NOTA SAINS TINGKATAN 3 BAB 2: RESPIRASI
Respirasi
Kaji struktur peparu manusia, keajaiban proses pertukaran gas, kepentingan menjaga kesihatan pernafasan, dan bagaimana stoma tumbuhan “bernafas”.
2.1 Sistem Respirasi Manusia
Laluan Udara
Semasa menarik nafas, udara beroksigen melalui laluan berikut untuk sampai ke dalam peparu:
Mekanisme Pernafasan
Tarik Nafas (Inhalation)
- Otot Interkostal: Mengecut, menarik sangkar rusuk ke atas & ke luar.
- Diafragma: Mengecut dan menjadi leper / mendatar.
- Isi Padu Rongga Toraks: Bertambah.
- Tekanan Udara: Berkurang (udara luar dipaksa masuk).
Hembus Nafas (Exhalation)
- Otot Interkostal: Mengendur, sangkar rusuk bergerak ke bawah & ke dalam.
- Diafragma: Mengendur dan melengkung ke atas (bentuk kubah).
- Isi Padu Rongga Toraks: Berkurang.
- Tekanan Udara: Bertambah (udara dipaksa keluar).
2.2 Pergerakan dan Pertukaran Gas
Pertukaran gas oksigen (O₂) dan karbon dioksida (CO₂) berlaku di Alveolus secara Resapan.
Adaptasi Struktur Alveolus
Peparu manusia mempunyai berjuta-juta alveolus yang diadaptasi khas untuk memaksimumkan kadar pertukaran gas:
- 1 Ketebalan dinding yang sangat nipis (setebal satu sel) memudahkan resapan gas.
- 2 Permukaan yang lembap membenarkan gas melarut sebelum meresap.
- 3 Luas permukaan yang besar (disebabkan jumlah alveolus yang berjuta-juta).
- 4 Jaringan kapilari darah yang padat mempercepatkan pengangkutan gas.
Proses Resapan Gas
Oksigen (O₂)
Kepekatan O₂ dalam alveolus lebih tinggi berbanding darah. O₂ meresap masuk ke dalam kapilari darah. O₂ bergabung dengan hemoglobin dalam sel darah merah membentuk Oksihemoglobin.
Karbon Dioksida (CO₂)
Kepekatan CO₂ dalam darah lebih tinggi berbanding alveolus (dihasilkan oleh sel badan). CO₂ meresap dari darah masuk ke dalam alveolus untuk dihembus keluar.
Respirasi Sel
Proses pengoksidaan makanan (glukosa) di dalam sel badan untuk menghasilkan tenaga.
Kesihatan & Adaptasi Sistem Respirasi
2.3 Bahan Memudaratkan & Penyakit Respiratori
Tar Rokok
Melekat dan menghitamkan peparu. Mengandungi karsinogen yang menyebabkan Kanser Peparu.
Karbon Monoksida
Gas beracun dari ekzos kenderaan. Bergabung dengan hemoglobin (Karbaoksihemoglobin) menghalang pengangkutan oksigen.
Sulfur Dioksida
Dari pembakaran arang batu. Merengsa laluan pernafasan menyebabkan batuk dan Bronkitis.
Jerebu / Debu
Zarah halus yang merengsa peparu. Boleh memicu serangan Asma (lelah).
Penyakit Emfisema
Penyakit di mana alveolus rosak, pecah dan hilang kekenyalan akibat asap rokok. Luas permukaan alveolus berkurang drastik, menyebabkan pesakit sentiasa sesak nafas.
2.4 Adaptasi dalam Sistem Respirasi Haiwan
Amfibia (Katak)
Menggunakan Kulit Luar Lembap (selain peparu) yang sangat nipis dan kaya dengan kapilari darah untuk pertukaran gas di darat/air.
Ikan
Menggunakan Insang. Terdiri daripada filamen dan lamela nipis yang mempunyai luas permukaan besar untuk menyerap oksigen terlarut dalam air.
Serangga (Belalang)
Menggunakan Sistem Trakea. Udara masuk melalui Spirakel, terus ke tiub Trakeol yang halus dan lembap, menghantar oksigen terus ke sel.
2.5 Pertukaran Gas dalam Tumbuhan
Tumbuhan juga perlu melakukan pertukaran gas (Oksigen & Karbon Dioksida) untuk proses respirasi dan fotosintesis. Ini berlaku melalui liang halus yang dipanggil Stoma (kebanyakannya di bawah daun).
Struktur & Sel Pengawal
Setiap liang stoma dikawal oleh sepasang Sel Pengawal (Guard Cells) yang berbentuk seperti kekacang.
- Sel pengawal mengandungi kloroplas (boleh jalankan fotosintesis).
- Dinding dalam sel pengawal (yang menghadap stoma) adalah tebal dan kurang kenyal.
- Dinding luar adalah nipis dan lebih kenyal.
Pembukaan & Penutupan Stoma
Waktu Siang (Stoma Terbuka)
Sel pengawal jalankan fotosintesis, hasilkan glukosa. Kepekatan glukosa tinggi menyebabkan air meresap masuk secara Osmosis. Sel pengawal menjadi Segah dan membengkok ke luar. Stoma Terbuka.
Waktu Malam / Cuaca Terlalu Panas (Stoma Tertutup)
Tiada fotosintesis / Tumbuhan kehilangan air. Air meresap keluar dari sel pengawal secara Osmosis. Sel pengawal menjadi Flaksid (layu) dan lurus. Stoma Tertutup.
Kesan Pencemaran Terhadap Tumbuhan
Debu, jerebu, dan asap kotor boleh terenap di permukaan daun dan menutup liang stoma. Ini menghalang pertukaran gas, mengurangkan kadar fotosintesis, dan akhirnya merencatkan tumbesaran tumbuhan.
Tip Peperiksaan: Sentiasa ingat 4 ciri penyesuaian alveolus (Nipis, Lembap, Luas permukaan besar, Banyak kapilari darah) kerana ia soalan popular esei!
Sains Tingkatan 3
Bab 2: Respirasi