Cell Structure and Function · ⁨Struktur dan Fungsi Sel⁩

AP Biology · ⁨AP Biologi⁩ · Topic 2 · ⁨Topik 2⁩

View Slides · ⁨Lihat Salindia⁩ Train · ⁨Latih⁩

Video lesson for this topic · ⁨Pelajaran video untuk topik ini⁩ Open the video page · ⁨Buka halaman video⁩

2.1

Organelles and the Endomembrane System · ⁨Organel dan Sistem Endomembran⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 4 — Systems Interactions (SYI): Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

Learning Objective 2.1.A: Explain how the structure and function of subcellular components and organelles contribute to the function of cells.

2.1.A.1 Ribosomes are comprised of ribosomal RNA (rRNA) and protein. These non-membrane, subcellular structures are found in cells in all forms of life and reflect the common ancestry in all known life. Ribosomes synthesize proteins according to messenger RNA (mRNA) sequences.
2.1.A.2 The endomembrane system consists of a group of membrane-bound organelles and subcellular components (endoplasmic reticulum (ER), Golgi complex, lysosomes, vacuoles and transport vesicles, the nuclear envelope, and the plasma membrane) that work together to modify, package, and transport polysaccharides, lipids, and proteins intercellularly.
2.1.A.3 Endoplasmic reticulum provides mechanical support by helping cells maintain shape and plays a role in intracellular transport.
- i. Rough ER is associated with membrane-bound ribosomes, allows for the compartmentalization of cells, and helps carry out protein synthesis.
- ii. Smooth ER functions include the detoxification of cells and lipid synthesis.
- Exclusion statement: Knowledge of the specific functions of smooth ER in specialized cells is beyond the scope of the AP Exam.
2.1.A.4 The Golgi complex is a membrane-bound structure that consists of a series of flattened membrane sacs. Functions of the Golgi include:
- i. Correctly folding and chemically modifying newly synthesized cellular products
- ii. Packaging proteins for trafficking
- Exclusion statement: Knowledge of the role of Golgi in the synthesis of specific phospholipids and packaging of specific enzymes for lysosomes, peroxisomes, and secretory vesicles is beyond the scope of the AP Exam.
- Illustrative examples for 2.1.A.4:
  - Glycosylation and other chemical modifications of proteins that take place within the Golgi and determine protein function or targeting
2.1.A.5 Mitochondria have a double membrane that provides compartments for different metabolic reactions involved in aerobic cellular respiration. The outer membrane is smooth, while the inner membrane is highly convoluted, forming folds that enable ATP to be synthesized more efficiently.
2.1.A.6 Lysosomes are membrane-enclosed sacs that contain hydrolytic enzymes that digest material. Lysosomes also play a role in programmed cell death (apoptosis).
2.1.A.7 Vacuoles are membrane-bound sacs that play many different roles.
- i. In plant cells, a specialized large vacuole maintains turgor pressure through nutrient and water storage.
- ii. In animal cells, vacuoles are smaller in size, are more plentiful than in plant cells, and store cellular materials.
2.1.A.8 Chloroplasts are specialized organelles that are found in plants and photosynthetic algae. Chloroplasts contain a double membrane and serve as the location for photosynthesis.

Bahasa Indonesia

Ide Besar 4 — Interaksi Sistem (SYI): Sistem biologis berinteraksi, dan sistem serta interaksinya menunjukkan sifat yang kompleks.

Tujuan Pembelajaran 2.1.A: Jelaskan bagaimana struktur dan fungsi komponen subseluler dan organel berkontribusi terhadap fungsi sel.

2.1.A.1 Ribosom terdiri dari RNA ribosom (rRNA) dan protein. Struktur subseluler tanpa membran ini terdapat pada sel di semua bentuk kehidupan dan mencerminkan nenek moyang bersama dalam semua kehidupan yang diketahui. Ribosom mensintesis protein sesuai dengan urutan messenger RNA (mRNA).
2.1.A.2 Sistem endomembran terdiri dari sekelompok organel dan komponen subseluler yang terbungkus membran (retikulum endoplasma (RE), kompleks Golgi, lisosom, vakuola dan vesikel transport, selubung nukleus, dan membran plasma) yang bekerja sama untuk memodifikasi, mengemas, dan mentransportasikan polisakarida, lipid, dan protein secara inter-seluler.
2.1.A.3 Retikulum endoplasma menyediakan dukungan mekanis dengan membantu sel mempertahankan bentuk dan berperan dalam transportasi intraseluler.
- i. RE kasar terkait dengan ribosom yang terbungkus membran, memungkinkan kompartementalisasi sel, dan membantu melakukan sintesis protein.
- ii. Fungsi retikulum endoplasma halus meliputi detoksifikasi sel dan sintesis lipid.
- Pernyataan pengecualian: Pengetahuan tentang fungsi spesifik retikulum endoplasma halus pada sel khusus berada di luar cakupan Ujian AP.
2.1.A.4 Kompleks Golgi adalah struktur terbungkus membran yang terdiri dari serangkaian kantung membran pipih. Fungsi kompleks Golgi meliputi:
- i. Melipat dengan benar dan memodifikasi secara kimiawi produk seluler yang baru disintesis
- ii. Mengemas protein untuk trafficking
- Pernyataan pengecualian: Pengetahuan tentang peran Golgi dalam sintesis fosfolipid tertentu dan pengemasan enzim tertentu untuk lisosom, peroksisom, dan vesikel sekretori berada di luar cakupan Ujian AP.
- Contoh ilustratif untuk 2.1.A.4:
  - Glikosilasi dan modifikasi kimia lainnya pada protein yang terjadi di dalam Golgi dan menentukan fungsi atau penargetan protein
2.1.A.5 Mitokondria memiliki membran ganda yang menyediakan kompartemen untuk berbagai reaksi metabolik yang terlibat dalam respirasi seluler aerob. Membran luar licin, sedangkan membran dalam sangat berlipat, membentuk lipatan yang memungkinkan ATP disintesis lebih efisien.
2.1.A.6 Lisosom adalah kantung yang dibungkus membran yang mengandung enzim hidrolitik untuk mendigesti materi. Lisosom juga berperan dalam kematian sel terprogram (apoptosis).
2.1.A.7 Vakuola adalah kantung yang terbungkus membran yang memainkan banyak peran yang berbeda.
- i. Pada sel tumbuhan, vakuola besar yang terspesialisasi menjaga tekanan turgor melalui penyimpanan nutrisi dan air.
- ii. Pada sel hewan, vakuola ukurannya lebih kecil, lebih banyak daripada pada sel tumbuhan, dan menyimpan material seluler.
2.1.A.8 Kloroplas adalah organel khusus yang ditemukan pada tumbuhan dan alga fotosintetik. Kloroplas mengandung membran ganda dan berfungsi sebagai lokasi fotosintesis.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

A eukaryotic cell divides its work among organelles 细胞器. The endomembrane system 内膜系统 is a connected set that makes, modifies, and ships molecules: the nucleus 细胞核 (holds DNA), rough and smooth endoplasmic reticulum 内质网 (protein and lipid synthesis), the Golgi 高尔基体 (modifies and packages), lysosomes 溶酶体 (digestion), and vesicles that carry material between them. Mitochondria 线粒体 (respiration) and chloroplasts 叶绿体 (photosynthesis) have their own membranes.

What each organelle actually does

The exam asks you to name a structure and say what it does, so learn them as pairs.

Ribosomes 核糖体 are made of ribosomal RNA 核糖体核糖核酸 (rRNA) and protein. They have no membrane, and they are found in every form of life — bacteria, archaea and eukaryotes alike. That shared presence is evidence of common ancestry: a structure this central was already present in the last common ancestor of all living things. A ribosome reads messenger RNA 信使核糖核酸 (mRNA) and builds the protein it codes for. Free ribosomes make proteins for use inside the cell; ribosomes bound to the rough endoplasmic reticulum make proteins for export or for the membrane.

The Golgi complex 高尔基复合体 is a series of flattened, membrane-bound sacs. A protein arriving from the endoplasmic reticulum is passed through them, and three things happen to it:

it is folded correctly and chemically modified — most often by glycosylation 糖基化, the attachment of short sugar chains;
it is sorted and targeted, so the modified sugar or phosphate tag decides which compartment the protein is sent to;
it is packaged into a vesicle for transport.

So the Golgi is not storage: it is the cell's finishing and dispatch department, and its modifications determine what a protein does and where it ends up.

Lysosomes are membrane-enclosed sacs of hydrolytic enzymes 水解酶 that digest material — worn-out organelles, engulfed bacteria, and food particles taken in by the cell. Their enzymes work best at a low pH, which the lysosome maintains inside itself; keeping them enclosed protects the rest of the cell. Lysosomes also take part in apoptosis 细胞凋亡, programmed cell death, in which a cell is dismantled deliberately, for example to sculpt fingers from a webbed embryonic hand.

Vacuoles 液泡 are membrane-bound sacs with many different roles: storing water, ions, nutrients or waste, and in a plant cell the large central vacuole also presses outwards on the cell wall to keep the cell firm.

Mitochondria and chloroplasts each have a double membrane and their own circular DNA and ribosomes — the evidence behind endosymbiotic theory below.

Bahasa Indonesia

Sel daun Elodea yang dipenuhi kloroplas hijau (mikroskop cahaya) — Sel daun Elodea yang penuh dengan kloroplas hijau (mikrograf cahaya)

Epidermis bawang di bawah mikroskop cahaya — dinding sel dan inti terlihat jelas

Sel eukariotik membagi kerjanya antar organel. Sistem endomembran adalah kumpulan terhubung yang memproduksi, memodifikasi, dan mengirimkan molekul: inti sel (menyimpan DNA), retikulum endoplasma kasar dan halus (sintesis protein dan lipid), Golgi (memodifikasi dan mengemas), lisosom (pencernaan), serta vesikel yang membawa materi di antaranya. Mitokondria (respirasi) dan kloroplas (fotosintesis) memiliki membran sendiri.

Sel tumbuhan juga memiliki dinding sel, vakuola besar, dan kloroplas

Sel hewan umum dan organel-organelnya

Apa fungsi sebenarnya setiap organel

Ujian meminta Anda menyebutkan struktur dan menjelaskan fungsinya, jadi pelajari keduanya sebagai pasangan.

Ribosom terdiri dari RNA ribosom (rRNA) dan protein. Mereka tidak bermembran, dan ditemukan dalam setiap bentuk kehidupan — bakteri, arkaea, dan eukariota sama-sama. Keberadaan bersama ini merupakan bukti nenek moyang bersama: struktur sedasentral ini sudah ada pada nenek moyang bersama terakhir semua makhluk hidup. Ribosom membaca messenger RNA (mRNA) dan membangun protein yang dikodekannya. Ribosom bebas membuat protein untuk penggunaan di dalam sel; ribosom yang melekat pada retikulum endoplasma kasar membuat protein untuk ekspor atau untuk membran.

Kompleks Golgi adalah serangkaian saku datar yang dibatasi membran. Protein yang tiba dari retikulum endoplasma dilewatkan melalui saku-saku ini, dan tiga hal terjadi padanya:

ia dilipat dengan benar dan dimodifikasi secara kimia — paling sering melalui glikosilasi, yaitu pengikatan rantai gula pendek;
ia disortir dan ditargetkan, sehingga label gula atau fosfat yang telah dimodifikasi menentukan kompartemen mana protein tersebut dikirim;
ia dikemas ke dalam vesikel untuk transportasi.

Jadi Golgi bukan tempat penyimpanan: ia adalah departemen penyelesaian dan pengiriman sel, dan modifikasinya menentukan apa yang dilakukan protein dan ke mana akhirnya protein itu berakhir.

Lisosom adalah saku yang dibungkus membran berisi enzim hidrolitik yang mencerna material — organel usang, bakteri yang tertelan, dan partikel makanan yang diambil oleh sel. Enzim mereka bekerja paling baik pada pH rendah, yang dipertahankan lisosom di dalamnya; menyimpannya terbungkus melindungi bagian sel lainnya. Lisosom juga terlibat dalam apoptosis, kematian sel terprogram, di mana sel dibongkar secara sengaja, misalnya untuk membentuk jari dari tangan embrio yang berselaput.

Vakuola adalah saku yang dibungkus membran dengan berbagai peran: menyimpan air, ion, nutrisi, atau limbah, dan pada sel tumbuhan, vakuola sentral yang besar juga mendorong keluar terhadap dinding sel untuk menjaga kekakuan sel.

Mitokondria dan kloroplas masing-masing memiliki membran ganda dan DNA sirkuler serta ribosom sendiri — bukti di balik teori endosimbiosis di bawah ini.

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
organelles/ˌɔːɡəˈnelz/	organel
endomembrane system/ˈendəʊmembreɪn ˈsɪstəm/	sistem endomembran
nucleus/ˈnjuːklɪəs/	inti sel
endoplasmic reticulum/ˌendəʊˈplæzmɪk reˈtɪkjʊləm/	retikulum endoplasma
Golgi/ˈɡɒlɡɪ/	Golgi
lysosomes/ˈlaɪsəsəʊmz/	lisosom
Mitochondria/ˌmaɪtəˈkɒndrɪə/	Mitokondria
chloroplasts/ˈklɔːrəʊplæsts/	kloroplas
Ribosomes/ˈrɪbəsəʊmz/	Ribosom
ribosomal RNA/ˈrɪbəsɒml ˌɑː en ˈeɪ/	RNA ribosom
messenger RNA/ˈmesɪndʒə ˌɑː en ˈeɪ/	RNA messenger
The Golgi complex/ðə ˈɡɒlɡɪ ˈkɒmpleks/	Kompleks Golgi
glycosylation/ˌɡlaɪkəsɪˈleɪʃn/	glikosilasi
hydrolytic enzymes/ˌhaɪdrəˈlɪtɪk ˈenzaɪmz/	enzim hidrolitik
apoptosis/əpəpˈtəʊsɪs/	apoptosis
Vacuoles/ˈvækjuːəʊlz/	Vakuola
surface-area-to-volume ratio/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə tə ˈvɒljuːm ˈreɪʃɪəʊ/	rasio luas permukaan terhadap volume
phospholipid bilayer/ˈfɒsfəlɪpɪd ˈbɪleɪə/	bilayer fosfolipid
fluid mosaic model/ˈfluːɪd məˈseɪɪk ˈmɒdl/	model mozaik fluida
selectively permeable/sɪˈlektɪvli ˈpɜːməbl/	selektif permeabel
Passive transport/ˈpæsɪv ˈtrænspɔːt/	Transport pasif

2.2

Why Cells Stay Small · ⁨Mengapa Sel Tetap Kecil⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 2.2.A: Explain the effect of surface area-to-volume ratios on the exchange of materials between cells or organisms and the environment.

2.2.A.1 Surface area-to-volume ratios affect the ability of a biological system to obtain necessary nutrients, eliminate waste products, acquire or dissipate thermal energy, and otherwise exchange chemicals and energy with the environment.
- Relevant equations:
  - Volume of a Sphere: $V = \dfrac{4}{3}\pi r^3$
  - Volume of a Cube: $V = s^3$
  - Volume of a Rectangular Solid: $V = lwh$
  - Volume of a Cylinder: $V = \pi r^2 h$
  - Surface Area of a Sphere: $SA = 4\pi r^2$
  - Surface Area of a Cube: $SA = 6s^2$
  - Surface Area of a Rectangular Solid: $SA = 2lh + 2lw + 2wh$
  - Surface Area of a Cylinder: $SA = 2\pi rh + 2\pi r^2$
  - $r$ = radius
  - $l$ = length
  - $h$ = height
  - $w$ = width
  - $s$ = length of one side of a cube
- Illustrative examples for 2.2.A.1:
  - SA/V Ratios and Exchanges
    - Root hairs
    - Guard cells
    - Gut epithelial cells
  - Cilia
  - Stomata
2.2.A.2 The surface area of the plasma membrane must be large enough to adequately exchange materials.
- i. The surface area-to-volume ratio can restrict cell size and shape. Smaller cells typically have a higher surface area-to-volume ratio as well as a more efficient exchange of materials with the environment than do larger cells.
- ii. As cells increase in volume, the surface area-to-volume ratio decreases and the demand for internal resources increases.
- iii. More complex cellular structures (e.g., membrane folds) are necessary to adequately exchange materials with the environment.
- iv. As organisms increase in size, their surface area-to-volume ratio decreases, affecting properties like rate of heat exchange with the environment. Smaller amounts of mass exchange proportionally more heat with the ambient environment than do larger masses. As mass increases, both the surface area-to-volume ratio and the rate of heat exchange decrease.
- v. There is a relationship between metabolic rate per unit body mass and the size of multicellular organisms; typically, the smaller the organism, the higher the metabolic rate per unit body mass.

Bahasa Indonesia

Ide Besar 2 — Energetika (ENE): Sistem biologis menggunakan energi dan blok bangunan molekuler untuk tumbuh, bereproduksi, dan mempertahankan homeostasis dinamis.

Tujuan Pembelajaran 2.2.A: Jelaskan efek rasio luas permukaan-terhadap-volume terhadap pertukaran materi antara sel atau organisme dengan lingkungan.

2.2.A.1 Rasio luas permukaan-terhadap-volume mempengaruhi kemampuan sistem biologis untuk mendapatkan nutrisi yang diperlukan, menghilangkan produk limbah, memperoleh atau melepaskan energi termal, dan bertukar bahan kimia serta energi dengan lingkungan.
- Persamaan relevan:
  - Volume Bola: $V = \dfrac{4}{3}\pi r^3$
  - Volume Kubus: $V = s^3$
  - Volume Balok: $V = lwh$
  - Volume Silinder: $V = \pi r^2 h$
  - Luas Permukaan Bola: $SA = 4\pi r^2$
  - Luas Permukaan Kubus: $SA = 6s^2$
  - Luas Permukaan Balok: $SA = 2lh + 2lw + 2wh$
  - Luas Permukaan Silinder: $SA = 2\pi rh + 2\pi r^2$
  - $r$ = jari-jari
  - $l$ = panjang
  - $h$ = tinggi
  - $w$ = lebar
  - $s$ = panjang salah satu sisi kubus
- Contoh ilustratif untuk 2.2.A.1:
  - Rasio LA/V dan Pertukaran
    - Rambut akar
    - Sel penjaga
    - Sel epitel usus
  - Sitilia
  - Stoma
2.2.A.2 Luas permukaan membran plasma harus cukup besar untuk bertukar materi secara memadai.
- i. Rasio luas permukaan-terhadap-volume dapat membatasi ukuran dan bentuk sel. Sel yang lebih kecil biasanya memiliki rasio luas permukaan-terhadap-volume yang lebih tinggi serta pertukaran materi yang lebih efisien dengan lingkungan dibandingkan sel yang lebih besar.
- ii. Seiring bertambahnya volume sel, rasio luas permukaan-terhadap-volume menurun dan kebutuhan akan sumber daya internal meningkat.
- iii. Struktur seluler yang lebih kompleks (misalnya, lipatan membran) diperlukan untuk bertukar materi dengan lingkungan secara memadai.
- iv. Saat organisme membesar, rasio luas permukaan terhadap volumenya menurun, yang memengaruhi sifat seperti laju pertukaran panas dengan lingkungan. Massa yang lebih kecil bertukar panas secara proporsional lebih banyak dengan lingkungan sekitar dibandingkan massa yang lebih besar. Seiring bertambahnya massa, baik rasio luas permukaan terhadap volume maupun laju pertukaran panas menurun.
- v. Terdapat hubungan antara laju metabolik per satuan massa tubuh dan ukuran organisme multiseluler; umumnya, semakin kecil organisme, semakin tinggi laju metabolik per satuan massa tubuhnya.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

Cells stay small because of the surface-area-to-volume ratio 表面积与体积比. As a cell grows, its volume rises faster than its surface area, so its membrane cannot exchange materials fast enough for the interior. Staying small (or being flat or folded) keeps enough surface to serve the volume.

Worked example. A cube-shaped cell $2\ \mu\text{m}$ on a side has surface area $6\times2^2=24\ \mu\text{m}^2$ and volume $2^3=8\ \mu\text{m}^3$, so its surface-area-to-volume ratio is $\tfrac{24}{8}=3$. Double the side to $4\ \mu\text{m}$: surface area $=6\times4^2=96$, volume $=4^3=64$, ratio $=\tfrac{96}{64}=1.5$. Doubling the size halved the ratio – the larger cell has far less membrane per unit of interior, which is why cells stay small.

Bahasa Indonesia

Mikrograf elektron pemindaian sel darah merah — tidak memiliki inti, luas permukaan tinggi untuk pertukaran gas — Mikrograf elektron pemindaian sel darah merah — tanpa inti, luas permukaan tinggi untuk pertukaran gas

Sel tetap kecil karena rasio luas permukaan-terhadap-volume. Saat sel membesar, volumenya meningkat lebih cepat daripada luas permukaannya, sehingga membrannya tidak dapat menukar materi cukup cepat untuk bagian dalamnya. Tetap kecil (atau menjadi datar atau berlipat) mempertahankan cukup luas permukaan untuk melayani volume.

Rasio luas permukaan terhadap volume menurun seiring bertambahnya ukuran sel — Rasio luas permukaan-terhadap-volume menurun saat sel membesar

Contoh terpecahkan. Sel berbentuk kubus $2\ \mu\text{m}$ pada sisi memiliki luas permukaan $6\times2^2=24\ \mu\text{m}^2$ dan volume $2^3=8\ \mu\text{m}^3$, sehingga rasio luas permukaan-terhadap-volumenya adalah $\tfrac{24}{8}=3$. Gandakan sisi menjadi $4\ \mu\text{m}$: luas permukaan $=6\times4^2=96$, volume $=4^3=64$, rasio $=\tfrac{96}{64}=1.5$. Menggandakan ukuran mengurangi separuh rasio – sel yang lebih besar memiliki jauh lebih sedikit membran per unit isi, yang menjelaskan mengapa sel tetap kecil.

Explore · ⁨Jelajahi⁩

See surface area vs volume as a cube grows · ⁨Lihat luas permukaan terhadap volume saat kubus membesar⁩

As a cell grows, volume rises faster than surface area, so the surface-area-to-volume ratio falls. A small cell keeps enough membrane to exchange materials fast enough. · ⁨Saat sel membesar, volume meningkat lebih cepat daripada luas permukaan, sehingga rasio luas permukaan terhadap volume menurun. Sel kecil mempertahankan membran yang cukup untuk menukar materi dengan cukup cepat.⁩

2.3

The Fluid Mosaic Model of the Membrane · ⁨Model Mosaik Cair Membran⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 2.3.A: Describe the roles of each of the components of the cell membrane in maintaining the internal environment of the cell.

2.3.A.1 Phospholipids have both hydrophilic and hydrophobic regions. The polar hydrophilic phosphate regions of the phospholipids are oriented toward the aqueous external or internal environment, while the nonpolar hydrophobic fatty acid regions face each other within the interior of the membrane.
2.3.A.2 Embedded proteins can be hydrophilic (with charged and polar side groups), hydrophobic (with nonpolar side groups), or both.
- i. Hydrophilic regions of the proteins are either inside the interior of the protein or exposed to the cytosol (cytoplasm).
- ii. Hydrophobic regions of proteins make up the protein surface that interacts with the fatty acids in the interior membrane.

Learning Objective 2.3.B: Describe the fluid mosaic model of cell membranes.

2.3.B.1 Plasma membranes consist of a structural framework of phospholipid molecules embedded with proteins, steroids (such as cholesterol in vertebrate animals), glycoproteins, and glycolipids. All of these can move around the surface of the cell within the membrane, as illustrated by the fluid mosaic model.

Bahasa Indonesia

Ide Besar 2 — Energetika (ENE): Sistem biologis menggunakan energi dan blok bangunan molekuler untuk tumbuh, bereproduksi, dan mempertahankan homeostasis dinamis.

Tujuan Pembelajaran 2.3.A: Jelaskan peran setiap komponen membran sel dalam mempertahankan lingkungan internal sel.

2.3.A.1 Fosfolipid memiliki wilayah hidrofilik dan hidrofobik. Wilayah fosfat polar yang hidrofilik dari fosfolipid diorientasikan menuju lingkungan luar atau dalam yang berair, sedangkan wilayah asam lemak nonpolar yang hidrofobik saling menghadap di bagian dalam membran.
2.3.A.2 Protein tertanam dapat bersifat hidrofilik (dengan gugus samping bermuatan dan polar), hidrofobik (dengan gugus samping nonpolar), atau keduanya.
- i. Wilayah hidrofilik dari protein berada di dalam interior protein atau terekspos ke sitosol (sitoplasma).
- ii. Wilayah hidrofobik dari protein membentuk permukaan protein yang berinteraksi dengan asam lemak di bagian dalam membran.

Tujuan Pembelajaran 2.3.B: Jelaskan model mosaik cair pada membran sel.

2.3.B.1 Membran plasma terdiri dari kerangka struktural molekul fosfolipid yang tertanam dengan protein, steroid (seperti kolesterol pada hewan vertebrata), glikoprotein, dan glikolipid. Semua ini dapat bergerak di sekitar permukaan sel di dalam membran, sebagaimana diilustrasikan oleh model mosaik cair.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

The cell membrane is a phospholipid bilayer 磷脂双分子层 – polar heads facing the water, nonpolar tails inside – studded with proteins. The fluid mosaic model 流动镶嵌模型 pictures it as a fluid sheet in which lipids and proteins drift. Cholesterol and the degree of unsaturation tune its fluidity.

Bahasa Indonesia

Membran sel adalah bilayer fosfolipid – kepala polar menghadap air, ekor nonpolar di dalam – yang dihiasi protein. Model mosaik cair menggambarkan membran sebagai lembaran cair di mana lipid dan protein bergerak liar. Kolesterol dan tingkat ketidakjenuhan menyesuaikan kelikirannya.

Model mozaik cair membran sel — Model mosaik cair membran sel

2.4

What Can Cross the Membrane · ⁨Apa yang Dapat Melintas Membran⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 2.4.A: Explain how the structure of biological membranes influences selective permeability.

2.4.A.1 Plasma membranes separate the internal environment of the cell from the external environment. Selective permeability is the result of the plasma membrane having a hydrophobic interior.
2.4.A.2 Small nonpolar molecules, including $\mathrm{N_2}$, $\mathrm{O_2}$, and $\mathrm{CO_2}$, freely pass across the membrane. Hydrophilic substances, such as large polar molecules and ions, move across the membrane through embedded channels and transport proteins.
2.4.A.3 The nonpolar hydrocarbon tails of phospholipids prevent the movement of ions and polar molecules across the membrane. Small polar, uncharged molecules, like $\mathrm{H_2O}$ or $\mathrm{NH_3}$ (ammonia), pass through the membrane in small amounts.

Learning Objective 2.4.B: Describe the role of the cell wall in maintaining cell structure and function.

2.4.B.1 Cell walls of Bacteria, Archaea, Fungi, and plants provide a structural boundary as well as a permeability barrier for some substances to the internal or external cellular environments and protection from osmotic lysis.

Bahasa Indonesia

Ide Besar 2 — Energetika (ENE): Sistem biologis menggunakan energi dan blok bangunan molekuler untuk tumbuh, bereproduksi, dan mempertahankan homeostasis dinamis.

Tujuan Pembelajaran 2.4.A: Jelaskan bagaimana struktur membran biologis memengaruhi permeabilitas selektif.

2.4.A.1 Membran plasma memisahkan lingkungan internal sel dari lingkungan eksternal. Permeabilitas selektif merupakan hasil dari membran plasma yang memiliki interior hidrofobik.
2.4.A.2 Molekul nonpolar kecil, termasuk $\mathrm{N_2}$, $\mathrm{O_2}$, dan $\mathrm{CO_2}$, dapat melewati membran dengan bebas. Zat hidrofilik, seperti molekul polar besar dan ion, melintasi membran melalui saluran tertanam dan protein pengangkut.
2.4.A.3 Ekor hidrokarbon nonpolar dari fosfolipid mencegah pergerakan ion dan molekul polar melintasi membran. Molekul polar kecil yang tidak bermuatan, seperti $\mathrm{H_2O}$ atau $\mathrm{NH_3}$ (amonia), dapat melewati membran dalam jumlah kecil.

Tujuan Pembelajaran 2.4.B: Jelaskan peran dinding sel dalam mempertahankan struktur dan fungsi sel.

2.4.B.1 Dinding sel Bakteri, Arkea, Fungi, dan tumbuhan menyediakan batas struktural serta penghalang permeabilitas untuk beberapa zat terhadap lingkungan seluler internal atau eksternal, dan perlindungan dari lisis osmotik.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

The membrane is selectively permeable 选择透过性. Small nonpolar molecules ($\text{O}_2$, $\text{CO}_2$) and water cross easily; large or charged/polar particles (ions, glucose) cannot pass the nonpolar core without help. This selectivity lets the cell control its internal environment.

Bahasa Indonesia

Membran bersifat selektif permeabel. Molekul nonpolar kecil ($\text{O}_2$, $\text{CO}_2$) dan air melintas dengan mudah; partikel besar atau bermuatan/polar (ion, glukosa) tidak dapat melewati inti nonpolar tanpa bantuan. Selektivitas ini memungkinkan sel mengendalikan lingkungan internalnya.

Tiga cara zat melintasi membran — Tiga cara zat melintas membran

2.5

Passive and Active Transport · ⁨Transportasi Pasif dan Aktif⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 2.5.A: Describe the mechanisms that organisms use to maintain solute and water balance.

2.5.A.1 The selective permeability of membranes allows for the formation of concentration gradients of solutes across the membrane.
2.5.A.2 Passive transport is the net movement of molecules from regions of high concentration to regions of low concentration without the direct input of metabolic energy.
2.5.A.3 Active transport requires the direct input of energy to move molecules. In some cases, active transport is utilized to move molecules from regions of low concentration to regions of high concentration.

Learning Objective 2.5.B: Describe the mechanisms that organisms use to transport large molecules across the plasma membrane.

2.5.B.1 The processes of endocytosis and exocytosis require energy to move large substances or large amounts of substances into and out of cells.
- i. In endocytosis, the cell takes in large molecules and particulate matter by folding the plasma membrane in on itself and forming new (small) vesicles that engulf material from the external environment.
- ii. In exocytosis, internal vesicles release material from cells by fusing with the plasma membrane and secreting large molecules from the cell.

Bahasa Indonesia

Ide Besar 2 — Energetika (ENE): Sistem biologis menggunakan energi dan blok bangunan molekuler untuk tumbuh, bereproduksi, dan mempertahankan homeostasis dinamis.

Tujuan Pembelajaran 2.5.A: Jelaskan mekanisme yang digunakan organisme untuk menjaga keseimbangan zat terlarut dan air.

2.5.A.1 Permeabilitas selektif membran memungkinkan terbentuknya gradien konsentrasi zat terlarut melintasi membran.
2.5.A.2 Transportasi pasif adalah pergerakan bersih molekul dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah berkonsentrasi rendah tanpa input energi metabolik langsung.
2.5.A.3 Transportasi aktif memerlukan input energi langsung untuk menggerakkan molekul. Dalam beberapa kasus, transportasi aktif digunakan untuk memindahkan molekul dari daerah berkonsentrasi rendah ke daerah berkonsentrasi tinggi.

Tujuan Pembelajaran 2.5.B: Jelaskan mekanisme yang digunakan organisme untuk mengangkut molekul besar melintasi membran plasma.

2.5.B.1 Proses endositosis dan eksositosis memerlukan energi untuk memindahkan zat besar atau jumlah zat besar masuk dan keluar dari sel.
- i. Pada endositosis, sel menyerap molekul besar dan materi partikulat dengan melipat membran plasma ke dalam dan membentuk vesikel baru (kecil) yang membungkus materi dari lingkungan eksternal.
- ii. Pada eksositosis, vesikel internal melepaskan materi dari sel dengan cara berfusi dengan membran plasma dan mensekresi molekul besar keluar dari sel.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

Passive transport 被动运输 moves substances down their concentration gradient (high → low) with no energy – diffusion 扩散.
Active transport 主动运输 moves substances against the gradient (low → high), requiring energy (ATP), via protein pumps like the sodium–potassium pump.

Bahasa Indonesia

Transportasi pasif memindahkan zat turun gradien konsentrasinya (tinggi → rendah) dengan tanpa energi – difusi.
Transportasi aktif memindahkan zat melawan gradien (rendah → tinggi), memerlukan energi (ATP), melalui pompa protein seperti pompa natrium–kalium.

Transportasi aktif memindahkan partikel melawan gradien, menggunakan ATP dan protein pembawa

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Pump a solute against its gradient · ⁨Pompa zat terlarut melawan gradiennya⁩

Passive transport moves solutes down their gradient for free; active transport uses ATP to pump them the other way, from low to high concentration. · ⁨Transpor pasif menggerakkan zat terlarut turun searah gradien secara gratis; transpor aktif menggunakan ATP untuk memompanya ke arah sebaliknya, dari konsentrasi rendah ke tinggi.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
Active transport/ˈæktɪv ˈtrænspɔːt/	Transportasi aktif
Facilitated diffusion/fəˈsɪlɪteɪtɪd dɪˈfjuːʒn/	Difusi Terfasilitasi
carrier/ˈkærɪə/	pembawa

2.6

Facilitated Diffusion · ⁨Difusi Terfasilitasi⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 2.6.A: Explain how the structure of a molecule affects its ability to pass through the plasma membrane.

2.6.A.1 Facilitated diffusion requires transport or channel proteins to enable the movement of charged ions across the membrane.
- i. Membranes may become polarized by the movement of ions across the membrane.
- ii. Charged ions, including $\mathrm{Na^+}$ (sodium) and $\mathrm{K^+}$ (potassium), require channel proteins to move through the membrane.
2.6.A.2 Facilitated diffusion enables the movement of large polar molecules through membranes with no energy input. In this type of diffusion, substances move down the concentration gradient.
2.6.A.3 Aquaporins transport large quantities of water across membranes.

Bahasa Indonesia

Ide Besar 2 — Energetika (ENE): Sistem biologis menggunakan energi dan blok bangunan molekuler untuk tumbuh, bereproduksi, dan mempertahankan homeostasis dinamis.

Tujuan Pembelajaran 2.6.A: Jelaskan bagaimana struktur molekul memengaruhi kemampuannya untuk menembus membran plasma.

2.6.A.1 Difusi terfasilitasi memerlukan protein transpor atau protein saluran untuk memungkinkan pergerakan ion bermuatan melintasi membran.
- i. Membran dapat menjadi terpolarisasi oleh pergerakan ion melintasi membran.
- ii. Ion bermuatan, termasuk $\mathrm{Na^+}$ (natrium) dan $\mathrm{K^+}$ (kalium), memerlukan protein saluran untuk bergerak melalui membran.
2.6.A.2 Difusi terfasilitasi memungkinkan pergerakan molekul polar besar melalui membran tanpa input energi. Dalam jenis difusi ini, zat-zat bergerak searah dengan gradien konsentrasi.
2.6.A.3 Akuaporin mengangkut sejumlah besar air melintasi membran.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

Facilitated diffusion 易化扩散 is passive transport through a membrane protein – a channel or carrier 载体 – for particles that cannot cross the lipid alone. It still goes down the gradient and needs no energy, but its rate can saturate when all the proteins are busy.

Bahasa Indonesia

Difusi terfasilitasi adalah transportasi pasif melalui protein membran – sebuah saluran atau pembawa – untuk partikel yang tidak dapat melintasi lipid sendiri. Proses ini tetap bergerak menurun gradien dan tidak memerlukan energi, namun lajunya dapat jenuh ketika semua protein sedang sibuk.

Difusi: partikel menyebar dari konsentrasi tinggi ke rendah, menuruni gradien

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
diffusion/dɪˈfjuːʒn/	diffusi

2.7

Tonicity, Water Potential, and Osmoregulation · ⁨Tonusitas, Potensial Air, dan Osmoregulasi⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 2.7.A: Explain how concentration gradients affect the movement of molecules across membranes.

2.7.A.1 External environments can be hypotonic, hypertonic, or isotonic to internal environments of cells. Movement of water can also be described as moving from hypotonic to hypertonic regions. Water moves by osmosis from regions of high water potential to regions of low water potential.
- Equation (Water Potential): $\psi = \psi_p + \psi_s$
  - where:
  - $\psi_p$ = pressure potential
  - $\psi_s$ = solute potential
- Illustrative examples for 2.7.A.1:
  - Contractile vacuole in protists
  - Central vacuole in plant cells

Learning Objective 2.7.B: Explain how osmoregulatory mechanisms contribute to the health and survival of organisms.

2.7.B.1 Growth and homeostasis are maintained by the constant movement of molecules across membranes.
2.7.B.2 Osmoregulation maintains water balance and allows organisms to control their internal solute composition and water potential. Water moves from regions of low osmolarity or solute concentration to regions of high osmolarity or solute concentration.
- Equation (Solute Potential of a Solution): $\psi_s = -iCRT$
  - where:
  - $i$ = ionization constant
  - $C$ = molar concentration
  - $R$ = pressure constant $\left(R = 0.0831 \dfrac{L \cdot bars}{mol \cdot K}\right)$
  - $T$ = temperature in Kelvin (°C + 273)

Bahasa Indonesia

Ide Besar 2 — Energetika (ENE): Sistem biologis menggunakan energi dan blok bangunan molekuler untuk tumbuh, bereproduksi, dan mempertahankan homeostasis dinamis.

Tujuan Pembelajaran 2.7.A: Jelaskan bagaimana gradien konsentrasi memengaruhi pergerakan molekul melintasi membran.

2.7.A.1 Lingkungan eksternal dapat bersifat hipotonik, hipertonik, atau isotonic terhadap lingkungan internal sel. Pergerakan air juga dapat dijelaskan sebagai bergerak dari daerah hipotonik ke daerah hipertonik. Air bergerak melalui osmosis dari daerah potensial air tinggi ke daerah potensial air rendah.
- Persamaan (Potensial Air): $\psi = \psi_p + \psi_s$
  - di mana:
  - $\psi_p$ = potensial tekanan
  - $\psi_s$ = potensial zat terlarut
- Contoh ilustratif untuk 2.7.A.1:
  - Vakuola kontraktil pada protista
  - Vakuola sentral pada sel tumbuhan

Tujuan Pembelajaran 2.7.B: Jelaskan bagaimana mekanisme osmoregulasi berkontribusi terhadap kesehatan dan kelangsungan hidup organisme.

2.7.B.1 Pertumbuhan dan homeostasis dipertahankan oleh perpindahan molekul yang terus-menerus melintasi membran.
2.7.B.2 Osmoregulasi menjaga keseimbangan air dan memungkinkan organisme mengontrol komposisi zat terlarut serta potensial air internalnya. Air bergerak dari daerah dengan osmolaritas rendah atau konsentrasi zat terlarut rendah ke daerah dengan osmolaritas tinggi atau konsentrasi zat terlarut tinggi.
- Persamaan (Potensial Zat Terlarut Larutan): $\psi_s = -iCRT$
  - di mana:
  - $i$ = konstanta ionisasi
  - $C$ = konsentrasi molar
  - $R$ = konstanta tekanan $\left(R = 0.0831 \dfrac{L \cdot bars}{mol \cdot K}\right)$
  - $T$ = suhu dalam Kelvin (°C + 273)

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

Osmosis 渗透 is the diffusion of water across a membrane. Tonicity 张力 compares solute concentrations: in a hypotonic 低渗 solution a cell gains water (may burst); in a hypertonic 高渗 one it loses water (shrinks); in an isotonic 等渗 one there is no net change. Water potential 水势 predicts the direction of water movement (water moves to lower water potential), and is the sum of a pressure term and a solute term: $\Psi=\Psi_p+\Psi_s$, where the solute potential $\Psi_s=-iCRT$. Osmoregulation 渗透调节 is how organisms control this balance.

Worked example. For a $0.1\,\text{M}$ sucrose solution ($i=1$) in an open beaker (so pressure potential $\Psi_p=0$) at $25\,°\text{C}$ ($T=298\,\text{K}$, $R=0.0831\ \text{L}\cdot\text{bar/mol}\cdot\text{K}$): $\Psi_s=-iCRT=-(1)(0.1)(0.0831)(298)\approx-2.48\ \text{bar}$, so $\Psi\approx-2.48\ \text{bar}$. A plant cell whose interior is $\Psi=-1.0\ \text{bar}$ sits in this solution: since the solution is more negative, water moves out of the cell into the solution, and the cell loses turgor.

Bahasa Indonesia

Sel bawang merah dalam larutan hipertonik: membran tertarik menjauhi dinding (plasmolisis)

Osmosis adalah difusi air melintasi membran. Tonusitas membandingkan konsentrasi zat terlarut: dalam larutan hipotonik, sel memperoleh air (dapat pecah); dalam larutan hipertonik, sel kehilangan air (menyusut); dalam larutan isotonik, tidak ada perubahan bersih. Potensial air memprediksi arah pergerakan air (air bergerak menuju potensial air yang lebih rendah), dan merupakan jumlah dari suku tekanan dan suku zat terlarut: $\Psi=\Psi_p+\Psi_s$, di mana potensial zat terlarut $\Psi_s=-iCRT$. Osmoregulasi adalah cara organisme mengendalikan keseimbangan ini.

Bagaimana sel tumbuhan dan hewan merespons larutan dengan potensial air berbeda

Contoh pengerjaan. Untuk larutan sukrosa $0.1\,\text{M}$ ($i=1$) dalam beaker terbuka (sehingga potensial tekanan $\Psi_p=0$) pada suhu $25\,°\text{C}$ ($T=298\,\text{K}$, $R=0.0831\ \text{L}\cdot\text{bar/mol}\cdot\text{K}$): $\Psi_s=-iCRT=-(1)(0.1)(0.0831)(298)\approx-2.48\ \text{bar}$, sehingga $\Psi\approx-2.48\ \text{bar}$. Sel tumbuhan yang bagian dalamnya $\Psi=-1.0\ \text{bar}$ berada dalam larutan ini: karena larutannya lebih negatif, air bergerak keluar dari sel ke dalam larutan, dan sel kehilangan turgor.

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Watch water move by osmosis · ⁨Saksikan pergerakan air melalui osmosis⁩

Water moves across the membrane from high water potential to low, toward the more concentrated (hypertonic) side. Set the concentrations and watch which way the cell swells or shrinks. · ⁨Air bergerak melintasi membran dari potensial air tinggi ke rendah, menuju sisi yang lebih pekat (hipertonik). Atur konsentrasinya dan saksikan apakah sel membengkak atau menyusut.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
Osmosis/ɒzˈməʊsɪs/	Osmosis
Tonicity/təˈnɪsɪti/	Tonisitas
hypotonic/ˌhaɪpəʊˈtɒnɪk/	hipotonik
hypertonic/ˌhaɪpəˈtɒnɪk/	hipertonik
isotonic/ˌaɪsəˈtɒnɪk/	isotonik
Water potential/ˈwɔːtə pəˈtenʃl/	Potensial air
Osmoregulation/ˌɒzmɔːɡjʊˈleɪʃn/	Osmoregulasi
endocytosis/ˌendəʊsɪˈtəʊsɪs/	endositosis

2.8

Mechanisms of Membrane Transport · ⁨Mekanisme Transportasi Membran⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 2.8.A: Describe the processes that allow ions and other molecules to move across membranes.

2.8.A.1 Metabolic energy (such as that from ATP) is required for active transport of molecules across the membrane and to establish and maintain electrochemical gradients.
- i. Membrane proteins are necessary for active transport.
- ii. The $\mathrm{Na^+}/\mathrm{K^+}$ pump and ATPase contribute to the maintenance of the membrane potential.

Bahasa Indonesia

Ide Besar 2 — Energetika (ENE): Sistem biologis menggunakan energi dan blok bangunan molekuler untuk tumbuh, bereproduksi, dan mempertahankan homeostasis dinamis.

Tujuan Pembelajaran 2.8.A: Jelaskan proses-proses yang memungkinkan ion dan molekul lain bergerak melintasi membran.

2.8.A.1 Energi metabolik (seperti dari ATP) diperlukan untuk transportasi aktif molekul melintasi membran serta untuk membentuk dan mempertahankan gradien elektrokimia.
- i. Protein membran diperlukan untuk transportasi aktif.
- ii. Pompa $\mathrm{Na^+}/\mathrm{K^+}$ dan ATPase berkontribusi pada pemeliharaan potensial membran.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

Large materials move in bulk by vesicles: endocytosis 内吞 brings material in (the membrane engulfs it), and exocytosis 外排 sends material out (a vesicle fuses with the membrane). Both require energy and let cells import and secrete large molecules.

Bahasa Indonesia

Bahan besar bergerak secara massal melalui vesikel: endositosis membawa material masuk (membran membungkusnya), dan eksitosis mengirim material keluar (vesikel berfusi dengan membran). Keduanya memerlukan energi dan memungkinkan sel mengimpor serta mensekresi molekul besar.

Endositosis membawa materi masuk; ekositosis mengeluarkannya

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
exocytosis/eɡˌzɒsɪˈtəʊsɪs/	eksositosis
compartments/kəmˈpɑːtmənts/	kompartemen
endosymbiotic theory/ˌendəʊˌsɪmbaɪˈɒtɪk ˈθɪəri/	teori endosimbiosis
ribosomal RNA (rRNA)/ˈrɪbəsɒml ˌɑː en ˈeɪ/	RNA ribosom (rRNA)

2.9

Compartmentalization Inside the Cell · ⁨Kompartementalisasi di Dalam Sel⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 2.9.A: Describe the membrane-bound structures of the eukaryotic cell.

2.9.A.1 Membranes and membrane-bound organelles in eukaryotic cells compartmentalize intracellular metabolic processes and specific enzymatic reactions.

Learning Objective 2.9.B: Explain how internal membranes and membrane-bound organelles contribute to compartmentalization of eukaryotic cell functions.

2.9.B.1 Internal membranes facilitate cellular processes by minimizing competing interactions and by increasing the surface area where reactions can occur.

Bahasa Indonesia

Ide Besar 2 — Energetika (ENE): Sistem biologis menggunakan energi dan blok bangunan molekuler untuk tumbuh, bereproduksi, dan mempertahankan homeostasis dinamis.

Tujuan Pembelajaran 2.9.A: Jelaskan struktur bermembran pada sel eukariotik.

2.9.A.1 Membran dan organel bermembran pada sel eukariotik mengkompartementalkan proses metabolik intraseluler dan reaksi enzimatis spesifik.

Tujuan Pembelajaran 2.9.B: Jelaskan bagaimana membran internal dan organel bermembran berkontribusi terhadap kompartementalisasi fungsi sel eukariotik.

2.9.B.1 Membran internal memfasilitasi proses seluler dengan meminimalkan interaksi yang saling bersaing dan meningkatkan luas permukaan tempat reaksi dapat terjadi.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

Membranes create separate compartments 区室 so incompatible reactions can run at once and conditions (pH, ion levels) can be tuned locally. This organization boosts efficiency – the internal membranes also add surface area for reactions.

Bahasa Indonesia

Membran menciptakan kompartemen terpisah agar reaksi yang tidak kompatibel dapat berjalan bersamaan dan kondisi (pH, kadar ion) dapat disesuaikan secara lokal. Organisasi ini meningkatkan efisiensi – membran internal juga menambah luas permukaan untuk reaksi.

2.10

The Origins of Cell Compartmentalization · ⁨Asal Usul Kompartementalisasi Sel⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Big Idea 1 — Evolution (EVO): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

Learning Objective 2.10.A: Describe similarities and/or differences in compartmentalization between prokaryotic and eukaryotic cells.

2.10.A.1 Membrane-bound organelles such as mitochondria and chloroplasts evolved from once free-living prokaryotic cells via endosymbiosis.
2.10.A.2 Prokaryotes typically lack internal membrane-bound organelles but have internal regions with specialized structures and functions.
2.10.A.3 Eukaryotic cells maintain internal membranes that partition the cell into specialized regions.

Bahasa Indonesia

Ide Besar 1 — Evolusi (EVO): Proses evolusi mendorong keanekaragaman dan kesatuan kehidupan.

Tujuan Pembelajaran 2.10.A: Deskripsikan kemiripan dan/atau perbedaan dalam kompartementalisasi antara sel prokariotik dan eukariotik.

2.10.A.1 Organel terbungkus membran seperti mitokondria dan kloroplas berevolusi dari sel prokariotik yang sebelumnya hidup bebas melalui endosimbiosis.
2.10.A.2 Prokariot biasanya tidak memiliki organel terbungkus membran internal tetapi memiliki wilayah internal dengan struktur dan fungsi khusus.
2.10.A.3 Sel eukariotik mempertahankan membran internal yang mempartisi sel menjadi wilayah-wilayah yang terspesialisasi.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Sumber: Deskripsi Kursus dan Ujian College Board AP⁩

English

The endosymbiotic theory 内共生学说 explains mitochondria and chloroplasts: they arose when a larger cell engulfed free-living prokaryotes that then lived inside it. The evidence – their own circular DNA, their own ribosomes, and double membranes – supports this shared evolutionary origin.

Bahasa Indonesia

Teori endosimbiosis menjelaskan mitokondria dan kloroplas: keduanya muncul ketika sel yang lebih besar menelan prokariota bebas hidup yang kemudian tinggal di dalamnya. Bukti – DNA sirkular mereka sendiri, ribosom mereka sendiri, dan membran ganda – mendukung asal-usul evolusioner bersama ini.

2.10

Exam tips · ⁨Tips ujian⁩

English

Use the two AP-formula skills: surface-area-to-volume ratio (why cells stay small) and water potential $\Psi=\Psi_p+\Psi_s$ ($\Psi_s=-iCRT$).
Water moves toward the lower (more negative) water potential; predict swelling or shrinking from tonicity (hypo/hyper/isotonic).
Passive transport and osmosis need no energy (down the gradient); active transport needs ATP (against the gradient).
Distinguish diffusion, facilitated diffusion (a channel/carrier protein), and active transport.
Explain membrane selectivity from the phospholipid bilayer — small non-polar molecules cross, large/charged ones need help.

Bahasa Indonesia

Gunakan dua keterampilan rumus AP: rasio luas permukaan terhadap volume (mengapa sel tetap kecil) dan potensial air $\Psi=\Psi_p+\Psi_s$ ($\Psi_s=-iCRT$).
Air bergerak menuju potensial air yang lebih rendah (lebih negatif); prediksikan pembengkakan atau penyusutan berdasarkan tonusitas (hipo/hiper/isotonik).
Transportasi pasif dan osmosis tidak memerlukan energi (searah gradien); transportasi aktif memerlukan ATP (melawan gradien).
Bedakan difusi, difusi terfasilitasi (protein saluran/pembawa), dan transport aktif.
Jelaskan selektivitas membran dari bilayer fosfolipid – molekul non-polar kecil melintas, molekul besar/berbobot butuh bantuan.

Interactive lessons on this topic · ⁨Pelajaran interaktif untuk topik ini⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.⁩

Past Papers · ⁨Soal-Soil Masa Lalu⁩

More topics in AP Biology · ⁨AP Biologi⁩ · ⁨Topik lain dalam AP Biology · ⁨AP Biologi⁩⁩