Jawapan Bio-Skor 2016

BAB 7: RESPIRASI MS JAWAPAN 168 7.1 PROSES RESPIRASI DALAM PENGHASILAN TENAGA Apakah Respirasi? 1. Respirasi aerob : ….glukosa….oksigen. Respirasi anaerob : ….tenaga…. Soalan 1: (i) Glukosa (ii) karbohidrat/ glikogen/ kanji (iii) penghantaran impuls saraf ….pembahagian sel , mengekalkan suhu badan …. 169 Penghasilan Tenaga Dalam Respirasi Aerob 1. ….pengoksidaan lengkap glukosa... 2 ….mitokondria dan sitoplasma Soalan 2 : (i) Gas oksigen (ii) Air (iii) ....pengecutan....pengenduran otot ....menghasilkan tenaga 170 Respirasi Anaerob Dalam Sel a) Respirasi anaerob dalam haiwan (contoh : sel otot manusia) 1. …. melebihi ….anaerob….hutang oksigen 2. ….separa ….asid laktik….kekejangan otot dan keletihan 3. ….banyak….Hutang oksigen…. 4. Pengoksidaan….hutang oksigen…. Soalan 3 i. Pengecutan berterusan/ tiba-tiba dalam otot ii.pengumpulan asid laktik 171 b) Respirasi anaerob dalam yis 1. ….anaerob…. 2. ….etanol…..zimase Soalan 4: Jawapan Sel otot

Sel yis

1. Asid laktik dihasilkan

1. Etanol dihasilkan

2. Karbon dioksida tidak dihasilkan

2. Karbon dioksida dihasilkan

3. 150 kJ/mol tenaga dihasilkan/ kurang tenaga dihasilkan

3. 210 kJ/mol tenaga dihasilkan/ lebih banyak tenaga dihasilkan

4. Hutang oksigen berlaku

4. Hutang oksigen tidak berlaku.

c) Perbandingan antara respirasi aerob dengan respirasi anaerob Tidak menggunakan oksigen Tidak lengkap Tenaga dan asid laktik (manusia/ haiwan) Tenaga, etanol dan karbon dioksida ( yis/ tumbuhan) 150 kJ (manusia/ haiwan) 210 kJ (yis/ tumbuhan) 2 ATP Sitoplasma 172 Soalan 5: Tisu Y Respirasi aerob (Kerana menggunakan oksigen) Penguraian glukosa lengkap// Glukosa dioksidakan kepada CO2, air dan tenaga. Kuantiti tenaga yang dihasilkan lebih tinggi / 38 ATP/ 2898 kJ ( per molekul glukosa ) Glukosa + Oksigen → Karbon dioksida + Air + Tenaga

35

Jawapan Bio-Skor 2016

MS

JAWAPAN Soalan 6: Apakah yang dapat diperhatikan selepas 30 minit?

1. Gelembung gas terbebas. 2. Air kapur menjadi keruh – menunjukkan kehadiran karbon dioksida ( Jika menggunakan penunjuk bikarbonat: warna merah bertukar menjadi kuning) 3. Suhu dalam kelalang termos meningkat – menunjukkan tenaga haba dibebaskan daripada respirasi anaerob. 4. Berbau etanol. 173 Soalan 7 (i) Hutang oksigen

= Keperluan oksigen - Pengambilan oksigen (300 - 197)0.1 liter/minit 10.3 liter/minit

(ii) 1. Semasa melakukan aktiviti cergas seperti berlari, kadar pernafasan meningkat 2. untuk membekalkan lebih banyak oksigen ke sel-sel otot untuk pengecutan otot. 3. Tetapi pengangkutan oksigen ke sel-sel otot masih tidak mencukupi untuk memenuhi keperluan tenaga. 4. Sel-sel otot terpaksa berespirasi secara anaerob untuk menghasilkan tenaga. 5. Penguraian separa glukosa kepada asid laktik menghasilkan sedikit sahaja tenaga. 6. Otot berada dalam keadaan kekurangan oksigen dan dikatakan mengalami hutang oksigen. 7. Pengumpulan asid laktik menyebabkan kekejangan otot. 8. Selepas berlari, atlit bernafas tercungap-cungap selama 10 minit. 9. Ini adalah fasa pemulihan iaitu selepas minit ke 10 sehingga minit ke 20 bila hutang oksigen dibayar semasa respirasi aerob. 10. Lebih kurang 1/6 asid laktik dioksidakan kepada karbon dioksida, air dan tenaga. 11. Tenaga yang dihasilkan digunakan untuk menukarkan 5/6 asid laktik kepada glukosa/ glikogen. 174 7.2 STRUKTUR RESPIRASI DAN MEKANISME PERNAFASAN DALAM MANUSIA DAN HAIWAN 1. ….permukaan respirasi….resapan 2. Penyesuaian Struktur Respirasi (i) Permukaan respirasi yang lembab membolehkan gas respirasi larut dan seterusnya meresap melaluinya. (ii) Lapisan permukaan respirasi yang nipis setebal satu sel untuk memudahkan resapan gas. (iii) Luas permukaan per isipadu yang besar untuk membolehkan pertukaran gas respirasi berlaku dengan cekap. 3. Organisma

Protozoa

Serangga

Struktur respirasi Permukaan respirasi

Ikan

Amfibia

Manusia

Kulit, alveolus

Alveolus

Insang Membran plasma

Struktur , Penyesuaian dan Mekanisme Respirasi dalam Organisma (a) Amoeba sp. 2. ….besar....resapan ringkas

36

Jawapan Bio-Skor 2016

MS JAWAPAN 175 (b) Serangga 1. ….trakea….trakea….spirakel… 2. ….gelang-gelang kitin…. kempis…. 3. Spirakel Trakea Trakeol Sel badan Soalan 8:

gelang kitin

kutikel

sel badan/ otot trakeol

spirakel injap trakea

4. ….trakeol…. (i) ….meningkatkan kecekapan pertukaran gas. (ii)….meningkatkan JLP/I bagi memudahkan pertukaran gas respirasi. 5. (i) ….bendalir….sel…. (ii) ….keluar….trakeol. 6. (ii) ….mengecut….menurun….meningkat…. 176 (c) Ikan 1. ….insang….filamen….lengkung….lamela Soalan 9: lengkung insang

sisir insang

salur darah

lamela kapilari darah Soalan 10  JLP/I filamen insang besar memudahkan pertukaran gas respirasi.  Membran filamen insang nipis memudahkan pertukaran gas respirasi.  Dibekalkan dengan banyak kapilari darah bagi memudahkan pengangkutan gas respirasi (Rajah c).  Filamen insang sentiasa di kelilingi air dan ini memudahkan gas-gas respirasi larut. 177 2. Mekanisme pernafasan ikan (i) Tarik nafas (a)….diturunkan….ditutup (b)….bertambah….berkurang. (c)….memasuki…. (ii) Hembus nafas : (a) ....ditutup.... (b)....tekanan....(c)....keluar....gas respirasi…. (e)....tukar ganti lawan arus....menyongsang.... (d) Amfibia: 1. ....kulit....peparu 2. Kulit: (a)....telap.... (b)....mukus....larut. (c)....kulit....mengangkut 178 Peparu : (a)....pertukaran.... 3. Mekanisme pernafasan amfibia Tarik nafas: (a)....ditutup.... (b)....masuk.... (c)....dinaikkan.... (d)....mengembang.

37

Jawapan Bio-Skor 2016

MS

JAWAPAN Soalan 11 (a) ,

(b)

Sangkar rusuk

X

Diafragma

X

Otot interkosta

X

Rongga mulut



Nipis setebal satu sel



Sentiasa lembap



Mempunyai luas permukaan yang besar



Mempunyai jaringan kapilari darah



179 (e) Manusia 1. ….alveolus peparu….rongga toraks….sangkar rusuk 2. Trakea Bronkus Bronkiol Alveolus 3.Penyesuaian struktur respirasi i. Bilangan alveolus banyak bagi meningkatkan jumlah luas permukaan…. ii. Permukaan alveolus yang lembab…. iii. Banyak jaringan kapilari darah…. iv. Dinding alveolus nipis... 4. Mekanisme pernafasan dalam manusia a)….diafragma. b)....otot interkosta luar….otot interkosta dalam….. 180 Mekanisme pernafasan manusia Menarik nafas

Menghembus nafas Turus vertebra

Sternum

Otot interkosta

Diafragma

1. Otot interkosta luar mengecut, otot 1. Otot interkosta luar mengendur, otot interkosta dalam mengendur. interkosta dalam mengecut 2. Sangkar rusuk bergerak ke atas dan 2. Sangkar rusuk bergerak ke bawah ke depan dan ke dalam 3.

Otot diafragma mengecut diafragma leper dan mendatar

dan 3.

Otot diafragma mengendur diafragma melengkung ke atas

dan

4. Isipadu rongga toraks bertambah dan 4. Isipadu rongga toraks berkurang dan menyebabkan tekanan dalam menyebabkan tekanan dalam rongga rongga toraks berkurang (dari toraks lebih tinggi (dari tekanan tekanan atmosfera) atmosfera) 5. menyebabkan udara dipaksa masuk 5. menyebabkan udara dipaksa keluar ke dalam peparu dari peparu

38

Jawapan Bio-Skor 2016

MS

JAWAPAN Soalan 12 1. Nama peringkat 2. Otot interkosta 3. Sangkar rusuk 4. Otot diafragma

Menarik nafas. Otot interkosta luar mengecut, otot interkosta dalam mengendur. Sangkar rusuk bergerak ke atas dan ke depan. Otot diafragma mengecut dan menjadi leper dan mendatar.

5. Isipadu dan tekanan udara rongga toraks

Menyebabkan isipadu rongga toraks bertambah dan tekanan udara dalam rongga toraks berkurang.

6. Kesan

Tekanan atmosfera yang lebih tinggi di luar mendesak udara masuk ke dalam peparu.

181 Soalan 13 Tekanan dalam peparu bertambah Isipadu rongga dada berkurang Sangkar rusuk terangkat ke atas dan ke hadapan



Penarikan nafas berlaku



Soalan 14 Perbezaan Manusia Serangga 2.....hidung/nostril 2.....spirakel 3. 3.....injap.... 4.....gelang rawan. 4. 5.....alveolus. 5. 182 Proses Pertukaran Gas Merentas Permukaan Alveolus dan Kapilari Darah 1. Pada R (Pertukaran gas antara permukaan alveolus dan kapilari darah) (a)....tinggi....kapilari darah (b)....rendah....alveolus (c)....tinggi…. PCO2 .... (d)....Oksihemoglobin....darah.... 183 2. Pada S (Pertukaran gas antara kapilari darah dan sel badan) (a)....rendah....terurai....meresap.... (b)....respirasi sel.... (c)....CO2….tinggi.... (d) i. .... ion bikarbonat.... ii. ....karbaminohemoglobin. iii. ....plasma Soalan 15  Cara utama Karbon dioksida diangkut bentuk ion bikarbonat.  Karbon dioksida meresap ke dalam eritrosit dan berpadu dengan air membentuk asid karbonik (H2CO3).  Penguraian asid karbonik (H2CO3) kepada ion bikarbonat (HCO3-) dan ion hidrogen(H+) dimangkinkan oleh enzim karbonik anhidrase. Komposisi Udara Sedutan Dan Udara Hembusan Kandungan Udara Sedutan Udara hembusan Oksigen 21.09 % 16.4 % Karbon dioksida 0.03% 4.1 % Nitrogen 79.0 % 79.0 % Wap air Berubah-ubah Tepu Suhu Suhu bilik Suhu badan

39

Jawapan Bio-Skor 2016

MS

JAWAPAN

Soalan 16 1. Respirasi sel menghasilkan karbon dioksida. 2. Karbon dioksida meresap keluar daripada sel ke dalam darah dan diangkut ke peparu. 3. Seterusnya Karbon dioksida akan meresap dari darah ke alveolus dan meningkatkan kepekatan karbon dioksida dalam udara hembusan. 184 Soalan 17 % karbon dioksida % oksigen =(x–y)

X 100

x = 0.4 / 10 X = 4.0% Soalan 18

= (y- z)

X 100

x = 1. 6 / 10 X 100 = 16 %

100

Permukaan respirasi manusia ialah alveolus 2. Perbandingan kepekatan Kepekatan oksigen di dalam alveolus oksigen antara alveolus dan lebih tinggi berbanding dalam kapilari kapilari darah darah. 3. Resapan oksigen (dari Oksigen dalam alveolus meresap ke mana ke mana) dalam kapilari darah. 4. Perbandingan kepekatan Kepekatan karbon dioksida di dalam karbon dioksida antara kapilari darah lebih tinggi berbanding alveolus dan kapilari darah dalam alveolus. 5. Resapan karbon dioksida Karbon dioksida meresap dari kapilari (dari mana ke mana) darah (pada peparu) ke dalam alveolus Darah yang meninggalkan kapilari darah (pada peparu) mempunyai kepekatan 6. Hasil oksigen yang lebih tinggi sementara kepekatan karbon dioksida yang lebih rendah. 185 7.4 MEKANISME KAWAL ATUR RESPIRASI Hubungan Antara Kadar Respirasi Dengan Kandungan Oksigen Dan Karbon Dioksida 1. ….oksigen dan glukosa…. 2. ….meningkat. ....pernafasan….oksigen….karbon dioksida.... 3. ....darah…. Gerak Balas Sistem Respirasi Manusia Dan Kadar Respirasi Manusia Dalam Situasi Berlainan SITUASI BERLAINAN 1. Nama permukaan respirasi

Keadaan rehat 

1

Keadaan ketakutan 3  .... denyutan jantung ....   .... adrenalina .....

Aktiviti cergas   Pada kedudukan tinggi  .... berkurang ....  

40

2

4

Jawapan Bio-Skor 2016

MS JAWAPAN 186 Mekanisme Kawal Atur Kandungan Oksigen Dan Karbon Dioksida Dalam Badan 1.....pusat respirasi.... 3.....reseptor... (a)....pusat (b)....periferi 4. Mekanisme Kawal Atur Kandungan Karbon Dioksida Dalam Badan ....meningkat....cergas.

CO2 + H2O

....kepekatan karbon dioksida .... aras pH darah ....

H+ + HCO3-

Serebelum

Medula oblongata

Pusat respirasi

Nilai pH darah Aras karbon dioksida yang tinggi dalam darah akan merendahkan nilai pH darah bendalir tisu (serebrospina)

Kesan  Otot interkosta dan diafragma mengecut dan mengendur lebih cepat  Kadar ventilasi dan kadar pernafasan meningkat

187 5. Mekanisme Kawal Atur Kandungan Oksigen Dalam Badan Kepekatan Oksigen  Penurunan kepekatan oksigen ( di altitud tinggi )

Jasad karotid arteri karotid

Kemoreseptor periferi (jasad aorta dan jasad karotid ) dirangsang

Jasad aorta di dalam arka aorta aorta

Impuls saraf

jantung

PUSAT RESPIRASI Kedudukan jasad aorta dan jasad karotid

Jantung

Kadar denyutan jantung meningkat

Impuls saraf

Otot interkosta dan diafragma

Kadar pernafasan dan kadar ventilasi meningkat

41

Lebih banyak oksigen disedut dan kepekatan oksigen kembali ke paras normal

Jawapan Bio-Skor 2016

MS JAWAPAN 188 Soalan 19 1. ….. tekanan separa karbon dioksida meningkat. 2.….asid karbonik….merendahkan…. 3. ….dikesan oleh kemoreseptor pusat….kemoreseptor periferi…. 4. ….pusat respirasi….otot interkostal dan diafragma 6. ….meningkat. 7. ….aras normal 189 7.5 KEPENTINGAN MENGEKALKAN SISTEM RESPIRASI YANG SIHAT 1. ....benzena.... 2. ....karsinogenik.... Soalan 20 : 2. ....dinding.... 3. ....batuk....mukus.... 190 7.6 RESPIRASI DALAM TUMBUHAN Soalan 20 :1. Mitosis 2. Pertumbuhan tiub debunga 3. Penyerapan garam mineral dalam tanah ke sel akar. 191 Pengambilan oksigen oleh tumbuhan untuk proses respirasi 1. .... ruang udara.... Respirasi Aerob Dan Anaerob Dalam Tumbuhan : 2. ....anaerob 192 Respirasi dan Fotosintesis : 3. ….sama ....respirasi. Soalan 1 (a) Berbasikal =6.2cm, berenang =6.0cm, berlari=5.7cm

[3 marks]

(b)(i) Dua pemerhatian yang berbeza. 1. Bagi aktiviti berbasikal panjang akhir turus udara selepas dirawat dengan kalium hidroksida ialah 6.2cm. 2. Bagi aktiviti berlari panjang akhir turus udara selepas dirawat dengan kalium hidroksida ialah 5.7cm. [3 marks] (ii) Inferens yang berkaitan dengan pemerhatian dalam 1(b)(i) 1. Bagi aktiviti berbasikal, panjang akhir turus udara berkurang dengan sedikit kerana udara hembusan mengandungi isipadu/peratus karbon dioksida yang sedikit. 2. Bagi aktiviti berlari, panjang akhir turus udara berkurang dengan banyak kerana udara hembusan mengandungi isipadu/peratus karbon dioksida yang banyak. [3 marks] (c) Pembolehubah

Cara mengendali pembolehubah

Pembolehubah dimanipulasi Jenis aktiviti cergas

Lakukan aktiviti cergas yang berbeza seperti berbasikal, berenang dan berlari. Pembolehubah bergerakbalas Ukur dan rekod panjang turus udara selepas Panjang akhir turus udara dirawat dengan kalium hidroksida menggunakan selepas dirawat dengan kalium pembaris atau hidroksida atau // Kira peratus karbon dioksida menggunakan // Peratus karbon dioksida formula = Perubahan panjang X 100 Panjang asal Pembolehubah dimalarkan tetapkan masa yang diambil untuk menjalankan masa yang diambil untuk setiap aktiviti iaitu 20 minit menggunakan jam menjalankan setiap aktiviti randik. Jadual 1 [3 marks]

42

Jawapan Bio-Skor 2016

(d) 1.Aktiviti berlari membebaskan lebih banyak kandungan/peratus karbon dioksida berbanding berbasikal dan berenang. //Kandungan/ peratus karbon dioksida dalam udara hembusan untuk aktiviti berlari adalah lebih banyak berbanding berenang dan berbasikal. 2. Panjang turus udara selepas dirawat dengan kalium hidroksida untuk aktiviti berlari paling pendek berbanding berbasikal dan berenang. (e)(i)

Jenis aktiviti cergas

Panjang turus udara sebelum dan selepas rawatan dengan KOH (cm)

Perubahan panjang turus udara (cm)

Peratus karbon dioksida (%)

sebelum

selepas

Berbasikal

6.4

6.2

0.2

3.13

Berenang

6.4

6.0

0.4

6.25

Berlari

6.4 6.7 0.7 10.94 Nota: Boleh membina jadual yang mengandungi criteria berikut: (3m) 1. tajuk dan unit yang betul 2. data yang betul, 3. pengiraan yang betul ii) Peratus 12 karbon dioksida 10 (%)

8 6 4 2 0 (f)

(g)

(h)

Berbasikal

Berenang

Berlari

Aktiviti

Berlari membebaskan lebih banyak karbon dioksida berbanding berbasikal dan berenang kerana kadar respirasi (sel) paling tinggi untuk membekalkan lebih banyak tenaga. 1. Udara hembusan mengandungi karbon dioksida yang menyebabkan turus udara menjadi lebih pendek selepas dirawat dengan kalium hidroksida dan dipengaruhi oleh jenis aktiviti cergas 1. Peratus karbon dioksida meningkat /lebih dari 10.94 % kerana kadar respirasi meningkat dan lebih banyak karbon dioksida dibebaskan.

(i) Pembolehubah

Radas

Bahan

Pembolehubah dimanipulasi

basikal

ahli sukan

Pembolehubah bergerak balas

Tiub J

Larutan kalium hidroksida

Termometer

air

Pembolehubah dimalar

43