sains tingkatan 2: bab 1

DUNIA MELALUI DERIA KITA

Organ-organ Deria

Manusia mempunyai lima organ deria utama iaitu, kulit, hidung, lidah, telinga dan mata.

Organ-organ deria berfungsi untuk mengesan rangsangan (stimuli), yang merupakan perubahan di sekeliling kita.

Sebagai contoh, kita menggunakan kulit sebagai deria sentuhan, hidung sebagai deria bau, lidah sebagai deria rasa, telinga sebagai deria pendengaran dan mata sebagai deria penglihatan.

Rangsangan (stimulus) ialah perubahan yang terhasil oleh sumber-sumber tertentu dan ia boleh menyebabkan organ-organ deria untuk bertindak balas kepadanya.

Contoh rangsangan yang boleh dikesan oleh manusia ialah - sentuhan, tekanan, sakit, sejuk, haba, bahan kimia, bunyi dan cahaya.

Setiap satu daripada organ deria kita sensitif terhadap hanya satu jenis rangsangan.

Semua organ-organ deria yang lengkap dengan penerima / reseptor deria (sensory receptors) iaitu hujung saraf (nerve endings), yang boleh mengesan rangsangan.

Organ deria	Jenis deria	Ransangan dikesan
Kulit	Sentuhan	Sentuh, tekanan, sakit, sejuk & panas
Hidung	Bau	Bahan-bahan kimia
Lidah	Rasa	Kimia
Telinga	Pendengaran & keseimbangan	Bunyi
Mata	Penglihatan	Cahaya

5 Deria Manusia

DERIA SENTUHAN

Organ Deria: Kulit

Rangsangan : Sejuk, Haba, Sakit, Sentuhan, Tekanan

# Kulit merupakan organ terbesar pada badan manusia

Deria Sentuhan

Deria sentuhan (sense of touch) adalah deria yang sensitif terhadap rangsangan sentuhan (touch stimulus) yang dikenakan oleh objek yang tertentu.

Organ yang terlibat dalam pengesanan rangsangan sentuhan ini adalah kulit (skin).

Struktur dan fungsi kulit manusia

Struktur kulit manusia:

Kulit terbahagi kepada dua lapisan iaitu, dermis (lapisan dalaman) dan epidermis (lapisan luar).

Dermis:

Terdiri daripada lapisan tebal tisu penghubung (connective tissue).
Kaya dengan kapilari darah (blood capillaries) untuk mengangkut (to transport) nutrien, oksigen ke dermis dan membawa keluar karbon dioksida.
Struktur lain yang dijumpai dalam dermis adalah otot gentian (muscle fibres), kelenjar peluh (sweat glands) dan tisu adipos (lemak).
Dermis juga mengandungi 'hujung saraf' (nerve endings) untuk mengesan kesakitan, sejuk, panas, sentuhan dan tekanan.
Hujung saraf juga dikenali sebagai reseptor deria (sensory receptors) kerana ianyanya boleh mengesan pelbagai deria di seluruh bahagian kulit.

Jenis-jenis reseptor.

Epidermis:

Lapisan paling luar kulit. Epidermis dibarisi oleh lapisan sel-sel mati yang keras pada permukaan.
Sel-sel mati itu mengandungi keratin.
Lapisan epidermis yang paling rendah dipanggil lapisan Malpighian. Sel-sel dalam lapisan tersebut sentiasa membahagi untuk menghasilkan sel-sel baru.

Tahap kepekaan kulit

Kulit kita mempunyai tahap kepekaan yang berbeza (different degrees of sensitivity) di setiap bahagian yang berlainan pada badan.

Ini adalah kerana reseptor (penerima) tidak sama rata pada setiap bahagian kulit. Sebagai contoh, lidah dan hujung jari adalah lebih sensitif berbanding tumit kaki, siku atau tapak tangan.

Tahap kepekaan (sensitivity) kulit bergantung kepada dua faktor

Ketebalan epidermis

Bahagian kulit yang nipis lebih sensitif terhadap rangsangan.
Bilangan reseptor

Bahagian kulit yang banyak bilangan reseptor lebih sensitif terhadap sentuhan.

Kepekaan kulit pada bahagian-bahagian yang berlainan pada tubuh manusia

Leher, pipi dan hujung jari. Bahagian ini mempunyai epidermis yang nipis serta reseptor yang banyak, yang sensitif terhadap rangsangan sentuhan.
Tapak tangan (palm). Bahagian ini mempunyai banyak reseptor yang sensitif kepada rangsangan sejuk dan panas.
Tapak kaki dan siku (soles and elbows) adalah kurang sensitif terhadap sentuhan kerana ia mempunyai epidermis yang tebal serta bilangan reseptor yang sedikit.

Kegunaan kepekaan kulit dalam kehidupan seharian:

Tempat suntikan pada badan.
Pesakit biasanya diberi suntikan pada lengan atau punggung (pinggul). Ini adalah kerana bahagian kulit ini mempunyai epidermis yang tebal. Jadi, pesakit akan kurang merasa kesakitan apabila disuntik.
Membaca 'Braille'.
Orang buta menggunakan hujung jari mereka untuk mengenal pasti huruf dan membaca Braille. Ini adalah kerana bahagian hujung jari mempunyai epidermis yang nipis serta banyak reseptor, yang sensitif terhadap rangsangan mana-mana sentuhan.

DERIA BAU

Organ Deria : Hidung

Rangsangan : Bahan Kimia dalam udara

Deria Bau

Deria bau (sense of smell) adalah deria yang boleh mengesan rangsangan (stimuli) yang dihasilkan oleh bahan kimia yang tajam (pungent chemicals).

Organ yang terlibat dalam deria bau adalah hidung (nose).

Struktur hidung manusia:

Hidung manusia mempunyai rongga yang dipenuhi dengan tisu epitelium (epithelium tissue).
Pada permukaan tisu epitelium terdapat sel-sel deria (sensory cells) yang dikenali sebagai sel-sel penghidu (olfactory cells).
Permukaan rongga hidung adalah lembap kerana terdapat mukus (mucus) yang dirembeskan oleh sel-sel kelenjar.
Rongga hidung mempunyai sepasang pembukaan luaran (lubang hidung) yang mempunyai bulu untuk menapis habuk dari udara yang disedut melalui hidung.

Struktur dan fungsi hidung manusia.

Proses mengesan bau oleh hidung:

Bau dalam bentuk molekul kimia yang disedut ke dalam rongga hidung (rongga nasal) akan larut dalam mukus dan merangsang sel-sel deria.
Sel-sel deria yang dirangsang akan menghasilkan impuls. Impuls (impulse) adalah isyarat maklumat yang bergerak pantas di sepanjang saraf.
Impuls yang dirangsang akan dihantar ke otak. Otak akan mentafsir impuls tersebut sebagai bau.
Sel-sel deria boleh mengesan bau seperti bau bunga (floral scent), bau busuk (foul odour), bau dibakar (burnt smell) dan aroma makanan (food aroma) yang diangkut melalui udara kedalam hidung.

Kepekaan (sensitivity) hidung kepada rangsangan adalah dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

Kekuatan bau.

Bau yang lebih kuat akan lebih mudah dikesan oleh hidung berbanding dengan bau yang lebih lemah. Jika sel-sel deria dirangsang oleh bau yang kuat, bau-bau yang lain (yang lebih lemah baunya) tidak akan dikesan pada masa yang sama.
Kehadiran mukus dalam hidung.

Mukus yang banyak akan mengurangkan kepekaan hidung kerana kurang bahan-bahan kimia yang merangsang sel-sel deria. Sebaliknya, ketiadaan mukus menyebabkan rongga hidung kering dan menyebabkan bau tidak dapat dikesan dengan betul.

Semasa selsema, sel-sel deria dilitupi dengan mukus yang banyak. Ianya menghalang sel-sel deria daripada dirangsang oleh bahan kimia. Oleh itu, orang yang menghidap selsema mempunyai kecekapan hidung yang kurang.

DERIA RASA

Organ Deria : Lidah

Rangsangan : Bahan Kimia dalam makanan

Deria Rasa

Deria rasa (sense of taste) adalah salah satu yang dapat mengesan rangsangan yang dihasilkan oleh bahan kimia berperisa (flavoured chemicals).

Lidah (tongue) merupakan organ deria yang sensitif terhadap rangsangan kimia / bahan berperisa.

Lidah merupakan organ berotot yang terletak di dalam rongga mulut.

Kawasan rasa lidah manusia.

Lidah membolehkan kita untuk mengesan rasa manis (sweet), masin (salty), masam (sour) dan pahit (bitter).
Permukaan lidah mempunyai deria / tunas rasa (taste buds). Tunas rasa ini menyebabkan permukaan lidah kasar dan menggerutu (spotty).
Setiap tunas mempunyai banyak reseptor rasa yang boleh mengesan rasa sesuatu bahan.
Setiap tunas rasa adalah sensitif terhadap SATU jenis rasa tertentu sahaja.
Lidah manusia mempunyai empat kawasan / bahagian, yang mana masing-masing sensitif terhadap rangsangan rasa tertentu sahaja.
Sebagai contoh, bahagian depan lidah adalah lebih sensitif terhadap rasa manis dan masin, bahagian belakang lidah lebih sensitif terhadap rasa pahit, manakala bahagian sisi lidah lebih sensitif terhadap rasa masam.

Proses mengesan rasa oleh lidah manusia:

Rasa makanan hanya dapat dikesan apabila makanan tersebut berada dalam bentuk cecair (liquid form).
Apabila makanan dimakan, air liur (saliva) dirembeskan di dalam mulut untuk melarutkan makanan.
Makanan yang telah dilarutkan akan merangsang tunas rasa (taste buds) untuk mencetuskan impuls.
Impuls tersebut akan dihantar ke otak melalui sistem saraf untuk ditafsirkan sebagai rasa.
Rasa lazat sesuatu makanan itu dihasilkan oleh kombinasi kesemua empat jenis rasa (tastes).

Hubungan antara deria bau (sense of smell) dan deria rasa (sense of taste):

Rongga hidung dan rongga mulut adalah bersambung. Jadi, deria rasa dan deria bau adalah saling berkaitan.
Apabila seseorang menghidap selsema, selera makannya akan berkurang kerana hidungnya tersumbat dengan lendir / mukus (mucus).
Mukus akan menyebabkan sel-sel deria bau kurang dirangsang oleh bau makanan. Oleh itu, selera makan seseorang penghidap selesema itu akan berkurangan.

DERIA PENDENGARAN

Organ Deria : Telinga

Rangsangan : Bunyi

Deria Pendengaran

Deria pendengaran (sense of hearing) adalah deria yang boleh mengesan sumber bunyi yang dihasilkan oleh objek bergetar.

Deria keseimbangan adalah deria yang bertanggungjawab untuk mengawal keseimbangan (equilibrium) apabila badan bergerak.

Telinga (ear) adalah organ pendengaran manusia.

Manusia mempunyai dua telinga yang terletak di sisi kepala.

Struktur telinga manusia:

Struktur dan fungsi telinga manusia.

Telinga terbahagi kepada tiga bahagian iaitu, telinga luar, telinga tengah dan telinga dalam.
Telinga luar dan telinga tengah dipenuhi dengan udara, manakala telinga dalam dipenuhi dengan cecair.

Fungsi bahagian-bahagian telinga adalah seperti berikut:

Bahagian	Struktur / Ciri-ciri	Fungsi
Telinga luar: Cuping telinga (Pinna)	Berbentuk corong dan terdiri daripada tulang rawan.	Mengumpul dan mengarahkan gelombang bunyi ke dalam telinga.
Salur telinga (Ear canal)	Tiub sempit yang menghala ke arah gegendang telinga.	Menghantar gelombang bunyi ke gegendang telinga.
Gegendang telinga (Eardrum)	Membran nipis yang memisahkan bahagian telinga luar daripada telinga tengah.	Bergetar dan menghantar gelombang bunyi ke osikel.
Telinga tengah: Osikel (Ossicles)	Terdiri daripada tiga tulang kecil: Tukul (Hammer): Menyentuh gegendang telinga. Andas (Anvil): Menyambungkan tulang tukul kepada tulang rakap. Rakap (Stirrup): Melekat pada tingkap bujur.	Mempertingkatkan getaran gelombang bunyi sebanyak 22 kali sebelum menghantar ke tingkap bujur.
Tiub Eustachia (Eustachian tube)	Tiub sempit yang menyambungkan bahagian telinga tengah ke tekak.	Mengimbangi tekanan udara di kedua-dua belah gegendang telinga.
Tingkap bujur (Oval window)	Membran nipis yang berbentuk bujur antara telinga tengah dan telinga dalam.	Menghantar getaran bunyi dari bahagian telinga tengah ke telinga dalam.
Telinga dalam: Koklea (Cochlea)	Tiub bergelung yang penuh dengan cecair. Dinding dalamnya mempunyai hujung saraf yang sensitif terhadap getaran gelombang bunyi.	Mengubah getaran bunyi kepada impuls.
Salur separuh bulat (Semicircular canals)	Tiga saluran yang terletak pada sudut kanan di antara satu sama lain. Mempunyai kantung kecil yang dipenuhi dengan cecair dan hujung saraf yang sensitif terhadap keseimbangan fizikal badan.	Mengimbangi kedudukan badan.
Saraf auditori (Auditory nerves)	Sekumpulan saraf yang menyambungkan sel-sel deria ke otak.	Menghantar impuls dari koklea ke otak untuk ditafsirkan sebagai bunyi.

Tiub Eustachia dan salur separa bulat adalah bahagian telinga yang tidak terlibat dalam pendengaran.

Tiub Eustachia mengimbangi tekanan pada kedua-dua belah gegendang telinga.

Salur separuh bulat mengawal keseimbangan badan (body equilibrium).

Salur separuh bulat terdiri daripada tiga tiub yang diisi dengan sejenis cecair yang dipanggil 'endolymph'.
Pergerakan kepala akan mempengaruhi keadaan endolymph.
Pergerakan endolymph akan merangsang sel-sel deria untuk mengeluarkan impuls.
Impuls tersebut akan dihantar ke otak untuk mengesan kedudukan dan arah pergerakan kepala.

Mekanisme pendengaran telinga

Bunyi dihantar dari satu kawasan ke kawasan lain dalam bentuk gelombang (waves).
Cuping telinga mengumpul gelombang bunyi dan mengarahkannya terus kepada salur telinga.
Salur telinga mengarahkan gelombang bunyi tersebut ke gegendang telinga.
Telinga bergetar apabila ia menerima gelombang bunyi.
Getaran gelombang bunyi digandakan/dipergiatkan/dipertingkatkan (intensified) sebanyak 22 kali oleh osikel.
Getaran yang dipertingkatkan itu kemudiannya dihantar ke koklea melalui tingkap bujur.
Getaran tingkap bujur menyebabkan endolymph dalam koklea untuk bergetar dan merangsang sel-sel saraf di dalam koklea.
Sel-sel saraf di dalam koklea mengubah getaran cecair kepada impuls.
Impuls dihantar dari koklea ke otak melalui saraf auditori untuk ditafsirkan sebagai bunyi.

DERIA PENGLIHATAN

Organ Deria : Mata

Rangsangan : Cahaya

Deria Penglihatan

Struktur dan fungsi mata manusia.

Deria penglihatan adalah deria yang boleh mengesan rangsangan cahaya (light stimulus).

Mata (eye) adalah organ penglihatan yang penting bagi manusia.

Manusia mempunyai dua mata yang terletak dalam soket tengkorak (skull).

Mata manusia berbentuk sfera dan sedikit menonjol.

Kedudukan mata dalam soket tengkorak.

Struktur mata manusia.

Mata manusia terdiri daripada tiga lapisan tisu iaitu sklera (lapisan paling luar), koroid (lapisan tengah) dan retina (lapisan paling dalam).

Di bahagian hadapan, mata dilindungi oleh kelopak mata yang boleh tertutup dengan sendirinya.

Mata juga dilincirkan oleh air mata yang dihasilkan oleh kelenjar air mata (tear gland).

Keratan rentas mata manusia.

Pandangan hadapan mata.

Fungsi setiap bahagian mata.

Bahagian	Struktur/Ciri-ciri	Fungsi
Sklera (sclera)	Lapisan putih yang kuat.	Memegang bentuk mata. Melindungi mata.
Kornea (cornea)	Membran lut cahaya (translucent) sklera, pada bahagian depan mata.	Membenarkan cahaya masuk ke dalam mata. Memfokus cahaya pada retina.
Koroid (choroid)	Lapisan gelap yang mempunyai banyak kapilari darah	Membekal oksigen dan makanan kepada mata. Menyerap dan mengelakkan pantulan cahaya di dalam mata.
Konjunktiva (conjunctiva)	Lapisan epitelium pada depan mata.	Melindungi kornea.
Iris	Lapisan berbentuk cakera (disc-shaped) pada depan mata.	Menentukan warna mata. Mengawal saiz pupil dan jumlah cahaya yang memasuki mata.
Anak mata (pupil)	Bukaan kecil pada depan mata.	Membenarkan cahaya memasuki mata.
Kanta mata (lens)	Kanta cembung yang lut sinar dan elastik.	Membias dan menfokus cahaya pada retina.
Otot silia (ciliary muscle)	Otot yang membentang dari koroid.	Mengubah ketebalan kanta apabila jarak fokus kanta berubah.
Ligamen gantung (supportive ligament)	Satu struktur yang terbentuk daripada gentian kolagen.	Menyokong dan memegang kanta pada tempatnya.
Gelemaca (vitreous humour)	Bahan seperti jeli yang mengisi ruang di dalam biji mata.	Mengekalkan bentuk mata. Menyerakkan dan memfokus imej pada retina. Bertindak sebagai penyerap getaran pada mata.
Gelemair (aqueous humour)	Cecair tidak berwarna yang mengisi ruang di bahagian hadapan kanta mata.	Membias dan menfokus cahaya yang memasuki mata.
Retina (a) Bintik kuning (yellow spot) (b) Bintik buta (blind spot)	Lapisan sel yang peka kepada cahaya. Titik bertentangan dengan pupil dan kaya dengan reseptor peka cahaya. Titik melalui saraf optik, yang keluar dari retina, dan tidak mempunyai sel yang peka kepada cahaya.	Mengesan rangsangan cahaya dan menukarkannya kepada impuls. Kawasan mata yang paling peka terhadap cahaya. Imej objek yang dilihat difokus disini. Kawasan mata yang tidak peka terhadap cahaya. Imej objek yang terbentuk di sini tidak dapat dikesan.
Saraf optik (optic nerve)	Sekumpulan saraf yang menghubungkan retina ke otak.	Menghantar impuls dari retina ke otak untuk ditafsirkan.

Memahami Deria Sentuhan

Deria Sentuhan menggunakan kulit sebagai organ deria.

Rangsangan yang diperlukan adalah haba, sejuk, sakit, tekanan dan sentuhan.

Setiap rangsangan itu akan dikesan oleh reseptor yang khas.

Bahagian badan paling sensitif:

Hujung jari, bibir, kelopak mata

Bahagian badan kurang sensitif:

Tapak tangan, Tapak kaki, Belakang badan

# Orang buta menggunakan Deria Sentuhan sepenuhnya apabila membaca dengan menggunakan Tulisan Braille

Memahami Deria Bau

Deria Bau menggunakan hidung sebagai organ deria.

Rangsangan yang diperlukan adalah bahan kimia dalam udara.

Reseptor bau terletak di bahagian atas rongga hidung.

Hujung setiap reseptor bau diselaputi oleh lendir yang dipanggil mukus.

# Deria bau beruang adalah jauh lebih peka daripada deria bau manusia!

Memahami Deria Rasa

Deria Rasa menggunakan lidah sebagai organ deria.

Rangsangan yang diperlukan adalah bahan kimia dalam makanan.

Bonggol-bonggol kecil pada permukaan lidah dipanggil tunas rasa

Dalam tunas rasa terdapat reseptor rasa yang peka kepada rasa.

Reseptor rasa peka kepada rasa manis, masin, masam dan pahit.

Memahami Deria Pendengaran

Deria Pendengaran menggunakan telinga sebagai organ deria

Rangsangan yang diperlukan adalah bunyi.

STRUKTUR TELINGA

Telinga dapat dibahagikan kepada tiga bahagian utama:

telinga luar,

telinga tengah,

telinga dalam

Struktur dalam telinga terlibat dalam deria pendengaran

MEKANISMA PENDENGARAN

Cuping telinga akan mengumpulkan gelombang bunyi.

Salur auditori menyalurkan gelombang bunyi ke gegendang telinga.

Gegendang telinga bergetar.

Tulang osikel menguatkan lagi gelombang.

Gelombang bunyi dihantar ke koklea melalui jendela bujur.

Koklea menukarkan getaran bunyi kepada impuls.

Impuls dihantar melalui saraf auditori ke otak.

Otak akan mentafsirkan bunyi tersebut.

Mekanisma pendengaran dalam organ telinga

Memahami Deria Penglihatan

Deria Penglihatan menggunakan mata sebagai organ deria.

Rangsangan yang diperlukan adalah cahaya.

STRUKTUR MATA

FUNGSI STRUKTUR MATA

Kornea - Membiaskan cahaya dan memfokuskan kepada retina

Iris - Mengawal saiz anak mata

Anak Mata - Membenarkan cahaya masuk ke dalam mata

Kanta mata - Memfokus cahaya ke retina

Otot Silia - Mengubah ketebalan kanta mata

Gelemair dan Gelemaca - Mengekalkan bentuk mata

Sklera - Melindungi dan memberi bentuk mata

Koroid - Mengelakkan pantulan cahaya dalam mata

Retina - Mengesan cahaya

Bintik Kuning - Bahagian retina yang paling peka

Saraf Optik - Menghantar impuls ke otak

Ligamen Gantung - Memegang kanta mata

BAGAIMANA ANDA BOLEH MELIHAT?

Cahaya dipantulkan dari permukaan objek yang kita lihat ke dalam anak mata.

Cahaya bergerak melalui kanta mata dan difokuskan kepada retina.

Imej yang nyata, lebih kecil dan dalam keadaan terbalik akan terbentuk.

Saraf optik akan menghantar impuls dari retina ke otak.

Kemudian otak akan mentafsirkan imej itu sebagai objek tegak seperti yang dilihat.

MEKANISMA PENGLIHATAN

Imej yang terhasil di retina adalah nyata, lebih kecil dan terbalik!

Mekanisme Penglihatan

Pembentukan imej pada retina.

Kanta mata (lens) dalam mata manusia adalah kanta cembung yang lutsinar (transparent convex lens).

Cahaya yang datang daripada objek akan melalui kanta seterusnya dibengkokkan (bent) dan difokuskan kepada retina.

Imej yang difokuskan pada retina dikawal oleh otot silia (ciliary muscles).

Otot silia (relaxation and contraction of ciliary muscles) bertindak untuk mengawal ketebalan kanta mata (thickness of the eye lens).

Ketebalan kanta akan berubah untuk membolehkan mata untuk melihat objek dekat dan jauh.

Keupayaan mata untuk memfokus kepada objek pada jarak yang berbeza dikenali sebagai akomodasi (accommodation). Tindakan ini dilakukan oleh otot silia yang mengubah ketebalan kanta mata dan dengan itu mengubah jarak fokusnya.

Seseorang yang berpenglihatan normal dapat memfokuskan objek dari jarak 25cm hingga infiniti. Jarak 25cm dikenali sebagai jarak minimum bagi penglihatan jelas.

Akomodasi ->	Melihat objek yang dekat	Melihat objek yang jauh
Otot silia (ciliary muscle)	Mengecut (contract)	Dalam keadaan rehat/mengendur (relax)
Keadaan ligamen gantung (supportive ligament)	Dalam keadaan rehat/mengendur (relax)	Mengecut (contract)
Ketebalan kanta mata	Menebal (become thick)	Menipis (become thin)
Illustrasi

Mekanisme Penglihatan

Sesuatu objek membalikkan (reflects) cahaya dalam semua arah.

Hanya cahaya dalam kawasan pandangan tertentu sahaja akan memasuki mata.

Cahaya dibengkokkan pada kornea (cornea), gelemair (aqueous humour), kanta mata (lens) dan gelemaca (vitreous humour).

Suatu imej terbalik (inverted image) akan terfokus kepada retina dan seterusnya mencetuskan impuls saraf.

Pembentukan imej pada retina.

Impuls saraf dihantar ke otak melalui saraf optik untuk ditafsirkan. Imej ditafsirkan sebagai tegak.

Pembentukan imej pada retina adalah sama seperti pembentukan imej oleh kanta cembung (convex lens), yang menghasilkan imej terbalik dan nyata.