Nota Biologi Tingkatan 5 Bab 3: Nutrisi dan Tumbuhan
RINGKASAN
Ringkasan (Nota Biologi Tingkatan 5 Bab 3: Nutrisi dan Tumbuhan)
Bab ini meneroka cara tumbuhan memperoleh nutrien yang penting untuk pertumbuhan dan perkembangan yang sihat. Nutrien dibahagikan kepada dua kategori utama berdasarkan kuantiti yang diperlukan: makronutrien dan mikronutrien.
1. Nutrien Tak Organik Utama:
• Makronutrien: Diperlukan dalam kuantiti yang banyak. Ini termasuk Karbon (C), Oksigen (O), Hidrogen (H), Nitrogen (N), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Fosforus (P), dan Sulfur (S). Karbon, hidrogen, dan oksigen mudah diperoleh daripada udara dan air. Nutrien lain diserap dari tanah dalam bentuk garam mineral terlarut. Setiap makronutrien mempunyai fungsi spesifik, dan kekurangannya akan menyebabkan gejala yang boleh dilihat seperti klorosis (daun menguning), pertumbuhan terbantut, dan kematian pramatang.
• Mikronutrien: Diperlukan dalam kuantiti yang sangat sedikit. Ini termasuk Klorin (Cl), Ferum (Fe), Mangan (Mn), Boron (B), Zink (Zn), Kuprum (Cu), Nikel (Ni), dan Molibdenum (Mo). Walaupun diperlukan dalam kuantiti yang kecil, kekurangan mikronutrien boleh menjejaskan fungsi penting seperti fotosintesis, sintesis protein, dan pertumbuhan.
• Larutan Kultur Knop: Satu larutan kultur lengkap yang dirumus oleh ahli kimia, Wilhelm Knop, mengandungi semua unsur nutrien yang diperlukan oleh tumbuhan untuk hidup sihat. Ia sering digunakan dalam eksperimen untuk mengkaji kesan kekurangan nutrien tertentu.
2. Organ Pengambilan Air dan Garam Mineral:
• Akar adalah organ utama tumbuhan untuk menyerap air dan garam mineral dari tanah. Struktur luaran akar termasuk pangkal akar, batang akar, cabang akar, rambut akar, dan jidal akar. Rambut akar secara signifikan menambah luas permukaan untuk penyerapan.
• Struktur dalaman akar terdiri daripada beberapa lapisan tisu:
◦ Epidermis: Lapisan paling luar yang selnya disusun rapat dan sebahagiannya membentuk rambut akar.
◦ Korteks: Terletak di bawah epidermis, dengan sel berdinding nipis untuk memudahkan pergerakan air.
◦ Endodermis: Lapisan pemisah antara korteks dan silinder vaskular. Sel endodermis mempunyai penebalan suberin atau lignin yang membentuk jalur Casparian, yang mengawal pergerakan air dan mineral ke dalam silinder vaskular.
◦ Silinder Vaskular: Teras akar yang mengandungi tisu xilem (mengangkut air dan mineral) dan floem (mengangkut bahan organik).
3. Kepelbagaian dalam Nutrisi Tumbuhan:
Tumbuhan telah menyesuaikan diri dengan pelbagai cara untuk mendapatkan nutrien, terutamanya dalam persekitaran yang kekurangan nutrien.
• Tumbuhan Parasit: Hidup menumpang pada tumbuhan lain (perumah) dan menyerap bahan organik, mineral, serta air terus dari perumah. Contohnya ialah Rafflesia sp. (bunga pakma). Tumbuhan parasit ini merugikan perumahnya dan boleh menyebabkan perumah mati.
• Tumbuhan Epifit: Tumbuhan hijau yang menumpang pada tumbuhan lain untuk mendapatkan sokongan dan cahaya matahari yang lebih baik, tetapi tidak merugikan perumah. Epifit menjalankan fotosintesis sendiri. Contohnya ialah paku pakis langsuir (Asplenium nidus) dan orkid (Bulbophyllum sp.).
• Tumbuhan Karnivor: Tumbuhan ini mampu mensintesis makanannya sendiri melalui fotosintesis tetapi hidup di kawasan tanah yang kekurangan nitrogen. Untuk mengatasi masalah ini, ia telah menyesuaikan diri untuk memerangkap dan mencerna serangga bagi mendapatkan sumber nitrogen tambahan. Contohnya ialah periuk kera (Nepenthes sp.) dan perangkap lalat Venus (Dionaea muscipula).
GLOSARI
| Istilah | Definisi |
| Amalan 5R | Satu konsep pengurusan sisa yang merangkumi Tolak (Refuse), Kurangkan (Reduce), Guna Semula (Reuse), Kitar Semula (Recycle), dan Reput (Rot) untuk meminimumkan penghasilan sampah. |
| Eutrofikasi | Proses pengkayaan ekosistem akuatik dengan nutrien seperti nitrat dan fosfat, yang menyebabkan pertumbuhan pesat alga dan pengurangan oksigen di dalam air. |
| Gas Rumah Hijau (GHG) | Gas di atmosfera seperti karbon dioksida, metana, klorofluorokarbon (CFC) dan nitrogen oksida yang menyerap dan memerangkap haba, menyumbang kepada kesan rumah hijau. |
| Jejak Karbon | Jumlah gas rumah hijau (GHG) yang dibebaskan ke atmosfera hasil daripada aktiviti seseorang individu, organisasi, atau produk, biasanya dinyatakan dalam unit setara karbon dioksida. |
| Kelestarian Alam Sekitar | Keadaan di mana interaksi antara organisma hidup dengan persekitaran dapat dikekalkan untuk jangka masa yang panjang bagi memastikan keseimbangan dan pemeliharaan sumber semula jadi. |
| Kesan Rumah Hijau | Fenomena pemanasan Bumi akibat haba yang terperangkap oleh gas rumah hijau di atmosfera. |
| Ledakan Alga | Pertumbuhan alga yang sangat pesat dan berlebihan di dalam ekosistem akuatik, biasanya disebabkan oleh eutrofikasi. |
| Pemeliharaan | Usaha untuk mengekalkan komponen ekosistem (spesies atau habitat) dalam keadaan asalnya tanpa sebarang gangguan oleh manusia. |
| Pemuliharaan | Amalan pengurusan sumber alam semula jadi (hidupan dan bukan hidupan) secara bijak untuk mengelakkan kehilangan, kerosakan, dan pembaziran. |
| Pemulihan | Proses untuk memulihkan ekosistem yang telah rosak, terdegradasi, atau musnah kepada keadaan asalnya. |
| Pemuliharaan ex-situ | Pemuliharaan spesies di luar habitat semula jadi mereka, seperti di zoo, taman botani, dan bank benih. |
| Pemuliharaan in-situ | Pemuliharaan spesies di dalam habitat semula jadi mereka, seperti di taman negara, hutan simpan, dan taman laut. |
| Pemanasan Global | Peningkatan purata suhu atmosfera Bumi disebabkan oleh peningkatan kepekatan gas rumah hijau. |
| Penyahhutanan | Penebangan pokok secara meluas di kawasan hutan untuk tujuan pertanian, pembalakan, pembinaan empangan, atau perbandaran. |
| Spesies Endemik | Spesies yang hanya boleh ditemui di satu kawasan geografi tertentu dan tidak dijumpai di tempat lain di dunia. |
| Teknologi Hijau | Pembangunan dan aplikasi produk, peralatan, dan sistem untuk memelihara alam sekitar dan alam semula jadi serta meminimumkan kesan negatif aktiviti manusia. |
| Tenaga Boleh Baharu | Tenaga yang dijana daripada sumber semula jadi yang tidak akan kehabisan, seperti tenaga solar, angin, hidroelektrik, dan biojisim. |
| Tenaga Tidak Boleh Baharu | Tenaga yang dijana daripada sumber yang terhad dan akan habis jika digunakan secara berterusan, seperti bahan api fosil (petroleum, gas asli, arang batu). |
CONTOH SOALAN KBAT
Soalan KBAT dan Jawapan
Soalan 1: Tumbuhan karnivor seperti periuk kera hidup di tanah yang kekurangan nitrogen dan mendapatkan nutrien ini dengan memerangkap serangga. Mengapakah tumbuhan ini masih perlu menjalankan fotosintesis?
Jawapan: Tumbuhan karnivor memerangkap serangga untuk mendapatkan sumber nitrogen, iaitu satu nutrien mineral penting. Walau bagaimanapun, nitrogen hanyalah salah satu daripada banyak nutrien yang diperlukan. Fotosintesis adalah proses di mana tumbuhan menghasilkan makanannya sendiri, iaitu karbohidrat (gula), dengan menggunakan karbon dioksida, air, dan tenaga cahaya. Karbohidrat ini adalah sumber tenaga utama untuk semua proses selular dan pertumbuhan tumbuhan. Oleh itu, walaupun ia mendapat nitrogen daripada serangga, ia masih bergantung sepenuhnya pada fotosintesis untuk menghasilkan tenaga dan sebatian karbon yang menjadi asas kehidupannya.
Soalan 2: Seorang petani mendapati daun-daun tua pada tanamannya menjadi kuning manakala daun-daun muda kekal hijau. Berdasarkan Jadual 3.1, apakah nutrien yang mungkin kurang dan mengapa gejala ini muncul pada daun tua terlebih dahulu?
Jawapan: Gejala daun menguning (klorosis) pada daun tua menunjukkan kekurangan Nitrogen (N) atau Magnesium (Mg). Kedua-dua nutrien ini adalah komponen penting dalam molekul klorofil. Nitrogen dan Magnesium adalah nutrien mudah alih dalam tumbuhan. Apabila berlaku kekurangan, tumbuhan akan memindahkan baki nutrien ini dari tisu yang lebih tua (daun tua) ke tisu yang lebih muda dan sedang aktif membesar (pucuk dan daun muda) untuk menyokong pertumbuhan baharu. Akibatnya, daun tua akan kehilangan klorofil terlebih dahulu dan menunjukkan gejala klorosis, manakala daun muda kekal hijau buat sementara waktu.
Soalan 3: Jelaskan mengapa paku pakis langsuir (Asplenium nidus) yang hidup menumpang pada pokok lain dikelaskan sebagai tumbuhan epifit dan bukan tumbuhan parasit.
Jawapan: Paku pakis langsuir dikelaskan sebagai epifit kerana ia hanya menggunakan pokok lain sebagai tempat sokongan fizikal untuk mendapatkan kedudukan yang lebih tinggi bagi memperoleh cahaya matahari yang mencukupi untuk fotosintesis. Ia tidak menyerap sebarang air atau nutrien daripada tisu vaskular pokok perumahnya. Sebaliknya, ia menyerap nutrien yang terkumpul di celah-celah dahan pokok perumah. Berbeza dengan tumbuhan parasit seperti Rafflesia sp., yang menembusi sistem vaskular perumah untuk mencuri nutrien dan air, tumbuhan epifit tidak mendatangkan kemudaratan kepada perumahnya.
Soalan 4: Ramalkan apa yang akan berlaku kepada pengambilan air dan garam mineral oleh akar jika jalur Casparian pada sel endodermis tidak wujud atau menjadi telap sepenuhnya.
Jawapan: Jalur Casparian adalah lapisan kalis air yang memaksa air dan garam mineral terlarut untuk bergerak melalui membran sel sel endodermis sebelum memasuki silinder vaskular. Ini membolehkan tumbuhan mengawal jenis dan kuantiti bahan yang masuk ke dalam xilem. Jika jalur Casparian tidak wujud atau telap sepenuhnya, air dan mineral boleh mengalir secara bebas melalui ruang antara sel (laluan apoplas) tanpa sebarang kawalan. Ini akan menyebabkan tumbuhan kehilangan keupayaan untuk memilih ion mineral yang diperlukan dan menghalang kemasukan bahan toksik. Selain itu, ia akan mengganggu pembentukan tekanan akar, yang membantu menolak air ke atas batang.
Soalan 5: Seorang pekebun menggunakan baja NPK untuk tanamannya. Selepas beberapa lama, dia mendapati daun muda pada tanamannya menjadi kuning. Berdasarkan jadual nutrien, jelaskan mengapa masalah ini berlaku walaupun baja NPK yang membekalkan makronutrien utama telah diberikan.
Jawapan: Baja NPK hanya membekalkan tiga makronutrien utama: Nitrogen (N), Fosforus (P), dan Kalium (K). Gejala daun muda menjadi kuning adalah tanda kekurangan Ferum (Fe), iaitu sejenis mikronutrien. Ferum bertindak sebagai kofaktor dalam sintesis klorofil dan penting bagi pertumbuhan pokok yang muda. Walaupun tumbuhan hanya memerlukan ferum dalam kuantiti yang sedikit, ketiadaannya akan menjejaskan pembentukan klorofil. Oleh kerana pekebun itu hanya menggunakan baja NPK, tanah mungkin telah kehabisan bekalan mikronutrien penting seperti ferum, menyebabkan gejala kekurangan tersebut walaupun makronutrien utama mencukupi.
Koleksi Latihan
| LATIHAN | SKEMA |