Langkau ke kandungan
Biologi · Tingkatan 6 (STPM Biology) · Gas Exchange

8.2 Breathing cycle

Unit ini menerangkan kawalan mekanisme pernafasan serta isipadu dan kapasiti paru-paru berdasarkan spirogram.

  • STPM
  • 2 SP
  • 12 latihan
  • Percuma

SP 8.2.1Explain the control of breathing mechanism;

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)

Calon perlu menerangkan kawalan mekanisme pernafasan oleh pusat respirasi, kemoreseptor dan reseptor regangan (suap balik negatif).

  1. IsiIrama asas
    Huraian

    Pusat respirasi di medula oblongata (dan pons) menghantar impuls melalui saraf frenik dan interkosta ke diafragma dan otot interkosta luar (inspirasi). Reseptor regangan bronkiol menghantar impuls melalui saraf vagus untuk merencat inspirasi (refleks Hering-Breuer).

    Contoh

    Paru-paru tidak terlebih kembang semasa sedutan dalam kerana refleks Hering-Breuer.

  2. IsiKawalan kimia
    Huraian

    Kemoreseptor pusat (medula) mengesan H⁺ dalam cecair serebrospina; kemoreseptor periferi (jasad aorta dan karotid) mengesan pCO₂, H⁺ dan pO₂ yang sangat rendah. Impuls meningkatkan kadar dan kedalaman pernafasan sehingga pCO₂ normal semula.

    Contoh

    Semasa senaman, CO₂ meningkat dan kadar pernafasan naik dari 12 kepada 30 kali seminit.

Peta alirKawalan pernafasan (mekanisme suap balik)

  1. Pusat respirasi di medula oblongata (dan pons) menghantar impuls berirama melalui saraf frenik dan interkosta
  2. Diafragma dan otot interkosta luar mengecut: inspirasi
  3. Reseptor regangan dalam dinding bronkiol terangsang apabila paru-paru mengembang; impuls melalui saraf vagus merencat pusat inspirasi (refleks Hering-Breuer), maka ekspirasi berlaku secara pasif
  4. Kemoreseptor pusat di medula mengesan peningkatan H⁺ dalam cecair serebrospina (daripada CO₂ yang meresap)
  5. Kemoreseptor periferi dalam jasad aorta dan jasad karotid mengesan peningkatan pCO₂, H⁺ dan penurunan ketara pO₂
  6. Impuls dihantar ke pusat respirasi: kadar dan kedalaman pernafasan meningkat
  7. CO₂ berlebihan disingkirkan; pCO₂ dan pH darah kembali normal (suap balik negatif)
SP 8.2.1

NotaRangsangan utama

Rangsangan utama pernafasan ialah peningkatan kepekatan CO₂ (melalui H⁺), bukannya penurunan O₂. Kemoreseptor periferi hanya bertindak balas kuat terhadap O₂ apabila pO₂ turun sangat rendah, contohnya di altitud tinggi.

SP 8.2.1

SP 8.2.2Explain tidal volume, vital capacity, total lung capacity, inspiratory reserve volume, expiratory reserve volume and residual volume of lungs based on spirogram.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)

Calon perlu menerangkan isipadu tidal, kapasiti vital, jumlah kapasiti paru-paru, isipadu rizab inspirasi, isipadu rizab ekspirasi dan isipadu baki berdasarkan spirogram, termasuk hubungan antara nilai.

  1. IsiIsipadu
    Huraian

    Isipadu tidal (≈ 0.5 dm³) ialah udara satu pernafasan biasa; IRV (≈ 3.0 dm³) sedutan tambahan maksimum; ERV (≈ 1.1 dm³) hembusan tambahan maksimum; isipadu baki (≈ 1.4 dm³) kekal selepas hembusan maksimum dan tidak tercatat pada spirogram.

    Contoh

    Pada spirogram, ayunan kecil berulang ialah isipadu tidal.

  2. IsiKapasiti
    Huraian

    Kapasiti vital = TV + IRV + ERV; jumlah kapasiti paru-paru = kapasiti vital + isipadu baki.

    Contoh

    TV 0.5 + IRV 3.0 + ERV 1.1 = VC 4.6 dm³; TLC = 4.6 + 1.4 = 6.0 dm³.

JadualIsipadu dan kapasiti paru-paru (dewasa, nilai anggaran)

IstilahTakrifNilai
Isipadu tidal (tidal volume, TV)Isipadu udara disedut atau dihembus dalam satu pernafasan biasa≈ 0.5 dm³
Isipadu rizab inspirasi (IRV)Isipadu maksimum tambahan yang boleh disedut selepas inspirasi biasa≈ 3.0 dm³
Isipadu rizab ekspirasi (ERV)Isipadu maksimum tambahan yang boleh dihembus selepas ekspirasi biasa≈ 1.0-1.1 dm³
Isipadu baki (residual volume, RV)Udara yang kekal dalam paru-paru selepas ekspirasi maksimum; tidak dapat diukur terus dengan spirometer≈ 1.2-1.5 dm³
Kapasiti vital (vital capacity, VC)TV + IRV + ERV: isipadu maksimum dihembus selepas sedutan maksimum≈ 4.5-4.8 dm³
Jumlah kapasiti paru-paru (TLC)VC + RV≈ 6.0 dm³
SP 8.2.2

Peta alirContoh: mengira kapasiti daripada spirogram

  1. Diberi TV = 0.5 dm³, IRV = 3.0 dm³, ERV = 1.1 dm³, RV = 1.4 dm³
  2. VC = TV + IRV + ERV = 0.5 + 3.0 + 1.1 = 4.6 dm³
  3. TLC = VC + RV = 4.6 + 1.4 = 6.0 dm³
SP 8.2.2

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

TIE
Kapasiti vital = Tidal + Inspirasi rizab + Ekspirasi rizab

Kad imbas

Lokasi pusat respirasi
Medula oblongata (dan pons)
Kemoreseptor periferi
Jasad aorta dan jasad karotid
Rangsangan utama pernafasan
Peningkatan CO₂ / H⁺ dalam darah
Kapasiti vital
TV + IRV + ERV
Isipadu baki
Udara kekal selepas hembusan maksimum; tidak diukur spirometer

Semak kefahaman

  1. Nyatakan lokasi kemoreseptor periferi (peripheral chemoreceptors) dan rangsangan yang dikesannya. (SP 8.2.1)

    Lihat jawapan

    Kemoreseptor periferi terletak dalam jasad aorta dan jasad karotid; ia mengesan peningkatan karbon dioksida, ion hidrogen dan kepekatan oksigen yang sangat rendah.

  2. Nyatakan maksud isipadu tidal (tidal volume). (SP 8.2.2)

    Lihat jawapan

    Isipadu tidal ialah isipadu udara yang disedut atau dihembus dalam satu pernafasan biasa, kira-kira 0.5 dm³.

12 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.

Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
  1. Mengingat

    Aktiviti: Murid menyebut komponen sistem kawalan pernafasan (pusat medula, kemoreseptor) dan melabel spirograf dengan isi padu paru-paru.

    Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang kitar bernafas.

    SP disasar: 8.2.1, 8.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat
  2. Memahami

    Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan mekanisme kawalan pernafasan apabila paras CO2 darah meningkat dengan carta alir.

    Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang kitar bernafas; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.

    SP disasar: 8.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami
  3. Mengaplikasi

    Aktiviti: Murid membaca satu spirograf, menentukan isi padu tidal, kapasiti vital dan isi padu baki, dan mengira kapasiti paru-paru keseluruhan.

    Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang kitar bernafas; semak kaedah dan ketepatan jawapan.

    SP disasar: 8.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi
  4. Menganalisis

    Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis dua spirograf seorang atlet dan seorang perokok dan menjelaskan perbezaan isi padu paru-paru mereka.

    Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis kitar bernafas; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.

    SP disasar: 8.2.2 · 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.

Unit lain dalam Gas Exchange

  1. 8.1 Gaseous exchanges in humans
  2. 8.2 Breathing cycle
  3. 8.3 Gaseous exchange in plants