Tingkatan 5 · Nota ulang kaji

Gerak Balas dalam Tumbuhan, nota ulang kaji

Nota ulang kaji lengkap untuk Gerak Balas dalam Tumbuhan: setiap standard kandungan, definisi utama, jadual perbandingan dan senarai semak ingatan untuk Biologi SPM Tingkatan 5.

Tempah Kelas Percubaan

Percubaan berbayar 1 jam · Balasan hari yang sama

Gambaran keseluruhan

Tumbuhan bergerak balas terhadap persekitaran terutamanya dengan tumbuh ke arah atau menjauhi rangsangan, kerana ia tidak boleh berpindah tempat seperti haiwan. Bab ini merangkumi jenis gerak balas tumbuhan dipanggil tropisme, fitohormon seperti auksin yang mengawalnya, dan cara hormon ini diaplikasikan dalam pertanian untuk mengawal pengakaran, pembuahan dan rumpai.

Oleh sebab tumbuhan tidak dapat melarikan diri daripada keadaan tidak baik dengan berpindah, gerak balas pertumbuhan ini ialah salah satu alat utamanya untuk mencapai cahaya, air dan sokongan sepanjang hayatnya.

Fototropisme, gerak balas terhadap cahaya, dan geotropisme, gerak balas terhadap graviti, ialah gerak balas paling kerap diperiksa, biasanya melalui rajah berlabel atau huraian eksperimen menggunakan anak benih yang ditumbuhkan dalam kotak bersumber cahaya tunggal atau diletak mengiring. Kedua-dua eksperimen ini mudah diulang di makmal sekolah dan sering menjadi asas soalan Kertas 3.

Semua tropisme berkongsi mekanisme asas yang sama: taburan auksin tidak sama merentasi kedua-dua sisi pucuk atau akar menyebabkan pemanjangan sel tidak sama, jadi satu sisi tumbuh lebih pantas daripada sisi lain dan organ itu membengkok. Dalam akar, organel padat berkanji dipanggil statolit mendap ke sisi bawah sel dalam tudung akar, yang dipercayai membantu akar mengesan arah graviti.

Penjelasan ini, berasaskan taburan auksin tidak sama dan kandungan sel pengesan graviti, ialah model piawai yang diajar pada peringkat ini, walaupun penyelidikan tentang laluan isyarat sebenar masih diteruskan.

Tropisme mudah dikelirukan dengan gerak balas nasti, seperti lipatan pantas daun Mimosa pudica apabila disentuh, kerana kedua-duanya gerak balas tumbuhan terhadap rangsangan. Perbezaan utama ialah tropisme adalah gerak balas pertumbuhan berarah, jadi arahnya bergantung pada arah rangsangan, manakala gerak balas nasti tidak berarah dan didorong oleh perubahan pantas tekanan turgor, bukan pertumbuhan.

Membezakan kedua-duanya dengan tepat penting kerana soalan peperiksaan kerap menguji sama ada pelajar dapat mengenal pasti jenis gerak balas yang betul.

20.1 Tropisme: jenis dan arah pertumbuhan

Tropisme ialah gerak balas pertumbuhan berarah oleh sesuatu organ tumbuhan terhadap rangsangan yang datang dari satu arah tertentu, dan setiap jenis tropisme dinamakan sempena rangsangan yang mencetuskannya: fototropisme terhadap cahaya, geotropisme terhadap graviti, hidrotropisme terhadap air, dan tigmotropisme terhadap sentuhan. Oleh sebab tropisme ialah gerak balas pertumbuhan, ia berkembang secara beransur-ansur apabila sel pada satu sisi organ memanjang lebih pantas daripada sel pada sisi lain, menyebabkan organ itu melengkung.

Pertumbuhan ke arah rangsangan dipanggil tropisme positif, dan menjauhinya tropisme negatif. Pucuk yang tumbuh ke arah cahaya bersifat fototropisme positif, manakala akar yang tumbuh menjauhi cahaya dan masuk ke dalam tanah bersifat fototropisme negatif sekali gus geotropisme positif.

Pasangan bertentangan pada pucuk dan akar ini bermakna rangsangan yang sama boleh menghasilkan arah pertumbuhan berbeza bergantung pada organ yang bergerak balas, dan bergantung pada peranan organ itu dalam membekalkan cahaya, air dan tambatan kepada keseluruhan tumbuhan.

20.1 Tropisme berbanding gerak balas nasti

Gerak balas nasti, seperti lipatan pantas anak daun Mimosa pudica apabila disentuh atau pembukaan dan penutupan stoma setiap hari, juga merupakan gerak balas tumbuhan terhadap rangsangan, jadi ia mudah dikelirukan dengan tropisme dalam jawapan peperiksaan. Perbezaan utamanya ialah gerak balas nasti tidak berarah: tumbuhan memberikan gerak balas sama tidak kira arah rangsangan itu datang, kerana ia didorong oleh perubahan pantas tekanan turgor dalam sel motor tertentu, bukan oleh pertumbuhan tidak sama.

Oleh sebab tidak bergantung pada pertumbuhan, gerak balas nasti boleh berlaku dalam beberapa saat, manakala tropisme biasanya mengambil masa berjam-jam atau berhari-hari untuk kelihatan. Kelajuan ini menjadikan gerak balas nasti berguna untuk pertahanan, seperti melipat menjauhi serangga yang cuba makan, dengan cara yang tidak dapat dicapai oleh pertumbuhan tropik yang perlahan.

Ciri	Tropisme	Gerak balas nasti
Arah gerak balas	Bergantung pada arah rangsangan	Sama tidak kira arah rangsangan
Mekanisme	Pemanjangan sel tidak sama pada dua sisi organ	Perubahan pantas tekanan turgor dalam sel motor
Kelajuan	Berjam-jam hingga berhari-hari	Beberapa saat hingga minit
Contoh	Pucuk membengkok ke arah cahaya (fototropisme)	Lipatan daun Mimosa pudica (seismonasti)

20.2 Fitohormon dan mekanisme fototropisme

Fitohormon ialah utusan kimia yang dihasilkan di satu bahagian tumbuhan, biasanya hujung yang sedang tumbuh, dan bergerak ke bahagian lain dalam kuantiti amat kecil untuk mengawal pertumbuhan dan gerak balas. Auksin ialah fitohormon paling berkait rapat dengan tropisme, manakala fitohormon lain secara berasingan mengawal proses seperti pemasakan buah, dorman dan penuaan.

Apabila cahaya menyinari pucuk dari satu sisi, auksin yang dihasilkan di hujung pucuk bergerak secara sisi dan berkumpul di sisi berbayang berbanding sisi bercahaya. Kerana auksin menggalakkan pemanjangan sel dalam sel pucuk, sel pada sisi berbayang memanjang lebih daripada sel pada sisi bercahaya, dan pertumbuhan tidak sama ini membengkokkan pucuk ke arah cahaya, gerak balas fototropisme positif yang membantu tumbuhan menangkap lebih banyak cahaya untuk fotosintesis.

20.2 Geotropisme, hipotesis statolit, dan tropisme lain

Pada akar yang diletak mengiring, graviti menyebabkan organel padat berkanji dipanggil statolit di dalam sel tudung akar mendap ke sisi bawah. Pemendapan ini dipercayai mencetuskan pengagihan semula auksin supaya lebih banyak auksin terkumpul di sisi bawah akar, penjelasan yang dikenali sebagai hipotesis statolit.

Sel akar bergerak balas terhadap auksin secara berbeza daripada sel pucuk: pada kepekatan yang dicapai di sisi bawah, auksin merencat, bukan menggalakkan, pemanjangan dalam sel akar, jadi sisi bawah tumbuh lebih perlahan daripada sisi atas dan akar melengkung ke bawah, gerak balas geotropisme positif. Pucuk yang diletak mengiring menunjukkan corak bertentangan, melengkung ke atas, kerana kepekatan auksin lebih tinggi yang sama pada sisi bawahnya sebaliknya menggalakkan pemanjangan tambahan di situ.

Dua tropisme lagi kurang kerap diperiksa. Hidrotropisme ialah gerak balas pertumbuhan akar ke arah sumber kelembapan, dan ia boleh mengatasi geotropisme dalam tanah amat kering supaya akar tumbuh ke sisi ke arah air dan bukan lurus ke bawah.

Tigmotropisme ialah gerak balas pertumbuhan terhadap sentuhan, dilihat apabila sesungut tumbuhan memanjat melilit sokongan selepas sentuhan merangsang satu sisi sesungut itu.

20.3 Aplikasi fitohormon dalam pertanian

Oleh sebab fitohormon sintetik berasaskan auksin menghasilkan semula kesan pertumbuhan hormon semula jadi, ia diaplikasikan secara komersial pada kepekatan yang dikawal teliti untuk empat tujuan utama dalam pertanian dan hortikultur, seperti diringkaskan di bawah.

Kegunaan pertanian	Cara hormon bertindak	Contoh
Menggalakkan pengakaran	Merangsang permulaan akar pada permukaan potong keratan batang sebelum ditanam	Serbuk penggalak akar digunakan pada keratan bunga raya
Menghasilkan buah tanpa biji	Mencetuskan perkembangan ovari menjadi buah tanpa persenyawaan berlaku	Varieti tanpa biji bagi sesetengah tanaman buah
Mengawal pemasakan	Mengawal masa pemasakan buah supaya hasil sampai ke pasaran pada peringkat yang betul	Kawalan pemasakan sebelum pengangkutan jarak jauh
Kawalan rumpai terpilih	Pada kepekatan jauh lebih tinggi, menyebabkan pertumbuhan tidak terkawal pada rumpai berdaun lebar tertentu sehingga mati, sambil tidak banyak menjejaskan tanaman berdaun sempit	Racun rumpai digunakan di ladang tanaman bijirin

Konsep utama untuk dikuasai

Jenis gerak balas, Tropisme ialah gerak balas pertumbuhan berarah oleh sesuatu organ tumbuhan terhadap rangsangan yang datang dari satu arah tertentu: fototropisme terhadap cahaya, geotropisme terhadap graviti, hidrotropisme terhadap air, dan tigmotropisme terhadap sentuhan, dan setiap satu dinamakan sempena rangsangan yang menyebabkannya. Menghafal nama rangsangan bagi setiap tropisme membantu pelajar mengelak kekeliruan semasa peperiksaan.
Tropisme positif dan negatif, Pertumbuhan ke arah rangsangan dipanggil tropisme positif dan menjauhinya tropisme negatif; contohnya, pucuk bersifat fototropisme positif dan geotropisme negatif, manakala akar bersifat fototropisme negatif dan geotropisme positif, jadi setiap organ tumbuh ke arah yang paling membantu kelangsungan hidup keseluruhan tumbuhan. Sesetengah organ, seperti batang bawah tanah, malah boleh menunjukkan tropisme berlainan daripada organ di atas tanah.
Fitohormon, Fitohormon ialah utusan kimia yang dihasilkan di satu bahagian tumbuhan dan bergerak ke bahagian lain, biasanya dalam kuantiti amat kecil, untuk mengawal pertumbuhan dan gerak balas; auksin ialah fitohormon paling berkait rapat dengan tropisme, manakala fitohormon lain mengawal proses seperti pemasakan buah, dorman dan penuaan.
Auksin dan fototropisme, Apabila cahaya menyinari dari satu arah, auksin yang dihasilkan di hujung pucuk bergerak dan berkumpul di sisi berbayang berbanding sisi bercahaya, menjadikan sel pada sisi berbayang memanjang lebih daripada sel pada sisi bercahaya, jadi pucuk membengkok ke arah sumber cahaya.
Aplikasi fitohormon, Fitohormon sintetik berasaskan auksin digunakan secara komersial untuk menggalakkan pertumbuhan akar dalam keratan batang sebelum ditanam, menghasilkan buah tanpa biji dengan mencetuskan perkembangan ovari tanpa persenyawaan, mengawal masa pemasakan buah untuk pengangkutan dan jualan, serta pada kepekatan jauh lebih tinggi, sebagai racun rumpai terpilih. Oleh sebab hormon ini bertindak pada kepekatan amat rendah, petani perlu mengikut dos disyorkan dengan teliti, kerana terlebih dos boleh merosakkan atau membunuh tanaman itu sendiri.
Kepentingan gerak balas, Gerak balas tropik membantu tumbuhan mengatur kedudukan daun dan pucuknya untuk menangkap lebih banyak cahaya bagi fotosintesis, mengarahkan akarnya ke tanah kaya air dan mineral, serta menambatkan diri dengan kukuh, semuanya meningkatkan peluang tumbuhan untuk terus hidup dan membiak di lokasi yang tetap. Tanpa gerak balas ini, anak benih yang bercambah di tempat teduh atau tertanam serong akan sukar mencapai cahaya terbuka atau menambat diri dengan betul.
Mekanisme geotropisme, Pada akar yang diletak mengufuk, graviti menyebabkan statolit padat dalam sel tudung akar mendap ke sisi bawah, dan ini dipercayai mencetuskan pengagihan semula auksin supaya lebih banyak auksin terkumpul di sisi bawah akar; kerana sel akar direncat, bukan digalakkan, oleh kepekatan auksin tinggi, sisi bawah memanjang kurang dan akar melengkung ke bawah. Penjelasan ini kadangkala dipanggil hipotesis statolit, dan ia ialah model paling kerap diajar dan disoal pada peringkat ini.
Hidrotropisme dan tigmotropisme, Hidrotropisme ialah gerak balas pertumbuhan akar ke arah sumber kelembapan, yang boleh mengatasi geotropisme dalam tanah amat kering supaya akar tumbuh ke sisi ke arah air dan bukan lurus ke bawah; tigmotropisme ialah gerak balas pertumbuhan terhadap sentuhan, dilihat apabila sesungut tumbuhan memanjat melilit sokongan selepas satu sisi sesungut itu dirangsang oleh sentuhan. Kedua-dua tropisme ini kurang ditekankan berbanding fototropisme dan geotropisme, tetapi tetap boleh muncul sebagai soalan konsep ringkas.
Gerak balas nasti berbanding tropisme, Gerak balas nasti, seperti lipatan pantas daun Mimosa pudica apabila disentuh atau pembukaan dan penutupan stoma, ialah gerak balas tumbuhan terhadap rangsangan yang tidak bergantung pada arah rangsangan itu datang dan disebabkan oleh perubahan pantas tekanan turgor dalam sel tertentu, bukan oleh pertumbuhan tidak sama, berbeza daripada tropisme. Oleh sebab gerak balasnya amat pantas, gerak balas nasti berguna untuk pertahanan, seperti menghalau serangga yang cuba makan, dengan cara yang tidak dapat dicapai oleh pertumbuhan tropik yang perlahan.

Senarai semak ingatan pantas

Boleh anda takrif dan terangkan Jenis gerak balas?
Boleh anda takrif dan terangkan Tropisme positif dan negatif?
Boleh anda takrif dan terangkan Fitohormon?
Boleh anda takrif dan terangkan Auksin dan fototropisme?
Boleh anda takrif dan terangkan Aplikasi fitohormon?
Boleh anda takrif dan terangkan Kepentingan gerak balas?
Boleh anda takrif dan terangkan Mekanisme geotropisme?
Boleh anda takrif dan terangkan Hidrotropisme dan tigmotropisme?
Boleh anda takrif dan terangkan Gerak balas nasti berbanding tropisme?

Soalan lazim

Bagaimana pucuk membengkok ke arah cahaya?

Apabila cahaya menyinari satu sisi pucuk, hormon auksin yang dihasilkan di hujung pucuk bergerak dan berkumpul di sisi berbayang berbanding sisi bercahaya. Auksin menjadikan sel memanjang, jadi sel di sisi berbayang tumbuh lebih panjang daripada di sisi bercahaya. Pertumbuhan tidak sama ini menyebabkan pucuk membengkok ke arah cahaya, gerak balas fototropisme positif yang membantu tumbuhan menangkap lebih cahaya untuk fotosintesis.

Apa beza fototropisme dan geotropisme?

Fototropisme ialah gerak balas pertumbuhan tumbuhan terhadap arah cahaya: pucuk tumbuh ke arah cahaya (positif) dan akar menjauhinya (negatif). Geotropisme ialah gerak balas terhadap graviti: akar tumbuh ke bawah ke arah graviti (positif) dan pucuk ke atas menjauhinya (negatif). Kedua-dua gerak balas dikawal oleh hormon yang sama, auksin, diagihkan semula dengan kesan berbeza pada pucuk dan akar.

Bagaimana hormon tumbuhan digunakan dalam pertanian?

Hormon tumbuhan digunakan untuk menggalakkan pertumbuhan akar dalam keratan sebelum ditanam, menghasilkan buah tanpa biji dengan mencetuskan pertumbuhan ovari tanpa persenyawaan, mengawal masa pemasakan buah untuk pengangkutan dan jualan, serta pada kepekatan lebih tinggi, sebagai racun rumpai terpilih yang menjadikan rumpai berdaun lebar tertentu tumbuh tidak terkawal sehingga mati. Semua kegunaan ini datang daripada memahami cara auksin mengawal pertumbuhan tumbuhan. Oleh sebab dos berkesan amat kecil, produk komersial menyatakan kepekatan tepat untuk mengelak merosakkan tanaman yang dirawat.