Nota Biologi Tingkatan 4 Bab 13: Homeotasis Dan Sistem Urinari Manusia
RINGKASAN
Ringkasan Komprehensif (Nota Biologi Tingkatan 4 Bab 13: Homeotasis Dan Sistem Urinari Manusia)
Panduan ini merangkumi konsep teras homeostasis dan peranan sistem urinari dalam mengekalkan kestabilan persekitaran dalam badan. Homeostasis didefinisikan sebagai pengawalaturan faktor fizikal dan kimia persekitaran dalam pada julat yang normal untuk memastikan sel berfungsi secara optimum. Mekanisme utama yang terlibat ialah suap balik negatif, yang bertindak untuk membetulkan sebarang penyimpangan daripada julat normal, sama ada dengan menurunkan nilai yang berlebihan atau meningkatkan nilai yang berkurangan.
Pelbagai sistem organ bekerjasama untuk mengekalkan homeostasis:
• Suhu Badan: Dikawal atur oleh sistem integumen, saraf, peredaran darah, otot, dan endokrin.
• Aras Gula Darah: Dikawal atur oleh sistem endokrin (pankreas), peredaran darah, dan pencernaan.
• Tekanan Separa Karbon Dioksida: Dikawal atur oleh sistem respirasi, peredaran darah, dan saraf.
• Tekanan Darah: Dikawal atur oleh sistem peredaran darah dan saraf.
Sistem urinari, terutamanya ginjal, memainkan dua peranan utama: perkumuhan (menyingkirkan bahan kumuh toksik seperti urea) dan pengosmokawalaturan (mengawal isi padu air, kepekatan ion, dan tekanan osmosis darah). Setiap ginjal mengandungi berjuta-juta unit berfungsi yang dipanggil nefron.
Pembentukan air kencing dalam nefron berlaku melalui tiga proses utama:
1. Ultraturasan: Darah dituras di bawah tekanan tinggi dari glomerulus ke dalam kapsul Bowman.
2. Penyerapan Semula: Bahan-bahan yang diperlukan seperti glukosa, asid amino, air, dan ion diserap semula dari tubul renal kembali ke dalam aliran darah.
3. Rembesan: Bahan buangan seperti ion hidrogen, ion kalium, dan urea dirembeskan dari darah ke dalam tubul renal untuk disingkirkan.
Air kencing yang terhasil akhirnya dikumpulkan oleh duktus pengumpul dan dialirkan ke pundi kencing melalui ureter sebelum disingkirkan.
GLOSARI
| Istilah | Definisi |
| Homeostasis | Pengawalaturan faktor fizikal dan faktor kimia persekitaran dalam pada julat yang normal supaya sel berfungsi dalam keadaan optimum. |
| Suap Balik Negatif | Mekanisme yang mencetuskan tindak balas untuk membetulkan penyimpangan (peningkatan atau penurunan) sesuatu faktor kembali kepada julat normal. |
| Termoreseptor | Reseptor deria yang mengesan perubahan suhu, terletak di dalam kulit dan hipotalamus. |
| Pemvasodilatan | Proses pengembangan arteriol di dalam kulit untuk membenarkan lebih banyak darah mengalir ke permukaan kulit bagi membebaskan haba. |
| Pemvasocerutan | Proses pencerutan arteriol di dalam kulit untuk mengurangkan aliran darah ke permukaan kulit bagi mengurangkan kehilangan haba. |
| Kelompok Sel Langerhans | Kelompok sel di dalam pankreas yang menghasilkan dan merembeskan hormon insulin (oleh sel beta) dan glukagon (oleh sel alfa). |
| Insulin | Hormon yang dirembeskan oleh sel beta pankreas untuk menurunkan aras gula darah dengan merangsang penukaran glukosa kepada glikogen. |
| Glukagon | Hormon yang dirembeskan oleh sel alfa pankreas untuk meningkatkan aras gula darah dengan merangsang penukaran glikogen kepada glukosa di hati. |
| Diabetes Melitus | Penyakit yang disebabkan oleh kegagalan penghasilan, perembesan, atau penerimaan insulin, mengakibatkan aras gula darah yang tinggi dan tidak stabil. |
| Medula Oblongata | Bahagian otak yang mengandungi pusat kawalan respirasi dan pusat kawalan kardiovaskular. |
| Kemoreseptor | Sel deria yang peka terhadap perubahan kimia dalam darah, seperti perubahan pH akibat kepekatan karbon dioksida. Terdapat di medula oblongata, jasad karotid, dan jasad aorta. |
| Baroreseptor | Reseptor tekanan yang terletak di arka aorta dan arteri karotid, berfungsi mengesan perubahan tekanan darah. |
| Ginjal | Organ utama dalam sistem urinari yang berfungsi dalam perkumuhan dan pengosmokawalaturan. |
| Perkumuhan | Proses penyingkiran bahan kumuh yang toksik dan bernitrogen (seperti urea) dari badan. |
| Pengosmokawalaturan | Proses pengawalan jumlah isi padu air, kepekatan ion, dan tekanan osmosis bendalir badan. |
| Nefron | Unit berfungsi asas bagi ginjal, terdiri daripada kapsul Bowman, glomerulus, dan tubul renal. |
CONTOH SOALAN KBAT
Soalan Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT)
1. Soalan: Seorang atlet berlari dalam cuaca yang sangat sejuk. Terangkan DUA mekanisme fizikal dan DUA mekanisme kimia yang akan digerakkan oleh badannya untuk mengekalkan suhu normal.
Jawapan:
• Mekanisme Fizikal:
1. Pemvasocerutan: Arteriol di dalam kulit akan mencerut, mengurangkan aliran darah ke permukaan kulit. Ini mengurangkan kehilangan haba ke persekitaran melalui radiasi.
2. Pengecutan Otot Erektor: Otot erektor akan mengecut menyebabkan bulu roma berdiri menegak. Ini memerangkap lapisan udara tebal yang bertindak sebagai penebat haba. Badan juga akan menggigil (pengecutan otot rangka) untuk menjana haba.
• Mekanisme Kimia:
1. Rembesan Hormon Adrenalina: Kelenjar adrenal dirangsang untuk merembes lebih banyak hormon adrenalina, yang mempercepatkan penukaran glikogen kepada glukosa dan meningkatkan kadar metabolisme untuk menghasilkan haba.
2. Rembesan Hormon Tiroksina: Kelenjar tiroid dirangsang untuk merembes lebih banyak hormon tiroksina, yang juga akan meningkatkan kadar metabolisme sel badan, seterusnya menjana lebih banyak haba.
2. Soalan: Diabetes melitus berlaku akibat kegagalan dalam penghasilan insulin. Jelaskan bagaimana keadaan ini membawa kepada aras gula darah yang tinggi dan tidak stabil selepas makan.
Jawapan: Selepas makan, aras gula (glukosa) dalam darah meningkat. Dalam individu normal, sel beta pankreas akan merembeskan insulin. Insulin merangsang sel hati dan otot untuk menukar glukosa berlebihan kepada glikogen untuk simpanan, dan merangsang sel adipos menukar glukosa kepada lemak. Tanpa insulin yang mencukupi, glukosa berlebihan tidak dapat ditukar atau digunakan oleh sel-sel ini. Akibatnya, glukosa kekal dalam aliran darah, menyebabkan aras gula darah menjadi sangat tinggi dan tidak stabil.
3. Soalan: Sekiranya seseorang mengalami pendarahan yang serius, tekanan darahnya akan menurun. Huraikan bagaimana mekanisme suap balik negatif bertindak untuk menaikkan semula tekanan darahnya ke julat normal.
Jawapan: Penurunan tekanan darah akan menyebabkan baroreseptor di arka aorta dan arteri karotid kurang dirangsang. Ini akan menghantar isyarat kepada pusat kawalan kardiovaskular di medula oblongata, yang juga menjadi kurang dirangsang. Pusat kawalan kemudiannya akan mencetuskan dua tindak balas utama:
1. Pemvasocerutan arteri: Salur darah arteri akan mencerut, meningkatkan rintangan terhadap pengaliran darah dan seterusnya menaikkan tekanan darah.
2. Pengecutan otot kardium jantung yang lebih kuat: Jantung akan mengepam darah dengan lebih kuat, meningkatkan tekanan darah kembali ke julat normal.
4. Soalan: Bandingkan proses penyerapan semula dengan proses rembesan yang berlaku di dalam nefron dari segi arah pergerakan bahan dan contoh bahan yang terlibat.
Jawapan:
• Penyerapan Semula:
◦ Arah: Bahan bergerak dari dalam tubul renal (hasil turasan glomerulus) kembali ke dalam jaringan kapilari darah.
◦ Contoh Bahan: Air, glukosa, asid amino, ion natrium, dan ion klorida.
• Rembesan:
◦ Arah: Bahan bergerak dari jaringan kapilari darah masuk ke dalam tubul renal. Proses ini berlawanan dengan penyerapan semula.
◦ Contoh Bahan: Bahan buangan toksik seperti ion hidrogen (H+), ion kalium (K+), urea, dan kreatinina.
5. Soalan: Mengapakah pengekalan suhu badan pada julat tetap adalah sangat penting untuk fungsi sel? Kaitkan jawapan anda dengan peranan enzim.
Jawapan: Pengekalan suhu badan pada julat tetap (optimum) adalah penting kerana semua tindak balas metabolisme dalam sel dimangkinkan oleh enzim. Enzim sangat sensitif terhadap suhu. Jika suhu badan terlalu tinggi, enzim akan ternyahasli, iaitu struktur tiga dimensinya akan musnah dan ia tidak lagi dapat berfungsi. Jika suhu badan terlalu rendah, aktiviti enzim dan kadar metabolisme sel akan menjadi sangat perlahan sehingga tidak dapat menampung kemandirian sel. Oleh itu, suhu yang stabil memastikan enzim berfungsi pada tahap optimum.