PERGERAKAN BAHAN-BAHAN MERENTASI MEMBRAN PLASMA

PERGERAKAN BAHAN-BAHAN MERENTASI MEMBRAN PLASMABAB 33.1 PERGERAKAN BAHAN-BAHAN MERENTASI MEMBRAN PLASMAPergerakan bahan-bahan ke dalam dan keluar dari sel-sel berlaku merentasi membran plasma.Membran plasma membantu sel untuk mengekalkan suatu persekitaran dalaman yang malar supaya sel-sel boleh berfungsi dengan berkesan.Struktur membran plasma: (a) Teori bendalir-mosaic mula-mulanya dibentang oleh Singer dan Nicholson pada 1972.(b) Mereka mencadangkan bahawa membran plasma terdiri terutamanya daripada fosfolipid dan protein.(c) Membran plasma terdiri daripada dua lapisan fosfolipid dengan sebilangan besar protein-protein yang berbeza bertaburan sepanjang dan dalam dwilapisan fosfolipid.

Model mozek bendalir membran plasmaSetiap molekul fosfolipid mempunyai suatu kepala polar yang hidrofilik(tertarik ke arah air) dan sepasang ekor bukan-polar hidrofilik (ditolak oleh air).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.Lapisan fosfolipid mengandungi kolesterol yang menambahkan ketegaran dan kestabilan membran sekeluruhannya.

Dwilapisan FosfolipidBeribu-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.Jadual di bawah menunjukkan protein-protein dalam membran plasma:

Protein pembawaMolekul protein yang bertindak sebagai pembawaProtein liangMolekul protein yang membentuk laluan atau liangGlikoproteinProtein membran yang mempunyai karbohidrat yang terikat padanya

Protein-protein dalam membran plasmaStruktur membran mengandungi molekul-molekul fosfolipid dan protein-protein tertentu yang boleh bergerak dalamnya.Molekul-molekul protein adalah bertaburan dalam lapisan fosfolipid untuk membentuk satu corak mosaik.Ini membenarkan membran plasma menjadi struktur dinamik, seperti bendalir dan fleksibel.Ketelapan membran plasmaMembran plasma adalah ketelapan memilih atau separa telap.Ini bermakna bahawa membran plasma membenarkan hanya bahan-bahan tertentu untuk merentasi dan bukan bahan yang lain. Dua faktor yang menentukan ketelapan sesuatu molekul merentasi membran plasma ialah: (a) saiznya(b) kekutubannyaMolekul-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.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. Kenal pasti molekul-molekul yang boleh bergerak secara bebas merentasi membran plasma Asid-lemakGlukosaAsid aminoOksigen Karbon dioksidaVitamin EAirIon K+SteroidIon Ca+Vitamin B

Boleh merentasi membran plasmaTidak boleh merentasi membran plasmaSPM 2008 (Kertas 3-Soalan 2)Membran separa telap didefinisikan sebagai membran yang membenarkan molekul tertentu meresap melaluinya tetapi tidak membenarkan peresapan molekul-molekul lain. Peresapan molekul melalui membran separa telap adalah berdasarkan saiz molekul-molekul tersebut.Berdasarkan maklumat di atas, rancang satu eksperimen dalam makmaluntuk mengkaji saiz molekul yang boleh meresap melalui membran separatelap.

Perancangan eksperimen anda hendaklah meliputi aspek-aspek berikut:

Pernyataan masalah HipotesisPembolehubahSenarai radas dan bahanTeknik yang digunakanprosedurCara data dipersembahkan

Susunan radas untuk mengkaji pergerakan bahan merentas membran separa telap400 ml air suling15 ml larutan glukosa + 15 ml ampaian kanjiTiub viskingEksperimen untuk mengkaji saiz molekul yang boleh meresap melaluiMembran separa telap

ProsedurRendamkan tiub visking di dalam air selama 5 minit untuk melembutkannya. Simpul dan ikatkan salah satu hujung tiub Visking dengan benang supaya tidak bocor.Isi tiub visking dengan 15ml larutan glukosa dan 15ml ampaian kanji. Ikat denganketat hujungtiub Visking satu lagi dengan benang.Bilas bahagian luar tiub visking dengan air suling.Isikan 400ml air suling ke dalam bikar.Masukkan tiub visking ke dalam bikar seperti yang ditunjukkan dalam Rajah danbiarkan selama 40 minit.Selepas 40 minit, keluarkan tiub visking dan pindahkannya ke bikar yang kering.(a) Titiskan setitis larutan dari bikar ke dalam titisan iodin dalam jubin putih berlekuk. Rekodkan pemerhatian.(b) Ulang langkah 7(a) untuk larutan dari tiub visking.8. Jalankan ujian Benedict terhadap larutan di dalam tiub visking dan larutan di dalam bikar.(a) Masukkan 2ml setiap larutan ke dalam tabung uji berasingan dan campurkan 1 ml larutan Benedict.(b) Panaskan larutan tersebut di dalam kukus air selama kira-kira 5 minit dan rekodkan perubahan warna. Ujian Sampel MakananUji untuk mengesanReagenProsedur PemerhatianInferensKanji Larutan iodin1 titik iodin ditambah kepada sampel makananWarna kuning bertukar kepada warna hitam kebiruan (blue black)Makanan mengandungi kanjiGula penurun (glukosa)Larutan benedictTambahkan 1ml larutan benedict kepada sampel makanan

Panaskan larutan tersebut di dalam kukus air selama 5 minitMendakan merah bata terhasilMakanan mengandungi gula penurunPERGERAKAN BAHAN MERENTAS MEMBRAN PLASMAPengangkutan pasifPengangkutan aktifResapan ringkasResapan berbantuOsmosis Kecerunan kepekatan

Resapan ringkasProses ini tidak menggunakan tenaga 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.

Proses resapan kalium manganat (VII)

Kalium manganat (VII)(molekul pewarna)Proses Resapan20Osmosis 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.

Resapan berbantuMolekul 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 berbantuMolekul 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 aktifPengangkutan 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 kaliumProtein 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 hidupPertukaran gas antara alveolus dan kapilari darahAkar rambut menyerap air dan garam mineralTulis perbezaan antara pengangkutan aktif dengan pengangkutan pasifPengangkutan aktifPerbezaan Pengangkutan pasifKeperluan tenagaKecerunan kepekatanProtein pembawa yang dikenali sebagai pamKeperluan protein pembawaProtein pembawa diperlukan untuk resapan berbantuPenyerapan garam mineral oleh sel akarContoh

Resapan kalium manganat (VII)3.2 PERGERAKAN BAHAN MERENTAS MEMBRAN PLASMA DALAM KEHIDUPAN SEHARIANPersekitaran 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 isotonikKepekatan zat terlarut di luar sel sama dengan kepekatan zat terlarut sel.Kesan larutan isotonikAir 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 berubahLarutan hipotonikKepekatan zat terlarut di luar sel adalah lebih rendah daripada kepekatan zat terlarut sel.Kesan larutan hipotonikIni 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 hipertonikKepekatan zat terlarut di luar sel lebih tinggi daripada kepekatan zat terlarut dalam sel.Kesan larutan hipertonikIni menyebabkan berlaku pergerakan air bersih dari dalam sel ke luar sel.Air meresap keluar melalui proses osmosis.Isipadu sel dan tekanan dalam sel berkurang.

Tugasan Dalam KumpulanKumpulan 1 : Bincangkan apakah yang terjadi kepada sel haiwan apabila berada dalam larutan isotonik. Lukiskan perubahan struktur sel.Kumpulan 2: Bincangkan apakah yang terjadi kepada sel tumbuhan apabila berada dalam larutan isotonik. Lukiskan perubahan struktur sel.Kumpulan 3: Bincangkan apakah yang terjadi kepada sel haiwan apabila berada dalam larutan hipotonik. Lukiskan perubahan struktur sel.Kumpulan 4: Bincangkan apakah yang terjadi kepada sel tumbuhan apabila berada dalam larutan hipotonik. Lukiskan perubahan struktur sel.Kumpulan 5: Bincangkan apakah yang terjadi kepada sel haiwan apabila berada dalam larutan hipertonik. Lukiskan perubahan struktur sel.Kumpulan 6: Bincangkan apakah yang terjadi kepada sel tumbuhan apabila berada dalam larutan hipertonik. Lukiskan perubahan struktur sel.Kesan sel tumbuhan & sel haiwan dalam larutan isotonikTiada perubahan isi padu dan bentuk sel.Kesan sel haiwan dalam larutan hipotonikAir 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 hipotonikBerbeza 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 hipertonikAir 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 hipertonikAir 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.

Endositosis

Endositosis adalah pengangkutan bahan-bahan ke dalam sel.

Bahan-bahan yang disertakan dengan satu kali ganda daripada membran sel, yang kemudiannya Pinches ditutup untuk membentuk vesicle tertutup.

Terdapat dua jenis daripada endositosis:pinocytosisphagocytosisFinositosis

Apabila bahan-bahan dan vesikel kecil (seperti sebuah molekul protein) proses yang dikenali sebagai pinocytosis (minum sel).

Fagositosis

Jika bahan-bahan yang besar (seperti sel darah putih meminum sel bakteria) proses ini dikenali sebagai fagosaitosis (makan sel).

mis.:Kuffer sel di dalam hati menelan eritrosit usang dan bakteria.Sel-sel darah putih (neutrofil dan makrofaj)Amoeba menelan zarah makanan.

Exositosis

Eksositosis adalah pengangkutan bahan-bahan daripada sel. Ia adalah terbalik sebenar endositosis.

Bahan-bahan untuk dieksport pertama mestilah disertakan dalam vesicle membran, biasanya dari RER dan Badan Golgi.

Hormon dan enzim pencernaan dirembeskan oleh eksositosis dari sel-sel yg mengeluarkan usus dan kelenjar endokrin.

Kadang-kadang bahan-bahan yang boleh lulus terus melalui sel-sel tanpa pernah membuat hubungan dengan sitoplasma oleh yang diambil oleh endositosis pada satu hujung sel dan lulus oleh eksositosis pada akhir lain.KESIMPULANPlasma membrane

SEKIAN, TERIMA KASIH.SELAMAT HARI RAYA, MAAF ZAHIR DAN BATIN