2.2 Organ Utama Pertukaran Gas
Unit ini menerangkan keperluan pertukaran gas, mekanisme pembukaan dan penutupan stoma, taburan stoma serta kesan kekurangan air.
SP 2.2.1Mewajarkan keperluan pertukaran gas dalam tumbuhan.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Mewajarkan
Murid perlu memberi justifikasi mengapa tumbuhan memerlukan pertukaran gas.
- IsiUntuk fotosintesisHuraian
Karbon dioksida perlu diserap dan oksigen dibebaskan melalui stoma pada waktu siang supaya fotosintesis berterusan.
ContohDaun pokok di taman menyerap CO₂ pada waktu siang.
- IsiUntuk respirasi selHuraian
Oksigen diperlukan siang dan malam untuk respirasi sel menghasilkan tenaga; karbon dioksida dibebaskan. Keadaan sel pengawal boleh diperhatikan pada slaid epidermis daun bakung.
ContohPada waktu malam daun menyerap oksigen dan membebaskan CO₂.
Poin utamaKeperluan pertukaran gas
- Fotosintesis memerlukan karbon dioksida dan membebaskan oksigen
- Respirasi sel berlaku sepanjang masa: memerlukan oksigen dan membebaskan karbon dioksida
- Pada waktu siang, kadar fotosintesis melebihi respirasi: CO₂ masuk, O₂ keluar
- Pada waktu malam, hanya respirasi: O₂ masuk, CO₂ keluar
- Gas meresap melalui stoma ke ruang udara mesofil berspan dan larut dalam lapisan air pada permukaan sel
SP 2.2.2Menjelaskan mekanisme pembukaan dan penutupan stoma berdasarkan:- (i) pengambilan ion kalium.
- (ii) perubahan kepekatan sukrosa.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menjelaskan
Murid perlu menerangkan sebab dan cara stoma membuka dan menutup berdasarkan (i) pengambilan ion kalium dan (ii) perubahan kepekatan sukrosa.
- Isi(i) Ion kaliumHuraian
Dalam cahaya, ion K⁺ diangkut secara aktif ke dalam sel pengawal; keupayaan air menurun, air masuk secara osmosis, sel segah dan melengkung, stoma terbuka. Dalam gelap, K⁺ keluar, air keluar, sel flasid, stoma tertutup.
ContohModel dua belon panjang berpasangan boleh menunjukkan sel pengawal melengkung apabila diisi air.
- Isi(ii) Kepekatan sukrosaHuraian
Dalam cahaya, fotosintesis dalam sel pengawal meningkatkan kepekatan sukrosa, air masuk secara osmosis, stoma terbuka. Dalam gelap, sukrosa menurun, air keluar, stoma tertutup.
ContohStoma kebanyakan daun tertutup pada waktu malam.
JadualMekanisme pembukaan dan penutupan stoma
| Teori | Dalam cahaya (stoma terbuka) | Dalam gelap (stoma tertutup) |
|---|---|---|
| (i) Pengambilan ion kalium | Ion K+ diangkut secara aktif ke dalam sel pengawal; keupayaan air menurun; air masuk secara osmosis; sel segah dan melengkung | Ion K+ keluar dari sel pengawal; air keluar secara osmosis; sel flasid |
| (ii) Perubahan kepekatan sukrosa | Fotosintesis dalam sel pengawal meningkatkan kepekatan sukrosa; air masuk secara osmosis; sel segah | Kepekatan sukrosa menurun; air keluar secara osmosis; sel flasid |
Peta alirPembukaan stoma: pengambilan ion kalium
- Cahaya: ion kalium (K⁺) diangkut secara aktif dari sel epidermis ke dalam sel pengawal
- Keupayaan air sel pengawal menurun (lebih negatif)
- Air meresap masuk secara osmosis dari sel jiran
- Sel pengawal menjadi segah dan melengkung keluar kerana dinding dalam lebih tebal
- Liang stoma terbuka. Dalam gelap, K⁺ keluar, air keluar, sel pengawal flasid, stoma tertutup
Peta alirPembukaan stoma: perubahan kepekatan sukrosa
- Cahaya: sel pengawal berfotosintesis menghasilkan glukosa
- Kepekatan sukrosa dalam sel pengawal meningkat
- Keupayaan air sel pengawal menurun, air masuk secara osmosis
- Sel pengawal segah dan stoma terbuka
- Gelap: tiada fotosintesis, sukrosa berkurang, air keluar, sel flasid, stoma tertutup
SP 2.2.3Mengeksperimen untuk membandingkan taburan stoma pada epidermis atas dan epidermis bawah daun monokotiledon dan daun eudikot.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Mengeksperimen
Murid perlu menjalankan eksperimen membandingkan taburan stoma pada epidermis atas dan bawah daun monokot dan eudikot: pemboleh ubah, hipotesis, pemerhatian dan inferens.
- IsiReka bentukHuraian
Dimanipulasikan: jenis daun dan permukaan; bergerak balas: bilangan stoma per medan penglihatan; dimalarkan: kuasa pembesaran mikroskop. Cap stoma disediakan dengan pengilat kuku jernih.
ContohDaun jagung (monokot) dan daun bunga raya (eudikot).
- IsiPemerhatian dan inferensHuraian
Daun eudikot mempunyai lebih banyak stoma di epidermis bawah; daun monokot mempunyai bilangan stoma hampir sama pada kedua-dua permukaan. Kehilangan air daripada kedua-dua permukaan juga boleh dibanding dengan neraca mikro.
ContohDaun eudikot: 2 stoma di atas, 30 di bawah.
JadualEksperimen taburan stoma
| Aspek | Huraian |
|---|---|
| Pernyataan masalah | Adakah taburan stoma berbeza pada epidermis atas dan bawah daun monokotiledon dan eudikot? |
| Hipotesis | Daun eudikot mempunyai lebih banyak stoma pada epidermis bawah; daun monokotiledon mempunyai bilangan stoma yang hampir sama pada kedua-dua permukaan |
| Dimanipulasikan | Jenis daun dan permukaan epidermis |
| Bergerak balas | Bilangan stoma per medan penglihatan |
| Dimalarkan | Kuasa pembesaran mikroskop, umur daun |
| Pemerhatian | Eudikot (cth bunga raya): stoma banyak di epidermis bawah, sedikit atau tiada di atas. Monokot (cth jagung): hampir sama |
| Inferens | Stoma di epidermis bawah eudikot mengurangkan kehilangan air kerana terlindung daripada cahaya matahari terus |
Peta alirLangkah penyiasatan taburan stoma
- Sapu lapisan nipis pengilat kuku jernih pada epidermis atas dan bawah setiap daun
- Biarkan kering, kemudian tanggalkan menggunakan pita selofan
- Lekatkan pada slaid kaca
- Perhati di bawah mikroskop dan kira stoma dalam tiga medan penglihatan
- Kira purata dan rekod dalam jadual
SP 2.2.4Meramalkan kesan kekurangan air dalam tumbuhan terhadap pembukaan dan penutupan stoma.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Meramalkan
Murid perlu menjangka kesan kekurangan air terhadap pembukaan dan penutupan stoma berdasarkan pengetahuan mekanisme stoma.
- IsiRamalanHuraian
Sel pengawal kehilangan air dan menjadi flasid, maka stoma tertutup untuk mengurangkan kehilangan air.
ContohPokok bunga pada tengah hari semasa kemarau.
- IsiAkibatHuraian
Pengambilan CO₂ berkurang, fotosintesis menurun dan pertumbuhan terbantut jika berpanjangan.
ContohTanaman sayur yang tidak disiram beberapa hari menjadi kecil dan layu.
Peta pelbagai alirKesan kekurangan air terhadap stoma
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- KOSS
- Ion K⁺ masuk, Osmosis air masuk, Segah sel pengawal, Stoma terbuka.
Kad imbas
- Mengapa tumbuhan perlu pertukaran gas?
- CO₂ untuk fotosintesis dan O₂ untuk respirasi sel
- Ion kalium dan stoma
- K⁺ masuk sel pengawal, air masuk secara osmosis, stoma terbuka
- Sukrosa dan stoma
- Fotosintesis tingkatkan sukrosa sel pengawal, air masuk, stoma terbuka
- Taburan stoma eudikot
- Lebih banyak pada epidermis bawah
- Kekurangan air
- Sel pengawal flasid, ABA dirembes, stoma tertutup
Semak kefahaman
Namakan gas yang diserap oleh daun untuk fotosintesis. (SP 2.2.1)
Lihat jawapan
Karbon dioksida diserap untuk fotosintesis.
Nyatakan cara ion kalium memasuki sel pengawal dalam keadaan cahaya. (SP 2.2.2)
Lihat jawapan
Ion kalium diangkut secara aktif ke dalam sel pengawal.
Nyatakan bahan yang digunakan untuk menyediakan cap stoma. (SP 2.2.3)
Lihat jawapan
Pengilat kuku digunakan untuk menyediakan cap stoma.
Ramalkan keadaan sel pengawal apabila tumbuhan kekurangan air. (SP 2.2.4)
Lihat jawapan
Sel pengawal kehilangan air dan menjadi flasid, maka stoma tertutup.
15 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai struktur dan fungsi daun. |
| TP2 | Memahami struktur dan fungsi daun serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai struktur dan fungsi daun untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai struktur dan fungsi daun dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai struktur dan fungsi daun dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains berkaitan struktur dan fungsi daun dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. |
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai struktur dan fungsi daun.
Aktiviti: Murid memadankan kad 'stoma', 'sel pengawal', 'ion kalium' dan 'sukrosa' dengan rajah stoma terbuka dan tertutup. 10 minit.
Evidens PBD: Padanan kad pada rajah dicatat guru
SP disasar: 2.2.1, 2.2.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami struktur dan fungsi daun serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Murid menerangkan secara lisan mengapa tumbuhan memerlukan pertukaran gas dan melabel rajah mekanisme pembukaan dan penutupan stoma dari segi aliran air dan keturgidan sel pengawal.
Evidens PBD: Penerangan lisan dan rajah mekanisme berlabel
SP disasar: 2.2.1, 2.2.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai struktur dan fungsi daun untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Murid mengeksperimen untuk membandingkan taburan stoma pada epidermis atas dan epidermis bawah daun monokotiledon dan dikotiledon menggunakan kaedah cat kuku jernih dan mikroskop, lalu merekod bilangan stoma.
Evidens PBD: Jadual bilangan stoma dan lukisan sel
SP disasar: 2.2.2, 2.2.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai struktur dan fungsi daun dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Murid menganalisis data stoma, membandingkan kedua-dua epidermis dan menerangkan mekanisme pembukaan stoma berdasarkan pengambilan ion kalium dan perubahan kepekatan sukrosa dalam sel pengawal.
Evidens PBD: Analisis data dan penerangan mekanisme dua langkah
SP disasar: 2.2.2, 2.2.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai struktur dan fungsi daun dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Murid meramalkan kesan kekurangan air terhadap stoma pada hari panas dan menilai sama ada stoma tertutup menguntungkan atau merugikan tumbuhan, dengan menjustifikasi dari segi air dan fotosintesis.
Evidens PBD: Ramalan dan justifikasi bertulis kesan kekurangan air
SP disasar: 2.2.1, 2.2.4 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains berkaitan struktur dan fungsi daun dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Aktiviti: Murid mereka bentuk eksperimen mengesan kesan kekurangan air pada stoma menggunakan dua pasu tumbuhan, menulis pemboleh ubah dan prosedur, menjalankannya dan membentangkan keputusan.
Evidens PBD: Reka bentuk eksperimen, data stoma dan pembentangan
SP disasar: 2.2.2, 2.2.4 · Latihan sepadan: aras Mencipta
Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 42 unit Biologi Tingkatan 5 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.