NOTA BIOLOGI TINGKATAN 5 BAB 1

NOTA BIOLOGI TINGKATAN 5 BAB 1: Organisasi Tisu Tumbuhan

Dokumen ini meneroka fisiologi tumbuhan berbunga, dengan tumpuan khusus pada organisasi tisu dan proses pertumbuhan. Ia menggariskan struktur selular yang menyumbang kepada perkembangan tumbuhan daripada anak benih kepada organisma matang dan mengkategorikan tumbuhan berdasarkan kitar hayatnya.

Organisasi Tisu Tumbuhan

Tumbuhan terdiri daripada dua jenis tisu utama:

1. Tisu Meristem: Tisu hidup yang belum membeza dan aktif membahagi secara mitosis, bertanggungjawab untuk pertumbuhan. Ia terbahagi kepada:

    ◦ Meristem Apeks: Terdapat di hujung pucuk dan hujung akar, bertanggungjawab untuk pertumbuhan primer (pemanjangan).

    ◦ Meristem Lateral: Terdiri daripada kambium vaskular dan kambium gabus, bertanggungjawab untuk pertumbuhan sekunder (penambahan diameter).

2. Tisu Kekal: Tisu matang yang telah atau sedang mengalami pembezaan. Ia terbahagi kepada tiga jenis utama:

    ◦ Tisu Epidermis: Lapisan luar yang melindungi tumbuhan. Ia mempunyai kutikel (lapisan berlilin) untuk mengurangkan kehilangan air. Sel epidermis yang diubah suai termasuk sel pengawal (mengawal stoma) dan sel rambut akar (meningkatkan penyerapan air).

    ◦ Tisu Asas: Terdiri daripada tiga jenis:

        ▪ Parenkima: Sel hidup berdinding nipis yang terlibat dalam fotosintesis, penyimpanan, pertukaran gas, dan baik pulih tisu. Memberi sokongan kepada tumbuhan herba.

        ▪ Kolenkima: Sel hidup dengan dinding sel yang lebih tebal (pektin dan hemiselulosa), memberikan sokongan mekanikal dan keanjalan.

        ▪ Sklerenkima: Terdiri daripada sel mati dengan dinding sel paling tebal (diselaputi lignin), memberikan sokongan dan kekuatan mekanikal kepada bahagian tumbuhan yang matang.

    ◦ Tisu Vaskular: Bertanggungjawab untuk pengangkutan.

        ▪ Xilem: Terbentuk daripada sel mati berdinding tebal yang diselaputi lignin. Ia mengangkut air dan garam mineral dari akar ke seluruh tumbuhan.

        ▪ Floem: Terdiri daripada tiub tapis (sel hidup tanpa nukleus matang) dan sel rakan. Ia mengangkut gula dari daun ke bahagian lain.

Proses Pertumbuhan

Pertumbuhan pada hujung pucuk dan akar berlaku dalam tiga zon:

1. Zon Pembahagian Sel: Terletak di meristem apeks, di mana sel-sel giat membahagi secara mitosis.

2. Zon Pemanjangan Sel: Sel-sel membesar saiznya melalui resapan air dan nutrien, menyebabkan vakuol mengembang (pemvakuolan).

3. Zon Pembezaan Sel: Sel-sel yang telah mencapai saiz maksimum mula berubah bentuk dan struktur untuk menjadi tisu kekal yang khusus (cth., epidermis, xilem, floem).

Tumbuhan mengalami dua jenis pertumbuhan:

• Pertumbuhan Primer: Berlaku pada semua tumbuhan, melibatkan pemanjangan batang dan akar hasil daripada pembahagian sel di meristem apeks.

• Pertumbuhan Sekunder: Berlaku pada kebanyakan tumbuhan eudikot dan sesetengah monokot, melibatkan pertambahan ukur lilit (diameter) batang dan akar. Proses ini didorong oleh pembahagian sel di meristem lateral. Kambium vaskular membahagi untuk membentuk xilem sekunder (ke dalam) dan floem sekunder (ke luar), manakala kambium gabus membentuk sel gabus (kulit kayu).

Kitar Hidup Tumbuhan dan Lengkung Pertumbuhan

Tumbuhan dikelaskan berdasarkan kitar hidupnya:

• Tumbuhan Semusim: Melengkapkan kitar hidup (percambahan hingga penghasilan biji benih) dalam satu musim atau setahun. Contoh: pokok padi, labu. Lengkung pertumbuhannya berbentuk sigmoid.

• Tumbuhan Dwimusim: Mengambil masa dua musim untuk melengkapkan kitar hidup; musim pertama untuk pertumbuhan tampang (akar, daun, batang) dan musim kedua untuk pembiakan. Contoh: kubis, lobak merah. Lengkung pertumbuhannya berbentuk dua lengkung sigmoid.

• Tumbuhan Saka: Hidup lebih daripada dua tahun dan boleh berbunga berkali-kali. Contoh: pokok bunga raya, pokok mangga. Lengkung pertumbuhannya terdiri daripada jujukan sigmoid kecil setiap tahun.

Soalan dan Jawapan Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT)

Soalan 1: Mengapakah pertumbuhan sekunder jauh lebih penting untuk tumbuhan saka berkayu seperti pokok cengal berbanding tumbuhan semusim seperti pokok padi? 

Jawapan: Pertumbuhan sekunder penting untuk tumbuhan saka berkayu kerana ia menyediakan sokongan mekanikal yang kukuh melalui penghasilan kayu (xilem sekunder yang berlignin) untuk menampung ketinggian dan jisim yang besar. Kestabilan ini membolehkan pokok bersaing untuk mendapatkan cahaya matahari dan hidup selama bertahun-tahun. Selain itu, ia menghasilkan tisu vaskular baharu secara berterusan untuk menggantikan tisu lama, memastikan pengangkutan air dan nutrien yang efisien sepanjang hayatnya yang panjang. Tumbuhan semusim seperti padi mempunyai jangka hayat yang pendek dan tidak tumbuh setinggi atau sebesar itu, jadi sokongan daripada pertumbuhan primer sudah mencukupi.

Soalan 2: Seorang pekebun mendapati bahawa apabila pucuk paling atas pokok mangganya dipangkas, pokok itu akan tumbuh menjadi lebih rimbun dengan banyak cabang sisi. Terangkan fenomena ini menggunakan pengetahuan anda tentang tisu meristem. 

Jawapan: Fenomena ini berlaku kerana pemangkasan pucuk paling atas akan membuang meristem apeks pucuk. Meristem apeks menghasilkan hormon yang menghalang pertumbuhan tunas sisi (tunas lateral). Apabila meristem apeks dibuang, kesan perencatan ini hilang, lalu merangsang tunas-tunas sisi untuk mula tumbuh dan berkembang menjadi dahan-dahan baharu. Ini menyebabkan pokok tumbuh merimbun dan tidak hanya meninggi secara menegak.

Soalan 3: Kayu balak dari negara beriklim sederhana sering menunjukkan “gelang tahunan”. Bagaimanakah gelang ini boleh memberikan maklumat tentang keadaan iklim pada masa lalu? 

Jawapan: Gelang tahunan terbentuk akibat perbezaan kadar pertumbuhan sekunder mengikut musim. Pada musim bunga, dengan air dan cahaya matahari yang mencukupi, kambium vaskular menghasilkan salur xilem sekunder yang besar dan berdinding nipis, membentuk gelang berwarna cerah dan lebar. Pada musim panas yang lebih kering atau musim sejuk, pertumbuhan perlahan menghasilkan salur xilem yang lebih kecil dan berdinding tebal, membentuk gelang gelap dan sempit. Oleh itu, dengan menganalisis lebar dan warna gelang, kita boleh menganggarkan keadaan iklim pada tahun tertentu; gelang yang lebar dan cerah menunjukkan tahun dengan keadaan pertumbuhan yang baik, manakala gelang yang sempit dan gelap menunjukkan tahun yang kurang sesuai seperti kemarau.

Soalan 4: Wajarkan mengapa tumbuhan yang mengalami pertumbuhan sekunder seperti meranti dan cengal mempunyai nilai ekonomi yang sangat tinggi dalam industri perabot dan pembinaan. 

Jawapan: Tumbuhan yang mengalami pertumbuhan sekunder mempunyai nilai ekonomi tinggi kerana proses ini menghasilkan kayu yang kuat, padat, dan keras hasil daripada pemendapan lignin yang tebal pada dinding sel xilem sekunder. Ciri-ciri ini menjadikan kayu tersebut tahan lasak dan sesuai untuk bahan binaan (pintu, pagar) dan perabot yang memerlukan ketahanan. Tambahan pula, kehadiran gelang tahunan pada batang pokok memberikan corak yang unik dan menarik, menambahkan nilai estetika pada produk perabot dan hiasan. Sesetengah pokok juga menghasilkan resin dan minyak yang boleh dikomersialkan.

Soalan 5: Ramalkan kesan jangka panjang terhadap sebatang pokok eudikot jika lapisan kambium vaskularnya rosak sepenuhnya di sekeliling batang. 

Jawapan: Jika kambium vaskular rosak sepenuhnya, pokok itu tidak lagi dapat menjalankan pertumbuhan sekunder. Ini bermakna tiada penghasilan xilem sekunder dan floem sekunder yang baharu. Akibatnya, keupayaan pokok untuk mengangkut air (melalui xilem) dan gula (melalui floem) akan menjadi terhad dan tidak dapat diperbaharui. Batang pokok juga tidak akan dapat bertambah ukur lilitnya, menjadikannya lemah dan tidak stabil apabila ia terus meninggi melalui pertumbuhan primer. Dalam jangka masa panjang, pokok itu akan mati kerana kegagalan sistem pengangkutan dan kekurangan sokongan mekanikal.