NOTA SAINS BAB 1 TINGKATAN 5

Ringkasan Komprehensif (Nota Sains Bab 1 Tingkatan 5: Mikroorganism)

Dokumen ini menyediakan ringkasan terperinci mengenai mikroorganisma, merangkumi ciri-ciri, faktor pertumbuhan, faedah, dan kaedah pencegahan penyakit.

1. Klasifikasi dan Ciri-ciri Mikroorganisma

Mikroorganisma dikelaskan kepada beberapa kumpulan utama, masing-masing dengan ciri unik.

Fungi

• Saiz: Terdapat fungi makroskopik (contoh: cendawan) yang boleh dilihat dengan mata kasar, dan fungi mikroskopik (contoh: yis, mukor) berukuran antara 10 μm – 100 μm yang memerlukan mikroskop. Mukor lazimnya wujud secara berkoloni.

• Bentuk: Fungi unisel seperti yis berbentuk sfera kecil. Fungi multisel seperti mukor terdiri daripada sporangium (sfera) dan hifa (bebenang).

• Nutrisi: Fungi tidak dapat menghasilkan makanan sendiri. Ia bersifat saprofit (memperoleh nutrien daripada organisma mati) atau parasit (memperoleh nutrien daripada perumah).

• Cara Pembiakan:

    ◦ Yis (unisel): Membiak secara aseks melalui pertunasan.

    ◦ Mukor (multisel): Membiak secara aseks melalui pembentukan spora atau secara seks melalui konjugasi (pertemuan antara hifa).

Alga

• Saiz: Wujud dalam saiz makroskopik (contoh: alga laut) dan mikroskopik (contoh: Chlamydomonas sp., Spirogyra sp.) berukuran antara 1 μm hingga beberapa ratus μm.

• Bentuk: Alga unisel (Chlamydomonas sp.) dan multisel (Spirogyra sp.) mempunyai kloroplas yang mengandungi klorofil.

• Nutrisi: Kehadiran klorofil membolehkan alga menghasilkan makanan sendiri melalui fotosintesis.

• Cara Pembiakan:

    ◦ Chlamydomonas sp.: Membiak secara aseks melalui belahan dedua dan secara seks melalui konjugasi.

    ◦ Spirogyra sp.: Membiak secara seks melalui konjugasi.

• Habitat: Air tawar, air masin, tanah lembap, dan kulit pokok yang terdedah kepada cahaya matahari.

Protozoa

• Saiz: Merupakan mikroorganisma unisel berukuran antara 5 μm – 250 μm dan wujud secara berkoloni.

• Bentuk:

    ◦ Paramecium sp.: Berbentuk seperti selipar dan mempunyai silia (rerambut halus).

    ◦ Amoeba sp.: Tidak mempunyai bentuk tetap dan menggunakan pseudopodium (‘kaki palsu’) untuk bergerak.

• Nutrisi: Mengamalkan nutrisi pelbagai. Euglena sp. menjalankan fotosintesis, Plasmodium sp. adalah parasit, dan Amoeba sp. mendapatkan nutrien melalui fagositosis.

• Cara Pembiakan:

    ◦ Amoeba sp. & Paramecium sp.: Membiak secara aseks melalui belahan dedua.

    ◦ Paramecium sp.: Juga membiak secara seks melalui konjugasi, di mana pertukaran bahan genetik berlaku.

Bakteria

• Saiz: Mikroorganisma unisel berukuran antara 0.2 μm – 10 μm.

• Bentuk: Dikelaskan berdasarkan bentuk asas: sfera (kokus), pilin (spirilum), rod (basilus), dan koma (vibrio).

• Struktur: Mempunyai dinding sel yang dibina daripada asid amino dan polisakarida. Sesetengah bakteria mempunyai kapsul (pelindung), pili (untuk melekat), dan flagelum (untuk pergerakan).

• Nutrisi: Bakteria yang mempunyai klorofil menghasilkan makanan sendiri. Ada yang bersifat parasit dan ada yang saprofit.

• Cara Pembiakan: Membiak secara aseks melalui belahan dedua dan secara seks melalui konjugasi (pemindahan bahan genetik melalui tiub konjugasi).

Virus

• Saiz: Merupakan mikroorganisma paling seni, bersaiz kurang daripada 0.5 μm dan hanya boleh dilihat melalui mikroskop elektron.

• Bentuk: Mempunyai pelbagai bentuk seperti sfera, heliks, polihedral, dan kompleks.

• Struktur: Terdiri daripada bebenang asid nukleik (DNA atau RNA) yang dilindungi oleh lapisan protein yang dikenali sebagai kapsid.

• Ciri Khas: Tidak mempunyai ciri hidup di luar perumah. Ia hanya boleh membiak dengan cara menjangkiti sel perumah seperti bakteria, haiwan, dan tumbuhan.

2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisma

Pertumbuhan mikroorganisma dipengaruhi oleh lima faktor utama:

1. Nutrien: Kehadiran nutrien yang cukup meningkatkan kadar pertumbuhan.

2. Kelembapan: Keadaan lembap sesuai untuk pertumbuhan, manakala persekitaran kering merencatkan pertumbuhan.

3. Cahaya: Alga memerlukan cahaya untuk fotosintesis. Fungi dan bakteria tumbuh lebih baik dalam keadaan gelap. Cahaya ultraungu boleh membunuh mikroorganisma.

4. Suhu: Suhu optimum bagi pertumbuhan kebanyakan mikroorganisma ialah antara 35°C – 40°C.

5. Nilai pH: Nilai pH optimum ialah pH 7 (neutral), walaupun sesetengah mikroorganisma boleh hidup dalam persekitaran sedikit berasid atau beralkali.

3. Mikroorganisma Berfaedah dan Aplikasinya

Mikroorganisma memainkan peranan penting dalam pelbagai bidang:

• Perubatan: Penghasilan vaksin (Rotavirus, Salmonella sp.), antibiotik (penisilin daripada Penicillium chrysogenum), dan insulin.

• Pertanian: Bakteria penitritan (Nitrosomonas sp., Nitrobacter sp.) dalam kitar nitrogen dan membantu pencernaan haiwan.

• Perindustrian: Penghasilan barangan kulit.

• Bioteknologi dan Kelestarian Alam:

    ◦ Ekoenzim: Hasil semula jadi daripada penapaian sisa pertanian (buah-buahan/sayur-sayuran) yang digunakan sebagai larutan pembersih mesra alam.

    ◦ Serum Bakteria Lactobacillus sp.: Digunakan untuk merawat sisa kumbahan, membuat kompos, membantu pencernaan haiwan ternakan, dan menyingkirkan bau busuk.

4. Pencegahan dan Rawatan Penyakit

Konsep ‘mencegah lebih baik daripada merawat’ adalah teras dalam mengawal penyakit berjangkit.

Teknik Aseptik

Prosedur kesihatan untuk menghalang jangkitan patogen. Ini termasuk:

• Pensterilan: Proses membunuh atau menyingkirkan mikroorganisma. Kaedah pensterilan termasuk:

    ◦ Pendidihan: Air pada suhu 100°C.

    ◦ Bahan Kimia:

        ▪ Antiseptik: Digunakan pada kulit atau luka (cth: alkohol isopropil 70%).

        ▪ Disinfektan: Digunakan pada benda bukan hidup (cth: bahan peluntur, cecair klorin).

    ◦ Sinaran: Sinar mengion seperti sinar ultraungu, sinar-X, dan sinar gama.

• Penggunaan Ubat:

    ◦ Antibiotik: Untuk merawat jangkitan bakteria (cth: pneumonia).

    ◦ Antifungal: Untuk merawat jangkitan kulat (cth: athlete’s foot).

    ◦ Antiviral: Untuk merawat jangkitan virus (cth: kayap).

Soalan Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT)

1. Soalan: Berdasarkan ciri-ciri pembiakan Mukor dan Amoeba sp., bandingkan kedua-dua kaedah pembiakan tersebut dan jelaskan keadaan persekitaran yang manakah akan memihak kepada setiap kaedah untuk memastikan kemandirian spesies. 

Jawapan: Mukor boleh membiak secara aseks melalui pembentukan spora dan secara seks melalui konjugasi. Amoeba sp. membiak secara aseks melalui belahan dedua. Pembiakan aseks (pembentukan spora dan belahan dedua) adalah pantas dan tidak memerlukan pasangan, sesuai untuk keadaan persekitaran yang stabil dan baik (nutrien mencukupi, suhu optimum). Pembiakan seks (konjugasi) oleh Mukor pula membolehkan pertukaran bahan genetik, menghasilkan variasi yang mungkin lebih tahan terhadap perubahan persekitaran yang tidak menentu atau kurang sesuai. Oleh itu, konjugasi memberi kelebihan untuk kemandirian jangka panjang dalam persekitaran yang berubah-ubah.

2. Soalan: Dalam eksperimen pertumbuhan bakteria, piring Petri sering disimpan secara terbalik di dalam almari gelap. Terangkan dua justifikasi saintifik untuk prosedur ini berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisma. 

Jawapan:

    ◦ Disimpan secara terbalik: Prosedur ini menghalang titisan air daripada pemeluwapan (wap air) di atas penutup piring Petri daripada jatuh ke permukaan agar-agar. Kehadiran titisan air ini boleh menyebabkan koloni bakteria bercampur dan mengganggu pemerhatian pertumbuhan koloni yang terasing.

    ◦ Disimpan di dalam almari gelap: Bakteria (seperti Bacillus sp.) tumbuh dengan lebih baik dalam keadaan gelap. Selain itu, pendedahan kepada cahaya, terutamanya cahaya ultraungu daripada cahaya matahari, boleh merencatkan atau membunuh bakteria, yang akan menjejaskan keputusan eksperimen.

3. Soalan: Virus dianggap unik kerana ia menunjukkan ciri-ciri benda hidup dan bukan hidup. Menggunakan maklumat daripada teks, jelaskan mengapa virus boleh dikategorikan sedemikian. 

Jawapan: Virus boleh dianggap sebagai benda hidup kerana ia boleh membiak. Walau bagaimanapun, proses pembiakan ini hanya boleh berlaku di dalam sel perumah yang hidup dengan cara menjangkitinya. Di luar sel perumah, virus tidak menunjukkan sebarang ciri hidup; ia tidak menjalankan respirasi, perkumuhan, pertumbuhan, atau bergerak balas terhadap rangsangan. Ciri dualisme inilah yang meletakkan virus di sempadan antara benda hidup dan bukan hidup.

4. Soalan: Sebuah kilang makanan ingin menghasilkan minuman jus buah-buahan yang boleh disimpan lama pada suhu bilik tanpa menjadi rosak. Cadangkan dua kaedah berasaskan teknik pensterilan yang boleh digunakan dan terangkan bagaimana setiap kaedah menghalang pertumbuhan mikroorganisma. 

Jawapan:

    ◦ Kaedah 1: Pendidihan/Pempasteuran: Jus buah-buahan boleh dipanaskan pada suhu tinggi (tetapi di bawah 100°C untuk pempasteuran bagi mengelakkan kerosakan rasa) untuk membunuh kebanyakan mikroorganisma patogen. Pemanasan pada suhu 100°C (pendidihan) akan membunuh hampir semua mikroorganisma aktif.

    ◦ Kaedah 2: Penggunaan Sinaran Ultraungu (UV): Jus boleh dialirkan melalui sistem yang mendedahkannya kepada sinaran UV. Sinar UV adalah sinaran mengion yang boleh menembusi sel mikroorganisma dan memusnahkan bahan genetiknya (DNA/RNA), sekali gus menghalangnya daripada membiak dan menyebabkan kerosakan.

5. Soalan: Huraikan mengapa penggunaan larutan pembersih ekoenzim adalah satu amalan yang lebih lestari berbanding bahan pencuci kimia, berdasarkan perbandingan yang diberikan dalam teks. 

Jawapan: Penggunaan ekoenzim lebih lestari kerana ia mesra alam dan kosnya rendah. Tiga sebab utama ialah:

    1. Penghasilan: Ekoenzim dihasilkan melalui penapaian sisa pertanian, satu kaedah kitar semula sisa organik, manakala bahan pencuci kimia menggunakan bahan kimia yang boleh mencemarkan alam.

    2. Tindakan dan Kesan Sampingan: Ekoenzim menguraikan lemak kepada molekul kecil yang tidak menyumbatkan saliran. Sebaliknya, bahan pencuci kimia menghasilkan buih daripada surfaktan yang boleh menyumbatkan saliran.

    3. Impak Alam Sekitar: Ekoenzim adalah mesra alam dan menghasilkan sisa yang kurang, manakala bahan pencuci kimia boleh mencemarkan sumber air dan alam sekitar.