KANDUNGAN

Pengenalan Membran Plasma 1

Resapan 2

Resapan Ringkas 3

Resapan Berbantu 3-4

Faktor yang mempengaruhi resapan 5

Osmosis 6

Faktor yang mempengaruhi Osmosis 7

Tekanan Osmosis 8

Kesan dan Aplikasi Osmosis dalam Kehidupan Seharian 8

Perbezaan Resapan dan Osmosis 9-10

Rujukan 11

Lampiran 12

0

STRUKTUR FUNGSI DAN METABOLISME SEL: RESAPAN DAN OSMOSIS

Pengenalan Membran Plasma

Semua benda hidup berasal dari satu sel atau sel merupakan unit asas kehidupan.

Sesuatu sel baru berasal daripada sel yang terdahulu melalui pembahagian sel. Sel berfungsi

sebagai satu unit iaitu semua proses metabolisme berlaku di dalamnya.

Semua sel tumbuhan dan sel haiwan dilingkungi oleh membrane plasma. Disamping

membran plasma, sel tumbuhan turut mempunyai dinding sel yang dihasilkan dari selulosa

(berada di luar membran plasma).

Membran sel merupakan bahagian sel yang strukturnya dibina dari protein dan

fosfolipid. Ianya merupakan selaput nipis, kenyal dan separa telap. Membran sel berfungsi

mengasingkan kandungan sel daripada persekitaran luar dan mengawal pergerakan bahan ke

dalam dan keluar sel dengan membenarkan bahan dengan saiz molekul tertentu melaluinya.

Sel memerlukan oksigen, air, garam mineral, gula, asid amino dan zat-zat lain untuk

hidup. Oksigen diperlukan untuk respirasi sel. Semasa respirasi berlaku, karbon dioksida

dihasilkan. Karbon dioksida dan bahan buangan lain perlu disingkirkan oleh dari sel. Semua

bahan yang diperlukan oleh sel perlu diangkut dari persekitarannya melalui membran plasma

ke dalam sel. Satu membran digambarkan sebagai satu mozek kerana membran mempunyai

pelbagai molekul protein tersebar pada dwilapisan fosfolipid.

Oleh sebab membran adalah bendalir, kebanyakan protein dan molekul fosfolipid

boleh mengalir atau bergerak secara lateral dalam membran. Fosfolipid merupakan satu

molekul amfipatik iaitu ianya mempunyai kedua-dua kawasan hidrofilik dan kawasan

hidrofobik. Bahagian kepala polar disebut sebagai hidrofilik (tertarik kepada air) dan

bahagian ekor disebut hidrofobik (menolak air).

Membran plasma bersifat separa telap, iaitu membenarkan air dan zat terlarut tertentu

sahaja melaluinya. Membran plasma merupakan sempadan yang mengasingkan sel hidup

daripada persekitarannya. Sifat-sifat fosfolipid dwilapisan hanya membenarkan sesetengah

bahan merentasi membran plasma. Molekul-molekul kecil dan neutral air seperti air, oksigen,

karbon dioksida dan bahan lipid terlarut boleh merentasi membran plasma dengan mudah

melalui dwilapisan fosfolipid.

1

Resapan

Pengenalan

Resapan ditakrifkan sebagai satu proses pergerakan molekul dari kawasan

berkepekatan tinggi ke kawasan berkepekatan lebih rendah. Resapan akan selalu berlaku

apabila wujud kecerunan kepekatan yang serupa itu dan akan berterusan hingga akhirnya

molekul-molekul itu tersebar rata keseluruh sistem. Apabila ini berlaku keseimbangan sudah

tercapai.

Resapan penting bagi pergerakan molekul-molekul dan ion-ion masuk dan keluar sel.

Contohnya oksigen secara terus menerus di dalam pernafasan, kepekatan oksigen di dalam

sel akan lebih rendah daripada kepekatan dalam darah serta bendalir-bendalir tisu yang lain.

Oleh sebab itu kecerunan kepekatan menyebabkan molekul-molekul oksigen meresap ke

dalam sel dari luar. Walau bagaimanapun, keadaan sebaliknya berlaku bagi molekul-molekul

karbon diaoksida. Kepekatannya adalah paling tinggi di dalam sel dimana karbon dioksida

dibentuk secara berterusan. Ini mengakibatkan karbon dioksida meresap keluar sel.

Apa-apa yang menambah kecerunan kepekatan akan menggalakkan resapan. Ini

adalah salah satu fungsi sistem peredaran. Dengan membawa keluar bahan teresap secara

cepat, peredaran itu mengekalkan kecerunan kepekatan yang curam yang mana

menggalakkan resapan seterusnya berlaku.

2

Sekiranya resapan berlaku secara bebas, sebarang selaput atau pemisah dalam sistem

itu mestilah telap sepenuhnya kepada molekul-molekul atau ion-ion yang berkenaan.

Contohnya selaput sel dalam hubungan dengan oksigen dan karbon dioksida. Selaput sel

benar-benar telap kepada kedua-dua gas ini.

Jenis-jenis resapan

Resapan Ringkas atau Resapan Mudah

Proses ini ialah pergerakan bahan atau molekul dari kawasan berkepekatan tinggi ke

kawasan berkepekatan rendah, sama ada melalui atau merentasi membran plasma atau tanpa

membran. Perbezaan kepekatan yang wujud antara dua kawasan disebut kecerunan

kepekatan. Pengangkutan pasif yang paling mudah ialah resapan ringkas. Proses ini juga

tidak melibatkan penggunaan tenaga dari sel kerana sumber tenaga datangnya daripada

tenaga kinetik hasil pergerakan rawak molekul.

Resapan ringkas boleh berlaku di dalam udara atau di dalam larutan. Molekul kecil

seperti air, gas terlarut (oksigen dan karbon dioksida) dan bahan terlarut lemak (asid lemak,

gliserol, vitamin A, D, E dan K) bebas meresap merentasi membran plasma mengikut

kecerunan kepekatan melalui dwilapisan fosfolipid di dalam membran. Lebih besar

kecerunan kepekatan, lebih cepat kadar resapan.

Molekul terus meresap merentasi membran sehingga suatu keseimbangan tercapai. Pada

keseimbangan, molekul-molekul terus bergerak berulang-alik, tetapi tiada perubahan bersih

dalam kepekatan di kedua-dua belah membran dan molekul-molekul disebarkan dengan rata.

Resapan ringkas juga berlaku semasa pertukaran gas di antara sel badan dengan kapilari

darah dan di antara alveolus dengan kapilari darah.

Resapan Berbantu

Resapan berbantu ialah pergerakan bahan merentas membran dengan bantuan protein

pembawa mengikut kecerunan kepekatan. Resapan berbantu tidak memerlukan bekalan

tenaga metabolisme daripada sel. Protein-protein dalam membran plasma terdiri daripada

protein liang dan glikoprotein. Protien liang merupakan molekul protein yang bertindak

sebagai pembawa dengan membentuk laluan atau liang. Glikoprotein merupakan protein

membran yang mempunyai karbohidrat yang terikat padanya.

3

Kebanyakan molekul atau ion bercas yang kecil (ion mineral) tidak larut dalam lipid

dan bersaiz besar seperti asid nukleik, asid amino dan glukosa tidak dapat bergerak bebas

merentas dwilapisan fosfolipid membran plasma. Bahan ini boleh bergerak merentas

membran plasma melalui protein liang mengikut kecerunan kepekatan. Protein liang

mempunyai bentuk dan kutub yang khusus bagi membenarkan ion tertentu melaluinya.

Molekul larut air yang besar dan tidak bercas seperti glukosa dan asid amino merentasi

membran dengan bantuan protein pembawa.

Protein pembawa mempunyai tapak perlekatan khusus atau mempunyai bentuk yang

sepadan dengan bentuk molekul tertentu untuk bergabung dengan molekul yang khusus,

untuk mengangkut molekul khusus tersebut merentasi membran plasma. Manakala liang

protein merupakan suatu liang daripada protein untuk membekalkan laluan bagi zat terlarut

melaluinya. Contoh resapan berbantu adalah pengangkutan glukosa, asid amino dan ion

mineral dari ileum ke vilus di dalam ileum. Proses ini adalah khusus kerana setiap satu hanya

boleh bergabung dengan molekul tertentu sahaja.

Rajah 1: Model resapan berbantu melalui protein pembawa

(a) Molekul bahan larut bergerak ke tapak perlekatan protein pembawa.

(b) Perlekatan molekul bahan larut kepada protein pembawa.

(c) Protein pembawa menukar bentuknya, molekul bahan larut bergerak ke dalam sel.

(d) Protein pembawa kembali kepada bentuk asalnya.

(e) Hanya membenarkan molekul besar berkutub yang tidak mempunyai cas dan

bahan tidak larut dalam lemak seperti glukosa dan asid amino merentasi membran.

4

Rajah 2: Resapan berbantu melalui liang antara molekul protein.

(a) Ion dari luar sel ( kepekatan ion tinggi) bergerak masuk ke dalam molekul

protein melalui satu liang menuju ke dalam sel (kepekatan ion rendah).

(b) Hanya melibatkan molekul kecil bercas dan ion-ion mineral.

Faktor yang mempengaruhi resapan.

Saiz badan

Bentuk dan saiz molekul

Suhu bahan tersebut

Cerun kepekatan

Kadar kelarutan dengan lipid

Ketebalan membran

Cas elektrik

Kadar protein yang boleh merentasi membran

Berat molekul melintasi membran

Jumlah atau bilangan reseptor pembawa/ protein pembawa

Kepantasan protein pembawa menggerakkan bahan larut

5

Osmosis

Pengenalan

Daripada Wikipedia, ensiklopediabebas.

Simulasi komputer dari proses osmosis

Osmosis merujuk kepada pergerakan bersih molekul pelarut (air) menyeberangi satu

membran separuh atau separa telap dari kawasan berkepekatan tinggi kepada kawasan

berkepekatan rendah. Proses ini adalah satu proses pasif dan berlaku apabila dua larutan

dengan kepekatan yang berlainan diasingkan oleh satu membran separa telap, iaitu membran

khusus yang hanya boleh dilalui oleh molekul pelarut sahaja dan bukan molekul bahan yang

tidak larut. Osmosis penting kepada sel kerana sel memerlukan air yang mencukupi untuk

berfungsi dengan baik.

6

Proses ini berlaku pada membran sel semula jadi atau membran buatan tanpa

menggunakan sebarang tenaga. Dalam satu sistem tertutup, proses ini terjadi akibat

pergerakan rawak molekul dan berterusan sehingga kepekatan molekul menjadi seimbang

dalam seluruh sistem itu.

Contoh proses osmosis ialah penyerapan air oleh rambut akar tumbuh-tumbuhan.

Lazimnya, tanah mempunyai kepekatan air yang tinggi berbanding dengan sitoplasma dalam

rambut akar. Oleh itu, molekul air bergerak merentasi membran plasma yang separa telap ke

dalam rambut akar tumbuh-tumbuhan.

Faktor yang mempengaruhi Osmosis.

Saiz molekul yang meresap: Molekul yang lebih kecil daripada garis pusat liang

membran akan meresap dengan lebih mudah.

Keterlarutan lipid: Molekul yang mempunyai keterlarutan yang tinggi meresap lebih

cepat daripada molekul yang kelarutan yang rendah seperti lipid. Jika kadar resapan

bagi dua bahan yang sama saiz molekul dibandingkan, bahan yang lebih larut dalam

lipid akan meresap lebih cepat daripada bahan yang mempunyai kelarutan yang

rendah.

Luas permukaan membran: Kadar resapan menjadi lebih cepat jika luas permukaan

membran yang disediakan untuk resapan adalah lebih besar.

Ketebalan membran: Kadar resapan sesuatu molekul berkadar songsang dengan jarak

yang harus dilaluinya. Berbanding dengan satu membran yang tebal, kadar resapan

melalui satu membran yang nipis adalah lebih cepat.

Suhu: Pergerakan rawak molekul dipengaruhi oleh suhu. Kadar resapan akan menjadi

lebih cepat pada suhu yang tinggi dibandingkan dengan suhu yang rendah.

Cas elektrik pada molekul: Pada umumnya, resapan molekul bercas (ion) adalah lebih

perlahan berbanding dengan molekul yang tidak bercas walaupun saiz molekul yang

serupa. Jika semua faktor di atas adalah malar, maka ini boleh ditunjukkan bahawa

kadar resapan berkadar terus dengan cerun kepekatan.

7

Tekanan Osmosis

Wujud dari bahan larut terlarut dalam sebatian

Osmosis boleh dibuktikan apabila wujud tekanan yang menghalang proses osmosis.

Tekanan yang wujud secara berlawanan tersebut dikenali sebagai tekanan osmotik.

Tekanan osmotik ini dikawal oleh kadar kepekatan bahan sebatian yang diakibatkan

oleh bahan-bahan terlarut tersebut.

Kesan dan Aplikasi Osmosis dalam Kehidupan Seharian

Tumbuhan layu

Penggunaan baja kimia secara berlebihan boleh menyebabkan tumbuhan menjadi

layu. Baja akan melarut di dalam air dalam tanah dan menyebabkan air tanah menjadi

hipertonik terhadap sap sel akar tumbuhan. Air meresap daripada sap sel ke dalam tanah

secara osmosis. Sel tumbuhan kehilangan air ke persekitaran, menyebabkan sel menjadi

flasid danmengalami plasmolisis. Hal ini menyebabkan tumbuhan layu kerana tiada sokongan

kepada tumbuhan.

Pengawetan makanan

Pengawetan makanan adalah berdasarkan konsep osmosis dan plasmolisis. Apabila

sel makanan kehilangan air secara osmosis, kekurangan air di dalam sel makanan

menghalang pertumbuhan bakteria dan kulat, seterusnya menghalang makanan menjadi

rosak. Makanan akan tahan lebih lama. Makanan boleh diawet dengan menggunakan garam,

gula dan cuka. Penambahan pengawet menjadikan larutan sekeliling makanan hipertonik

terhadap sel makanan. Maka, air akan hilang daripada sel makanan dan ini tidak sesuai

bagipertumbuhan mikroorganisma. Makanan seperti buah-buahan, sayur-sayuran dan ikan

boleh diawet dengan menggunakan garam, gula dan cuka supaya tahan lama.

8

Perbezaan Resapan dan Osmosis.

Untuk memahami perbezaan antara resapan dan osmosis, konsep kedua-duanya perlu

difahami dengan jelas. Jika dilihat dari definisi, Osmosis perlu melalui membran. Jadi jika

terjadi perpindahan atau pergerakan pelarut tanpa melalui membran sel, proses tersebut

bukan osmosis tetapi merupakan proses resapan.

Gambarajah A : Proses Osmosis

Dari gambarajah A di atas, adalah 2 sel yang masing-masing memiliki membran plasma dan

pada gambar tersebut terjadi perbezaan kepekatan. Kepekatan garam sebelah kanan lebih

tinggi akibatnya nilai pelarutnya lebih kecil dibandingkan dengan sel yang sebelah kiri.

Berdasarkan definisi osmosis adalah perpindahan pelarut bukan perpindahan zat terlarut,

maka akan terjadi perpindahan pelarut dari sel sebelah kiri ke sebelah kanan.

Gambarajah B : Proses Resapan

9

Pada gambarajah B, tidak adanya membran maka proses tersebut merupakan proses resapan dan bukannya osmosis dimana yang pindah adalah molekul bukan pelarutnya (jika sebuah larutan), perpindahannya juga dari kepekatan tinggi ke kepekatan rendah.

dengan kata lain untuk membezakan osmosis dan resapan dapat dilihat dari 2 aspek , iaitu:

Pergerakan Bahan Merentasi Membran Plasma

Jenis Pergerakan Pengangkutan Pasif

Kecerunan

kepekatan

Mengikut kecerunan kepekatan

Tenaga Tidak menggunakan tenaga

Nama Proses Resapan Osmosis

Resapan ringkas Resapan berbantu

Cara pengangkutan Bahan bergerak

secara bebas melalui

dwilapisan secara

resapan.

Bahan bergerak

merentasi membran

plasma melalui

protein pembawa dan

protein liang.

Bahan bergerak

secara bebas

melalui dwilapisan

secara resapan.

Bahan yang

diangkut

Molekul oksigen dan

karbon dioksida,

molekul larut lemak

Glukosa, asid amino,

ion mineral

Molekul air

1. ada tidaknya membran; jika tidak ada bererti resapan.2. objek apakah yang pindah. jika partikel atau molekul yang pindah adalah resapan.

10

RUJUKAN

Neil A. Cambell, Jane B. Reece, Lisa A. Urry (2008) Biology (Eighth Ed.). San Francisco :

Pearson International Edition.

M.B.V. Roberts (1984). Biologi satu pendekatan dari segi fungsi. Penerbit Universiti

Malaya.

Gil Brum, Larry McKane and Gerry Karp (1994). Biology Exploring Life (second Ed.). New

York : John Wiley & Sons, Inc.

Kee Bee Suan, Hamdan Mohd Nor, Quek Yoke Hua (2012). Biologi : Fokus Sukses

Tingkatan 4. Selangor : Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

Betsy Teh Lay Hong (2011). Essential Biology Form 4 . Selangor : Pearson Malaysia Sdn.

Bhd.

11

LAMPIRAN

12