BAB IX ORGAN DAN SISTEM ORGAN
C. Sistem Organ Pernapasan
1. Sistem Organ Pernapasan atau Respirasi Pada Tumbuhan Sistem organ pernapasan atau respirasi pada tumbuhan meliputi dua tahap, yakni pertukaran gas dan respirasi sel.
Pertukaran gas merupakan proses pengambilan dan pengeluaran gas seperti oksigen dan karbon dioksida melalui organ pernapasan yang ada pada tumbuhan, sedangkan respirasi sel merupakan penguraian dari senyawa kompleks menjadi bagian-bagian yang lebih sederhana dengan melepaskan energi (Sumardi, 2017).
Mitokondria merupakan tempat berlangsungnya proses respirasi yang terjadi pada makhluk hidup. Senyawa kompleks yang dimaksud seperti karbohidrat, lemak, dan protein. Energi yang didapat dari proses respirasi diperlukan untuk melakukan berbagai aktivitas metabolisme yang terjadi pada tubuh tumbuhan.
Terdapat dua macam respirasi berdasarkan ada tidaknya keterlibatan oksigen, yakni respirasi aerob dan anaerob. Respirasi aerob diartikan sebagai respirasi yang memerlukan oksigen, sedangkan respirasi anaerob diartikan sebagai respirasi yang tidak memerlukan oksigen.
a. Alat Respirasi Tumbuhan
Proses respirasi pada tumbuhan diawali dengan terjadinya proses pertukaran antara gas oksigen dan karbon dioksida melalui alat pernapasan yang letaknya tersebar di seluruh tubuh tumbuhan. Pertukaran gas yang terjadi pada tumbuhan dilakukan di dalam stomata, lenti sel, dan juga rambut akar. Pada jenis tumbuhan tertentu, proses pernapasan dilakukan melalui alat khusus seperti akar nafas pada tumbuhan bakau dan juga beringin. Berikut ini dijelaskan alat-alat pernapasan yang ada pada tumbuhan.
1) Stomata
Stomata terletak di bagian epidermis daun dan dikenal dengan nama mulut daun. Struktur stomata ini terdiri dari lubang atau celah di pusat yang disebut sebagai pori dengan dua sel penjaga yang mengelilinginya. Stomata berfungsi sebagai tempat terjadinya pertukaran gas pada tumbuhan dan sel penjaga berfungsi sebagai pengatur dalam proses buka tutupnya stomata. Stomata pada tumbuhan umumnya membuka ketika matahari terbit dan akan menutup ketika hari mulai gelap. Proses buka dan tutupnya stomata tersebut dipengaruhi oleh adanya kandungan air dan juga ion kalium di dalam sel penjaga.
Ketika sel penjaga mengandung banyak ion kalium maka air dari arah sel tetangga secara osmosis akan memasuki sel penjaga. Hal ini mengakibatkan tertariknya dinding sel penjaga yang berhadapan langsung dengan celah stomata ke arah belakang sehingga stomata terbuka. Sebaliknya, ketika ion kalium bergerak menuju luar sel penjaga maka air dari dalam sel penjaga akan bergerak menuju ke sel tetangga secara osmosis. Hal ini mengakibatkan mengembangnya sel tetangga dan mendorong sel penjaga ke arah celah sehingga stomata tertutup. Stomata yang terbuka dan tertutup dapat dilihat pada gambar 9.1.
Gambar 9.1 Stomata
Sumber: https://today.line.me/id/v2/article/k8rJ6L 2) Lentisel
Tumbuhan dikotil memiliki kambium intervasikuler yang berfungsi dalam pembentukan xilem dan floem sekunder. Selain itu, pada tumbuhan dikotil juga terdapat kambium gabus yang berfungsi sebagai penghasil parenkima gabus dan lapisan gabus. Lapisan gabus inilah yang akan menggantikan epidermis. Lapisan gabus terdiri dari sel-sel yang sudah mati dan berfungsi untuk melindungi batang. Kambium gabus, parenkima gabus, dan lapisan gabus akan mengelupas dan lepas sebagai bagian dari kulit. Timbulnya lubang-lubang di batang inilah yang disebut lentisel. Lentisel memungkinkan sel-sel dalam batang tetap hidup melalui pertukaran gas dengan udara luar. Lenti sel pada batang dapat dilihat pada gambar 9.2.
Gambar 9.2 Lenti Sel
Sumber: https://pustakamateri.web.id/terjadinya-
pertumbuhan-dan-perkembangan-tumbuhan/bentuk-lentisel-pada-kulit-batang/
3) Rambut Akar
Rambut akar berfungsi sebagai alat pernapasan. Selain itu, rambut akar juga berfungsi untuk menghisap air dan garam-garam mineral. Sel-sel rambut akar akan mengambil oksigen melalui pori-pori tanah. Rambut akar dapat dilihat pada gambar 9.3.
Gambar 9.3 Rambut Akar Sumber:
https://www.plengdut.com/2020/12/sebutkan-apa-saja-morfologi-akar.html
b. Alat Pernapasan Khusus
Adaptasi yang dilakukan oleh tumbuhan terhadap lingkungan tempat hidupnya menyebabkan adanya alat pernapasan khusus. Sebagai contoh tumbuhan bakau yang tempat hidupnya berada di lingkungan air laut memiliki akar yang tumbuh ke arah atas permukaan tanah guna memperoleh oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida.
Akar inilah yang disebut dengan akar napas. Begitu juga dengan pohon beringin dan anggrek mempunyai akar yang menggantung untuk bernapas. Akar gantung tersebut tumbuh dari batang dan menggantung ke arah tanah. Ketika menggantung, akar akan menyerap uap air dan gas dari udara, namun ketika masuk ke tanah akar tersebut berfungsi untuk menyerap air dan garam mineral. Tumbuhan yang hidupnya di air seperti halnya enceng gondok dan kangkung memiliki batang dengan rongga udara yang cukup besar yang berfungsi sebagai tempat menyalurkan oksigen. akar nafas, akar gantung dan juga akar tunjang dapat dilihat pada gambar 9.4 (a), (b) dan (c).
Gambar 9.4 (a) Akar nafas, (b) akar gantunf, dan (c) akar tunjang
Sumber: https://pengajar.co.id/struktur-jaringan-akar/
c. Pertukaran Gas
Pertukaran gas di dalam tubuh tumbuhan dengan lingkungannya merupakan bagian dari proses respirasi.
Pertukaran gas di dalam tubuh tumbuhan berlangsung secara difusi. Secara umum difusi diartikan sebagai perpindahan zat dari larutan yang konsentrasinya pekat ke larutan yang memiliki konsentrasi encer. Secara difusi, oksigen akan
masuk ke sel tumbuhan melalui ruang antarsel, dinding sel, membran sel, dan akhirnya masuk ke dalam sel. Begitu juga dengan karbon dioksida yang akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke ruang antarsel. Transfer oksigen dan karbon dioksida dari antarsel dengan lingkungan luar juga berlangsung secara difusi.
Respirasi didefinisikan sebagai proses penguraian senyawa organik dengan bantuan oksigen menjadi air dan karbon dioksida untuk memperoleh energi. Senyawa organik merupakan bahan utama dalam proses respirasi guna menghasilkan ATP. Sedangkan produk limbah respirasi, seperti karbon dioksida dan air merupakan bahan yang digunakan kloroplas sebagai bahan baku dalam proses fotosintesis. Energi yang berupa ATP diperoleh dari proses respirasi akan digunakan untuk aktivitas metabolisme tubuh tumbuhan. Proses keseluruhan dapat dilihat sebagai berikut.
π πππ¦ππ€π πππππππ + πππ ππππ
β ππππππ πππππ πππ + πππ + ππππππ Glukosa, lemak, dan protein dapat diproses dan digunakan sebagai bahan utama dalam proses respirasi. Jika glukosa (C6H12O6) yang digunakan sebagai bahan respirasi, reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.
πΆ6π»12π6+ 6 π2β 6 πΆπ2+ 6 π»2π + 675 πππ 2. Sistem Pernapasan atau Respirasi Pada Hewan Tingkat
Tinggi (Vertebrata)
a. Sistem Organ Pernapasan atau Respirasi Pada Vertebrata Kelas Pisces
Sistem organ pernapasan pada pisces terdiri dari mulut, insang, operkulum (tutup insang), dan rongga insang. Proses pernapasan pada pisces dimulai dengan masuknya air ke dalam mulut yang kemudian dikeluarkan dari rongga insang melalui celah-celah insang dan operkulum. Di dalam kapiler insang terjadi proses pengambilan oksigen dan pelepasan
karbon dioksida. Sistem organ pernapasan pisces dapat dilihat pada gambar 9.5.
Gambar 9.5 Sistem Organ Pernapasan Pisces Sumber:
https://www.ilmusaudara.com/2016/04/sistem-pernapasan-pada-pisces-ikan.html
b. Sistem Organ Pernapasan atau Respirasi Pada Vertebrata Kelas Amfibi
Sistem organ pernapasan pada amfibi terdiri dari insang, hidung, glottis, bronkus, paru-paru dan kulit. Salah satu contoh hewan amfibi adalah katak. Pada fase berudu, katak bernapas dengan menggunakan insang. Ketika berada di dalam air, katak yang sudah dewasa bernapas dengan menggunakan kulitnya yang tipis dan dipenuhi dengan kapiler. Sedangkan ketika berada di darat, katak dewasa bernapas dengan menggunakan paru-paru. Proses pernapasan dimulai dengan masuknya udara melalui hidung kemudian melalui glotis menuju bronkus dan masuk ke dalam paru-paru (inspirasi). Pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida terjadi dalam arteri pada alveolus paru-paru yang selanjutnya udara dikeluarkan dari paru-paru menuju hidung (ekspirasi). Sistem organ pernapasan amfibi dapat dilihat pada gambar 9.6.
Gambar 9.6 Sistem Organ Pernapasan Pada Amfibi
Sumber: https://www.dosenpendidikan.co.id/alat-pernapasan-katak/
c. Sistem Organ Pernapasan atau Respirasi Pada Vertebrata Kelas Reptil
Sistem organ pernapasan pada reptile terdiri dari hidung, trakea (batang tenggorokan), bronkus, dan paru-paru. Proses pernapasan pada reptile dimulai dengan masuknya udara melalui lubang hidung yang kemudian memasuki trakea menuju bronkus dan bermuara pada paru-paru (inspirasi). Pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida terjadi dalam arteri pada alveolus paru-paru yang kemudian udara keluar dari paru-paru menuju hidung (ekspirasi). Sistem organ pernapasan reptile dapat dilihat pada gambar 9.7.
Gambar 9.7 Sistem Organ Pernapasan Pada Reptil Sumber:
https://www.nafiun.com/2012/12/sistem-pernapasan-pada-kadal-reptil.html
d. Sistem Organ Pernapasan atau Respirasi Pada Vertebrata Kelas Aves
Sistem organ pernapasan pada aves terdiri dari hidung, trakea (batang tenggorokan), bronkus, paru-paru, dan pundi-pundi udara. Salah satu contoh aves adalah burung. Proses pernapasan pada aves dimulai dengan masuknya udara melalui lubang hidung yang kemudian masuk ke dalam trakea menuju bronkus yang selanjutnya masuk ke pundi-pundi (kantung) udara bagian belakang menuju paru-paru dan pundi-pundi (kantung) udara bagian depan. Pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida terjadi dalam arteri pada alveolus paru-paru. Udara dalam pundi-pundi (kantung) ini digunakan untuk bernapas Ketika burung sedang terbang.
Pada saat mengangkat sayap, pundi-pundi udara bagian depan mengembang dan bagian belakang mengempis yang
mengakibatkan udara mengalir ke dalam paru-paru (inspirasi). Sedangkan ketika sayap turun, pundi-pundi udara bagian belakang mengembang yang mengakibatkan udara mengalir ke luar paru-paru (ekspirasi). Sistem organ pernapasan aves dapat dilihat pada gambar 9.8.
Gambar 9.8 Sistem Organ Pernapasan Pada Aves Sumber:
https://belajarmandiriyuk.com/mengenal-organ-pernapasan-hewan.html
e. Sistem Organ Pernapasan atau Respirasi Pada Manusia Sistem organ pernapasan pada manusia terdiri dari hidung, laring (pangkal tenggorokan), trakea (batang tenggorokan), bronkus, bronkiolus, dan paru-paru. Proses pernapasan pada manusia dimulai dengan masuknya udara melalui lubang hidung menuju ke laring lalu menuju ke dalam trakea, selanjutnya melalui bronkus masuk ke dalam bronkiolus yang ada di dalam ke paru-paru (inspirasi).
Pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida terjadi pada kapiler dalam alveolus paru-paru yang kemudian udara keluar dari paru-paru menuju hidung (ekspirasi). Sistem organ pernapasan manusia dapat dilihat pada gambar 9.10.
Gambar 9.10 Sistem Organ Pernapasan Pada Manusia Sumber:
https://jagad.id/sistem-pernapasan-manusia-fungsi-keterangan-dan-gambarnya/