekatan (dari kepekatan tinggi ke kepekatan rendah)

(INGAT : jika soalan menyatakan banding dan terangkan pasti menyata PERSAMAAN (contoh : kedua-dua bahan merentasi membrane plasma mengikut kecerunan kepekatan) & PERBEZAAN ( contoh : Bahan R bergerak secara resapan ringkas manakala bahan S secara resapan berbantu)

2.2 Memahami konsep pergerakan bahan merentas membran plasma dalam kehidupan seharian

Hasil Pembelajaran :- menerangkan maksud larutan hipertonik, hipotonik dan isotonik.- menerangkan kesan larutan hipotonik, hipertonik dan isotonik terhadap sel tumbuhan dan sel haiwan.- menerangkan plasmolisis, deplasmolisis, hemolisis dan krenasi.

1. Terdapat tiga jenis larutan berdasarkan kepekatan zat terlarut antara dua larutan. (a) Hipertonik: -larutan yang mempunyai kepekatan zat terlarut lebih tinggi berbanding kepekatan zat terlarut di dalam sel - air dari sel bergerak keluar ke dalam larutan secara osmosis (sel kekurangan air) . -sel tumbuhan berkeadaan flasid manakala sel darah merah berkeadaan krenasi.-Istilah plasmolisis merujuk kepada pengecutan sitoplasma sel tumbuhan akibat pergerakkan keluar air dari sel secara osmosis.

(b) Hipotonik: - larutan yang mempunyai kepekatan zat terlarut lebih rendah berbanding kepekatan zat terlarut di dalam sel - air dari sel bergerak masuk dari larutan ke dalam sel secara osmosis (sel terlebih air) -sel tumbuhan berkeadaan segah manakala sel darah merah pecah dikenali hemolisis

(c) Isotonik: - larutan yang mana kepekatan zat terlarutnya sama dengan kepekatan zat terlarut dalam sel - pergerakkan air dari sel ke dalam larutan dan dari larutan ke dalam sel adalah sama/ seimbang. (Pergerakan bersih 0)

-sel tumbuhan dan sel darah merah berkeadaan normal.(rujuk jadual muka surat sebelah untuk nota seterusnya)

Hasil pembelajaran :

- Mereka bentuk eksperimen untuk menentukan kepekatan larutan yang isotonik dengan sap sel tisu tumbuhan.- membuat inferens tentang kepekatan sap sel tisu tumbuhan. - Menghubungkaitkan pergerakan bahan merentas membran plasma dengan kecerunan kepekatan

KERTAS SPM 2005 SOALAN 2 DAN SPM 2006 SOALAN 2 (RUJUK LAMPIRAN)

Kesan dan Aplikasi Osmosis dalam Kehidupan Seharian (SPM 2003 P2/Sec B/Q1(a)), SPM 2008 SOALAN 6)

1 ) Tumbuhan layu

(a) Penggunaan baja kimia secara berlebihan boleh menyebabkan tumbuhan menjadi layu.

(b) Baja akan melarut di dalam air dalam tanah dan menyebabkan air tanah menjadi hipertonik terhadap sap sel akar tumbuhan.

HASIL PEMBELAJARAN:

- menjelaskan dengan contoh fenomena kelayuan tumbuhan.

-menjelaskan pengawetan makanan dengan menggunakan contoh yang sesuai.

- menerangkan keperluan proses pergerakan bahan merentas membran plasma berlaku secara berterusan dan teratur untuk Kemandirian sel.

(e) Air meresap daripada sap sel ke dalam tanah secara osmosis.

(d) Sel tumbuhan kehilangan air ke persekitaran, menyebabkan sel menjadi flasid dan mengalami plasmolisis.

(e) Hal ini menyebabkan tumbuhan layu kerana tiada sokongan kepada tumbuhan.

2 Pengawetan makanan

(a) Pengawetan makanan adalah berdasarkan konsep osmosis dan plasmolisis.

(b) Apabila sel makanan kehilangan air seeara osmosis, kekurangan air di dalam sel makanan menghalang pertumbuhan bakteria dan kulat, seterusnya menghalang makanan menjadi rosak. Makanan akan tahan lebih lama.

(c) Makanan boleh diawet dengan menggunakan garam, gula dan cuka.

(d) Penambahan pengawet menjadikan larutan se-keliling makanan hipertonik terhadap sel makanan. Maka, air akan hilang daripada sel makanan dan ini tidak sesuai bagi pertumbuhan mikroorganisma.

(e) Makanan seperti buah- buahan, sayur-sayuran dan ikan boleh diawet dengan menggunakan garam, gula dan cuka supaya tahan lama.

SPM 2008 SOALAN 6Pengawetan Ikan masina) Ikan direndam di dalam larutan garam yang hipertonik terhadap tisu ikan.b) Banyak air meresap keluar dari tisu ikan ke dalam laarutan garam secara osmosisc) hal ini menghalang pertumbuhan bakteria di dalam tisu ikand) bakteria di dalam tisu ikan dan sekitar permukaan ikan juga mengalami plasmolisis iaitu

air dari bakteria keluar ke dalam larutan menyebabkan bakteria mati.e) Hal ini mencegah pereputan ikan.

Pengawetan sayur jeruk.

a) sayur direndam dalam cuka yang bersifat asidb) cuka meresap masuk ke dalam tisu-tisu sayuran c) tisu sayuran menjadi berasidd) pH yang rendah menghalang pertumbuhan bakteria di dalam tisue) hal ini mencegah pereputan sayuran

MENGHARGAI PERGERAKAN BAHAN MERENTASI MEMBRAN PLASMA

1 Pergerakan bahan merentasi membran plasma berlaku seeara berterusan dan dalam situasi yang terkawal untuk kemandirian sel.

2 Ini membenarkan nutrien memasuki sel dan sisa toksik dikeluarkan daripada sel.

3 lni membantu untuk mengekalkan dan mengawal atur tekanan osmosis darah dan membebaskan rembesan daripada sel.