Tugas Anda 6
B. Sistem Pernapasan pada Hewan
Sistem dan mekanisme pernapasan pada hewan berbeda-beda. Hal ini disebabkan organ-organ pernapasan yang berbeda. Berikut akan dijelaskan sistem pernapasan pada beberapa hewan.
1. Cacing (Annelida)
Cacing tidak memiliki organ pernapasan khusus. Cacing menggunakan seluruh permukaan tubuhnya untuk bernapas. Oleh karena itu, kulit cacing yang tipis dan berlendir merupakan media yang cocok untuk pertukaran udara. Oksigen akan berdifusi ke dalam kulit dan diedarkan oleh sistem peredaran darah melalui kapiler. Sebaliknya, karbon dioksida di dalam darah akan berdifusi keluar tubuh cacing. Perhatikan
Gambar 6.10.
CO2
O2
Gambar 6.10
Cacing menggunakan kulitnya untuk bernapas.
2. Belalang (Insecta)
Belalang memperoleh oksigen melalui sistem pernapasan yang disebut
sistem trakea. Sistem trakea ini bermuara pada suatu lubang yang disebut
spirakel. Selain itu, belalang memiliki kantung udara yang memungkinkan untuk mengambil oksigen dalam jumlah besar. Laju pertukaran gas yang tinggi merupakan adaptasi yang penting bagi belalang.
Belalang bernapas dengan menggerakkan perutnya sehingga spirakelnya membuka dan menutup. Empat pasang spirakel anterior akan terbuka dan spirakel posterior akan terbuka. Kemudian, spirakel anterior menutup, spirakel posterior membuka, dan otot perut akan berkontraksi. Akibatnya, udara akan masuk ke dalam kantung udara dan sistem trakea. Perhatikan Gambar 6.11.
Kata Kunci
• Insang • Sistem trakea • Spirakel Spirakel Kantungudara Sistem trakea
Gambar 6.11
Sistem pernapasan pada belalang. Sumber: Heath Biology, 1985
Filamen insang Air kaya O2 Darah kaya O2 Aliran air
Darah kaya O2 Darah miskin O2 Air miskin O2 Darah mengalir di lamela insang Darah miskin O2 Air kaya O2
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Gambar 6.12
Ikan menggunakan insang untuk bernapas. Hampir semua makhluk hidup memerlukan oksigen. Ikan yang hidup di air pun memerlukan oksigen. Dari manakah ikan mengambil oksigen? Apakah ikan dapat mengambil oksigen dari udara bebas? Mengapa?
Logika Biologi
4. Katak (Amphibia)
Proses pernapasan pada katak dewasa dapat terjadi melalui kulit, rongga mulut, dan paru-paru. Adapun insang digunakan pada waktu berudu. Kulit katak dapat digunakan sebagai alat pernapasan karena tipis dan banyak mengandung pembuluh darah serta lembap karena
3. Ikan (Pisces)
Ikan bernapas menggunakan insang. Ikan menggunakan oksigen yang terkandung di dalam air. Oleh karena itu, ikan selalu memasukkan air ke dalam mulutnya. Air yang masuk ke dalam mulut akan diteruskan menuju insang. Di sinilah terjadi proses pertukaran gas. Darah akan mengikat O2 yang terdapat di dalam air. Sebaliknya, darah akan melepaskan CO2 ke dalam air. Air yang masuk akan keluar melalui operkulum. Perhatikan
Sistem Pernapasan 111
adanya lendir. Hal ini menyebabkan oksigen dari udara dapat memasuki kulit menuju jantung melalui vena kutanea untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Darah yang banyak mengandung CO2 dikeluarkan jantung melalui arteri pulmo kutanea menuju kulit lewat arteri kutanea. Pernapasan melalui kulit ini dilakukan katak, baik di darat mapun di air.
Paru-paru katak terdiri atas sepasang kantong tipis elastis yang pada permukaan dindingnya banyak lipatan. Akibatnya, permukaan paru-paru menjadi lebih luas. Hal ini akan mengoptimalkan pengikatan oksigen yang dilakukan pembuluh darah yang banyak terdapat di dinding permukaan paru-paru dan pelepasan karbon dioksida.
Pada paru-paru terjadi inspirasi dan ekspirasi (Gambar 6.13). Inspirasi dimulai dengan menutupnya mulut dan tekak. Otot sternohioideus berkontraksi dan menyebabkan rongga mulut membesar. Akibatnya, udara masuk ke tenggorokan melalui koane. Koane adalah lubang pada rongga hidung belakang. Setelah udara masuk, koane menutup dan otot rahang bawah berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Akibatnya, udara masuk ke paru-paru. Di paru-paru inilah terjadi pertukaran gas.
Bagaimana proses ekspirasi terjadi? Rahang bawah akan mengendur dan diikuti oleh kontrasi otot perut dan sternohioideus yang akan menyebabkan tertekannya paru-paru. Hal ini akan mendorong udara keluar dan masuk rongga mulut.
5. Burung (Aves)
Selain menggunakan paru-paru, burung memiliki kantung-kantung udara untuk membantu proses pernapasan. Hampir seluruh rongga tubuh burung dipenuhi oleh kantung-kantung udara. Kantung-kantung udara memungkinkan burung untuk mengambil udara dalam jumlah yang banyak dalam satu kali inspirasi. Perhatikan Gambar 6.14.
Udara akan masuk ke dalam pernapasan melalui lubang hidung (nares) pada paruh burung. Udara tersebut akan masuk ke faring, laring, trakea, dan siring (kotak suara). Di bawah siring, trakea bercabang menjadi bronkus. Setiap bronkus melewati paru-paru dan berakhir di kantung udara belakang. Cabang bronkus lainnya akan berakhir di kantung udara bagian depan. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi pada cabang bronkus.
Ketika udara bergerak dari paru-paru menuju kantung udara depan, oksigen akan masuk ke dalam darah dan karbon dioksida masuk ke dalam bronkus. Ketika burung melakukan ekspirasi, udara yang kaya oksigen dari kantung udara belakang akan masuk ke paru-paru melalui bronkus. Kemudian, terjadi kembali pertukaran oksigen dan karbon dioksida. Pada burung, pertukaran antara oksigen dan karbon dioksida dapat berlangsung pada saat inspirasi maupun ekspirasi.
Gambar 6.13
Di paru-paru katak, terjadi inspirasi dan ekspirasi. Paru-paru Udara didorong ke dalam Lubang hidung tertutup Mulut tertutup
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Paru-paru Trakea Kantung udara perut Kantung udara dada depan Kantung udara dada belakang
Sumber: Biology: Discovering Life. 1991
Gambar 6.14
Pernapasan pada burung dibentuk oleh kantung-kantung udara.
1. Jelaskan perbedaan antara sistem pernapasan ikan dan katak.
2. Apakah yang membedakan sistem pernapasan burung dan manusia?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman Subbab B
Refleksi
Bagaimana pendapat Anda setelah mempelajari materi Sistem Pernapasan ini? Menarik, bukan? Banyak hal yang bisa Anda dapatkan setelah mempelajari bab ini. Misalnya, Anda mengetahui betapa pentingnya organ- organ pernapasan bagi tubuh sehingga Anda mengerti untuk menjaga kesehatannya. Apakah Anda dapat menyebutkan manfaat yang lainnya?
Tujuan Anda mempelajari bab ini adalah agar Anda mampu menjelaskan keterkaitan antara struktur, fungsi, dan
proses serta kelainan atau penyakit pada sistem pernapasan. Apakah Anda dapat mencapai tujuan tersebut?
Apabila Anda mengalami kesulitan dalam mempelajari materi tertentu pada bab ini, diskusikanlah bersama teman-teman Anda. Kemudian, bertanyalah kepada guru Anda untuk memecahkan permasalahan- permasalahan berkenaan dengan materi pada bab ini. Agar Anda mampu memahami materi pada bab ini dengan lebih baik, pastikanlah Anda menguasai materi bab ini dengan belajar lebih giat.
Rangkuman
1. Terdapat dua proses pernapasan, yaitu inspirasi dan ekspirasi. Inspirasi merupakan proses masuknya udara ke dalam saluran pernapasan. Adapun ekspirasi adalah proses keluarnya udara dari saluran pernapasan. 2. Sistem pernapasan manusia didukung oleh organ-
organ pernapasan yaitu hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus, dan alveolus. Bronkus, bronkiolus, dan alveolus membentuk satu struktur yang disebut paru-paru.
3. Pada manusia, pernapasan dapat diatur oleh sistem saraf. Pusat pengaturan napas terletak di medula oblongata dan pons varoli.
4. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi di dalam paru-paru dan jaringan tubuh. Pertukaran gas tersebut terjadi secara difusi. Difusi gas tersebut terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial O2 dan CO2 yang berbeda-beda.
5. Terdapat beberapa gangguan dan penyakit yang dapat terjadi pada sistem pernapasan manusia, seperti kanker paru-paru, asma, tuberculosis (TBC), dan bronkitis. 6. Sistem pernapasan pada hewan berbeda-beda,
bergantung pada organ pernapasan yang menyusunnya. Misalnya, cacing menggunakan kulit di permukaan tubuhnya; serangga memiliki sistem trakea; serta burung yang memiliki kantung udara untuk membantu pernapasannya.
Peta Konsep
Sistem Pernapasan
Mekanisme pernapasan Organ-organ pernapasan
Pernapasan dada Pernapasan perut Inspirasi (inhalasi) Ekspirasi (ekshalasi)
Laring Trakea Paru-paru Hidung Faring Bronkus Bronkiolus Alveolus memiliki terdiri atas terdiri atas terdiri atas terjadi Manusia Hewan pada Cacing tanah Serangga Ikan Permukaan tubuh (kulit) Sistem trakea Insang contoh yaitu yaitu yaitu
Sistem Pernapasan 113 Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.
A. Pilihan Ganda
1. Proses pertukaran udara antara udara di dalam darah dan udara di atmosfer disebut ....
a. pernapasan internal b. pernapasan eksternal c. pernapasan selular d. pernapasan dada e. pernapasan perut
2. Lendir yang dihasilkan oleh sel goblet pada lapisan sel rongga hidung berfungsi ....
a. membasahi hidung b. menutup rongga hidung c. mengambil udara
d. menangkap kotoran yang masuk e. pertukaran oksigen
3. Urutan saluran pernapasan manusia dari luar ke dalam adalah .... a. hidung–faring–laring–trakea–bronkus–alveolus b. hidung–laring–faring–trakea–bronkus–alveolus c. hidung–faring–laring–trakea–alveolus–bronkus d. hidung–laring–faring–alveolus–trakea–bronkus e. hidung–alveolus–bronkus–trakea–laring–faring 4. Pertukaran gas pada alveolus paru-paru terjadi
secara .... a. osmosis b. endositosis c. difusi d. eksositosis e. transpor aktif
Untuk soal nomor 5–7, perhatikan gambar berikut.
5. Bagian-bagian bernomor adalah ....
6. Pertumbuhan oksigen terjadi pada nomor ....
a. 1 d. 4
b. 2 e. 1 dan 3
c. 3
Evaluasi Kompetensi Bab 6
7. Kotak suara terdapat pada nomor ....
a. 1 d. 4
b. 2 e. 1 dan 3
c. 3
8. Berikut ini adalah proses yang terjadi pada saat ekspirasi, kecuali ....
a. otot diagfragma kontraksi b. otot diagfragma relaksasi c. otot antartulang rusuk relaksasi d. volume rongga dada mengecil e. tulang-tulang rusuk turun
9. Volume udara yang dihirup dan dikeluarkan pada keadaan istirahat disebut ....
a. volume suplemen d. volume residu b. volume komplemen e. kapasitas vital c. volume tidal
10. Kontrol pernapasan merupakan kerja sama antara sistem pernapasan dan ....
a. sistem pencernaan d. sistem saraf
b. sistem otot e. sistem peredaran darah c. sistem eksresi
11. Berikut ini yang tidak memengaruhi laju pernapasan adalah ....
a. aktivitas d. suhu tubuh b. tinggi badan e. posisi tubuh c. jenis kelamin
12. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida merupakan hubungan antara sistem pernapasan dan ....
a. sistem pencernaan b. sistem peredaran darah c. sistem eksresi
d. sistem saraf e. sistem otot
13. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi karena adanya ....
a. kontraksi otot d. perbedaan aktivitas b. sistem pencernaan e. perbedaan tekanan c. kontrol pernapasan
14. Perhatikan gambar berikut.
Konsentrasi oksigen pada nomor 1, 2, dan 3 secara berturut-turut adalah ....
1 2 3 4
a. bronkus bronkiolus laring trakea b. bronkiolus bronkus laring trakea c. laring trakea bronkus bronkiolus d. laring bronkus bronkiolus trakea e. trakea bronkus bronkiolus faring
2 3 1 Aliran darah 1 2 3 4
a. rendah, tinggi, rendah b. tinggi, rendah, tinggi c. rendah, tinggi, tinggi d. rendah, rendah, tinggi e. tinggi, tinggi, tinggi
15. Peristiwa yang terjadi pada saat ekspirasi adalah ....
16. Peristiwa yang terjadi setelah seseorang melakukan olahraga adalah ....
17. Dalam proses inspirasi, oksigen dapat berdifusi ke dalam alveolus karena ....
a. alveolus terletak pada ujung saluran pernapasan b. membran alveolus tipis dan lembap
c. permukaan alveolus sangat luas d. alveolus dikelilingi oleh kapiler darah
e. oksigen diangkut oleh hemoglobin dalam darah 18. Penyakit pada sistem pernapasan akibat infeksi bakteri
Mycobacterium tuberculosis adalah .... a. asma d. bronkitis b. kanker paru-paru e. batuk c. TBC
19. Organ pernapasan pada cacing adalah .... a. paru-paru
b. seluruh permukaan tubuhnya c. insang
d. kantung udara e. trakea
20. Pada burung, pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi pada ....
a. cabang bronkus d. laring
b. nares e. kantung udara c. faring Otot Diagfragma a. b. c. d. e.
kontraksi rata relaksasi naik kontraksi melengkung kontraksi turun kontraksi rata kontraksi naik relaksasi melengkung relaksasi turun relaksasi rata relaksasi naik
Diagfragma AntartulangOtot Rusuk Tulang Rusuk a. b. c. d. e. menurun menurun menurun meningkat meningkat menurun meningkat meningkat stabil stabil
Detak Jantung Laju Pernapasan
Kanker paru-paru Bronkitis Tuberculosis 175 125 7 5 2 5
Jumlah kematian per 100.000 orang
1920 1930 1940 1950 1960 Tahun 1 2 3 4 B. Soal Uraian
1. Jelaskan secara singkat mengenai jalur pernapasan pada manusia.
2. Apakah perbedaan inspirasi dan ekspirasi? 3. Jelaskan mengenai volume udara paru-paru.
4. Jelaskan secara singkat mengenai proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida pada tubuh manusia. 5. Sebutkan beberapa penyakit yang dapat terjadi pada
sistem pernapasan manusia beserta penyebabnya.
C. Soal Tantangan
1. Gambar berikut menunjukkan alveolus dan pembuluh kapiler darah yang terdapat di paru-paru.
Sumber: Biology for You, 2002 a. Tanda panah manakah yang menunjukkan
kandungan oksigen tinggi?
b. Tanda panah manakah yang menunjukkan kandungan oksigen rendah?
c. Tanda manakah yang menunjukkan difusi karbon dioksida?
d. Menuju organ apakah tanda panah 4?
2. Grafik berikut menunjukkan angka kematian yang disebabkan oleh penyakit paru-paru di Inggris dan Wales dari 1916–1960.
Sumber: Biology for You, 2002 a. Apakah penyebab kematian terbesar pada 1930? b. Bagaimana angka kematian pada 1950?
c. Menurut Anda, mengapa angka kematian yang disebabkan oleh kanker paru-paru terus meningkat?
d. Menurut Anda, mengapa angka kematian yang disebabkan oleh TBC cenderung terus menurun? 3. Populasi perokok dari tahun ke tahun terus meningkat. Padahal, hampir semua orang sudah tahu akan bahaya merokok. Perokok tidak hanya didominasi oleh orang dewasa, tetapi anak-anak dan wanita pun sudah banyak yang menjadi pecandu rokok. Usaha-usaha apakah yang dapat Anda lakukan sebagai pelajar untuk
115