12.3 Osmoregulation in mammals
Unit ini menerangkan pengosmokawalaturan mamalia (osmoregulation in mammals): ultrastruktur nefron, pembentukan urin serta peranan ADH dan sistem renin-angiotensin-aldosteron.
SP 12.3.1Explain the ultrastructure of nephron;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan ciri ultrastruktur setiap bahagian nefron dan kaitannya dengan fungsi.
- IsiGlomerulus dan kapsul BowmanHuraian
Endotelium kapilari glomerulus berliang (fenestrated); arteriol aferen lebih lebar daripada eferen menghasilkan tekanan hidrostatik tinggi; lapisan dalam kapsul Bowman terdiri daripada podosit dengan celah turasan, dan membran dasar bertindak sebagai penapis.
ContohProtein besar seperti albumin tidak melepasi membran dasar; kehadirannya dalam air kencing menandakan kerosakan glomerulus.
- IsiTubul dan duktusHuraian
Tubul proksimal: epitelium kuboid dengan mikrovilus (sempadan berus) dan banyak mitokondria untuk penyerapan semula aktif. Gelung Henle: lengan menurun telap air; lengan menaik tidak telap air dan mengepam Na⁺ dan Cl⁻ keluar. Tubul distal: sasaran aldosteron. Duktus pengumpul: sasaran ADH.
ContohMikrovilus tubul proksimal menambah luas permukaan sehingga kira-kira 65% hasil turasan diserap semula di situ.
JadualUltrastruktur nefron
| Bahagian | Ciri ultrastruktur |
|---|---|
| Glomerulus | Kapilari berliang (fenestrated endothelium); arteriol aferen lebih lebar daripada eferen untuk tekanan hidrostatik tinggi |
| Kapsul Bowman | Lapisan dalam terdiri daripada podosit dengan celah turasan; membran dasar bertindak sebagai penapis |
| Tubul berlingkar proksimal | Sel epitelium kuboid dengan mikrovilus (sempadan berus) dan banyak mitokondria |
| Gelung Henle | Lengan menurun telap air; lengan menaik tebal tidak telap air dan mengepam Na⁺ dan Cl⁻ keluar |
| Tubul berlingkar distal | Mikrovilus kurang; sasaran aldosteron |
| Duktus pengumpul | Sasaran ADH; ketelapan air berubah melalui akuaporin |
SP 12.3.2Explain the formation of urine involving ultrafiltration, reabsorption and secretion;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan ultraturasan, penyerapan semula dan rembesan, dengan penekanan pada sistem pengganda arus lawan (catatan RPT).
- IsiUltraturasan dan penyerapan semulaHuraian
Tekanan hidrostatik tinggi memaksa air, glukosa, asid amino, ion dan urea ke kapsul Bowman. Di tubul proksimal, semua glukosa dan asid amino serta kebanyakan Na⁺ dan air diserap semula secara aktif dan osmosis.
ContohGlukosa muncul dalam air kencing pesakit diabetes kerana kepekatannya melebihi keupayaan pembawa tubul proksimal.
- IsiPengganda arus lawan dan rembesanHuraian
Lengan menaik mengepam Na⁺ dan Cl⁻ ke medula tetapi tidak telap air; lengan menurun kehilangan air ke medula yang pekat. Aliran bertentangan menggandakan kecerunan osmotik dari korteks ke medula dalam, membolehkan duktus pengumpul menyerap air dan menghasilkan urin pekat. H⁺, K⁺, kreatinina dan ubat dirembes ke tubul.
ContohTikus gurun mempunyai gelung Henle sangat panjang dan menghasilkan urin yang sangat pekat.
Peta alirPembentukan urin
- Ultraturasan (ultrafiltration): tekanan hidrostatik memaksa air, glukosa, asid amino, ion dan urea ke kapsul Bowman; sel darah dan protein besar kekal
- Penyerapan semula memilih (selective reabsorption) di tubul proksimal: semua glukosa dan asid amino, kebanyakan Na⁺ dan air diserap semula secara pengangkutan aktif dan osmosis
- Gelung Henle mewujudkan kecerunan osmotik dalam medula melalui mekanisme pengganda arus lawan (countercurrent multiplier)
- Tubul distal dan duktus pengumpul: penyerapan semula air dan Na⁺ dikawal hormon
- Rembesan (secretion): H⁺, K⁺, kreatinina dan ubat dirembes dari darah ke tubul
- Urin mengalir ke pelvis ginjal, ureter dan pundi kencing
SP 12.3.3Explain the role of anti-diuretic hormone (ADH) and renin-angiotensin-aldosterone system in regulating water and sodium ions of blood.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan bagaimana ADH dan sistem renin-angiotensin-aldosteron mengawal air dan ion Na⁺ darah.
- IsiADHHuraian
Osmoreseptor hipotalamus mengesan potensi air darah rendah; ADH dari pituitari posterior memasukkan akuaporin ke membran duktus pengumpul; lebih banyak air diserap semula; urin pekat dan sedikit. Apabila darah cair, ADH berkurang dan urin cair.
ContohSelepas berpuasa sepanjang hari, air kencing berwarna lebih gelap kerana ADH tinggi.
- IsiSistem renin-angiotensin-aldosteronHuraian
Tekanan darah atau Na⁺ rendah dikesan aparatus jukstaglomerulus yang merembes renin; renin menukar angiotensinogen kepada angiotensin I, ACE menukarnya kepada angiotensin II yang menyempitkan arteriol dan merangsang korteks adrenal merembes aldosteron; aldosteron meningkatkan penyerapan semula Na⁺ di tubul distal dan duktus pengumpul, air mengikut secara osmosis.
ContohSelepas kehilangan banyak darah dalam kemalangan, sistem ini membantu menaikkan semula isi padu dan tekanan darah.
Peta pelbagai alirKawalan air dan Na⁺ darah
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- UPR
- Pembentukan urin: Ultraturasan, Penyerapan semula, Rembesan
- RAA
- Renin, Angiotensin, Aldosteron
Kad imbas
- Sel lapisan dalam kapsul Bowman
- Podosit
- Mengapa tubul proksimal ada mikrovilus?
- Menambah luas permukaan penyerapan semula
- Tempat semua glukosa diserap semula
- Tubul berlingkar proksimal
- Hormon yang memasukkan akuaporin ke duktus pengumpul
- ADH
- Hormon yang meningkatkan penyerapan semula Na⁺
- Aldosteron
Semak kefahaman
Nyatakan dua ciri ultrastruktur sel tubul proksimal yang membantu penyerapan semula. (SP 12.3.1)
Lihat jawapan
Sel tubul proksimal mempunyai mikrovilus (sempadan berus) yang menambah luas permukaan dan banyak mitokondria yang membekalkan ATP untuk penyerapan semula aktif.
Nyatakan maksud ultraturasan (ultrafiltration). (SP 12.3.2)
Lihat jawapan
Ultraturasan ialah penurasan air dan molekul kecil seperti glukosa, asid amino, ion dan urea dari glomerulus ke kapsul Bowman di bawah tekanan hidrostatik yang tinggi.
Nyatakan kesan ADH (anti-diuretic hormone) terhadap duktus pengumpul. (SP 12.3.3)
Lihat jawapan
ADH memasukkan akuaporin ke membran duktus pengumpul, maka lebih banyak air diserap semula dan urin menjadi pekat serta sedikit.
12 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melabel rajah nefron (glomerulus, tubul berlingkar proksimal, gelung Henle, tubul pengumpul) dan menamakan hormon pengawal air.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang osmopengaturan mamalia.
SP disasar: 12.3.1, 12.3.3 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan pembentukan air kencing melalui penurasan ultra, penyerapan semula dan perembesan dengan carta alir.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang osmopengaturan mamalia; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 12.3.1, 12.3.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid membandingkan komposisi plasma, turasan glomerulus dan air kencing daripada data jadual, menentukan bahan yang diserap semula sepenuhnya.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang osmopengaturan mamalia; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 12.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis kes dehidrasi dan menjelaskan peranan ADH serta sistem renin-angiotensin-aldosteron dalam mengawal air dan natrium.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis osmopengaturan mamalia; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 12.3.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 66 unit Biologi STPM untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.