Tingkatan 4 · Soalan latihan

Pergerakan Bahan Merentasi Membran Plasma, soalan latihan

Soalan latihan asli Pergerakan Bahan Merentasi Membran Plasma gaya SPM, aneka pilihan Kertas 1 dan soalan berstruktur Kertas 2 dengan jawapan.

Tempah Kelas Percubaan

Percubaan berbayar 1 jam · Balasan hari yang sama

Cara menggunakan soalan ini

Tutup jawapan, cuba setiap soalan secara lisan atau bertulis, kemudian semak.
Cuba semula yang tersilap sehari kemudian, ingatan berjarak membantu kandungan melekat.

Aneka pilihan gaya Kertas 1

Struktur manakah dalam membran plasma membentuk liang tetap berisi air bagi laluan ion tertentu?

Protein pembawa
Protein saluran
Glikoprotein
Kolesterol

Tunjuk jawapan

B, Protein saluran membentuk liang tetap yang membolehkan ion atau molekul kutub kecil tertentu meresap terus melalui membran, tidak seperti protein pembawa yang mengubah bentuk untuk menggerakkan zarah merentasinya.

Sebuah sel diletakkan dalam larutan dan isipadunya tidak berubah dari semasa ke semasa, walaupun molekul air terus merentasi membrannya. Larutan itu paling tepat digambarkan sebagai

hipotonik
hipertonik
isotonik
air suling

Tunjuk jawapan

C, Dalam larutan isotonik, air masuk dan keluar sel pada kadar sama, jadi tiada pergerakan bersih air dan saiz sel kekal malar.

Proses manakah berikut memerlukan tenaga daripada respirasi?

Resapan oksigen ke dalam sel
Osmosis air ke dalam sel rambut akar
Pengangkutan aktif ion mineral ke dalam sel rambut akar
Resapan terbantu glukosa ke dalam sel darah merah

Tunjuk jawapan

C, Pengangkutan aktif menggerakkan zarah menentang cerun kepekatannya dan memerlukan ATP daripada respirasi; tiga pilihan lain semuanya proses pasif yang menggerakkan zarah menuruni cerun.

Sel darah merah diletakkan dalam air suling paling berkemungkinan mengalami

plasmolisis
krenasi
hemolisis
tiada perubahan

Tunjuk jawapan

C, Air suling mempunyai potensi air jauh lebih tinggi daripada sitoplasma sel, jadi air memasuki sel darah merah melalui osmosis sehingga sel pecah; pecahnya ini dipanggil hemolisis dan berlaku kerana sel tiada dinding untuk menahan tekanan.

Faktor manakah TIDAK meningkatkan kadar resapan gas merentasi membran?

Cerun kepekatan lebih curam
Saiz zarah lebih besar
Luas permukaan lebih besar
Suhu lebih tinggi

Tunjuk jawapan

B, Saiz zarah yang lebih besar memperlahankan resapan kerana zarah lebih besar bergerak lebih perlahan melalui medium; cerun lebih curam, luas permukaan lebih besar dan suhu lebih tinggi semuanya meningkatkan kadar.

Dalam model mozek bendalir, glikoprotein terletak

terbenam sepenuhnya dalam teras hidrofobik
hanya pada permukaan dalam membran
pada permukaan luar membran
terlarut bebas dalam sitoplasma

Tunjuk jawapan

C, Glikoprotein ialah protein dengan rantai karbohidrat terlekat yang terletak pada permukaan luar membran plasma, tempat ia bertindak sebagai penanda pengecaman bagi hormon, antigen dan sel jiran.

Pernyataan manakah tentang osmosis adalah betul?

Ia menggerakkan mana-mana bahan terlarut menuruni cerun kepekatan
Ia menggerakkan air dari kawasan berpotensi air rendah ke tinggi
Ia menggerakkan air dari kawasan berpotensi air tinggi ke rendah
Ia memerlukan tenaga daripada ATP

Tunjuk jawapan

C, Osmosis menggerakkan molekul air daripada kawasan berpotensi air tinggi ke kawasan berpotensi air rendah merentasi membran separa telap, dan tidak memerlukan tenaga.

Mesin dialisis buah pinggang membuang urea daripada darah pesakit terutamanya melalui

pengangkutan aktif
osmosis
resapan merentasi membran separa telap
resapan terbantu menggunakan ATP

Tunjuk jawapan

C, Mesin dialisis bergantung pada resapan: urea dan ion berlebihan bergerak daripada darah, tempat kepekatannya lebih tinggi, ke cecair dialisis, tempat kepekatannya dikekalkan lebih rendah, merentasi membran separa telap.

Yang manakah paling tepat menerangkan mengapa pengasinan makanan membantu mengawetkannya?

Garam membunuh mikroorganisma secara terus melalui pengangkutan aktif
Kepekatan garam yang tinggi menarik air keluar daripada sel mikroorganisma melalui osmosis, mendehidratkannya
Garam menurunkan potensi air di dalam sel mikroorganisma
Garam meningkatkan kadar resapan oksigen ke dalam sel mikroorganisma

Tunjuk jawapan

B, Kepekatan garam tinggi di luar mencipta persekitaran hipertonik, jadi air keluar daripada sel mikroorganisma melalui osmosis; sel yang terdehidrat tidak dapat membesar atau membiak, yang memperlahankan kerosakan.

Protein pembawa berbeza daripada protein saluran terutamanya kerana protein pembawa

membentuk liang yang sentiasa terbuka
tidak pernah memerlukan tenaga
mengubah bentuk untuk menggerakkan zarah merentasi membran
hanya mengangkut molekul air

Tunjuk jawapan

C, Protein pembawa mengikat zarah, mengubah bentuknya sendiri, dan melepaskan zarah di sebelah lain membran; perubahan bentuk ini boleh berlaku secara pasif atau, menggunakan ATP, secara aktif, tidak seperti liang tetap protein saluran.

Soalan berstruktur gaya Kertas 2

Gambar rajah menunjukkan eksperimen dua beg tiub visking, X dan Y, diisi dengan larutan sukrosa 20% dan larutan sukrosa 5% masing-masing, kemudian kedua-duanya direndam dalam air suling selama 30 minit. (a) Ramalkan beg manakah meningkat lebih banyak dalam jisim. (b) Terangkan jawapan anda. (c) Ramalkan apa yang akan berlaku kepada kedua-dua beg jika sebaliknya direndam dalam larutan sukrosa 40%.

[8]

Tunjuk jawapan

• Beg X (sukrosa 20%) meningkat lebih banyak dalam jisim berbanding beg Y.
• Beg X mempunyai potensi air lebih rendah daripada beg Y kerana ia mengandungi kepekatan bahan terlarut yang lebih tinggi.
• Air suling mempunyai potensi air tertinggi antara semua, jadi air bergerak masuk ke dalam kedua-dua beg melalui osmosis, daripada air di luar (potensi air tinggi) ke larutan sukrosa di dalam (potensi air lebih rendah).
• Kerana beg X mempunyai potensi air lebih rendah, cerun potensi air antara air di luar dan larutan di dalam lebih curam bagi beg X berbanding beg Y.
• Cerun potensi air yang lebih curam bermaksud pergerakan bersih air ke dalam beg X lebih pantas, jadi ia memperoleh lebih banyak jisim dalam masa yang sama.
• Jika kedua-dua beg direndam dalam larutan sukrosa 40% sebaliknya, larutan ini akan mempunyai potensi air lebih rendah daripada kedua-dua larutan sukrosa 20% dan 5% di dalam beg.
• Air kemudiannya akan bergerak keluar daripada kedua-dua beg melalui osmosis, daripada beg (potensi air tinggi) ke dalam larutan 40% (potensi air rendah), jadi kedua-dua beg akan kehilangan jisim.
• Beg Y (sukrosa 5%) akan kehilangan jisim lebih pantas daripada beg X, kerana cerun potensi air antara kandungannya dan larutan 40% di luar lebih curam.

Seorang tukang kebun mendapati sepohon pokok berpasu yang tidak disiram selama beberapa hari telah layu, dengan daunnya terkulai. (a) Namakan proses sel yang bertanggungjawab bagi kehilangan ketegangan dalam sel tumbuhan. (b) Huraikan, secara berurutan, apa yang berlaku di dalam sel tumbuhan apabila larutan tanah sekeliling menjadi lebih pekat daripada sap sel. (c) Nyatakan satu cara proses ini berbeza apabila berlaku dalam sel haiwan berbanding sel tumbuhan.

[7]

Tunjuk jawapan

• Proses yang bertanggungjawab ialah osmosis (kehilangan air daripada sel tumbuhan melalui osmosis, membawa kepada kehilangan turgor).
• Apabila larutan tanah menjadi lebih pekat daripada sap sel, larutan tanah mempunyai potensi air lebih rendah daripada sel.
• Air bergerak keluar daripada sel tumbuhan melalui osmosis, daripada sel (potensi air tinggi) ke dalam larutan tanah (potensi air rendah), merentasi membran sel separa telap.
• Apabila air keluar, sitoplasma dan membran sel mengecut menjauhi dinding sel selulosa yang tegar, peringkat ini dipanggil plasmolisis.
• Sel menjadi lembik dan kehilangan tekanan turgornya, jadi ia tidak lagi boleh menolak dinding sel untuk mengekalkannya tegar, dan daun serta batang terkulai akibatnya (layu).
• Dalam sel haiwan, tiada dinding sel, jadi bukannya berplasmolisis, sel itu hanya akan mengecut dan permukaannya menjadi berkedut, perubahan dipanggil krenasi, dan bukannya menjadi lembik sambil membran menarik diri daripada dinding.

Jadual di bawah menunjukkan keputusan kajian bebas makanan tentang kadar pengambilan oksigen (sebagai proksi kadar resapan) oleh sel yis pada suhu berbeza, dengan kepekatan oksigen dan luas permukaan sel dikekalkan malar. Suhu (°C): 10, 25, 40, 55, 70. Kadar pengambilan oksigen (unit arbitrari): 2, 8, 15, 6, 1. (a) Huraikan trend yang ditunjukkan oleh data. (b) Terangkan trend antara 10°C dan 40°C. (c) Terangkan trend antara 40°C dan 70°C, dan nyatakan proses biologi manakah trend kemudian ini paling berkemungkinan berkait jika pengangkutan aktif ion berkaitan oksigen turut berlaku dalam sel.

[8]

Tunjuk jawapan

• Kadar pengambilan oksigen meningkat daripada 10°C hingga 40°C, mencapai puncak pada 40°C, kemudian menurun dengan mendadak daripada 40°C hingga 70°C.
• Antara 10°C dan 40°C, kenaikan suhu memberi molekul oksigen dan komponen membran sel lebih tenaga kinetik, jadi molekul bergerak dan berlanggar dengan membran lebih pantas, meningkatkan kadar resapan.
• Bahagian trend ini konsisten dengan resapan, yang tiada siling biologi tersendiri dalam julat ini kerana ia tidak bergantung pada bentuk protein.
• Antara 40°C dan 70°C, kadar menurun mendadak kerana protein sel yis, termasuk sebarang protein pembawa atau saluran serta enzim respirasi yang terlibat, mula terdenatur pada suhu tinggi.
• Penyahaslian mengubah bentuk tiga dimensi protein ini supaya ia tidak lagi berfungsi secara normal, yang mengurangkan kadar sebarang pengangkutan atau tindak balas bergantung protein walaupun suhu itu sendiri sepatutnya terus mempercepat resapan mudah.
• Jika pengangkutan aktif ion berkaitan oksigen turut berlaku, penurunan kemudian ini paling berkait rapat dengan penyahaslian protein pembawa yang bertanggungjawab bagi pengangkutan aktif itu, kerana pengangkutan aktif bergantung pada protein dan oleh itu mempunyai siling suhu yang tiada pada resapan tulen.

Soalan ingatan

Terangkan Model mozek bendalir.

Tunjuk jawapan

Dwilapisan fosfolipid dengan protein bertaburan; ia separa (memilih) telap.

Terangkan Resapan.

Tunjuk jawapan

Pergerakan bersih zarah dari kepekatan tinggi ke rendah, menuruni cerun kepekatan, tanpa tenaga.

Terangkan Osmosis.

Tunjuk jawapan

Pergerakan bersih molekul air dari larutan kurang pekat (cair) ke larutan lebih pekat merentasi membran separa telap.

Terangkan Pengangkutan aktif.

Tunjuk jawapan

Pergerakan bahan menentang cerun kepekatan, menggunakan tenaga daripada respirasi dan protein pembawa.

Terangkan Kesan pada sel.

Tunjuk jawapan

Dalam larutan hipotonik sel haiwan pecah (hemolisis) dan sel tumbuhan jadi segah; dalam larutan hipertonik sel haiwan mengecut (krenasi) dan sel tumbuhan berplasmolisis.

Terangkan Aplikasi.

Tunjuk jawapan

Osmosis dan resapan menerangkan pelayuan, pengawetan makanan dengan pengasinan, dan penyerapan mineral akar melalui pengangkutan aktif.

Terangkan Protein pengangkutan membran.

Tunjuk jawapan

Protein saluran membentuk liang tetap berisi air yang membolehkan ion atau molekul kutub kecil tertentu meresap terus melalui membran. Protein pembawa pula mengikat zarah, mengubah bentuk dan melepaskannya di sebelah lain; ia boleh bertindak secara pasif dalam resapan terbantu atau, menggunakan ATP, secara aktif memam zarah menentang cerun kepekatannya.

Terangkan Faktor mempengaruhi kadar pergerakan.

Tunjuk jawapan

Kadar resapan, osmosis dan pengangkutan aktif meningkat dengan cerun kepekatan yang lebih curam, luas permukaan lebih besar, saiz zarah lebih kecil dan suhu lebih tinggi, kerana zarah mempunyai lebih tenaga kinetik dan berlanggar dengan membran lebih kerap; pengangkutan aktif turut dihadkan oleh jumlah ATP dan protein pembawa yang tersedia.

Terangkan Potensi air.

Tunjuk jawapan

Potensi air mengukur kesediaan molekul air bergerak keluar daripada sesuatu larutan; air tulen mempunyai potensi air tertinggi, dan melarutkan bahan terlarut sentiasa menurunkannya. Air bergerak melalui osmosis dari kawasan berpotensi air tinggi ke kawasan berpotensi air rendah, iaitu sama seperti mengatakan ia bergerak dari larutan kurang pekat ke larutan lebih pekat.

Terangkan Osmosis dan teknologi harian.

Tunjuk jawapan

Mesin dialisis buah pinggang menggunakan resapan merentasi membran separa telap untuk membuang urea dan ion berlebihan daripada darah pesakit apabila buah pinggang gagal berfungsi. Cecair titisan intravena mesti isotonik dengan plasma darah; titisan berkepekatan salah akan menyebabkan sel darah merah membengkak dan pecah atau mengecut melalui osmosis.

Terangkan Pergerakan bahan dalam organisma hidup.

Tunjuk jawapan

Ketiga-tiga mekanisme bertindak serentak dalam organisma sebenar: pertukaran gas di alveolus dan rambut akar berlaku melalui resapan, air memasuki sel rambut akar dan sel darah merah menyesuaikan isipadu melalui osmosis, manakala penyerapan semula glukosa di tubul buah pinggang dan pengambilan ion mineral di akar bergantung pada pengangkutan aktif.

Terangkan Kaitan dengan osmoregulasi.

Tunjuk jawapan

Prinsip bab ini menjadi asas kepada proses osmoregulasi yang dibincang lebih terperinci di tempat lain: organisma air tawar sentiasa memperoleh air melalui osmosis dan mesti menyingkirkannya, manakala organisma laut dalam persekitaran lebih masin cenderung kehilangan air dan mesti mengekalkannya, jadi persekitaran sekeliling sentiasa penting apabila meramal arah osmosis.

Aplikasikan apa yang anda tahu

Mendefinisi osmosis dengan tepat dan meramal sama ada sel memperoleh atau kehilangan air.
Menerangkan keputusan eksperimen tiub visking atau jalur kentang.
Membandingkan resapan, osmosis dan pengangkutan aktif dalam jadual.
Menerangkan, menggunakan bahasa potensi air atau kepekatan, sebab air bergerak masuk atau keluar sel yang diletakkan dalam larutan tertentu, dan menyatakan arah serta sebabnya bersama untuk markah penuh.
Mentafsir graf atau jadual data yang menunjukkan kesan luas permukaan, suhu atau kepekatan terhadap kadar resapan, osmosis atau pengangkutan aktif, serta mengenal pasti pemboleh ubah yang diubah.
Mengaplikasikan pengangkutan aktif dengan betul kepada penyerapan ion mineral atau glukosa menentang cerun kepekatan, mengaitkannya dengan tenaga daripada respirasi dan protein pembawa, bukan protein saluran.
Mengenali osmosis sebagai kes khas resapan yang hanya terpakai kepada pergerakan molekul air merentasi membran separa telap, bukannya menganggap kedua-dua istilah boleh saling ditukar ganti.

Soalan lazim

Apakah osmosis secara ringkas?

Osmosis ialah pergerakan bersih molekul air merentasi membran separa telap, dari larutan dengan lebih banyak air (kurang pekat) ke larutan dengan kurang air (lebih pekat). Tiada tenaga diperlukan, jadi ia sejenis pengangkutan pasif.

Bagaimana pengangkutan aktif berbeza daripada resapan?

Resapan menggerakkan zarah menuruni cerun kepekatan tanpa tenaga. Pengangkutan aktif menggerakkannya menentang cerun dan perlukan tenaga daripada respirasi serta protein pembawa, iaitu cara akar menyerap ion mineral walaupun tanah kurang pekat.

Mengapa tumbuhan layu apabila tanah kering atau terlalu masin?

Apabila larutan sekeliling lebih pekat daripada sap sel, air keluar dari sel melalui osmosis. Sel kehilangan segahan dan menjadi lembik, dan jika berterusan membran sel menarik diri dari dinding (plasmolisis), jadi tumbuhan layu.