Past Paper 3 KSSM 2019 DP Biologi Tingkatan 4 Part 2 PDF

13 BAB Homeostasis dan Sistem Urinari Manusia Tahukah ANDA... Bagaimanakah Apakah maksud homeostasis? Bagaimanakah su...

13 BAB Homeostasis dan Sistem Urinari Manusia Tahukah ANDA... Bagaimanakah Apakah maksud homeostasis? Bagaimanakah su hu badan, aras gula penyakit darah, tekanan sepa dan tekanan darah ra karbon dioksida dikawal atur? diabetes boleh Apakah struktur Bagaimanakah air dan fungsi ginjal? kencing terbentuk? menyebabkan Bagaimanakah su mekanisme homeo ap balik negatif da lam kegagalan ginjal? Apakah isu kesih stasis berlaku? atan yang berkaitan dengan sistem urina ri? 244  13.1 Homeostasis 13.1.1 Menerangkan maksud homeostasis. 13.1.2 Mewajarkan keperluan untuk mengekalkan faktor fizikal dan faktor kimia persekitaran dalam. 13.1.3 Memerihalkan penglibatan pelbagai jenis sistem organ untuk mengekalkan persekitaran dalam yang optimum. 13.1.4 Mengaplikasikan pengetahuan tentang konsep homeostasis dalam pengawalaturan: suhu badan aras gula darah tekanan separa karbon dioksida tekanan darah 13.2 Sistem Urinari 13.2.1 Mengenal pasti struktur dan fungsi ginjal. 13.2.2 Melukis, melabel dan menerangkan struktur nefron dan duktus pengumpul. 13.2.3 Memerihalkan proses Glomerulus pembentukan air kencing: dan tubul ultraturasan renal penyerapan semula rembesan 13.2.4 Mensintesiskan konsep homeostasis dengan konsep suap balik negatif dalam pengosmokawalaturan. 13.2.5 Mengeksperimen untuk mengkaji kesan pengambilan isi padu air yang berbeza terhadap pembentukan air kencing. 13.3 Isu Kesihatan Berkaitan Sistem Urinari 13.3.1 Memerihalkan isu kesihatan yang berkaitan dengan sistem urinari. 245 13.1 Homeostasis Homeostasis Homeostasis ialah pengawalaturan faktor fizikal dan faktor kimia persekitaran dalam pada julat yang normal supaya sel berfungsi dalam keadaan optimum. Faktor fizikal dan faktor kimia persekitaran dalam Faktor fizikal yang perlu dikawal atur ialah suhu, tekanan osmosis darah dan tekanan darah. Kandungan bahan kimia yang Sistem perlu dikawal atur ialah nilai pH, kepekatan garam N t kawal atur ilai d mineral dan kepekatan gula darah. g ka i t Sebarang penyimpangan daripada julat normal in u mencetuskan mekanisme homeostasis yang n ru me nk melibatkan suap balik negatif. Mekanisme an i Nila homeostasis mengawal atur keadaan persekitaran Julat Mekanisme Julat dalam supaya berada dalam keadaan malar normal homeostasis normal walaupun persekitaran luar berubah dengan banyak. Ini memastikan aktiviti sel terus berfungsi pada tahap optimum. Rajah 13.1 menunjukkan an mekanisme homeostasis secara suap balik negatif. Nil atk ai en Dalam mekanisme homeostasis, m gk ur un d i ti n (a) nilai faktor yang melebihi julat normal Sistem i Nila diturunkan semula kepada julat normal kawal atur (b) nilai faktor yang turun di bawah julat normal ditingkatkan semula kepada julat normal RAJAH 13.1 Penyimpangan daripada julat normal mencetuskan mekanisme homeostasis untuk mengembalikan nilai faktor kepada julat normal Sistem organ yang terlibat dalam mengekalkan persekitaran dalam yang optimum Di dalam badan, terdapat pelbagai sistem organ yang berfungsi dan berinteraksi antara satu sama lain untuk mengekalkan persekitaran dalam yang optimum. Suhu badan dikawal atur oleh sistem integumen (kulit dan kelenjar peluh), sistem saraf, sistem peredaran darah, sistem otot dan sistem endokrin. Aras gula dalam darah dikawal atur oleh kelenjar endokrin, sistem peredaran darah dan sistem pencernaan. Tekanan separa karbon dioksida dalam darah dikawal atur oleh sistem respirasi, sistem peredaran darah dan sistem saraf. Tekanan darah dikawal atur oleh sistem peredaran darah dan sistem saraf. 246 13.1.1 13.1.2 13.1.3 Pengawalaturan suhu badan Pengekalan suhu badan pada satu julat tetap adalah penting supaya tindak balas metabolisme sel yang dimangkinkan oleh enzim dapat berlaku pada tahap optimum. Suhu yang terlalu tinggi akan menyahaslikan enzim, manakala suhu yang terlalu rendah akan melambatkan aktiviti metabolisme sel sehingga tidak dapat menampung kemandirian sel. Perubahan dalam suhu badan ini dikesan oleh termoreseptor di dalam kulit dan di dalam hipotalamus. Rajah 13.2 menunjukkan pengawalaturan suhu badan oleh efektor berlainan apabila suhu badan meningkat melebihi julat normal. Rajah 13.3 menunjukkan pengawalaturan suhu badan oleh efektor berlainan apabila suhu badan menurun di bawah julat normal. Termoreseptor dalam hipotalamus Suhu badan meningkat dikesan oleh melebihi hipotalamus julat normal Termoreseptor dalam kulit (pusat kawalan suhu) kelenjar pituitari Pengawalaturan Suhu Badan oleh Efektor melalui Cara Fizikal kehilangan haba melalui epidermis Otot erektor bulu roma Arteriol di dalam epidermis kurang dirangsang condong ke kulit mengembang (kulit) supaya mengendur permukaan (pemvasodilatan) dan bulu roma kulit supaya lebih banyak akan condong ke darah mengalir ke permukaan kulit. permukaan kulit. Akibatnya, lapisan otot erektor Lebih banyak haba arteriol udara yang nipis mengendur dapat disingkirkan mengembang terperangkap antara ke persekitaran luar bulu roma. Haba secara radiasi. dapat dibebaskan dengan cepat. Kelenjar peluh dirangsang Otot rangka kurang untuk mengeluarkan lebih mengecut dan banyak peluh. Haba diserap mengendur. Badan otot rangka untuk menyejatkan peluh dan ini tidak menggigil. menyejukkan kulit. BAB 13 Pengawalaturan Suhu Badan oleh Efektor melalui Cara Kimia kelenjar adrenal Kelenjar tiroid tidak larinks Kelenjar adrenal kurang dirangsang dan rembesan dirangsang untuk merembes hormon tiroksina dikurangkan. hormon adrenalina. Kadar ginjal Kadar metabolisme berkurang. metabolisme berkurang. kelenjar Tiada haba berlebihan dijana. tiroid trakea RAJAH 13.2 Pengawalaturan suhu badan apabila suhu meningkat 13.1.4 247  Termoreseptor dalam hipotalamus Suhu badan dikesan oleh hipotalamus jatuh di bawah julat normal (pusat kawalan suhu) Termoreseptor dalam kulit kelenjar pituitari Pengawalaturan Suhu Badan oleh Efektor melalui Cara Fizikal epidermis (kulit) bulu roma Otot erektor berdiri Arteriol di dalam dirangsangkan menegak kulit dirangsang supaya mengecut supaya mencerut menyebabkan bulu (pemvasocerutan). roma berdiri menegak. Akibatnya, kurang arteriol Lapisan udara tebal yang darah mengalir ke mencerut terperangkap antara permukaan kulit. bulu roma bertindak otot erektor Dengan itu, kurang sebagai penebat yang mengecut haba hilang ke menghalang kehilangan persekitaran luar secara radiasi. haba melalui kulit. liang liang peluh peluh Kelenjar peluh tidak dirangsang. Perpeluhan Otot rangka akan mengecut tidak berlaku. kelenjar dan mengendur supaya badan kelenjar peluh peluh menggigil. Ini menjanakan haba otot rangka dan seterusnya meningkatkan suhu badan kerana pengecutan otot rangka memerlukan tenaga. Pengawalaturan Suhu Badan oleh Efektor melalui Cara Kimia Kelenjar adrenal dirangsang untuk merembeskan lebih kelenjar adrenal hormon adrenalina. Hormon ini mempercepatkan Kelenjar tiroid dirangsang larinks penukaran glikogen kepada untuk merembeskan lebih glukosa. Kadar metabolisme ginjal hormon tiroksina yang meningkat. Pengoksidaan akan meningkatkan kadar kelenjar glukosa menghasilkan metabolisme. Lebih haba tiroid tenaga haba untuk dijana untuk badan. memanaskan badan. trakea RAJAH 13.3 Pengawalaturan suhu badan apabila suhu menurun 248 13.1.4 Pengawalaturan aras gula darah Inovasi Malaysia Pankreas ialah kelenjar yang bertanggungjawab untuk mengekalkan aras Kajian saintifik telah mengesahkan gula (glukosa) darah dalam julat normal 75–110 mg /100 ml. Kelompok bahawa kayu sel Langerhans dalam pankreas menghasilkan dan merembeskan manis berupaya hormon insulin dan glukagon secara berterusan ke dalam aliran darah menurunkan aras untuk mengawal atur aras gula darah. Tindakan kedua-dua hormon ini gula darah. dan mekanisme homeostasis bekerjasama untuk mengekalkan aras gula darah pada julat normal seperti yang dihuraikan dalam Rajah 13.4. Aras gula darah meningkat (selepas sajian) Aras gula darah menurun (antara sajian) pankreas Sel beta (β) dalam kelompok sel Sel alfa (α) dalam kelompok sel Langerhans pankreas dirangsang untuk Langerhans pankreas dirangsang merembes hormon insulin ke dalam darah. untuk merembes hormon glukagon ke dalam darah. Insulin merangsang sel Glukagon merangsang sel hati dan sel otot untuk hati untuk menukarkan menggunakan glukosa glikogen kepada glukosa. dalam proses respirasi sel. hati Glukagon juga Insulin merangsang sel adipos menggalakkan penguraian penukaran glukosa lemak untuk membebaskan suap balik berlebihan kepada glikogen asid lemak yang boleh negatif untuk disimpan di dalam dimetabolismekan bagi hati dan sel otot. Aras gula darah menghasilkan tenaga. Di dalam sel adipos, insulin kembali normal menukarkan glukosa BAB 13 berlebihan kepada lemak. RAJAH 13.4 Pengawalaturan aras gula darah Kegagalan dalam penghasilan, perembesan dan penerimaan insulin oleh sel sasaran boleh menyebabkan diabetes melitus. Aras gula darah pesakit diabetes melitus biasanya tinggi dan tidak stabil selepas TMK 13.1 satu sajian. Pesakit tersebut juga sentiasa berasa haus, penat, letih dan Video: Pengawalaturan aras mengalami penurunan berat badan. Diabetes melitus boleh dikawal gula darah dalam individu melalui suntikan insulin, pengambilan pil yang merendahkan aras gula normal dan pesakit diabetes (Dicapai pada 21 Ogos 2019) darah serta melalui penjagaan pemakanan. 13.1.4 249 Dunia Biologi Kita Mekanisme pengawalaturan tekanan separa karbon Buah pokok dioksida dalam darah mengkudu (Morinda citrifolia) dipercayai Pernafasan ialah tindakan luar kawal yang dikawal atur oleh pusat boleh menurunkan kawalan respirasi dalam medula oblongata. Pusat kawalan respirasi tekanan darah tinggi. membantu mengekalkan keadaan homeostasis dengan mengawal aras Jus yang diekstrak tekanan separa karbon dioksida dalam darah (Rajah 13.5). daripada buah ini telah dipasarkan secara besar- Semasa aktiviti Karbon dioksida larut dalam plasma darah besaran. cergas, tekanan untuk membentuk asid karbonik. Asid separa karbon karbonik terurai kepada ion hidrogen dan dioksida meningkat ion bikarbonat. disebabkan oleh Karbon Asid Ion Ion aktiviti respirasi sel. + Air + dioksida karbonik hidrogen bikarbonat Nilai pH darah dan bendalir tisu jasad karotid yang membasahi otak (bendalir serebrospina) menurun. baroreseptor di arteri Pusat kawalan karotid arteri karotid respirasi dan Impuls saraf pusat kawalan Perubahan pH dicetuskan dan kardiovaskular dihantar ini dikesan oleh jasad aorta di dalam kemoreseptor pusat medula oblongata. dalam medula oblongata arka baroreseptor (sel deria yang peka aorta di arka aorta serebrum terhadap bahan kimia) dan kemoreseptor periferi pada leher (jasad karotid dan jasad aorta (Rajah 13.6)). medula jantung oblongata RAJAH 13.6 Jasad aorta, jasad karotid Impuls saraf dan baroreseptor dihantar otot interkosta Kadar pernafasan, kadar denyutan jantung Otot interkosta, dan kadar ventilasi meningkat.Tindakan Tekanan separa diafragma dan otot ini menyebabkan lebih karbon dioksida kardium jantung banyak gas karbon dan nilai pH darah mengecut dan dioksida dihembuskan kembali normal. mengendur dengan cepat. keluar daripada peparu. diafragma RAJAH 13.5 Proses kawal atur tekanan separa karbon dioksida dalam darah 250 13.1.4 Mekanisme kawal atur tekanan darah Baroreseptor atau reseptor tekanan terletak di arka aorta dan arteri karotid (Rajah 13.6). Arteri karotid ialah arteri di leher yang membekalkan darah kepada kepala. Reseptor-reseptor ini mengesan tekanan darah yang mengalir melaluinya dan menghantar impuls secara berterusan ke pusat kawalan kardiovaskular di medula oblongata untuk membantu mengawal atur tekanan darah (Rajah 13.7). Apabila tekanan darah Apabila tekanan darah seseorang seseorang individu menurun, individu meningkat, misalnya misalnya apabila berlaku semasa menjalankan aktiviti pendarahan serius. cergas. Baroreseptor di arka Baroreseptor di arka aorta dan aorta dan arteri karotid arteri karotid dirangsang. kurang dirangsang. Pusat kawalan kardiovaskular Pusat kawalan kardiovaskular di Pemvasocerutan di medula oblongata medula oblongata dirangsang. kurang dirangsang. Pemvasocerutan arteri Pemvasodilatan berlaku. berlaku. Ini menambah Ini mengurangkan rintangan rintangan kepada pengaliran pengaliran darah dalam salur darah dalam salur darah. darah. Pengecutan otot kardium Pengecutan otot kardium jantung yang lebih kuat berlaku. jantung yang lemah berlaku. BAB 13 tekanan darah ditingkatkan tekanan darah diturunkan Tekanan darah kembali Tekanan darah kembali kepada julat normal. kepada julat normal. Pemvasodilatan RAJAH 13.7 Pengawalaturan tekanan darah 13.1.4 251  Praktis Formatif 13.1 1 Apakah maksud homeostasis? Terangkan bagaimana mekanisme homeostasis berlaku. 2 Seorang pekerja terpaksa bekerja dalam keadaan panas kerana bekalan elektrik dalam pejabatnya terputus. Huraikan gerak balas efektor dalam mengawal atur suhu badannya. 3 Seorang lelaki berumur 40 tahun disahkan oleh doktor tidak dapat menghasilkan insulin yang mencukupi. Huraikan apa yang berlaku kepada lelaki tersebut. 4 Ahmad baru sahaja tamat larian pecut 100 m. Terangkan bagaimana tekanan darahnya diturunkan kepada julat normal. 13.2 Sistem Urinari Sistem urinari manusia memainkan peranan yang penting dalam homeostasis. Sistem urinari terdiri daripada ginjal, ureter, pundi kencing dan uretra (Rajah 13.8). Fungsi sistem urinari ialah untuk menyingkirkan bahan kumuh sebatian bernitrogen seperti urea, serta mengawal atur isi padu bendalir badan, tekanan osmosis darah, kepekatan ion dalam bendalir badan, kandungan elektrolit dan pH darah. Struktur dan fungsi ginjal Ginjal terdiri daripada korteks dan medula. Air kencing yang terbentuk dalam ginjal masuk ke dalam pelvis. Ginjal mempunyai dua fungsi utama iaitu: (a) perkumuhan (b) pengosmokawalaturan Lensa Biologi Sebagai organ perkumuhan, ginjal menyingkirkan bahan kumuh yang toksik (sebatian bernitrogen) seperti urea, asid urik, ammonia dan Tahukah anda bahawa ginjal kanan terletak kreatinina. pada aras lebih rendah Sebagai organ pengosmokawalaturan, ginjal mengawal: berbanding dengan ginjal kiri? Kedudukan jumlah isi padu air dalam bendalir badan ginjal yang berbeza kepekatan ion dalam bendalir badan ini disebabkan hati tekanan osmosis darah, iaitu kepekatan bahan terlarut dan isi padu mengambil ruang yang banyak di atas ginjal darah serta bendalir badan kanan. kandungan elektrolit dan pH darah serta bendalir badan 252 13.2.1  ginjal arteri renal vena renal ureter pundi kencing uretra Arteri renal mengangkut darah beroksigen dari jantung ke ginjal. pelvis Vena renal mengangkut BAB 13 darah terdeoksigen dari ginjal kembali ke jantung. medula Air kencing dialirkan ke pundi korteks kencing melalui ureter. RAJAH 13.8 Sistem urinari dan keratan rentas ginjal 13.2.1 253 Pembentukan air kencing Terdapat tiga proses utama yang terlibat dalam penghasilan air kencing iaitu proses ultraturasan, penyerapan semula dan rembesan. NEFRON Setiap ginjal terdiri daripada berjuta-juta unit berfungsi yang disebut nefron (Rajah 13.9). Setiap nefron terdiri daripada struktur berikut: Kapsul Bowman Glomerulus Tubul renal Kapsul Bowman berbentuk cawan dan mengandungi gumpalan kapilari darah yang disebut glomerulus. Glomerulus terbentuk daripada arteriol aferen yang bercabang dari arteri renal. Glomerulus bergabung semula membentuk arteriol eferen. Tubul renal terdiri daripada tubul berlingkar proksimal, liku Henle dan tubul berlingkar distal. Liku Henle ialah tubul yang panjang berbentuk ‘U’ dan memanjang ke dalam medula renal. Tubul berlingkar distal beberapa nefron bercantum menjadi satu duktus pengumpul. Air kencing yang dihasilkan akan disalurkan dari duktus pengumpul ke dalam ureter. Petunjuk: aliran darah aliran darah H2O arteriol aferen aliran hasil turasan glukosa, asid amino pengangkutan pasif urea glomerulus vena renal pengangkutan aktif osmosis arteriol eferen Petunjuk: 1 tubul berlingkar distal aliran da aliran ha pengang Cl– pengang kapsul Na+ Na+ Cl– osmosis Bowman hasil turasan 2 4 NaCl bendalir arteri renal glomerulus hasil turasan H2O renal terproses daripada glukosa, tubul berlingkar nefron lain korteks urea proksimal medula K+ H + duktus pengumpul 5 liku air kencing Henle ke ureter 3 jaringan kapilari darah Na+ Cl– RAJAH 13.9 Struktur nefron dan proses pembentukan air kencing 254 13.2.2 13.2.3  1 ULTRATURASAN DALAM KAPSUL BOWMAN Darah yang memasuki glomerulus bertekanan hidrostatik tinggi kerana diameter arteriol aferen lebih besar daripada diameter arteriol eferen. Tekanan ini menyebabkan berlakunya ultraturasan iaitu bendalir meresap melalui dinding kapilari glomerulus ke dalam rongga kapsul Bowman. Bendalir yang memasuki rongga kapsul Bowman dipanggil hasil turasan glomerulus. Hasil turasan glomerulus mempunyai komposisi bahan yang sama seperti plasma darah tetapi tidak mengandungi sel darah merah, platlet dan protein plasma. Sel darah merah dan protein plasma kekal dalam darah yang mengalir ke arteriol eferen kerana saiz bahan-bahan ini terlalu besar untuk meresap keluar glomerulus. 2 PENYERAPAN SEMULA DI TUBUL BERLINGKAR PROKSIMAL Penyerapan semula berlaku pada hasil turasan glomerulus di sepanjang tubul renal. Bahan terlarut meresap merentasi dinding tubul renal ke dalam jaringan kapilari darah. Di tubul berlingkar proksimal, ion natrium (Na+) dipam secara aktif ke dalam jaringan kapilari darah dan kemudian ion klorida (Cl–) meresap secara pasif. Penyerapan semula 100% glukosa dan asid amino juga berlaku secara pengangkutan aktif. Pergerakan bahan terlarut ke dalam jaringan kapilari darah mengurangkan kepekatan bahan terlarut hasil turasan glomerulus tetapi meningkatkan kepekatan bahan terlarut dalam kapilari darah. Akibatnya, air meresap masuk ke dalam kapilari darah secara osmosis. 3 PENYERAPAN SEMULA DI LIKU HENLE DAN TUBUL BERLINGKAR DISTAL Di liku Henle, air diserap semula melalui osmosis. Ion natrium diserap semula secara pengangkutan aktif. Di tubul berlingkar distal, lebih banyak air, natrium dan ion klorida diserap semula. Jumlah air dan garam yang diserap semula bergantung pada kandungan air dan garam dalam darah. 4 REMBESAN 5 PEMBENTUKAN AIR KENCING Rembesan ialah proses perembesan bahan Apabila bendalir renal sampai ke duktus buangan dalam darah yang tidak dituras pengumpul, hanya sedikit garam yang tinggal pada awalnya ke dalam tubul renal. dan kebanyakan air telah diserap semula ke Proses ini berlawanan dengan proses dalam aliran darah. penyerapan semula. Baki bendalir renal yang kini disebut air Rembesan berlaku di sepanjang tubul renal kencing, mengalir menuruni duktus dan duktus pengumpul tetapi paling aktif di pengumpul. Di sini, sedikit urea meresap keluar ke bendalir persekitaran dan kapilari BAB 13 tubul berlingkar distal. darah kerana saiz molekulnya yang kecil. Rembesan berlaku secara resapan ringkas dan pengangkutan aktif. Lazimnya, air kencing mengandungi air, urea, garam NaCl, asid urik dan kreatinina. Bahan yang dirembes termasuklah ion hidrogen (H+), ion kalium (K+), ion ammonium Selepas meninggalkan duktus pengumpul, (NH4+), urea, kreatinina, bahan toksik dan air kencing mengalir menerusi ureter, pundi sesetengah dadah. kencing, uretra dan akhirnya dikumuhkan. Rembesan menyingkirkan bahan buangan toksik serta membantu mengawal atur aras ion dalam darah. 13.2.2 13.2.3 255 Mekanisme homeostasis dalam pengosmokawalaturan Kandungan air dalam badan sentiasa berubah mengikut pengambilan makanan dan minuman. Pengosmokawalaturan ialah proses mengawal atur air dan garam dalam badan supaya tekanan osmosis darah dapat dikekalkan pada julat normal. Pengosmokawalaturan dicapai dengan mengawal atur isi padu penghasilan air kencing oleh ginjal. Rajah 13.10 menggambarkan pengosmokawalaturan tekanan osmosis darah. TEKANAN OSMOSIS DARAH NORMAL Minum terlalu banyak air. Minum terlalu sedikit air atau kehilangan air akibat melakukan aktiviti lasak. 1 Tekanan osmosis darah menurun ke 1 Tekanan osmosis darah meningkat bawah julat normal. melebihi julat normal. 2 Osmoreseptor di dalam hipotalamus 2 Osmoreseptor di dalam hipotalamus kurang dirangsang. dirangsang. 3 Kelenjar pituitari kurang dirangsang. 3 Kelenjar pituitari dirangsang. Jadi, lebih Jadi, kurang ADH dirembes daripada ADH dirembes daripada kelenjar pituitari. kelenjar pituitari. 4 Kepekatan ADH yang tinggi menyebabkan 4 Kepekatan ADH yang rendah menyebabkan dinding tubul berlingkar distal dan dinding duktus pengumpul menjadi lebih telap dinding tubul berlingkar distal dan dinding terhadap air. duktus pengumpul menjadi kurang telap terhadap air. 5 Lebih banyak air diserap semula daripada 5 Kurang air diserap semula daripada bendalir bendalir renal ke dalam kapilari darah. renal ke dalam kapilari darah. 6 Air kencing yang lebih pekat dan sedikit dihasilkan. 6 Air kencing yang lebih cair dan banyak dihasilkan. 7 Tekanan osmosis darah kembali ke julat normal. RAJAH 13.10 Pengosmokawalaturan tekanan osmosis darah 256 13.2.4 Jalankan aktiviti berikut untuk memahami dengan lebih lanjut bagaimana pengambilan isi padu air yang berbeza boleh mempengaruhi penghasilan air kencing. 1.2 it13.1 Aktiviti ivitkA Mengkaji kesan pengambilan isi padu air yang berbeza terhadap penghasilan isi padu Eksperimen air kencing Pernyataan masalah Apakah kesan pengambilan isi padu air yang berbeza terhadap penghasilan isi padu air kencing? Hipotesis Semakin tinggi isi padu air yang diminum, semakin tinggi isi padu air kencing yang dihasilkan. Pemboleh ubah Dimanipulasikan: Isi padu air yang diminum Bergerak balas: Isi padu air kencing yang dikumpul Dimalarkan: Jenis minuman, umur murid dan sela masa pengumpulan air kencing Spesimen Perhatian! Murid Tingkatan 4 Semasa memilih murid untuk Bahan kajian ini, pilih murid yang Air masak yang telah disejukkan lebih kurang sama berat. Radas Cawan, bikar untuk mengumpul air kencing, jam randik dan silinder penyukat Prosedur 1 Murid tidak boleh makan dan minum selepas jam 12 tengah malam pada malam sebelum eksperimen dijalankan. 2 Murid dibahagikan kepada empat kumpulan mengikut berat purata mereka. 3 Murid dikehendaki membuang air kencing sebelum memulakan eksperimen. 4 Setiap murid dikehendaki minum isi padu air seperti berikut: (a) Kumpulan 1: minum 250 ml air (b) Kumpulan 2: minum 500 ml air (c) Kumpulan 3: minum 750 ml air (d) Kumpulan 4: minum 1000 ml air 5 Semasa eksperimen dijalankan, murid dalam keadaan rehat dan tidak dibenarkan melakukan aktiviti cergas. 6 Kumpul dan sukat air kencing setiap murid selepas 20 minit, 40 minit dan 60 minit. 7 Sebaik selepas disukat, air kencing mesti dibuang ke dalam tandas. 8 Rekod isi padu purata air kencing yang dikumpul mengikut kumpulan masing-masing bagi setiap masa dalam jadual berikut. 9 Hitungkan jumlah isi padu air kencing yang dihasilkan bagi setiap kumpulan. BAB 13 Keputusan Kumpulan Isi padu air masak Isi padu purata air kencing Jumlah isi padu air kencing yang diminum (ml) yang dikumpul (ml) yang dihasilkan (ml) 20 minit 40 minit 60 minit 1 250 2 500 3 750 4 1000 13.2.5 257  Perbincangan 1 Apakah hubungan antara isi padu air yang diminum dan pengeluaran air kencing? Terangkan jawapan anda. 2 Bagaimanakah isi padu air kencing berubah dengan masa? 3 Huraikan bagaimana isi padu air kencing yang terkumpul berbeza antara seorang individu yang minum 100 ml air suling berbanding dengan seorang individu yang minum 100 ml larutan natrium klorida 5%. Kesimpulan Adakah hipotesis tersebut diterima? Nyatakan satu kesimpulan yang sesuai. 1.2 it13.2 Aktiviti ivitkA Mengumpul maklumat dan membincangkan Mengumpul mengenai hemodialisis maklumat Bahan Internet, bahan rujukan Prosedur 1 Dalam kumpulan berempat, kumpulkan maklumat tentang hemodialisis. 2 Bincangkan perkara berikut. (a) Kaji punca kegagalan ginjal yang menyebabkan seseorang perlu menjalani hemodialisis. (b) Jelaskan bagaimana hemodialisis berfungsi. 3 Buat satu laporan tentang dapatan anda dan bentangkan kepada kelas. 4 Anda juga boleh menjalankan aktiviti bagi menjana dana untuk pusat hemodialisis melalui kempen kesedaran tentang kepentingan membantu pesakit yang memerlukan sumbangan untuk mendapatkan rawatan. Perbincangan 1 Mengapakah seseorang memerlukan hemodialisis? 2 Bagaimanakah hemodialisis berfungsi? 3 Apakah kesannya kepada pesakit yang tidak menerima rawatan? Praktis Formatif 13.2 1 Di bahagian ginjal manakah tubul berlingkar 4 Seorang individu mengalami kerosakan proksimal, liku Henle, dan tubul berlingkar satu ginjal. Perlukah individu ini menjalani distal boleh didapati? hemodialisis? Cadangkan langkah-langkah 2 Cadangkan dua aktiviti yang boleh yang perlu diambil oleh individu ini agar menyebabkan dinding duktus pengumpul dia dapat menjalani kehidupan harian menjadi lebih telap terhadap air. tanpa masalah. 3 Nyatakan bagaimana ion Na+, air dan glukosa diserap semula di tubul berlingkar proksimal. 258 13.2.5 13.3 Isu Kesihatan Berkaitan Sistem Urinari Kegagalan ginjal boleh diakibatkan oleh penyakit, jangkitan bakteria, atau kemalangan. Penyakit diabetes melitus merupakan penyebab utama kegagalan ginjal, dikuti oleh tekanan darah tinggi. Kedua-dua keadaan ini merosakkan glomerulus. Selain itu, sesetengah individu juga boleh menghadapi masalah pembentukan batu karang di dalam ginjalnya. Batu karang ialah ketulan keras yang terdiri daripada asid urik, kalsium oksalat atau hablur kalsium fosfat. TMK 13.2 Aktiviti : Mengumpul maklumat dan membincangkan tentang isu kesihatan yang berkaitan dengan sistem urinari Batu karang boleh menyebabkan ureter tersumbat lalu mengurangkan penghasilan air kencing. Untuk mengurangkan kemungkinan pembentukan batu karang, minum banyak air setiap hari. Mengapa? batu karang BAB 13 RAJAH 13.11 Pembentukan batu karang dalam ginjal Praktis Formatif 13.3 1 Encik Azman menghadapi masalah 2 Cadangkan dua sebab mengapa seseorang pembentukan batu karang di dalam boleh mendapat batu karang. ginjalnya. Terangkan kesan batu karang terhadap kesihatan beliau. 13.3.1 259  Rumusan HOMEOSTASIS DAN SISTEM URINARI MANUSIA Homeostasis Sistem Urinari Isu Kesihatan Berkaitan Sistem Urinari Pengawalaturan faktor fizikal Ginjal: dan faktor kimia persekitaran Membantu mengawal atur dalam pada julat yang normal keseimbangan air dan Batu karang supaya sel berfungsi dalam garam dalam badan keadaan optimum Nefron terdiri daripada kapsul Bowman, glomerulus, tubul berlingkar proksimal, liku Henle dan Suhu badan tubul berlingkar distal Dikawal atur oleh sistem integumen, sistem saraf, sistem peredaran darah, sistem otot dan sistem endokrin Proses pembentukan air kencing Ultraturasan Aras gula darah Penyerapan semula Dikawal atur oleh sistem Rembesan endokrin, sistem peredaran darah dan sistem pencernaan Mekanisme homeostasis dalam Tekanan separa karbon pengosmokawalaturan dioksida dalam darah Pengosmokawalaturan Dikawal atur oleh sistem tekanan osmosis darah respirasi, sistem peredaran darah dan sistem saraf Tekanan darah Dikawal atur oleh sistem peredaran darah dan sistem saraf 260  Refleksi Kendiri Adakah anda telah menguasai konsep penting berikut? Maksud homeostasis Keperluan mengekalkan faktor fizikal dan faktor kimia persekitaran dalam Penglibatan pelbagai jenis sistem organ untuk pengekalan persekitaran dalam yang optimum Konsep homeostasis dalam pengawalaturan Struktur dan fungsi ginjal Struktur nefron dan duktus pengumpul Proses pembentukan air kencing Konsep homeostasis dan suap balik negatif dalam pengosmokawalaturan Isu kesihatan yang berkaitan dengan sistem urinari Praktis Sumatif 13 1 Nyatakan pada bahagian ginjal manakah liku Henle boleh didapati? 2 Nyatakan keadaan air kencing yang akan dihasilkan setelah seseorang individu (a) minum air yang banyak (b) makan terlalu banyak makanan masin 3 Nyatakan satu ujian yang dapat anda jalankan dalam makmal untuk mengesan sama ada seseorang itu mengalami penyakit kencing manis. 4 Huraikan peranan yang dimainkan oleh hati apabila kepekatan gula dalam darah menurun. 5 Jadual 1 menunjukkan kepekatan asid amino dalam plasma darah dan dalam air kencing. JADUAL 1 Kandungan Kepekatan dalam plasma darah yang Kepekatan dalam air memasuki ginjal (g per 1000 ml) kencing (g per 1000 ml) Asid amino 85 0 261  (a) Terangkan perbezaan antara kepekatan asid amino dalam plasma darah dengan dalam air kencing. (b) Kedua-dua ginjal seorang pesakit gagal berfungsi. Keadaan ini menyebabkan ketidakseimbangan air dan pengumpulan urea dalam darah. Nyatakan kesan kegagalan ginjal terhadap pengawalaturan keseimbangan air dalam darah. 6 (a) Seorang pesakit menghidap sejenis penyakit yang menyebabkan pankreas terpaksa dibuang. Terangkan kesan pembuangan pankreas terhadap penghasilan enzim dan hormon, dan seterusnya terhadap pencernaan serta aras glukosa dalam darah individu tersebut. (b) Apakah nasihat yang boleh diberikan kepada pesakit itu untuk membantunya menangani masalah kesihatan yang disebabkan oleh pembuangan pankreas? 7 Rajah 1 menunjukkan struktur satu nefron dan duktus pengumpul. J RAJAH 1 (a) Namakan proses yang berlaku di J. (b) Namakan dua bahan yang tidak dituras keluar melalui glomerulus. (c) Huraikan bagaimana proses yang anda namakan di (a) boleh berlaku. (d) Terangkan mengapa bendalir yang mengalir di liku Henle tidak mengandungi glukosa walaupun glukosa terdapat dalam kapsul Bowman. (e) Mamalia yang berlainan mempunyai struktur ginjal yang berlainan, bergantung pada kehadiran air dalam habitatnya. Kepekatan air kencing yang dihasilkan bergantung pada panjang liku Henle. Semakin panjang liku Henle, semakin tinggi kepekatan garam dalam bendalir di sekitar liku Henle. Berdasarkan maklumat ini, apakah yang dapat anda ramalkan mengenai liku Henle bagi haiwan yang hidup dalam keadaan persekitaran yang lembap berbanding dengan haiwan yang hidup dalam keadaan persekitaran yang kering? 262 Soalan Esei 8 Huraikan bagaimana suhu badan seorang pekerja di dalam sebuah bilik sejuk selama 6 jam dikawal atur. 9 Pernafasan ialah proses luar kawal yang dikawal oleh pusat kawalan respirasi di dalam medula oblongata. Jelaskan apa yang berlaku kepada kadar pernafasan seorang pendaki apabila berada di puncak gunung yang tinggi. 10 Huraikan peranan otot erektor, bulu roma dan kelenjar peluh dalam mengekalkan suhu badan pada hari panas. 11 (a) (i) Terangkan kepentingan mengekalkan suhu badan pada 37 °C. (ii) Terangkan dua cara fizikal bagaimana badan bergerak balas untuk mengawal atur suhu badan selepas seseorang mandi dengan air sejuk. (b) Pada pendapat anda, apakah kesan terhadap kadar pembuangan air kencing jika makanan yang dimakan mengandungi kuantiti protein yang banyak? (c) Terangkan bagaimana kelenjar pituitari mengawal atur tekanan osmosis darah apabila seseorang minum terlalu sedikit air. Sudut Pengayaan 12 Terangkan bagaimana ikan air laut dapat hidup tanpa mengalami penyahhidratan. 13 Mengapakah ujian air kencing dijalankan untuk menentukan sama ada seseorang mengambil dadah atau tidak? 14 Teknologi moden telah banyak membantu pesakit yang menghadapi masalah ginjal. Misalnya, mesin hemodialisis telah membantu ramai pesakit yang mengalami kegagalan ginjal untuk terus hidup. Kini, penyelidikan sedang dijalankan untuk menghasilkan ginjal biotiruan. Alat ini dipercayai dapat menjalankan semua fungsi ginjal yang sihat. Pada pendapat anda, apakah sifat yang perlu ada pada ginjal biotiruan bagi membolehkannya berfungsi seperti ginjal sebenar? Jawapan lengkap boleh didapati dengan mengimbas kod QR yang disediakan 263