Biologi Sel dan Organisasi, nota ulang kaji

Gambaran keseluruhan

Setiap benda hidup dibina daripada sel, iaitu struktur terkecil yang boleh menjalankan proses hidup dengan sendirinya. Bab ini memulakan Biologi Tingkatan 4 dengan meneliti struktur sel haiwan am dan sel tumbuhan am, menerangkan tugas setiap organel, dan seterusnya mengikuti cara sel individu bekerjasama sebagai tisu, organ dan sistem dalam organisma multisel.

Struktur dan fungsi sentiasa diuji bersama, jadi menamakan organel dengan betul hanyalah separuh daripada jawapan yang dikehendaki penguji; separuh lagi ialah menerangkan apa sebenarnya yang dilakukan struktur itu di dalam sel, dengan bahasa yang tepat dan bukan sekadar hafalan.

Bab ini juga membandingkan cara proses hidup seperti pemakanan, respirasi, perkumuhan dan tindak balas dijalankan. Dalam organisma unisel seperti Amoeba, satu sel sahaja menjalankan semua proses ini, menyerap makanan, membebaskan tenaga dan menyingkirkan bahan buangan melalui permukaan selnya sendiri.

Dalam organisma multisel seperti manusia, proses yang sama diagihkan antara sel terkhusus, tisu dan organ yang saling bergantung untuk mengekalkan fungsi seluruh badan, satu pembahagian tugas yang tidak mungkin dicapai oleh satu sel bebas yang hidup bersendirian di persekitaran semula jadi.

Satu lagi standard kandungan membina aras organisasi daripada asas: sel serupa yang berkumpul membentuk tisu, pelbagai tisu yang bekerja sebagai satu unit membentuk organ, organ berkaitan yang bekerjasama membentuk sistem, dan semua sistem bersama membentuk organisma lengkap. Setiap aras wujud hanya kerana aras di bawahnya tersusun dengan betul, sebab itu penguji sering meminta anda menyusun contoh manusia yang dinamakan, seperti tisu otot, jantung dan sistem peredaran darah, mengikut susunan yang betul, daripada aras terkecil kepada aras terbesar.

Sepanjang bab ini, kemahiran sebenar yang diuji ialah mengaitkan bentuk sesuatu struktur dengan peranannya. Sel rambut akar panjang dan nipis kerana bentuk itu meningkatkan luas permukaan untuk menyerap air, manakala sel darah merah berbentuk dwicekung dan tiada nukleus supaya ia boleh membawa lebih banyak oksigen.

Menghafal nama organel tanpa penaakulan struktur-fungsi ini ialah punca paling biasa markah hilang dalam bab ini, lebih daripada mana-mana satu nama organel yang terlupa akibat tekanan peperiksaan.

Sel am dan tugas setiap organel

Standard Kandungan 2.1 bermula dengan sel am yang disempadani oleh membran plasma yang menyelubungi sitoplasma, iaitu medium seperti jeli tempat kebanyakan tindak balas kimia sel berlaku. Terapung dalam sitoplasma itu ialah organel, masing-masing menjalankan satu tugas utama: nukleus mengawal aktiviti sel dan menyimpan kromosom yang diperbuat daripada DNA, mitokondria membebaskan tenaga melalui respirasi, dan ribosom membina protein dengan mencantumkan asid amino.

Sel tumbuhan mengandungi segala yang ada pada sel haiwan dan menambah tiga struktur yang tiada pada sel haiwan. Dinding sel selulosa terletak di luar membran plasma dan memberi sel bentuk tetap serta sokongan; kloroplas yang mengandungi pigmen hijau klorofil memerangkap tenaga cahaya untuk fotosintesis; dan satu vakuol kekal besar yang berisi sap sel menekan keluar pada dinding untuk mengekalkan sel tegang, atau turgid.

Sel haiwan mempunyai paling-paling pun vakuol kecil sementara dan tiada dua struktur yang lain itu.

Kemahiran yang diberi markah oleh standard kandungan ini ialah menamakan struktur dan menyatakan fungsinya serentak. 'Mitokondria' sahaja memperoleh sedikit markah; 'mitokondria, tapak respirasi yang membebaskan tenaga daripada glukosa' itulah yang diberi markah oleh penilai, kerana struktur dan fungsi dinilai bersama sepanjang bab ini.

Membandingkan sel haiwan dengan sel tumbuhan

Perbandingan sebelah-menyebelah ialah salah satu cara paling biasa bab ini diuji, jadi struktur sepunya dan struktur unik wajar disusun dalam satu jadual. Setiap nilai dalam lajur 'Fungsi' mesti sepadan dengan struktur yang dinamakan di sebelah kiri, kerana soalan gambar rajah berlabel menghendaki fungsi dinyatakan dengan tepat, bukan diparafrasa secara longgar.

Cara struktur sel terkhusus menyepadani fungsinya

Sel darah merah berbentuk dwicekung dan kehilangan nukleusnya apabila matang; bentuk dwicekung memberi nisbah luas permukaan kepada isi padu yang lebih besar untuk oksigen meresap merentasinya, dan ketiadaan nukleus memberi lebih ruang di dalam untuk hemoglobin, jadi sel membawa lebih banyak oksigen. Sel rambut akar ditarik keluar menjadi unjuran panjang dan nipis yang meningkatkan luas permukaan bersentuhan dengan air tanah, mempercepat penyerapan air dan garam mineral terlarut.

Sel saraf mempunyai gentian panjang supaya impuls elektrik dapat merentas dari satu bahagian badan ke bahagian lain melalui jarak, manakala sel sperma mempunyai ekor untuk berenang ke arah ovum dan satu kelompok padat mitokondria di belakang kepala untuk membekalkan tenaga yang diperlukan renangan. Sel pengawal berubah bentuk apabila memperoleh atau kehilangan air, membuka atau menutup stoma yang dikelilinginya untuk mengawal pertukaran gas dalam daun.

Pengkhususan bukan terhad kepada haiwan. Sel mesofil palisad berbentuk turus dan padat dengan kloroplas berhampiran permukaan atas daun, tempat cahaya paling terang, supaya fotosintesis secekap mungkin.

Dalam setiap contoh ini, hujah yang dikehendaki penilai adalah sama: namakan ciri, kemudian terangkan bagaimana ciri itu menjadikan satu fungsi tertentu berfungsi dengan lebih baik.

Proses hidup dalam organisma unisel

Standard Kandungan 2.2 menggunakan organisma seperti Amoeba dan Paramecium, yang seluruh tubuhnya ialah satu sel yang mesti menjalankan setiap proses hidup sendiri. Amoeba makan dengan mengalirkan sitoplasmanya mengelilingi zarah makanan sehingga zarah itu tertutup dalam vakuol makanan, tempat ia dicerna; ia beresprasi apabila oksigen meresap masuk dan karbon dioksida meresap keluar merentasi permukaan sel yang sama, kerana tiada organ pernafasan berasingan.

Air berlebihan yang masuk ke dalam Amoeba melalui osmosis terkumpul dalam vakuol berdenyut, yang mengembang kemudian mengosongkan kandungannya keluar daripada sel, mengekalkan keseimbangan kandungan air; bahan buangan bernitrogen keluar melalui resapan merentasi permukaan sel. Amoeba bergerak dan menangkap makanan menggunakan pseudopodium, iaitu unjuran sementara sitoplasmanya, dan membiak dengan membahagi kepada dua melalui mitosis.

Satu sel dapat membekalkan semua keperluannya sendiri melalui resapan kerana ia kecil dan mempunyai luas permukaan yang besar berbanding isi padunya, jadi tiada bahan perlu bergerak jauh untuk sampai ke mana-mana bahagian sel. Paramecium mencapai kecukupan diri yang sama dengan silia untuk pergerakan dan alur mulut berlapikkan silia yang menyapu zarah makanan masuk, sekali lagi tanpa sistem pengangkutan, kerana resapan sahaja cukup cepat dalam jarak yang sedemikian pendek.

Pembahagian tugas dalam organisma multisel

Apabila organisma membesar, isi padunya bertambah lebih cepat daripada permukaan luarnya, jadi nisbah luas permukaan kepada isi padu menurun dan resapan merentasi permukaan tubuh tidak lagi dapat membekalkan sel yang tertanam jauh di dalam. Standard Kandungan 2.3 menerangkan bahawa organisma multisel menyelesaikannya dengan mengagihkan proses hidup antara sel terkhusus, tisu, organ dan sistem, satu susunan yang dipanggil pembahagian tugas yang tidak mungkin dicapai oleh satu sel bebas.

Dalam manusia, sistem pencernaan memecahkan dan menyerap makanan, sistem pernafasan menukar oksigen dan karbon dioksida di alveolus, sistem peredaran darah mengangkut bahan ini antara organ, dan sistem perkumuhan menyingkirkan bahan buangan; tiada satu sistem bekerja bersendirian, kerana nutrien yang diserap oleh usus hanya sampai ke sel badan setelah darah membawanya ke sana. Setiap sistem bergantung pada yang lain untuk mengekalkan seluruh organisma hidup.

Membandingkan satu proses antara dua jenis organisma menjelaskan perbezaannya. Amoeba menukar gas di seluruh permukaan selnya, manakala manusia bergantung pada berjuta-juta alveolus untuk luas permukaan pertukaran gas yang besar dan pada darah untuk membawa gas ke dan dari setiap sel, tugas yang sama, tetapi dilakukan oleh satu rangkaian struktur terkhusus dan bukan oleh satu sel yang bertindak sendirian.

Aras organisasi daripada sel kepada organisma

Standard Kandungan 2.4 membina hierarki yang setiap arasnya dibuat daripada aras di bawahnya: sel serupa yang bekerja bersama membentuk tisu, pelbagai tisu yang digabungkan menjadi satu unit kerja membentuk organ, organ berkaitan yang bekerjasama membentuk sistem, dan semua sistem bersama membentuk organisma lengkap. Kerana setiap aras bergantung pada struktur betul aras di bawahnya, kerosakan di aras rendah, sel rosak dalam tisu, boleh mengganggu organ dan sistem yang dibina daripadanya.

Cara paling jelas untuk menetapkan urutan ialah menjejaki satu contoh yang dinamakan sehingga ke atas. Dalam haiwan: sel otot membentuk tisu otot, tisu otot bersama tisu saraf dan tisu penghubung membentuk jantung, jantung bersama saluran darah membentuk sistem peredaran darah, dan semua sistem bersama membentuk manusia.

Dalam tumbuhan: sel palisad membentuk tisu mesofil palisad, tisu yang berbeza bersama membentuk daun, daun dan batang membentuk sistem pucuk, dan sistem pucuk serta akar bersama membentuk seluruh tumbuhan.

Penilai menguji standard ini dengan memberi senarai aras atau contoh yang dinamakan secara bercampur dan meminta susunan betul daripada terkecil kepada terbesar, atau dengan meminta anda meletakkan satu struktur yang dinamakan, darah, jantung, sel otot, pada arasnya yang betul. Darah ialah tisu, jantung ialah organ yang dibina daripada lebih daripada satu tisu, dan sistem peredaran darah menghubungkan jantung dengan setiap saluran darah, jadi mengasingkan takrif tisu, organ dan sistem itulah yang memperoleh markah.

Konsep utama untuk dikuasai

• Struktur sel, Sel am mempunyai nukleus yang mengawal aktivitinya, sitoplasma tempat tindak balas kimia berlaku, mitokondria yang membebaskan tenaga melalui respirasi, dan ribosom yang membina protein. Sel tumbuhan menambah tiga struktur yang tiada pada sel haiwan: dinding sel selulosa tegar untuk sokongan, kloroplas yang memerangkap tenaga cahaya, dan satu vakuol kekal besar yang mengekalkan sel turgid.
• Sel haiwan vs tumbuhan, Sel tumbuhan mempunyai dinding sel selulosa di luar membran plasma, kloroplas untuk fotosintesis, dan vakuol kekal besar untuk simpanan air dan turgor; sel haiwan tiada ketiga-tiga struktur ini. Kedua-dua jenis sel masih berkongsi nukleus, sitoplasma, mitokondria, ribosom dan membran plasma yang mengawal apa yang masuk dan keluar.
• Proses hidup dalam organisma unisel, Organisma seperti Amoeba dan Paramecium terdiri daripada satu sel yang mesti menjalankan pemakanan, respirasi, perkumuhan, pertumbuhan, pergerakan dan tindak balas sepenuhnya sendiri, tanpa sel lain untuk berkongsi tugas. Makanan, oksigen dan bahan buangan semuanya melalui permukaan sel yang sama, dan sel itu tiada organ berasingan untuk membantu, berbeza daripada pelbagai sel dalam haiwan multisel.
• Proses hidup dalam organisma multisel, Dalam organisma multisel, tiada satu sel pun menjalankan semua proses hidup sendirian. Sel terkhusus, tisu, organ dan sistem berkongsi tugas antara satu sama lain, nutrien yang diserap oleh sistem pencernaan diangkut oleh sistem peredaran darah kepada sel di seluruh badan, sesuatu yang tidak dapat berlaku dalam satu sel terpencil.
• Aras organisasi, Organisma multisel dibina sebagai hierarki: sel serupa membentuk tisu, pelbagai tisu yang bekerja bersama membentuk organ, organ berkaitan membentuk sistem, dan setiap sistem bersama membentuk organisma. Kerosakan pada satu aras, seperti sel rosak dalam tisu, boleh mengganggu organ dan sistem yang dibina daripadanya. Penguji sering menguji hierarki ini dengan meminta anda meletakkan contoh manusia yang dinamakan, seperti sel otot, tisu otot, jantung dan sistem peredaran darah, pada aras yang betul.
• Sel terkhusus, Struktur sel sepadan dengan fungsi: sel darah merah berbentuk dwicekung dan tiada nukleus supaya boleh membawa lebih oksigen; sel rambut akar panjang dan nipis untuk meningkatkan luas permukaan penyerapan air; sel saraf mempunyai gentian panjang untuk membawa impuls elektrik dengan cepat merentasi jarak. Sel sperma mempunyai ekor untuk berenang ke arah ovum, dan sel pengawal berubah bentuk untuk membuka atau menutup stoma daun, menunjukkan pengkhususan berlaku sama ada pada sel tumbuhan mahupun haiwan.
• Tisu dalam haiwan dan tumbuhan, Tisu ialah kumpulan sel serupa yang bekerja bersama untuk satu fungsi, seperti tisu otot yang mengecut atau tisu xilem yang mengangkut air dalam tumbuhan. Mengenali tisu yang dinamakan ialah pautan antara aras sel dan aras organ dalam hierarki organisasi. Contoh lain termasuk tisu epitelium yang melapisi permukaan seperti usus, dan tisu floem yang mengangkut makanan terlarut dalam tumbuhan.
• Sel sebagai unit asas hidup, Setiap tindak balas yang mengekalkan organisma hidup, termasuk respirasi, sintesis protein dan penyingkiran bahan buangan, berlaku dalam sel. Kerana sel ialah unit terkecil yang boleh menjalankan proses ini sendiri, ia digelar unit struktur dan fungsi asas hidup, dan kerosakan pada aras sel akhirnya menjejaskan keseluruhan organisma.
• Kebolehtelapan terpilih membran plasma, Membran plasma mengelilingi setiap sel dan mengawal bahan yang masuk dan keluar, membenarkan molekul berguna seperti oksigen dan glukosa masuk sambil membenarkan bahan buangan keluar. Kawalan ini mengekalkan keadaan dalaman sel sesuai untuk tindak balas yang dijalankannya, dan struktur membran asas yang sama terdapat pada setiap jenis sel, daripada bakteria hinggalah neuron manusia.
• Nukleus dan kawalan genetik, Nukleus mengandungi kromosom daripada DNA, membawa arahan genetik yang mengarah setiap aktiviti dalam sel, termasuk protein yang dibinanya. Sel tanpa nukleus berfungsi, seperti sel darah merah matang, tidak boleh membahagi atau membaiki dirinya, dan akhirnya rosak serta digantikan. Bilangan kromosom juga menjadi ciri sesuatu spesies; sel badan manusia, misalnya, biasanya mengandungi 23 pasang.

Senarai semak ingatan pantas

1. Boleh anda takrif dan terangkan Struktur sel?
2. Boleh anda takrif dan terangkan Sel haiwan vs tumbuhan?
3. Boleh anda takrif dan terangkan Proses hidup dalam organisma unisel?
4. Boleh anda takrif dan terangkan Proses hidup dalam organisma multisel?
5. Boleh anda takrif dan terangkan Aras organisasi?
6. Boleh anda takrif dan terangkan Sel terkhusus?
7. Boleh anda takrif dan terangkan Tisu dalam haiwan dan tumbuhan?
8. Boleh anda takrif dan terangkan Sel sebagai unit asas hidup?
9. Boleh anda takrif dan terangkan Kebolehtelapan terpilih membran plasma?
10. Boleh anda takrif dan terangkan Nukleus dan kawalan genetik?

Soalan lazim

Lagi untuk Biologi Sel dan Organisasi

Sumber:SRC-DSKP-EN