PERGERAKAN BAHAN-BAHAN MERENTASI MEMBRAN PLASMA

3.1 PERGERAKAN BAHAN-BAHAN MERENTASI MEMBRAN PLASMA 1. Pergerakan bahan-bahan ke dalam dan keluar dari sel-sel berlaku merentasi

________________________________.2. Membran plasma membantu sel untuk

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Struktur membran plasma:(a) Teori bendalir-mozek mula-mulanya dibentang oleh _____________________________

(b) Mereka mencadangkan bahawa membran plasma terdiri terutamanya daripada ____________________________________

(c) Membran plasma terdiri daripada dua lapisan fosfolipid dengan sebilangan besar protein-protein yang berbeza bertaburan sepanjang dan dalam dwilapisan fosfolipid

4. Setiap molekul fosfolipid mempunyai suatu kepala polar yang_______________ (tertarik ke arah air) dan sepasang ekor bukan-polar _______________ (ditolak oleh air).

5. Molekul-molekul fosfolipid tersusun dalam dua lapisan (dwilapisan) dengan kepala hidrofilik pada lapisan luar, menghadap bendalir ekstrasel dan kepala hidrofilik lapisan dalam menghadap bendalir sitoplasma. Di antaranya adalah ekor-ekor hidrofobik.

6. Lapisan fosfolipid mengandungi ___________________yang menambahkan ketegaran dan kestabilan membran sekeluruhannya.

7. Beribu-ribu jenis protein yang berbeza wujud dalam membran. Protein-protein yang berada keseluruhannya merentasi membran disebut protein intrinsik, sementara protein-protein lain yang berada pada permukaan dalam atau luar membran disebut protein ekstrinsik.

Protein pembawa

Molekul protein yang bertindak sebagai pembawa

Molekul protein yang membentuk laluan atau liang

Glikoprotein

8. Struktur membran mengandungi molekul-molekul fosfolipid dan protein-protein tertentu yang boleh bergerak dalamnya.9. Molekul-molekul protein adalah bertaburan dalam lapisan fosfolipid untuk membentuk satu corak mosaik.10. Ini membenarkan membran plasma menjadi struktur dinamik, seperti bendalir dan fleksibel

A. Ketelapan membran plasma

1. Membran plasma adalah ___________________________ atau _____________________.

2. Membenarkan hanya bahan-bahan tertentu untuk merentasi dan bukan bahan yang lain.

3. Dua faktor yang menentukan ketelapan sesuatu molekul merentasi membran plasma ialah:

(a) saiznya(b) kekutubannya

4. Molekul-molekul yang bergerak secara bebas merentasi membran plasma ialah:

(a) molekul larut lemak seperti asid lemak, gliserol, bahan-bahan steroid dan vitamin A,D,E dan K yang boleh larut dalam dwilapisan lipid dan bergerak merentasinya.

(b) molekul-molekul kecil bukan-polar (tidak bercas) seperti oksigen dan karbon dioksida yang boleh bergerak melalui dwilapisan fosfolipid.

(c) air yang cukup kecil untuk bergerak antara dwilapisan fosfolipid atau bergerak melalui liang-liang.

5. Molekul-molekul yang tidak boleh bergerak secara bebas merentasi membran plasma adalah:

(a) molekul-molekul besar, larut-air dan asid amino yang tidak boleh bergerak dengan senang melalui kawasan hidrofobik dengan membran plasma.

(b) Walau bagaimanapun, molekul-molekul ini boleh meresap merentasi membran plasma dengan bantuan protein-protein pembawa

(c) Molekul-molekul kecil, larut air dan ion-ion seperti K+, Na+ dan Ca2+ yang hanya boleh

bergerak melalui membran plasma dengan bantuan protein liang

B. PERGERAKAN BAHAN MERENTAS MEMBRAN PLASMA

I) Resapan ringkas

• Proses ini tidak menggunakan _______________________ oleh sel.

• Resapan ringkas ialah pergerakan rawak molekul atau ion dari kawasan berkepekatan tinggi ke kawasan berkepekatan rendah (menuruni kecerunan kepekatan) sehingga keseimbangan tercapai.

• Resapan ringkas dapat diperhatikan dalam cecair dan gas.

• Contoh: meletakkan hablur kalium manganat (VII) di dalam air.

▫ Molekul hablur bergerak dari kawasan berkepekatan tinggi ke kawasan berkepekatan rendah.

▫ Resapan akan berlaku secara berterusan sehingga kedua-dua jenis molekul tersebar sama rata ke seluruh larutan.

Keseimbangan dinamik tercapai apabila kepekatan tidak lagi wujud

II) Osmosis

• Proses pergerakan molekul air dari larutan berpekatan zat terlarut rendah (kepekatan molekul air tinggi) ke larutan berkepekatan zat terlarut tinggi (kepekatan molekul air rendah) merentas membran separa telap.

• Osmosis penting kepada sel kerana sel memerlukan air mencukupi untuk berfungsi dengan baik

III) Resapan berbantu

• Molekul kecil bercas seperti ion atau molekul berkutub yang tidak larut dalam lipid dan bersaiz besar seperti asid nukleik, asid amino dan glukosa tidak dapat bergerak merentas dwilapisan fosfolipid.

• Proses ini dinamakan resapan berbantu

• Molekul bergerak dari kawasan berkepekatan zat terlarut tinggi ke kawasan berkepekatan zat terlarut rendah.

• Tidak memerlukan tenaga kerana protein pembawa mengangkut molekul menuruni kecerunan kepekatan.

• Protein pembawa adalah khusus kerana setiap satu hanya boleh bergabung dengan molekul tertentu sahaja.

• Misalnya molekul glukosa hanya boleh bergabung dengan protein pembawa khusus untuk glukosa.

• Selepas proses penggabungan protein pembawa akan berubah bentuk untuk menggerakan molekul merentas membran plasma.

• Protein pembawa kembali ke bentuk asalnya dan bersedia untuk mengangkut molekul seterusnya.

• Protein liang membentuk liang atau terusan bagi membenarkan molekul kecil terlarut terutamanya ion bergerak melaluinya.

• Liang mempunyai ciri khusus yang hanya membenarkan ion khusus melaluinya.

Pergerakan bahan merentas membran plasma melalui pengangkutan aktif

• Pengangkutan aktif ialah pergerakan bahan (ion dan molekul) merantas membran plasma menentang kecerunan kepekatan, iaitu dari kawasan berkepekatan rendah ke kawasan berkepekatan tinggi dengan menggunakan tenaga metabolisme.

• Proses ini memerlukan bantuan protein pembawa dan tenaga untuk mengangkut bahan merentas membran plasma.

• Tenaga untuk pengangkutan aktif datangnya dari molekul ATP(Adenosina Trifosfat) yang dijana oleh mitokonria.

• Protein pembawa mempunyai tapak aktif untuk bergabung dengan sesuatu molekul atau ion tertentu dan satu lagi tapak aktif untuk bergabung dengan molekul ATP.

• Tenaga ATP(adenosina trifosfat) terurai kepada ADP(adenosina difosfat) dan P.

• Proses penguraian ini membekalkan tenaga kepada protein pembawa untuk berubah bentuk dan untuk menggerakkan ion natrium merentas membran plasma.

Contoh pengangkutan aktif – pam natrium kalium

• Protein pembawa dikenali sebagai pam.

• Protein pembawa memerlukan tenaga untuk menggerakkan bahan menentang kecerunan kepekatan.

• Pam natrium-kalium membantu mengekalkan kecerunan kepekatan dengan mengangkut ion natrium keluar sel dan ion kalium ke dalam sel.

Pengangkutan aktif dan pengangkutan pasif dalam organisma hidup

• Pertukaran gas antara alveolus dan kapilari darah

• Akar rambut menyerap air dan garam mineral

3.2 PERGERAKAN BAHAN MERENTAS MEMBRAN PLASMA DALAM KEHIDUPAN SEHARIAN

Persekitaran dalam sel haiwan dan sel tumbuhan

Setiap sel dikelilingi bendalir luar sel (bendalir interstis).

Oleh itu, sel sentiasa mengalami proses osmosis.

Pergerakan air merentas membran plasma bergantung pada kepekatan air dalam sel.

Air bergerak dalam arah yang menyeimbang kepekatan air kepada kedua-dus belah sel.

Larutan isotonic

• Kepekatan zat terlarut di luar sel sama dengan kepekatan zat terlarut sel.

• Kesan larutan isotonik

• Air meresap masuk ke dalam dan keluar sel pada kadar yang sama.

• Jadi, dalam keadaan ini, pergerakan air meresap masuk dan keluar sel secara osmosis merentas membran plasma adalah seimbang.

• Isi padu dan bentuk sel tidak berubah

Larutan hipotonik

• Kepekatan zat terlarut di luar sel adalah lebih rendah daripada kepekatan zat terlarut sel.

Kesan larutan hipotonik

• Ini menyebabkan terdapat pergerakan bersih air dari luar ke dalam sel.

Air masuk ke dalam sel secara osmosis, menyebabkan isipadu sel bertambah dan sel mengembang

Larutan hipertonik

• Kepekatan zat terlarut di luar sel lebih tinggi daripada kepekatan zat terlarut dalam sel.

• Kesan larutan hipertonik

• Ini menyebabkan berlaku pergerakan air bersih dari dalam sel ke luar sel.

• Air meresap keluar melalui proses osmosis.

• Isipadu sel dan tekanan dalam sel berkurang.

Kesan sel tumbuhan & sel haiwan dalam larutan isotonik

• Tiada perubahan isi padu dan bentuk sel.

Kesan sel haiwan dalam larutan hipotonik

• Air masuk ke dalam sel haiwan.

• Sekiranya larutan sangat hipotonik, sel haiwan seperti sel darah merah mengembang dan akhirnya meletus atau pecah.

• Ini adalah kerana membran plasma adalah terlalu nipis untuk menahan tekanan osmosis yang tinggi dalam sel.

• Pemecahan sel darah merah akibat tekanan osmosis dalam sel dikenali sebagai hemolisis.

Kesan sel tumbuhan dalam larutan hipotonik

• Berbeza daripada sel tumbuhan, sel haiwan tidak pecah kerana dinding selnya tegar.

• Apabila sel tumbuhan dimasukkan ke dalam larutan hipotonik, air meresap secara osmosis dan memenuhi vakuol.

• Vakuol sel mengembang.

• Cecair dalam vakuol akan menekan sitoplasma dan menolak membran plasma ke dinding sel.

• Sel dikatakan berada dalam tekanan segah.

• Tekanan segah penting kerana memberi sokongan dan mengekalkan bentuk sel.

• Kesegahan sel juga menyebabkan sel pengawal mengembang dan stoma terbuka untuk proses fotosintesis.

Kesan sel tumbuhan dalam larutan hipertonik

• Air meresap keluar dari sel ke larutan hipertonik secara osmosis.

• Vakuol dan sitoplasma sel mengecut menyebabkan membran plasma menjauhi dinding sel.

• Proses ini disebut plasmolisis, iaitu pengecutan sitoplasma akibat osmosis.

• Sel dikatakan flasid, tumbuhan menjadi layu.

• Sekiranya plasmolisis berlaku secara berterusan, tumbuhan tersebut akan mati.

• Walau bagaimanapun, sel tumbuhan yang mengalami plasmolisis boleh menjadi segah semula jika dipindahkan ke dalam larutan hipotonik.

• Sel dikatakan mengalami deplasmolisis.

Kesan sel haiwan(sel darah merah) dalam larutan hipertonik

• Air daripada sel meresap keluar melalui proses osmosis.

• Isi padu sel dan tekanan dalam sel berkurang.

• Sel tersebut akan mengecut dan sel darah merah dikatakan mengalami krenasi.