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

8.3 Gaseous exchange in plants

Unit ini menerangkan struktur stoma (stoma), kaitan struktur sel pengawal (guard cell) dengan fungsinya, dan mekanisme pembukaan serta penutupan stoma berdasarkan pergerakan ion kalium (K⁺) dan klorida (Cl⁻).

  • STPM
  • 3 SP
  • 13 latihan
  • Percuma
Belajar & latih secara interaktifSemua unit Biologi STPM

SP 8.3.1Describe the structure of stoma;

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Describe (Menghuraikan)

Calon perlu memerihalkan butiran struktur stoma secara terperinci: liang, sel pengawal, dinding sel, mikrofibril, kandungan sel dan sel sekeliling.

  1. IsiLiang dan sel pengawal (guard cells)
    Huraian

    Stoma ialah liang pada epidermis daun yang diapit sepasang sel pengawal berbentuk ginjal. Dinding dalam (bersebelahan liang) tebal dan kurang kenyal, dinding luar nipis dan kenyal.

    Contoh

    Pada epidermis bawah daun keembung yang dilihat di bawah mikroskop, setiap liang diapit dua sel pengawal yang melengkung seperti dua biji kacang.

  2. IsiKandungan dan sel sekeliling
    Huraian

    Mikrofibril selulosa tersusun secara jejarian (radial). Sel pengawal mempunyai kloroplas, nukleus dan vakuol; ia dikelilingi sel subsidiari (subsidiary cells) dan di bawahnya terdapat ruang udara substoma.

    Contoh

    Sel epidermis biasa di sekeliling stoma kelihatan jernih tanpa kloroplas, manakala sel pengawal kelihatan hijau.

Poin utamaStruktur stoma (structure of stoma)

  • Stoma ialah liang kecil pada epidermis daun (lebih banyak pada epidermis bawah) yang dikelilingi sepasang sel pengawal (guard cells) berbentuk ginjal.
  • Sel pengawal mempunyai dinding dalam (bersebelahan liang) yang tebal dan kurang kenyal, dan dinding luar yang nipis dan kenyal.
  • Mikrofibril selulosa (cellulose microfibrils) tersusun secara jejarian (radial micellation) mengelilingi sel pengawal.
  • Sel pengawal mengandungi kloroplas, nukleus dan vakuol; sel epidermis biasa tiada kloroplas.
  • Sel pengawal dikelilingi sel subsidiari (subsidiary cells) yang bertindak sebagai takungan ion; di bawah stoma terdapat ruang udara substoma (substomatal air space).
SP 8.3.1

SP 8.3.2Explain the relationship between the structure and function of stomata;

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)

Calon perlu memberi sebab bagaimana setiap ciri struktur stoma membolehkan fungsinya, iaitu pertukaran gas dan pengawalan transpirasi.

  1. IsiDinding tidak sekata dan mikrofibril jejarian
    Huraian

    Apabila sel pengawal segah, dinding luar yang nipis meregang lebih banyak daripada dinding dalam yang tebal; mikrofibril jejarian menghalang sel melebar, maka sel memanjang dan melengkung keluar lalu liang terbuka.

    Contoh

    Seperti belon panjang yang ditampal pita pada satu sisi: apabila ditiup, ia melengkung ke arah sisi bertampal.

  2. IsiKloroplas dan liang boleh laras
    Huraian

    Kloroplas menghasilkan ATP untuk pam proton dan menyediakan kanji yang ditukar kepada malat. Liang yang boleh dibuka dan ditutup membolehkan CO₂ masuk untuk fotosintesis tetapi mengehadkan kehilangan air.

    Contoh

    Pada tengah hari terik ketika tanah kering, stoma pokok jagung menutup separa untuk menjimatkan air walaupun fotosintesis berkurang.

JadualHubungan struktur dan fungsi stoma

StrukturFungsi
Dinding dalam tebal, dinding luar nipisApabila sel segah (turgid), dinding luar meregang lebih, sel melengkung ke luar dan liang terbuka
Mikrofibril selulosa jejarianMenghalang sel menjadi lebih lebar; sel memanjang dan melengkung sehingga liang terbuka
Kloroplas dalam sel pengawalMenghasilkan ATP melalui fotosintesis untuk pam proton dan sumber malat
Tiada plasmodesmata dengan sel jiran (sel matang)Pergerakan ion dikawal oleh pengangkut membran, bukan resapan bebas
Liang boleh dibuka dan ditutupMengawal pertukaran gas CO₂ dan O₂ serta mengehadkan transpirasi (transpiration)
SP 8.3.2

SP 8.3.3Explain the mechanism of opening and closing of stomata based on potassium and chloride ions movement.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)

Calon perlu menerangkan urutan sebab-akibat pembukaan dan penutupan stoma berdasarkan pergerakan ion K⁺ dan Cl⁻ serta osmosis.

  1. IsiPembukaan stoma
    Huraian

    Cahaya mengaktifkan pam proton (H⁺-ATPase); H⁺ keluar, membran hiperpolarisasi, K⁺ masuk melalui saluran K⁺ dan Cl⁻ masuk bersama H⁺. Potensi air sel pengawal menjadi lebih negatif, air masuk secara osmosis, sel segah dan liang terbuka.

    Contoh

    Pada waktu pagi apabila matahari terbit, kepekatan K⁺ dalam sel pengawal meningkat beberapa kali ganda dan stoma terbuka.

  2. IsiPenutupan stoma
    Huraian

    Dalam gelap atau semasa kekurangan air (ABA), pam proton berhenti; K⁺ dan Cl⁻ keluar ke sel subsidiari, potensi air sel pengawal meningkat, air keluar secara osmosis, sel flasid dan liang tertutup.

    Contoh

    Pada waktu malam, sel pengawal kehilangan K⁺ dan Cl⁻ sehingga flasid; stoma tertutup dan transpirasi hampir terhenti.

Peta alirPembukaan stoma (stomatal opening) - teori pengepaman ion K⁺

  1. Cahaya (cahaya biru) merangsang pam proton (H⁺-ATPase) pada membran plasma sel pengawal menggunakan ATP
  2. H⁺ dipam keluar; bahagian dalam sel menjadi lebih negatif (hiperpolarisasi)
  3. Saluran K⁺ terbuka; K⁺ masuk ke dalam sel pengawal dari sel subsidiari
  4. Cl⁻ masuk bersama H⁺ (simport) dan kanji ditukar kepada malat (malate) untuk mengimbangi cas
  5. Ion berkumpul dalam vakuol; potensi air sel pengawal menjadi lebih negatif
  6. Air memasuki sel pengawal secara osmosis; sel menjadi segah dan melengkung
  7. Liang stoma terbuka
SP 8.3.3

Peta alirPenutupan stoma (stomatal closing)

  1. Gelap, kekurangan air atau hormon asid absisik (abscisic acid, ABA) bertindak pada sel pengawal
  2. Pam proton berhenti; saluran K⁺ dan Cl⁻ untuk keluar terbuka
  3. K⁺ dan Cl⁻ keluar ke sel subsidiari; malat ditukar kembali kepada kanji
  4. Potensi air sel pengawal meningkat (kurang negatif)
  5. Air keluar secara osmosis; sel menjadi flasid (flaccid)
  6. Liang stoma tertutup
SP 8.3.3

Peta buih bergandaSel pengawal: stoma terbuka vs tertutup

Stoma terbukaK⁺ dan Cl⁻ masukPotensi air sel lebih negatifSel segahBiasanya waktu siang
PersamaanMelibatkan pergerakan K⁺ dan Cl⁻Air bergerak secara osmosisDikawal oleh sel pengawal
Stoma tertutupK⁺ dan Cl⁻ keluarPotensi air sel kurang negatifSel flasidWaktu malam atau kemarau (ABA)
SP 8.3.3

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

CHKOS
Urutan pembukaan stoma: Cahaya, H⁺ dipam keluar, K⁺ masuk, Osmosis air masuk, Segah lalu liang terbuka.

Kad imbas

Dinding sel pengawal yang lebih tebal?
Dinding dalam (bersebelahan liang); dinding luar nipis dan kenyal.
Peranan mikrofibril selulosa jejarian?
Menghalang sel melebar, menyebabkan sel melengkung apabila segah sehingga liang terbuka.
Ion utama yang masuk ke sel pengawal semasa stoma membuka?
K⁺ (diimbangi Cl⁻ dan malat).
Hormon yang menyebabkan stoma menutup semasa kemarau?
Asid absisik (abscisic acid, ABA).
Mengapa sel pengawal ada kloroplas?
Menjana ATP untuk pam proton dan menyediakan kanji/malat.

Semak kefahaman

  1. Bezakan ketebalan dinding dalam dan dinding luar sel pengawal (guard cell). (SP 8.3.1)

    Lihat jawapan

    Dinding dalam sel pengawal yang bersebelahan liang tebal dan kurang kenyal, manakala dinding luarnya nipis dan lebih kenyal.

  2. Nyatakan fungsi kloroplas dalam sel pengawal. (SP 8.3.2)

    Lihat jawapan

    Kloroplas menghasilkan ATP untuk pam proton dan menyediakan kanji yang ditukar kepada malat semasa stoma membuka.

  3. Nyatakan ion yang memasuki sel pengawal semasa stoma membuka. (SP 8.3.3)

    Lihat jawapan

    Ion kalium (K⁺) dan ion klorida (Cl⁻) memasuki sel pengawal semasa stoma membuka.

13 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 melabel rajah stoma dengan sel pengawal, liang dan sel epidermis, serta menyebut tempat stoma terdapat.

    Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang pertukaran gas dalam tumbuhan.

    SP disasar: 8.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat
  2. Memahami

    Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan hubungan struktur dinding sel pengawal yang tidak sekata dengan pembukaan dan penutupan stoma.

    Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang pertukaran gas dalam tumbuhan; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.

    SP disasar: 8.3.2 · Latihan sepadan: aras Memahami
  3. Mengaplikasi

    Aktiviti: Murid menyusun urutan pergerakan ion kalium dan klorida serta air semasa pembukaan stoma dalam carta alir dan menerangkan peranan setiap langkah.

    Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang pertukaran gas dalam tumbuhan; semak kaedah dan ketepatan jawapan.

    SP disasar: 8.3.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi
  4. Menganalisis

    Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis data bukaan stoma pada waktu siang dan malam dan menilai bagaimana kepekatan K+ mempengaruhi turgor sel pengawal.

    Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis pertukaran gas dalam tumbuhan; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.

    SP disasar: 8.3.2, 8.3.3 · 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.

Belajar & latih secara interaktifSemua unit Biologi STPM

Unit lain dalam Gas Exchange

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