BAB 2

STRUKTUR DAN ORGANISASI SEL

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

1 Sel adalah unit asas kehidupan.

2 Sel terdiri daripada membran plasma yang menyelaputi protoplasma (nukleus dan sitoplasma).

3 Sitoplasma mengandungi banyak organel.

4. Organe1 adalah struktur khas yang diselaputi membran dan menjalankan fungsi tertentu.

Rajah 2.1 menunjukkan struktur satu sel haiwan dan satu sel tumbuhan yang dilihat melalui mikroskop elektron.

-  membran sel

• Membran sel ialah istilah umum yang merujuk kepada semua jenis membran yang terdapat dalam sel.
• Membran yang terdapat pada permukaan dan meliputi kandungan sel dikenali sebagai membran plasma.
• membran plasma terdir daripada protein dan fosfolipid.
• membran plasma membentuk sempadan yang mengasingkan kandungan sel daripada persekitaran luar.
• membran ini mengawal atur pergerakan bahan ke dalam dan ke luar sel.
• membra plasma adalah separa telap dan bersifat telap memilih.

- dinding sel

• dinding sel ialah lapisan luar yang tegar yang mengelilingi membran plasma sel tumbuhan.
• dinding sel terbina daripada gentian selulosa, iaitu sejenis karbohidrat yang kuat dan tegar.
• dinding sel bersifat telap terhadap semua jenis bendalir kerana mempunyai liang-liang seni yang membolehkan pergerakan bebas bahan antara bahagian luar dan dalam sel.
• dinding sel memberikan bentuk yang tetap serta sokongan dan pelindungan kepada sel tumbuhan.
• dinding sel juga melindungi sel tumbuhan daripada pecah akibat kemasukan air yang banyak.

 - sitoplasma

• sitoplasma ialah bahagian antara nukleus dan membran plasma yang terdiri daripada bahan seperti jeli, tempat organel sel terbenam.
• sitoplasma mengandungi sebatian organik serta sebatian tak organik yang bertindak sebagai medium bagi tindak balas biokimia dalam sel.
• sitoplasma turut membekalkan organel dengan bahan keperluan yang diperoleh daripada luar sel.

-   nukleus

• nukleus ialah organel yang besar, tumpat dan membentuk sfera.
• nukleus dilingkungi oleh membran nukleus.
• nukleus juga mengandungi nukleoplasma dan struktur sfera gelap yang disebut nukleolus.
• kromatin ialah keadaan kromosom semasa sei tidak membahagi dan terkandung di dalam nukleuoplasma.
• kromosom membawa maklumat genetik yang akan menentukan sifat dan fungsi sel.
• nukleus sangat penting dalam mengawal segala aktiviti sel.
• sintesis protein adalah dikawal oleh maklumat yang terkandung dalam kromosom.

-  vakuol

• vakuol ialah kantung berisi cecair yang dikelilingi oleh membran separa  telap yang disebut tonoplas.
• cecair yang terkandung di dalam vakuol disebut sap sel. 
• sel tumbuhan yang tipikal mempunyai vakuol bersaiz besar manakala sel tumbuhan muda mempunyai banyak vakuol bersaiz kecil.
• mikro organisma air tawar seperti paramecium mengandungi vakuol mengecut dan vakuol makanan. 
• vakuol mengecut terlibat dalam pengawalaturan dan keseimbangan air dalam organisma ini.
• vakuol makanan pula sebagai tempat simpanan dalam sel.
• sap sel dalam vakuol mengandungi air, asid organik,gula,asid amino,garam mineral, bahan buangan,pigmen,dan hasil sampingan metabolisme.
• sap sel juga menyokong tumbuhan herba supaya tidak layu dengan mudah.

-   mitokondrion 

• mitokondrion jika dilihat menerusi mikroskop elektron akan kelihatan sebagai organel kecil berbentuk sfera atau silinder.
• mitokondrion terlibat dalam respirasi sel
• proses ini membebaskan tenaga apabila bahan makanan seperti glukosa dioksidakan  dengan bantuan enzim yang hadir dalam mitokondrion.
• tenaga yang dibebaskan disimpan dalam bentuk molekul ATP(adenosina trifosfat)dan sedia digunakan oleh sel.

-  ribosom 

• ribosom merupakan organel berbentuk sfera yang terdapat pada permukaan jalinan endoplasma kasar atau wujud sebagai ribosom bebas dalam sitoplasma.
• setiap ribosom terdiri daripada asid ribonukleik(RNA) dan protein. 
• sintesis protein seperti enzim berlaku dalam ribosom.
• ribosom menggunakan maklumat  yang terkandung dalam kromosom untuk menghasilkan protein.

-  jalinan endoplasma

• jalinan endoplasma ialah jaringan membran berlipat yang membentuk tubul yang saling berhubungan.
• membran jalinan endoplasma bersambung secara fizikal dengan membran nukleus.
• terdapat dua jenis jalinan endoplasma, iaitu jalinan endoplasma kasar dan licin.
• jalinan endoplasma kasar mempunyai ribosom pada permukaannya manakala jalinan endoplasma licin tidak mempunyai ribosom pada permukaannya.
• jalinan endoplasma kasar mengangkut protein yang disintesis oleh ribosom.
• protein yang dirembes keluar daripada jalinan endoplasma kasar dibungkus di dalam vesikel.
• protein ini kemudian diangkut dari satu bahagian ke bahagian sel yang lain.
• jalinan endoplasma licin merupakan tapak tindak balas metabolisme yang penting seperti sintesis lipid dan penyahtoksidkan dadah dan racun.

-  jasad golgi

• jasad golgi terdiri daripada satu timbunan kantung pipih.
• jasad golgi berfungsi sebagai pusat memproses,membungkus, dan mengangkut bahan seperti karbohidrat, protein, fosfolipid, dan glikoprotein.
• vesikel angkutan yang membawa hasil seperti protein daripada jalinan endoplasma kasar bergabung dengan membran jasad golgi dan protein masuk ke dalam ruang membran.
• jasad golgi akan mengasingkan hasil-hasil ini dan membungkusnya ke dalam vesikel rembesan.
• vesikel rembesan yang mengandungi bahan ini menggenting daripada membran jasad golgi dan menuju ke bahagian sel yang lain atau ke membran plasma.
• vesikel rembesan kemudian bergabung dengan membran plasma sebelum merembes kandungannya keluar daripada sel.

-  lisosom

• lisosom ialah kantung bermembran yang mengandungi enzim hidrolisis.
• enzim ini menguraikan bahan organik yang kompleks seperti protein, lipid, polisakarida dan asid nukleik.
• lisosom juga menyingkirkan mitokondrion dan organel lain yang rosak supaya organel baharu dapat dihasilkan.
• lisosom bergabung dengan vakuol makanan untuk merembeskan enzim ke dalam vakuol bagi mencernakan kandungan dalam vakuol.
• hidrolisis makanan oleh enzim menghasilkan nutrien untuk kegunaan sel.
• lisosom juga mencernakan bakteria dengan menguraikan dinding sel bakteria.

- sentriol

• sentriol ialah sepasang struktur silinder kecil yang terletak di luar nukleus.
• sentriol terdiri daripada susunan mikrotubul yang kompleks.
• sentriol membentuk gentian gelendong semasa pembahagian sel di dalam sel haiwan.
• sentriol tidak terdapat dalam sel tumbuhan.

-  kloroplas

• kloroplas berbentuk bujur.
• struktur membran dalam kloroplas mengandungi pigmen hijau yang dikenali sebagai klorofil.
• klorofil menyerap cahaya matahari dan menukarkannya kepada tenaga kimia semasa fotosintesis.
• klorofil memberikan warna hijau kepada tumbuhan.

Perbandingan antara Sel Haiwan dengan Sel Tumbuhan 

Hubungan antara Kepadatan Organel dengan Fungsi Sel

1. Kepadatan organel di dalam sel bergantung kepada fungsi organel tersebut.

2. Sel-sel yang aktif mempunyai banyak mitokondrion untuk memberikan tenaga yang meneukupi bagi aktivitinya. Contohnya adalah sel sperma, sel otot, sel hati, sel otot penerbangan pada burung dan serangga serta sel meristem pada tumbuhan.

3. Sel mesofil palisad dan sel mesofil span pada daun mempunyai kepadatan kloroplas yang tinggi untuk menjalankan fotosintesis .

4. Sel perembesan di pankreas dan kelenjar liur mempunyai banyak jasad Golgi dan jalinan endoplasma untuk mensintesis dan merembeskan enzim serta hormon.

ORGANISASI SEL

Proses Hidup Organisma Unisel

1. Organisma unisel adalah organisma yang terdiri daripada satu sel sahaja.

2. Contoh organisma unisel adalah ameba dan paramesium.

3. Setiap organisma adalah unit hidup lengkap, yang boleh menjalankan semua proses hidup untuk bermandiri seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.3. 

Pengkhususan Sel Organisma Multisel

1. Organisma multisel terdiri lebih daripada satu sel.

2. Organisma multisel adalah lebih besar dan lebih kompleks. Maka, organisma multisel memerlukan pengkhususan sel untuk meng­hasilkan pelbagai jenis sel yang berbeza untuk menjalankan proses hidup.

3. Dalam pengkhususan sel, sel-sel membeza untuk membentuk sel khusus dengan fungsi tertentu.

4. Organisasi sel juga berlaku dalam sel multisel untuk membolehkan organisma ini menjalankan pelbagai fungsi secara sistematik dan berkesan.

5. Dalam organisasi sel, organisma terbentuk berdasarkan aras berikut:

                        Sel → tisu → organ → sistem → organisma 

PENGKHUSUSAN SEL DALAM ORGANISMA MULTISEL

1. organisma multisel ialah organisma yang mempunyai lebih daripada satu sel.
2. sebagai contoh, manusia memulakan hayat hidup bermula daripada satu sel tunggal yang disebut zigot, iaitu sel yang terbentuk daripada gamet jantan dan gamet betina.

• sel darah putih boleh berubah bentuk untuk memusnahkan bakteria.
• sel darah merah berbentuk cakera dwicekung dan sangat fleksibel.. ini membolehkannya bergerak dengan mudah sepanjang salur darah yang sempit.
• sel saraf mempunyai gentian akson yang panjang dan halus untuk menghantar impuls saraf.
• sel sperma mempunyai ekor panjang untuk membolehkannya berenang ke arah ovum. kepalanya membawa satu set kromosom yang berasal daripada induk jantan.

ORGANISASI SEL DALAM ORGANISMA UNISEL

• organisma sel dalam organisma multisel boleh diringkaskan sebagai:

1. sel
2. tisu
3. organ 
4. sistem
5. organisma multisel

ORGANISASI SEL DALAM HAIWAN

TISU

1. tisu terbahagi kepada empat jenis iaitu:

• tisu epitelium
• tisu otot
• tisu penghubung
• tisu saraf

TISU EPITELIUM

• tisu epitelium terdiri daripada daripada satu atau lebih lapisan sel.
• sel-sel tisu tersusun rapat antara satu sama lain membentuk satu lapisan berterusan yang melapisi permukaan luar (kulit dan ruang mulut).
• permukaan berongga dalam badan (rongga salur pencernaan dan kelenjar endokrin).
• tisu epitelium berfungsi sebagai halangan yang berupa pelindung daripada jangkitan, kecederaan mekanikal dan penyahidratan.
• tisu epiteliumyang melapisiusus manusia membentuk sel goblet yang merembes mukus ke dalam salur pencernaan.
• tisu epitelium yang melapisi trakea mempunyai sel panjang dengan unjuran seperti rambut yang dikenali sebagai silium.

TISU OTOT

• tisu otot merupakan tisu yang paling banyak terdapat dalm badan.
• tisu otot terdiri daripada gentian otot.
• terdapat tiga jenis otot iaitu otot licin (usus, salur darah, salur kencing, salur pembiakan), otot rangka (tulang rangka badan) dan otot kardium (dinding jantung).
• pengecutan dan pengendoran otot licin bertanggungjawab terhadap aktiviti luar kawal badan seperti peristalsis di sepanjang salur pencernaan.
• otot licin mengecut lebih perlahan daripada otot rangka tetapi kekal engecut untuk jangka masa yang lebih lama.
• otot rangka terlibat dalam pergerakan terkawal.
• otot rangka mengecut dan mengendur untuk menghasilkan pergerakan tulang.
• otot kardium mengecut untuk mengepamkan darah ke seluruh badan.
• pengecutan otot kardium adalah luar kawal.

TISU SARAF

• tisu saraf terdiri daripada neuron atau sel saraf.
• setiap neuron terdiri daripada jasad sel dan gentian saraf yang disebut dendrit dan akson.
• neuron dikhususkan untuk mengesan rangsangan dan seterusnya mengutus maklumat dalam bentuk isyarat bioeletrik (impuls saraf) ke otot atau kelenjar.
• tisu saraf menyelaras dan mengawal aktiviti badan.

TISU PENGHUBUNG

1. tisu penghubung terbahagi kepada beberapa bahagian iaitu:-

• tisu penghubung longgar.
• tisu penghubung bergentian.
• rawan.
• tulang.
• tisu darah.
• tisu adipos(tisu lemak).

TISU PENGHUBUNG LONGGAR

• tisu penghubung longgar merupakan tisu penghubung yang paling banyak terdapat dalam badan.
• tisu ini berfungsi memautkan tisu epitelium dengan tisu di bawahnya dan menetapkan organ-organ pada kedudukannya.

TISU PENGHUBUNG BERGENTIAN

• tisu penghubung bergentian mengandungi banyyak gentian kolagen yang disusun rapat.
• tisu penghubung jenis ini dijumpai dalam tendon yang menyambungkan tulang kepada otot dan ligamen yang menyambungkan tulang kepada tulang.

RAWAN

• rawan ialah tisu penghubung yang kuat dan fleksibel.
• rawan memberi sokongan kepada hidung, telinga dan menutup hujung tulang pada sendi.
• ceper yang didapati antara vertebra dan bertindak sebagai kusyen untuk menyerap tekanan.

TULANG

• tulang terdiri daripada sel-sel yang terbenam dalam satu matriks kolagen dan dikeraskan oleh pengenapan mineral seperti kalsium fosfat.
• kombinasi ini menyebabkan tulang lebih keras daripada rawan.
• tulang melindungi organ dan menyokong badan.

TISU DARAH

• tisu darah seperti sel darah merah dihasilkan dalam sumsum tulang yang terletak di hujung tulang panjang.
• darah memainkan peranan dalam pengawalaturan,pengangkutan dan perlindungan.\

TISU ADIPOS(TISU LEMAK)

• tisu adipos terdiri daripada sel-sel yang tersusun padat untuk menyimpan lemak.
• tisu ini boleh dijumpai di dalam dermis kulit dan di sekeliling semua organ utama.
• tisu ini berfungsi memberi tenaga simpan dan juga membekalkan penebatan dan perlindungan.

ORGAN

• organ terdiri daripada dua atau lebih tisu yang bergabung bersama untuk melakukan sesuatu fungsi yang khusus.
• kulit merupakan organ yang melapisi seluruh badan.
• kulit berfungsi sebagai pelindung terhadap jangkitan, kecederaan fizikal dan penyahidratan.
• kulit terdiri daripada dua lapisan utama iaitu epidermis(luar) dan dermis(dalam).
• lapisan epidermis terdiri daripada tisu epitelium.
• sel-sel epitelium sentiasa menjalankan pembahagian sel.
• dermis terdiri daripada tisu penghubung, tisu saraf, tisu epitelium dan tisu otot..
• darah dibekalkan kepada kulit melalui jaringan kapilari darah.
• pelbagai hujung gentian saraf tersebar di seluruh dermis dan epidermis.
• hujung-hujung sarafmerupakan reseptor tekanan, suhu, sentuhan dan kesakitan yang memancarkan impuls saraf ke bahagian sistem saraf yang lain.

SISTEM

• setiap sistem terdiri daripada beberapa organ yang bekerja secara bersepadu untuk melakukan sesuatu fungsi khusus.
• terdapat pelbagai sistem yang menjalankan fungsi utama dalam badan manusia.
• fungsi semua sistem mesti berkoordinasi supaya organisma dapat hidup dengan sempurna.
• jenis-jenis sistem utama dalam badan manusia:-

1. sistem integumen
2. sistem peredaran darah
3. sistem endokrin
4. sistem limfa
5. sistem saraf
6. sistem pencernaan 
7. sistem otot
8. sistem perkumuhan
9. sistem rangka
10. sistem respirasi
11. sistem pembiakan

ORGANISASI SEL DALAM SEL TUMBUHAN

TISU

• tisu tumbuhan terbahagi kepada dua iaitu:-

1. tisu meristem(sel bersaiz kecil yang mempunyai dinding nipis, nukleus bersaiz besar, sitoplasma padat dan tiada vakuol).
2. tisu kekal(tisu matang yang telah mengalami perbezaan atau sedang mengalami pembezaan).

• tisu kekal terbahagi kepada tiga iaitu:-

1. tisu epidermis
2. tisu asas
3. tisu vaskular

TISU EPIDERMIS

• tisu epidermis ialah lapisan paling luar yang melapisi permuaan luar batang, daun dan akar tumbuhan muda.
• kebanyakan sel epidermis adalah leper dan mempunyai vakuol yang besar.
• dinding sel epidermis yang terdedah kepada udara diliputi oeh lapisan berlilin yang kalis air disebut kutikel.
• kutikel mengurangkan kehilangan air secara penyejatan, melindungi dau daripada kecederaan mekanikal dan menghalang jangkitan penyakit yang dibawa oleh mikroorganisma.
• sel pengawal ialah sel epidermis khusus yang boleh ditemui di antara sel epidermis daun..
• sel ini mengawal penutupan dan pembukaan stoma.
• sel epidermis akar mempunyai unjuran panjang yang disebut akar rambut yang menambahkan luas permukaan untuk penyerapan air daripada tanah.

TISU ASAS

• tisu asas terbahagi kepada tiga iaitu:

1. tisu parenkima
2. tisu kolenkima
3. tisu sklerenkima

TISU PARENKIMA

• sel yang paling ringkas dan tidak khusus yang dijumpai dalam semua organ tumbuhan.
• sel-sel ini mempunyai dinding sel yang nipis dan vakuol yang besar.
• tempat menyimpan kanji dan gula.
• tisu parenkima yang berada dalam keadaan segah memberi sokongan dan bentuk kepada tumbuhan herba.

TISU KOLENKIMA

• tisu kolenkima mempunyai dinding sel yang menebal secara tidak seragam terutamanya pada bucu-bucunya.
• memberi sokongan kepada tumbuhan tidak berkayu (tumbuhan herba), batang muda dan petiol.

TISU SKLERENKIMA

• mempunyai dinding sel sel yang ditebalkan dengan seragam oleh lignin dan mungkin merupakan tisu mati.
• memberi sokongan dan kekuatan mekanikal kepada bahagian tumbuhan yang matang.

TISU VASKULAR

• tisu vaskular terbahagi kepada dua iaitu:-

1. xilem(mengangkut garam mineral dan air)
2. floem(sebatian organik yang baru disintesis/ menjana fotosintesis kepada tumbuhan)

XILEM

• mengangkut garam mineral dan air terlarut dari akar ke bahagian-bahagian lain tumbuhan.
• memberi sokongan dan kekuatan mekanikal kepada tumbuhan.

FLOEM

• terdiri daripada sel tiub nipis yang tersusun hujung ke hujung untuk membentuk struktur tiub yang memanjang dan bersambungan.
• sebatian organik yang baru disintesis.

ORGAN DAN SISTEM DALAM TUMBUHAN

• contoh organ tumbuhan iaitu:-

1. daun 
2. bunga
3. batang
4. akar

• daun terdiri daripada:-

1. tisu asas
2. tisu vaskular
3. tisu epidermis

• sistem organ tumbuhan tidak begitu khusus dengan sistem organ haiwan.
• tumbuhan berbunga terdiri daripada dua sistem utama iaitu:-

1. sistem akar 
2. sistem pucuk

• sistem akar terdiri daripada semua akar tumbuhan
• sistem pucuk terdiri daripada:-

1. batang
2. daun
3. pucuk
4. bunga
5. buah

• batang dan ranting merupakan sistem sokongan untuk menyokong daun pada kedudukan menegak bagi membolehkan penyerapan cahaya dan fotosintesis.
• bunga terlibat dalam proses pendebungaan.

Penglibatan Sistem dalam Mengekalkan Persekitaran dalaman yang Optimum

1. Persekitaran dalaman merujuk kepada keadaan di dalam badan sesuatu organisma yang dihasilkan oleh bendalir di sekeliling sel yang dipanggil bendalir interstis.

2. Persekitaran dalaman (bendalir interstis) suatu organisma dipengaruhi oleh faktor fizikal (suhu, tekanan darah) dan faktor kimia (aras glukosa, aras pH, tekanan osmosis darah).

3. Proses untuk mengawal atur Faktor fizikal dan kimia dalam persekitaran dalaman supaya sentiasa malar dan berada pada keadaan optimum untuk sel berfungsi dengan berkesan dikenali sebagai homeostasis.

4 Pelbagai sistem di dalam badan berfungsi dan berinteraksi antara satu sama lain untuk mengekalkan persekitaran dalaman yang stabil melalui homeostasis.

5 Jadual 2.3 merumuskan bagaimana pelbagai sistem terlibat untuk mengawal atur faktor fizikal dan kimia dalam persekitaran dalaman.

Jadual 2.3 Pelbagai sistem yang terlibat dalam mengawalatur persekitaran dalaman

MENGHARGAI KEUNIKAN SEL

1. Sel adalah unik kerana boleh menjalani pengkhususan untuk menjadi sel khusus dan menjalankan fungsi tertentu.
2. Kesemua komponen sel di dalam suatu sel berkerja sama secara harmoni untuk berfungsi dengan berkesan dan memastikan kemandiriannya.
3. Sebarang kerosakan pada komponen sel boleh memberi kesan terhadap aktiviti sel dan mengancam kemandirian sel itu.