Nota Biologi Tingkatan 5 Bab 8: Biodiversiti
RINGKASAN
Ringkasan Komprehensif (Nota Biologi Tingkatan 5 Bab 8: Biodiversiti)
Dokumen ini meneroka konsep biodiversiti, sistem pengelasan dan penamaan organisma, serta peranan mikroorganisma dan virus. Ia bermula dengan menekankan kepentingan pemuliharaan Harimau Malaya (Panthera tigris jacksoni), satu subspesies terancam yang endemik di Semenanjung Malaysia, sebagai contoh kekayaan biodiversiti negara.
1. Sistem Pengelasan dan Penamaan Organisma Taksonomi, bidang biologi yang melibatkan pengelasan, pengecaman, dan penamaan organisma, adalah asas untuk menguruskan maklumat hidupan secara sistematik. Sistem ini, yang dipelopori oleh Carolus Linnaeus, “Bapa Taksonomi,” adalah penting untuk komunikasi saintifik antarabangsa.
• Sistem Enam Alam: Organisma dikelaskan kepada enam alam utama berdasarkan jenis sel (prokariot atau eukariot), bilangan sel (unisel atau multisel), dan jenis nutrisi (autotrof atau heterotrof). Keenam-enam alam tersebut ialah:
◦ Archaebacteria: Prokariot unisel, selalunya hidup dalam persekitaran ekstrem (metanogen, halofil, termofil). Dinding sel tidak mempunyai peptidoglikan.
◦ Eubacteria: Prokariot unisel (bakteria sebenar) dengan dinding sel daripada peptidoglikan. Dikelaskan mengikut bentuk: kokus, basilus, vibrio, dan spirilum.
◦ Protista: Eukariot unisel atau multisel yang ringkas. Terbahagi kepada protozoa (Amoeba sp.), alga (Chlamydomonas sp.), dan kulapuk lendir.
◦ Fungi: Eukariot heterotrof (parasit atau saprofit) unisel (yis) atau multisel (cendawan). Dinding sel terdiri daripada kitin.
◦ Plantae: Eukariot multisel autotrof yang menjalankan fotosintesis.
◦ Animalia: Eukariot multisel heterotrof, kebanyakannya boleh bergerak dan membiak secara seks.
• Hierarki Taksonomi: Organisma dikelaskan mengikut urutan hierarki dari umum ke khusus: Domain, Alam, Filum, Kelas, Order, Famili, Genus, dan Spesies. Semakin rendah peringkat takson, semakin rapat hubungan genetik antara organisma.
• Sistem Tatanama Binomial: Setiap organisma diberi nama saintifik yang terdiri daripada dua perkataan: nama Genus (bermula dengan huruf besar) dan nama spesies (bermula dengan huruf kecil). Nama ini dicetak dalam huruf condong (italik) atau digaris secara berasingan jika ditulis tangan.
• Kekunci Dikotomi: Alat pengecaman yang menggunakan siri kuplet (dua pernyataan berciri bertentangan) untuk mengenal pasti organisma berdasarkan persamaan dan perbezaan yang boleh diperhatikan.
2. Biodiversiti Biodiversiti merujuk kepada kepelbagaian hidupan dan dibahagikan kepada tiga jenis:
• Diversiti Genetik: Variasi gen dalam individu atau antara populasi spesies yang sama (contoh: pelbagai varieti padi).
• Diversiti Spesies: Kepelbagaian jenis organisma di sesuatu kawasan (contoh: jutaan spesies di hutan hujan tropika).
• Diversiti Ekosistem: Pelbagai habitat, komuniti biosis, dan proses ekologi (contoh: ekosistem laut, paya bakau).
• Pokok Filogeni: Rajah bercabang yang menggambarkan hipotesis hubungan evolusi antara organisma berdasarkan sejarah evolusi dan struktur homolog (struktur serupa daripada leluhur yang sama).
• Kepentingan dan Pemuliharaan: Biodiversiti penting untuk keseimbangan alam, sumber makanan, ubat-ubatan, dan rekreasi. Usaha pemuliharaan termasuk pemuliharaan in situ (melindungi spesies di habitat asal seperti taman negara) dan pemuliharaan ex situ (memelihara spesies di luar habitat asal seperti zoo dan taman botani).
3. Mikroorganisma dan Virus
• Mikroorganisma: Organisma seni yang terdiri daripada bakteria, protozoa, alga, dan kulat.
• Virus: Entiti bukan sel yang hanya boleh membiak di dalam sel perumah. Ia terdiri daripada asid nukleik (DNA atau RNA) yang diselaputi kapsid protein.
• Peranan Mikroorganisma:
◦ Kitar Nitrogen: Bakteria seperti Rhizobium sp., Azotobacter sp., Nitrosomonas sp., dan Nitrobacter sp. memainkan peranan penting dalam proses pengikatan nitrogen, ammonifikasi, nitrifikasi, dan pendenitritan untuk menukarkan nitrogen atmosfera kepada bentuk yang boleh digunakan oleh tumbuhan.
◦ Pengeluar: Fitoplankton (alga) ialah pengeluar utama dalam ekosistem akuatik.
◦ Pengurai: Kulat dan bakteria saprofit menguraikan bahan organik mati, mengembalikan nutrien ke dalam tanah.
◦ Parasit: Mikroorganisma seperti Plasmodium sp. mendapat nutrien daripada perumah dan menyebabkan penyakit (contoh: malaria).
◦ Simbion: Organisma yang hidup rapat dengan perumah, sama ada di luar (ektosimbion) atau di dalam (endosimbion) sel perumah.
• Patogen dan Vektor:
◦ Patogen: Mikroorganisma yang menyebabkan penyakit (contoh: virus, bakteria, protozoa, kulat).
◦ Vektor: Organisma yang memindahkan patogen kepada perumah (contoh: nyamuk Aedes aegypti menyebarkan virus denggi).
◦ Patogen menyebabkan penyakit dengan merosakkan atau membunuh sel, atau dengan merembeskan toksin.
GLOSARI
| Istilah | Definisi |
| Alam (Kingdom) | Kumpulan besar dalam sistem pengelasan organisma. Terdapat enam alam: Archaebacteria, Eubacteria, Protista, Fungi, Plantae, dan Animalia. |
| Autotrof | Suatu organisma yang boleh mensintesiskan makanan sendiri daripada bahan mentah tak organik dengan menggunakan tenaga cahaya atau tenaga kimia. |
| Biodiversiti | Kepelbagaian jenis hidupan seperti mikroorganisma, haiwan, atau tumbuhan yang berinteraksi antara satu sama lain. |
| Diversiti Ekosistem | Pelbagai habitat, komuniti biosis, dan proses ekologi dalam ekosistem di persekitaran daratan, lautan, dan akuatik yang lain. |
| Diversiti Genetik | Variasi gen individu di dalam suatu populasi dan variasi gen di antara populasi yang berbeza bagi sesuatu spesies yang sama. |
| Diversiti Spesies | Variasi dan kepelbagaian organisma di muka bumi, merangkumi jumlah bilangan spesies dan taburan spesies dalam komuniti. |
| Eukariot | Sejenis sel yang mempunyai nukleus yang terbungkus dalam membran dan organel yang dikelilingi oleh membran. |
| Filogeni | Sejarah evolusi suatu spesies atau sekumpulan spesies organisma. |
| Heterotrof | Suatu organisma yang tidak mensintesiskan makanan sendiri tetapi memperoleh makanan daripada organisma lain. |
| Hierarki Taksonomi | Sistem pengelasan organisma mengikut urutan peringkat bermula dari domain, alam, filum, kelas, order, famili, genus, dan spesies. |
| Kekunci Dikotomi | Satu alat yang digunakan oleh ahli taksonomi untuk pengecaman organisma berdasarkan persamaan dan perbezaan, biasanya dalam bentuk siri kuplet. |
| Mikroorganisma | Organisma seni yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar dan hanya boleh dilihat melalui mikroskop. |
| Parasit | Organisma yang mendapat faedah daripada perumahnya, manakala perumah mengalami kerugian. |
| Patogen | Organisma yang menyebabkan penyakit, contohnya virus, bakteria, protozoa, dan kulat. |
| Pemuliharaan ex situ | Usaha memelihara spesies di luar habitat asalnya, seperti di zoo dan taman botani. |
| Pemuliharaan in situ | Usaha mengekalkan spesies di habitat asalnya, seperti di taman negara dan hutan simpan kekal. |
| Pokok Filogeni | Satu rajah bercabang yang mewakili hipotesis tentang hubungan evolusi sekumpulan organisma. |
| Prokariot | Sejenis sel yang tidak mempunyai nukleus yang terbungkus dalam membran dan organel yang bermembran. |
| Simbion | Organisma yang mempunyai hubungan yang sangat rapat dengan organisma lain (perumah). Boleh jadi ektosimbion (hidup di luar sel perumah) atau endosimbion (hidup di dalam sel perumah). |
| Sistem Tatanama Binomial | Sistem pemberian nama saintifik kepada organisma yang terdiri daripada dua perkataan: nama genus dan nama spesies. |
| Taksonomi | Satu bidang biologi yang melibatkan pengelasan, pengecaman, dan penamaan organisma mengikut satu sistem yang teratur. |
| Vektor | Organisma yang membawa patogen dan menyebarkan penyakit. |
Koleksi Latihan
| LATIHAN | SKEMA |
CONTOH SOALAN KBAT
Soalan dan Jawapan KBAT
Soalan 1: Alam Fungi (kulat) memainkan peranan penting sebagai pengurai dalam ekosistem. Ramalkan dua kesan utama terhadap keseimbangan alam jika semua organisma dalam alam Fungi pupus secara tiba-tiba.
Jawapan: Jika semua kulat pupus, bahan organik mati seperti bangkai haiwan, pokok reput, dan najis tidak akan diuraikan dengan cekap. Ini akan menyebabkan:
1. Penimbunan Bahan Organik: Sisa-sisa organik akan terkumpul di persekitaran, menyebabkan pencemaran dan mengganggu habitat hidupan lain.
2. Kitaran Nutrien Terganggu: Proses penguraian adalah penting untuk mengembalikan nutrien penting seperti karbon, nitrogen, dan sulfur ke dalam tanah. Tanpa kulat, kesuburan tanah akan merosot dengan ketara, yang akan menjejaskan pertumbuhan tumbuhan (pengeluar) dan seterusnya mengganggu keseluruhan rantai makanan.
Soalan 2: Carl Woese telah mencadangkan pemecahan alam Monera kepada dua alam baharu, iaitu Archaebacteria dan Eubacteria. Wajarkan tindakan beliau berdasarkan ciri-ciri kedua-dua kumpulan organisma ini yang dinyatakan dalam teks.
Jawapan: Tindakan Carl Woese adalah wajar kerana terdapat perbezaan asas dan signifikan antara Archaebacteria dan Eubacteria, walaupun kedua-duanya adalah prokariot.
1. Perbezaan Biokimia dan Genetik: Kajian biologi molekul menunjukkan perbezaan pada RNA antara kedua-dua kumpulan.
2. Komposisi Dinding Sel: Eubacteria (bakteria sebenar) mempunyai dinding sel yang diperbuat daripada peptidoglikan, manakala Archaebacteria tidak mempunyai peptidoglikan.
3. Habitat: Archaebacteria sering dijumpai di persekitaran yang sangat ekstrem (sangat panas, masin, atau berasid), manakala Eubacteria hidup dalam persekitaran yang lebih lazim. Perbezaan habitat ini mencerminkan adaptasi biokimia yang berbeza secara fundamental.
Soalan 3: Anda seorang ahli biologi yang menemui sejenis serangga baharu di hutan hujan tropika. Jelaskan langkah-langkah sistematik yang akan anda ambil untuk mengecam, mengelaskan, dan menamakan serangga tersebut mengikut amalan taksonomi.
Jawapan:
1. Pengecaman: Saya akan memerhatikan ciri-ciri fizikal serangga tersebut dengan teliti (contohnya, bilangan kaki, kehadiran sayap, bentuk badan). Kemudian, saya akan menggunakan kekunci dikotomi yang sedia ada untuk artropod atau serangga bagi mengecam kumpulan organisma yang paling hampir dengannya berdasarkan ciri-ciri ini.
2. Pengelasan: Berdasarkan pengecaman, saya akan meletakkan serangga ini dalam hierarki taksonomi. Saya akan menentukannya bermula dari peringkat umum ke khusus: Domain (Eukarya), Alam (Animalia), Filum (Arthropoda), Kelas (Insecta), dan seterusnya cuba mengenal pasti Order, Famili, dan Genus yang paling sesuai berdasarkan perbandingan dengan spesimen lain yang diketahui.
3. Penamaan: Setelah pasti ia adalah spesies baharu dalam genus tertentu, saya akan memberikannya nama spesies mengikut sistem tatanama binomial. Nama ini akan terdiri daripada nama genus (yang sedia ada atau baharu) dan satu nama spesies yang unik. Penulisan nama saintifik ini akan mengikut peraturan yang ditetapkan (huruf besar untuk genus, huruf kecil untuk spesies, dan dicetak condong).
Soalan 4: Teks menyatakan bahawa virus tidak dimasukkan ke dalam mana-mana alam kerana ia bukan organisma bersel. Bincangkan hujah yang menyokong status virus sebagai benda bukan hidup dan hujah yang menyokongnya sebagai hidupan.
Jawapan:
• Hujah sebagai Benda Bukan Hidup: Virus tidak mempunyai struktur sel. Di luar sel perumah, ia tidak menjalankan sebarang proses hidup seperti respirasi, nutrisi, atau perkumuhan. Ia wujud sebagai zarah lengai (tidak aktif) dan boleh dihablurkan seperti bahan kimia.
• Hujah sebagai Hidupan: Virus mempunyai bahan genetik (DNA atau RNA) yang membolehkannya mereplikasi atau membiak. Walaupun ia memerlukan jentera sel perumah untuk berbuat demikian, keupayaan untuk membiak adalah ciri asas hidupan. Ia juga boleh mengalami mutasi dan berevolusi, sama seperti organisma hidup yang lain.
Soalan 5: Pokok filogeni menunjukkan bahawa tumbuhan berbunga (angiosperma) adalah kumpulan tumbuhan darat yang paling berjaya dan berevolusi paling lewat. Berdasarkan pengetahuan biologi, jelaskan dua ciri adaptasi angiosperma yang menyumbang kepada kemandirian dan kejayaannya.
Jawapan:
1. Kehadiran Bunga: Bunga adalah struktur pembiakan yang sangat efisien. Ia menarik agen pendebungaan seperti serangga dan haiwan, yang membolehkan pemindahan debunga berlaku dengan lebih berkesan dan pada jarak yang lebih jauh berbanding gimnosperma yang bergantung pada angin.
2. Biji Benih Dilindungi dalam Buah: Selepas persenyawaan, ovul berkembang menjadi biji benih manakala ovari berkembang menjadi buah. Buah melindungi biji benih daripada kerosakan dan membantu dalam penyebaran. Haiwan yang memakan buah akan menyebarkan biji benih ke lokasi baharu melalui najisnya, membolehkan tumbuhan menakluki habitat baharu dengan jayanya.