TEMA 4

STRUKTUR DAN FUNGSI ORGAN MANUSIA DAN HEWAN

======================================================== PENDAHULUAN

Modul mata pelajaran Biologi ini (TEMA 4) akan membekali siswa SMA / Madarasah Aliyah pada kelas XI semester II dengan harapan memperoleh pengalaman belajar dalam memahami berbagai konsep dan proses sains. Dalam setiap kegiatannya modul ini mencoba untuk memberikan pemahaman secara konseptual dari materi bahan ajar biologi, dan secara praktis membekali siswa untuk dapat memberikan prospek pengembangan lebih lanjut dalam menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari

a.Kompetensi Dasar

Pada Tema 4, struktur dan fungsi sistem organ tubuh manusia serta kelainan penyakit yang mungkin terjadi. serta berbagai kegiatan dan dampak yang dihasilkannya, yang dijabarkan dalam materi : sistem pencernaan, sistem pernapasan, sistem sirkulasi, sistem reproduksi, sistem saraf dan sistem endokrin.

b. Tujuan Pembelajaran

Tujuan secara umum dari modul ini diharapkan dapat menjelaskan organisasi seluler, struktur jaringan, struktur dan fungsi organ pada manusia dan hewan. Adapun tujuan khususnya adalah agar siswa dapat :

- Menjelasakan keterkaitan antara struktur dan fungsi, proses serta kelainan pada:

1. sistem pencernaan makanan 2. sistem pernapasan

TEMA

3. sistem sirkulasi 4. sistem reproduksi 5. sistem saraf 6. sistem endokrin

Untuk membantu Anda dalam mempelajari kegiatan belajar ini, ada baiknya diperhatikan beberapa petunjuk belajar berikut ini:

1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan sampai anda memahami secara tuntas tentang apa, untuk apa dan bagaimana mempelajari bahan ajar ini.

2. Tangkap konsep dasar esensial dan pengertian demi pengertian melalui pemahaman sendiri kemudian diskusikan dengan teman atau tutor anda. 3. Untuk memperluas wawasan, baca dan pelajari sumber-sumber lain yang

relevan.

4. Mantapkan pemahaman anda dengan mengerjakan latihan dan melalui kegiatan diskusi dalam tutorial dengan teman sejawat.

5. Jangan lewatkan untuk menjawab soal-soal latihan dalam setiap akhir kegiatan belajar.

KEGIATAN BELAJAR 1

SISTEM PENCERNAAN

Makan merupakan strategi dasar yang dimiliki sebagian besar hewan dalam menyiapkan nutrien untuk metabolisme dan pertumbuhan.

Makan biasanya mencakup penelanan atau memasukkan makanan ke dalam tubuh; dan pencernaan : proses tahapan penguaraian makanan baik secara mekanis maupun secara kimiawi, menjadi molekul organik yang besar dan selanjutnya molekul ini menjadi senyawa yang lebih kecil untuk kemudian di serap dan diubah menjadi molekul yang dapat digunakan untuk metabolisme seluler

A. Pencernaan Pada Hewan Invertebrata 1. Pencernaan Intraseluler

Beberapa macam protozoa,juga parasit internal dan invertebrata laut tertentu, menganmbil nutrien atau makan partikel secara langsung melalui dinding tubuh. Nutrien dapat diserap atau ditelan Langsung oleh sel-sel dinding tubuhnya dan selanjutnya diuraikan melalui pencernaan intraseluler, enzim pencernaan berperan dalam setiap sel.

dalam permukaan sel, bergabung dengan daerah yang disebut anal pore (lubang dubur), dan mengeluarkan bahan yang tidak berguna.

2. Pencernaan Intraseluler dan Ekstraseluler

Hewan dengan ukuran yang lebih besar dan lebih kompleks seperti cacing pipih dan ubur-ubur, memiliki ruang usus internal, yang disebut rongga gasrrovaslculer Melalui rongga tersebut air dan partikel makanan serta gas terlarut dibawa masuk ke dalam tubuh.

Pada cacing pipih contohnya Planaria dan pada Hydra, rongga gastrovaskuler memiliki lubang keluar tunggal, tempat makanan masuk dan limbah ke luar.

Ketika partikel makanan ditelan, enzim disekresikan kedalam usus, kemudjan partikel diurai menjadi makromolekul. Proses penguraian yang singkat terjadi dalam lumen, bagian ruang usus lebih dalam, seringkali dalani sel-sel individual, yang disebut

pencernaan ekstraseluler, pencernaan ekstraseluler tidak lengkap, jalur sel pada usus memfagositosis makromolekul, dan dalam sel-sel usus tersebut kemudian nutrien diurai oleh enzim.

3. Pencernaan Ekstraseluler

Pada sebagian besar hewan, pencernaan ekstraseluler memiliki usus berujung dua, yang disebut alimentary canal, yang meluas dari mulut sampai ke anus. Makanan dibuat dalam rongga pusat tabung tersebut. Alimentary canal ini juga disebut saluran pencernaan atau usus, memiliki daerah khusus yang berfungsi : mengurai makanan, menyimpannya sementara, mencernakan secara kimiawi, menyerap nutrien, reabsorpsi air, menyimpan limbah dan akhirnya membuang limbah.

cairan sekresi yang bersifat alkalin. Tanah dan makanan disimpan dalam ruang berdinding tebal yang disebut crop, selanjutnya masuk ke gizzard, sebuah ruang yang berotot dan berfungsi menggilas dan menumbuk mengurai makanan menjadi bagian yang lebih kecil. Melalui peningkatan tumbukan dan total daerah permukaan dengan panjang lipatan-tunggal, menyebabkan enzim ekstraseluler lebih efektif mengurai makanan menjadi gula, lemak, asam amino dan nutrien lainnya. Makanan diurai secara enzimatik dan absorpsi terjadi pada intestin cacing tanah. Intestin meluas ke sekum, tempat menyimpan makanan beberapa saat, menyebabkan enzim berperan dan mengabsorpsi lebih sempurna. Sebagian besar air direabsorpsi melalui bagian ujung intestin, dan akhimya limbah kering dikeluarkan melalui anus.

Proses dan struktur pencernaan dasar pada cacing tanah,juga merupakan karakteristik dari siput, lobster, mentimun laut, laba-laba dan hewan yang setingkat. Serangga (insekta), memiliki mekanisme penelanan dan pencernaan yang beragam. Beberapa serangga makan cairan tumbuhan dan hewan dan men, atau kulit dan hanya mengisap cairan. Serangga lain misalnya rayap , memiliki rahang yang kiiat untuk memotong potongan kayu atau menggigit hewan mangs& Beberapa serangga memiliki sekum dan ruang penyimpanan lainnya dalam usus, yang menyimpan makanan dan menunda kebutuhan untuk makan secara terus menerus. Nyamuk betina, menyimpari darah mamalia dalam sekum yang berdinding tipis. Dalam sekum, darah sekali-hisap dapat disi kan pan elama sam minggu dan masuk ke saluran Pencernaan jika dibutuhkan.

Proses dan struktur pencemaan dasar pada cacing tanah,juga merupakan karakteristik dari siput, lobster, mentimun laut, laba-laba dan hewan yang setingkat. Serangga (insekta), memiliki mekanisme penelanan dan pencernaan yang beragam. Beberapa serangga makan cairan tumbuhan dan hewan dan memiliki sebuah penusuk, jarum seperti belalai yang dapat menembus bunga, batang daun, atau kulit dan hanya mengisap cairan. Serangga lain misalnya rayap , memiliki rahang yang

Nyamuk betina, menyimpan darah mamalia dalam sekum yang berdinding tipis. Dalam sekum, darah sekali-hisap dapat disimpan selama satu minggu dan masuk ke saluran pencernaan jika dibutuhkan.

B. Pencernaan Pada Hewan Vertebrata Pemakan-Daging

Vertebrata pcmakan dagrng memiliki saluran pencernaan yang analog dengan cacing tanah dan serangga, tetapi mulutnya dilengkapi dengan gigi yang runcing.. Hewan pemakan daging disebut karnivora, mencabik organisme lain menjadi potongan kecil atau besar yang langsung ditelan.

Beberapa karnivora , seperti aligator dan paus bergig, hanya memiliki gigi berbentuk kenicut untuk menggigit dan mencabik. Mamalia seperti kucing dan anjing memiliki gigi taring (caninus) yang terictak di bagian depan mulut untuk merobek daging; gigi geraham (molar) yang mencapai garis belakang untuk menumbuk tulang dan daging.

Hewan pemakan daging dapat menelan makanan lebih sedikit dibanding hewan pemakan tumbuhan, karena daging hewan tidak diliputi oleh selulosa seperti pada tumbuhan. Lidah dan faring serta esophagus dilewati daging sebelum memasuki lambung atau kantung berdinding elastik yang dapat membesar untuk menampung makanan berukuran besar.

Pcncernaan terjadi pada lambung, selanjutnya ke usus halus tempat terjadinya pencernaan dan penyerapan makanan. Pencernaan jaringan hewan membutuhkan waktu lebih sedikit dibanding Pencernaan jaringan tumbuhan, sehingga usus karnivora lebih pendek dibandingkan herbivore.

epitel langit-langit rongga mulut manusia, secara evolusi hal ini berfungsi untuk memrndahkan makanan dan medium terlarut atau air.

C. Pencernaan Pada Hewan Vertebrata Pemakan-Tumbuhan

Vertebrata terbesar di dunia ini

,

gajah, kerbau termasuk pemakan tumbuhan dan secara khusus disebut herbivora, memiliki perlengkapan yang sama untuk menelan bahan-bahan dan tumbuhan.gigi seri (incisors) mirip pahat, pada bagian depan mulut untuk mengiris dan menggerogot bahan bahan tumbuhan; gigi geraham yang rata pada bagian belakang, untuk menghancurkan dan menggiling dinding sel tumbuhan dan serat untuk periode waktu yang lama.

Untuk memperlihatkan struktur usus herbivora berukuran besar, hewan “berdarah dingin” misalnya reptil yang tidak menghasilkan panas tubuhnya, mengakibatkan hewan ini jarang makan: reptil seberat manusia dewasa, hanya membutuhkankan makanan dua atau tiga kali makanan kita setiap minggu. Usus halus reptil sangat pendek dibandingkan dengan usus halus mamalia, karena pencemaan dan penyerapan makanan berlangsung lambat. Cara hidup mamalia dengan panas tubuh tinggi dan pemakan makanan yang banyak, secara evolusi bergantung pada bagian intestin yang sangat panjang. Sperti pada herbivora, salunan usus yang terspesialisasi lebih panjang dibandingkan dengan mamaiia lain.

Usus yang terspesialisasi ini dapat menjelaskan mengapa herbivora dapat tumbuh dengan ratusan kilogram makanan yang berasal dan rumput dan daun-daunan. Herbivora memiliki mikroba simbiotik yang menghancurkan selulosa, hewan itu sendiri tidak memiliki enzim untuk mencema bahan-bahan tumbuhan secara langsung. Jadi herbivora memperoleh kalori dan selulosa tumbuhan, suatu cara yang tidak dapat dilakukan manusia Jika tidak memiliki enzim dan mikroba simbiotiç maka selulosa akan melewati saluran pencernaan tanpa dicerna. Sebaliknya pada ruang lambung sapi, usus besar kuda, dan usus rayap yang merupakan tempat berlimpahnya monera atau protista yang memiliki enzim seluloce.

Protista dalam usus rayap mensekresikan selulase ke dalam lumen ususnya, penguraian selulosa terjadi secara enzimatik dan rayap dapat menyerap sejumlah subunit selulosa (dinding sel tumbuhan). Ruang lambung yang lebih besar, mengandung organisme simbiotik yang bcrkembang paling sedikit tiga kali dalam mamalia, ruminansia, dan hewan berkantung tertentu, lembu, domba. kijang dan herbivora lain memiliki lambung empat ruang, tempat bahan-hahan dan tumbuhan difermentasi dan dicemakan. Tiga dari ruang tersebut serupa dengan sekum (tempat penyimpanan: rumen, retikulum, omasum), dan yang ke empat abomasum setara dengan lambung pada mamalia lain, karena hanya bagian ini yang mensekresikan enzim pencernaan. Herbivora memamahbiak disebut ruminansia. Ketika sapi memakan rumput, tumbuhan yang dikunyah melewati esofagus - ke sekum bagian pertama (retikulum), dan perlahan-lahan

ruminansia peliharaan; ini sekitar 100 trilyun kilogram. Sejumlah mamalia memiliki gigi untuk mengunyah, mengiris, mencabik dan menggilas,, termasuk didalamnya manusia, organisme ini dapat makan tumbuhan dan daging dan disebut omnivora.

D. Sistem Pencernaan Pada Manusia

Sistem organ pencernaan pada manusia berfungsi menguraikan makanan secara mekanik dan secara kimiawi menjadi moleku1-molekul yang kecil sehingga dapat diserap oleh usus, dan diedarkan oleh sistem peredaran darah ke seluruh jaringan tubuh. Sari makanan berfungsj sebagai sumber energi untuk kegiatan metabolisme, untuk pertumbuhan sel-sel, dan untuk membangun serta menggantj sel-sel yang rusak..

1. Mulut : Bibir, Rongga Mulut, Gigi, Lidah

Mulut manusia dimulai dengan sepasang bibir, atas dan bawah. Mulut membantu mengambil makanan dan merupakan struktur yang penting untuk ekspresi wajah serta untuk berbicara. Rongga mulut berisi gigi dan lidah. Pada orang dewasa gigi dibagi menjadi 4 kelompok : a). Empat gigi seri (incisors) digunakan untuk menggigit dan memotong; b). dua gigi taring (caninus) digunakan untuk mencabik dan merobek; c). empat gigi geraham depan (premolars) digunakan untuk menggiling; dan d). enarn gigi geraham belakang (molars) yang besarj uga digunakan untuk menggiling. Email gigi merupakan bahan yang sangat keras dan didukung oleh otot yang kuat untuk mengunyah kacang dan tulang-tulang kecil.

Lidah hanya ditemukan pada hewan bertulang belakang, merupakan organ berotot yang berfungsi memindahkan dan merubah makanan selama mengunyah. Lidah juga berfungsi mengasi tekstur dan rasa makanan dan membantu pembentukan kata pada manusia.

Bagian pangkal lidah mengunyah makanan menjadi bolus yang lembab dan lembut agar mudah untuk ditelan. Rongga mulut dibasahi oleh saliva yang dikeluarkan oleh 3 kelenjar ludah : submandibula, sublingualis, danparotid. Pada orang dewasa, saliva dihasilkan sebanyak 1,5 liter sehari. Fungsi saliva untuk melembabkan udara yang masuk melalui mulut menuju paru-paru ; membasahi makanan dan membantu pembentuikan bolus; dan membawa bermacarn molekul dan ion-ion penting untuk pencernaan. Penelanan dibantu adanya lendir dalam saliva. Saliva juga mengandung amilase, enzim yang menghidrolisis zat pati menjadi gula, dan enzim lain yang membantu membunuh bakteri.

2. Faring Dan Esofagus

Makanan dan cairan yang ditelan dan mulut menuju faring, katup berdinding tipis di belakang mulut yang juga mengarah pada saluran pernapasan dan saluran pencernaan.

Epiglotis dan korda vokal menutup trakea ketika makanan memasuki esofagus, dan tidak ada udara yang masuk ke trakea. Kontraksi otot rangka pada dinding faring dan esofagus bagian atas mendorong bolus dan cairan ke dalam lambung. Kontraksi otot ini dan gerakan epiglotis mencegah masuknya makanan ke dalam trakea.

3. Lambung

Gambar. Sistem Pencernaan Manusia

Peran makanan adalah menginduksi gatsric pits untuk mensekresikan HCI (sebagai H+ dan Cl- ) dan pepsinogen. H+ menyebabkan pepsinogen terurai menjadi pepsin, selanjutnya pepsin membantu penguraian pepsinogen lain menjadi banyak pepsin. H+ ,Iendir. dan campuran cairan mulai mencerna makanan, otot polos lambung berkontraksi mempersiapkan bahan untuk pencernaan pada usus halus. Sekitar 3-4 jam setelah makan, isi lambung menjadi gumpalan yang disebut chyme, dengan kekentalan krem.

4. Usus Kecil (Usus Halus - Small Intestine)

menjadi tiga bagian : 30cm pertama disebut duodenum merupakan daerah pencernaan, kemudian 3 m disebut jejenum, dan 4 m terakhir disebut ileum, dua bagian terakhir merupakan daerah penyerapan. Duodenum mengandung enzim pencemaan, dihasilkan oieh : a). kelenjar duodenal; b). kelenjar pankreas, organ berbentuk daun yang menempel pada bagian ventral lambung, menyalurkan enzim melalui saluran pankreatik, enzim-cnzim dan pankreas dapat mengurai lemak. protein, karbohidrat dan asam nukleat; c). kandung empedu yang menempel pad.a hati, dan menyalurkan cairan empedu dan hati ke duodenum. Cairan empedu sangat alkalin dan mengandung pigmen, kolesterol, dan garam empedu yang berperan mengemulsikan lemak, selain itu membantu mencerna dan menyerap lemak.

Cairan pankreatik dan cairan empedu mengandung banyak ion bikarbonat (HCO3-), yang menetralisir keasaman chyme dan lambung menuju duodenum. pH chyme berubah dan 2 menjadi 7,8 suatu pH optimum untuk kerja enzim pankreatik.

Dalam jejenum dan ileum, asam amino, gula, asam lemak, asam nukleat, mineral dan air diserap dari chyme melalui permukaan epitel villi. Penyerapan ini membutuhkan sejumlah ATP, karena melibatkan transpor aktif (melawan gradien konsentrasi). Sekali diserap, asam amino, gula masuk ke dalam kapiler darah di samping villi dan mengalir ke vena porte hepatika yang menuju ke hati. Di sana terdapat makrofage yang menghancurkan bakteri yang masuk. Sebagian besar nutrisi masuk ke dalam hati, dan berperan sebagai bahan baku untuk sintesis protein, glikogen, asam nukleat dan senyawa lain. Sejumlah lemak tanpa penguraian lebih dulu diabsorpsi melalui membran plasma sel epitel; tetapi sebagian besar lemak diurai menjadi asam lemak dan monogliserida (dan beberapa gliserol), sebelum diserap ke dalam sel epitel dinding usus.

Setelah diserap trigliserida (asam lemak dan gliserol) diresintesis dan diselaputi oleh fosfoprotein untuk membentuk tetesan yang disebut silomikron,

tetesan-tetesan ini keluar dan sel menuju pembüluli limfatik yang disebut

5. Usus Besar (kolon)

Usus besar manusia merupakan segmen usus berdiameter 6,5 cm, dengan panjang 2 meter, tidak bervili sehingga luas permukaannya hanya 1/3 usus halus. Usus besar dihubungkan ke usus halus pada bagian ujungnya yang disebut sekum dan terdapat apendiks (usus buntu).

Susunan usus besar membentuk segi empat mengelilingi lipatan usus halus (naik/ascending datar/transverse turunldescending colon). Descending colon diakhiri dengan rectum, yang menuju ke anus tempat keluar buangan akhir. Usus besar menerima sisa cairan dan bahan yang tersisa setelah pencernaan dan absorpsi dan usus halus. Sisa ini berisi sejumlah besar air juga bahan yang tidak dapat kita cernakan (terutama selulosa dari tumbuhan).

Carboxypeptidase menghasilkan feses (tinja). Air secara osmotik dikembalikan ke pembuluh limfa dan darah. Ketika air gagal diserap maka menyebabkan diare, buangan berair dan cepat keluar sehingga berakhir dengan dehidrasi (kchilangan cairan), sebaliknya jika buangan lambat bergerak menyebabkan konstipasi (sembelit). Feses dan usus besar melalui tabung bentuk-S masuk ke dalarn rektum.

Feses berada di rectum sampai kedua sfingter yang mengawasi anus kendor dan gelombang peristaltik yang keras, melemparkannya ketuar, dalam proses defekasi.

6. Had (Liver)

Hati merupakan organ terbesar dan salah satu organ serba guna dalam tubuh manusia, sebagai perantara sistem pencernaan dan kebutuhan metabolik organisme. Hati berwarna merah kecoklatan, berat lobus sekitar 3-3,5 kg, dan terletak di bawah diafragma. Hati tersusun oleh jutaan set yang disebut hepatosit, yang membantu pengaturan nutrisi yang terkandung dalam darah. Hepatosit juga membentuk sejumlah protein darah, termasuk protrombin (enzim yang terlibat dalam pembekuan darah) dan albumin (protein plasma). Liver mamalia merupakan tempat utama untuk penyempan dan perubahan sejumiaj- senyawa,. salah satunya racun. Asam amino diserap dalam hati dan diubah menjadi urea, yang akan diekskresikan dalam urin. Hemoglobin dan sel darah merah yang mati dikumpulkan dalam hati dan diubah menjadi bilirubin (merah) dan biliverdin (hijau), yang merupakan warna cairan empedu dan warna feses. Enzim tertentu dalam hepatosit dapat menguraikan racun seperti alkohol dan obat-obatan lainnya. Jika terkena racun pada tingkat-tinggi atau kronik, maka sel-sel hepatosit dapat mengalami kerusakan, dan menyebabkan penyakit yang disebut sirosis.

glikogen; serta memelihara kadar gula darah normal. Artinya, kondisi hati menunjukan kesehatan seluruh tubuh.

E. Pengendalian Sekresi Enzim Dan Aktivitas Usus

a. Impuls dari Otak menstimulasi Sekresi Saliva dan getah Lambung Pada Saat melihat dan mencium makanan

b. Cabang Nervus Vagus menstimulasi sel pada lambung untuk mensekresikan hormon pencemaan (Gastrin) ke dalam pembuluh darah.

c. Hal tersebut menyebabkan kelenjar gastrik pada dinding lambung mensekresikan HCI dan Pepsinogen. (Ketika makanan sampai di lambung, stimulasi diikuti sekresi gastrik).

d. Ketika Chyme dan lambung sampai di duodenum, asam dalam chyme menyebabkan sekresj hormon Sekretin, sedang protein dan lemak dalam chyme menyebabkan Sel Intestinal mensekresikan kolesistokinin

(

Cholecystokinin /CCK).

e. Kedua Hormon tersebut menyebabkan Otot Polos Usus berkontraksi perlahan, selanjutnya makanan bergerak perlahan, Lemak banyak dicerna dan diserap. Selain itu, Secretin menyebabkan Pankreas menskresi Bikarbonat (mentralkan asanm dalam chyme)

f. CCK menyebabkan pancreas mensekres&an getahnya yang banyak mengandung enzim pencema protein (Tripsin dan Kimotripsin)

KEGIATAN BELAJAR 2

SISTEM PERNAPASAN

Respirasi merupakan proses pertukaran gas antara organisme dengan lingikungan. Respirasi mencakup pengambilan oksigen (02), mengedarkannya ke sel-sel,

dan melepaskan karbon dioksida (CO2). Respirasi dalarn hal ini berarti pemapasan,

bukan respirasi sel yang tejadi dalam mitokondria ketika glukosa dan molekul organik lain dimetabolisme menjadi ATP.

Sebagian besar hewan memiliki rangkaian organ pemapasan khusus, seperti insang dan paru-paru. Silia dan otot membantu memompa udara atau oksigen yang terlarut dalam air.

Udara mengandung bermacam gas. ukuran total 760 mmHg (1 atmosfer) merupakan tekanaj total campuran gas tersebut. Kandungan oksigen sekitar 21 % dan volume udara keseluruhan dan tekanannya berarti 0,21 X 760, atau 160 mm Hg. tekanan nitrogen 593 mmHg dan karbon dioksida 0,2 mmHg.

Pada semua organisme eukariot yang dibutuhkan dalam respirasi bukan perbandingan gas di udara, tetapi jumlah atau kuantitas gas yang dikirim ke sd danjaringan tubub. Kuantitas gas yang dikirim ke set danjaringan tersehut dipengaruhi oleh empat faktor: I ) kecenderungan suatu gas untuk mernasuki cairan didekatnya mentngkat sebagai akibat tekanan parsial gas yang meningkat; 2). kelarutan gas dalam cairan rnerupakan fakior penting yang mendukung ketersediaan dan pergeraican O2dan CO2 dalam organisme dan set; 3). Suhu lingicungan organ pemapasan, darah (jikaorganismc punya) dan sel, menentukan kandungan gas dan kcmudahan gas terlarut berdifusi masuk dan keluar set; dan 4). Kecepatan difusi gas dalam cairan.

A. Permukaan Tubuh Sebagal Tempat Pertukaran Gas

Gambar 3. Pernapasan melalui permukaan tubuh pada cacing pipih (Planaria) dan cacing tanah.

yang terdapat di bawah permukaan kulit dan karbondioksida mengikut jalur kebalikannya, bergerak dari sel tubuh menuju cairan ekstraseluler, ke pembuluh darah, ke kapiler kulit dan berdifusi melalui kapiler kulit yang lembab.

B. Insang : Organ Respirasi Akuatik

Berbagai hewan akuatik memiliki organ pertukaran gas yang khusus yang disebut insang, merupakan daerah dengan luas permukaan yang besar dan jarak yang sangat pcndek untuk difusi 02 dan CO2 di antara air sekelilingnya dengan darah

Jadi insang mengandung suplai darah yang banyak dan dipisahkan dengan air di lingkungan luar oleh sel-sel kapiler yang agak tebal dan epitel insang. Darah dalam kapiler mengambil 02 dengan difusi arak dekat dan air dan masuk ke sel epitel insang selanjutnya menembus dinding kapiler.

Gambar 3. Insang pada ikan dan arah aliran air masuk insang

Trakea : Tabung Respiratori

Insekta (serangga) dan sebagian besar anthropoda memiliki trakea : tabung berisi-udara yang bercabang-cabang menjadi jaringan-kerja aliran udara yang menembus tubuh hewan tersebut dan mengirim udara secara langsung ke tubuh bagian dalam sebagai cadangan udara sementara.

Pada beberapa spesies, kantung udara dihubungkan ke bagian dalam sebagai cadangan udara sementara. Seperti insang, trakea memiliki area luas permukaan untuk Pertukaran gas dan jalur difusi jarak pendek ke kapiler dan cairan jaringan.

D. Sistem Pernapasan Pada Manusia

Sepanjang hidup manusia, tidak akan pernah berhenti membutuhkan oksigen,jadi hidup manusia bergantung kepada sistem pernapasan. Pernapasan atau respirasi merupakan proses pertukaran 02 dan CO2 antara makhluk hidup

dengan lingkungannya. Tekana udara pada permukaan bumi diukur dengan tekanan atmosfir. Masing-masrng gas dalam udara: N2, 02, dan gas lain memiliki tekanan parsial. Gas-gas tersebut memiliki kelarutan yang berbeda, hal tersebut menyebabkan pergerakan 02 dan CO2 dalam makhluk hidup.

Pada organisme tingkat tinggi proses aliran udara dibutuhkan untuk distribusi 02 dan CO2 yang memadai kejaringan tubuh.

1. Organ Pernapasan

sedangkan bagian dinding luarnya terdapat cincin kartilago atau rawan yang meli lit sepanjang pipa trakea. Trakea berujung pada cabang dua bronkus primer selanjutnya bronkus sekunder bercabang-cabang menuju bronkeolus.

Tabung bronkial mi membenmk sistem saluran udara yang berujung pada kantung-kantung yang tipis yang disebut alveolus.

Gainbar. Sistem Penapasan Manusia

2. Udara Pernapasan

Selama bernapas, dua rangkai otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis) berkontraksi dan memasukkan udara ke dalam paru-paru, jika otot relaksasi udara dikeluarkan dari paru-paru. Volume udara yang diambil disebut inhalasi, dan volume yang dilceluarkan disebut ekshalasi. Inhalasi normal mengambil volume udara 500 cc (volume tidal) atau 10% dan volume udara total dalam trakea dan paru-paru (5 liter atau 5000 cc). Inhalasi dan ekshalasi maksimal sebanyak 4 liter atau 4000cc udara (kapasitas vital) atau 80% volume udara total dalam trakea dan paru-paru. Diafragma merupakan sekat yang memisahkan rongga dada dan rongga perut, membantu fungsi pemapasan.

Gambar . Kapasitas paru-paru dan udara Pernapasan Manusia.

3. Pigmen Pernapasan

Hemoglobin dibuat dalam sel darah merah yang belum matang dan memberi warna merah pada darah. Pada hewan vertebrata, hemoglobin tetap berada pada sel darah merah. Keberadaan hemoglobin dalam sel darah merah memberikan beberapa keuntungan, yaitu: 1). Molekul hemoglobin selalu dekat dengan enzim dan faktor lain pada sitoplasma sel darah merah yang memelihara atau merubah pengikatan komponen pigmen; 2). Berikatan dengan sel, hemoglobin tidak menambah tekanan osmotik plasma darah; jika hemoglobin beredar bebas, osmosis dapat memelihara keseimbangan cairan lebih kuat dan jaringan; dan 3). Karena sel darah merah memiliki diameter yang hampir sama dengan sebuah kapiler, tekanan sel darah merah melalui kapiler dapat lebih efisien mengatur plasma dan memindahkan 02, CO2,. nutrien dan limbah.

Hemoglobin mengikat 02, ketika tekanan 02, (P02,) tinggi dalam paru-paru dan melepaskannya ketika P02, rendah dalam jaringan. pH darah dan organofosfat dalam sel darah mera serta temperature darah dapat merubah afinitas pengikatan hemoglobin terhadap 02. Mioglobin merupakan pigmen cadangan yang kebanyakan ditemukan pada aringan otot dan memelihara tersedianya 02 dan dapat melepaskannya pada keadaan kebutuhan 02, tinggi dan tingkat P02 lokal rendah.

Karbondioksida diedarkan oleh plasma darah dan sel darah merah, kebanyakan sebagal ion bikarbonat (HCO3-). Hemoglobin merupakan buffer utama darah dan pembawa H+.

Pusat pernapasan di otak (medula oblongata) dapat merespon perubahan PCO, (tckanan CO, ) dan pH ke derajat yang lebih rendah untuk mengubah P02, dalam kemoreseptor perifer. Kecepatan bemapas selama olahraga dikontrol oleh refleks mekanoreseptor, bukan melalui perubahan kimia darah.

4. Pengangkutan Gas

Reaksi terjadi dalam kapiler darah (a). tempat dimana CO2 diambil, kebalikan dart paru-paxu; (b). CO2, dialirkan ke alveoli, Kunci sistem ini adalah menjaga kadar H+ darah rendah dan pH mendekati 7,3. Jika H+ terbentuk dalam plasma dan sel darah merah, pernapasan jadi cepat; pembuangan CO2 lebih cepat dan terjadi berbagai reaksi, sehingga H+ lebih banyak bergabung dengan HC03_. Setelah H2O melepaskan H, dan 02, berdifusi ke dalam sel darah merah pada kapiler paru-paru berikatan dengan hemoglobin (menjadi HbO2 ). Dalam jaringan HbO2 melepaskan 02 yang berdifusi ke dalam sel aringan.

E. Pernapasan Pada Burung

Pada burung, paru-paru dilengkapi dengan kantung udara, yang dapat menyediakan udara segar secara terus-menerus untuk pertukaran gas. Kantung udara mengandung jumlah oksigen yang banyak untuk waktu-lama, dan terbang di ketinggian. Paru-paru burung relatif kecil dan memiliki rongga yang rapat. Sedikitnya sembilan atau lebih kantung udara, menempel pada paru-paru yang mengisi rongga tubuhnya. Kantung udara mirip balon, mengkilap dan menyimpan cadangan udara yang akan dimasukkan ke paru-paru.

SOAL DAN LATIHAN

1. Sebutkan berbagai organ tempat pertukaran udara pada hewan!. 2. Apa yang dimaksud dengan hemoglobin, sebutkan fungsinya?. 3. Sebutkan fungsi kantung udara pada burung.!

1. Berbagai hewan memiliki organ khusus untuk melakukan pertukaran 02 dan CO2 , dapat melalui permukaan kulit yang lembab pada katak, cacing pipih kecil; trakea pada serangga; insang pada ikan; dan paru-paru pada berbagai hewan lain dan manusia..

2. Hemoglobin adalah protein darah atau pigmen pemapasan yang mengandung besi yang dapat mengikat 02 ketika P02 (tekanan 02 ) tinggi dalam paru-paru dan melepaskan °2 ketika P02 (tekanan 02) rendah dalamjaringan.

3. Kantung udara mengandung jumlah oksigen yang banyak berfungsi untuk menyediakan udara segar secara terus-menerus untuk pertukaran gas, waktu-lama, dan terbang di ketinggian.

I. Respirasi adalah proses pertukaran gas 02 dan C02 antara organisme dengan lingkungannya

Udara memiliki berat terhadap perukaan bumi yang diukur dengan tekanan atmosfer. Masing-masing gas yang terdapat di udara seperti 02 dan N2 memiliki tekanan parsial. Gas memiliki perbedaan kelarutan dalam cairan, dan hal ini memiliki konsekuensi terhadap pergerakan 02 dan C02 dalam mahkluk hidup. Berbagai hewan memiliki organ khusus untuk melakukan pertukaran 02 dan C02, dapat melalui permukaan kulit yang lembab, trakea, insang dan paru-paru.

2. Jumlah gas yang dikirim ke jaringan tubuh bergantung pada faktor-faktor berikut ini

(1). Tekanan parsial gas dan kecepatan gas berdifusi (2). Kelarutan gas dalam cairan

(3). Suhu lingkungan organ pemapasan (4). Jenis organ pemapasan

3. Organ yang membantu mengubah volume rongga dada dan menarik serta melepasican udara melalui suatu sistem pompa isap pada sistem pemapasan, adalah:

(2). Diafragma (4). otot-otot antar tulang rusuk

4. Fungsi hemoglobin selain mengangkut oksigen dan karbon dioksida adalah: (1). Bufferutamadarah (3). MembawaW

(2). Mengangkut HCO3 (4). Mengurai racun

5. Pusat pemapasan di otak menanggapi perubahan yang terj adi pada: (1). PCO2 pada tingkat rendah (3). P02 pada kemoreseptor perifer (2). pH pada tingkat rendah (4). PCO2 pada tingkat tinggi.

6. Beberapa faktor yang dapat mengubah afinitas pengikatan hemoglobin terhadap 02 adalah:

(1). pH darah (3). temperaturdarth

(2). organofosfat dalam sel darah merah (4). Jumlah hemoglobin

7. Inhalasi dan ekshalasi secara normal, dapat mengambil udara sebanyak: (1). 4000cc (3). 1500cc

(2). 5000cc (4). 500cc

8. Organ yang menutup rapat laring atau lubang masuk ke trakea dan paru-paru, selama proses penelanan makanan adalah:

(1). Hidung. (3). Faring. (2). Epiglotis (4). korda vokal.

9. Pigmen pemapasan yang banyak terdapat dalam otot adalah: (1). Karbamino-hemoglobin (3). Miohemoglobin.

(2). Oksi-hemoglobin (4). Mioglobin.

10. Urutan organ pemapasan manusia yang benar mulai dan bagian atas, adalah: (1). Hidung-trakea-bronkus primer

(2). Hidung-trakea-bronkeolus

K EGIATAN BELAJAR 3

SISTEM SIRKULASI

Berbagai hewan hidup pada macam-macam habitat dengan cahaya, suhu, kelembaban, nutrien, pH, dan faktor fisik lain yang bervariasi. Dengan keadaan ekstemal yang demikian, pusat fisiologis hewan mengatur keseimbangan (homeostasis) suatu status dinamis tubuh internal.

Sistem sirkulasi dan transport mensuplai bahan-bahan yang dibutuhkan setiap sel, dan sistem imun berfungsi menjaga tubuh dan

serangan penyakit.

Darah membawa berbagai materi dari daerah tubuh tertentu dan mengawasi aktivitas dan kesehatan tubuh. Berbagai sistem sirkulasi dimiliki hewan, untuk memenuhi segala kebutuhan yang diperlukan sel-sel tubuh.

A. Transpor Material Pada Hewan

empat kali lebih lama, atau 12 jam. Difusi dapat ten adi sebagai mekanisme transpor pada makhluk hidup hanya ketika bali ahan yang dibawa sangat singkat, balk pada hewan kecil maupun besar. Hewan multiseluler yang hanya menggunakan cara difusi untuk transpor bahan-bahan, seperti pada hewan berpori (porifera) harus memiliki saluran yang membawa air laut melewati tubuh. Sel internal tidak langsung dibasahi air, jadi bahan-bahan berdifusi melalui dua — tiga lapis sel yang lebih tebal; atau seperti cacing pipih Planaria , sangat tipis dan rata. Setiap sel cukup dekat dengan permukaan tubuh dan rongga usus yang berisi cairan untuk menerima dan menukarkan bahan-bahan melalui difusi.

B. Tipe Sistem Sirkulasi

Semua hewan multiseluler yang tidak berpori, tidak tipis dan tidak rata dan berdinding tidak tipis, memiliki sistem sirkulasi yang menggerakan masa cairan melalui aliran sirkulasi yang disebut bulk flow (aliran masa cairan). Sistem sirkulasi (peredaran) dibedakan menjadi: 1). sistem peredaran tertutup dan 2). sistem peredarari terbuka.

Gambar. 4. Sistem peredaran terbuka pada belalang

Gambar. 4 . Sistem peredaran tertutup pada cacing

Limbah metabolisme (CO2. asam laktat, ion, dsb meninggalkan sel dan masuk ke cairan ekstraseluler, selanjumya berdifusi ke kapiler. Kapiler berhubungan dengan vena terkecil, kemudian ke vena besar yang membawa darah kejantung.

Vena mengembalikan makanan dalam darah metewati satu atau lebih pompa yang mengembalikannva ke arteri.

C. Sistem Sirkulasi Vertebrata

Jantung vertebrata merupakan pompa utama dengan dinding berotot tebal yang berkontraksi dengan kekuatan penuh, mengeluarkan darah menuju arteri.

Beberapa jenis ikan merniliki pembuluh kontraktil pendek, tetapi dipisahkan menjadi empat ruang yang herurutan sinus venosus, atrium, ventrikel. dan konus arteriosus.

Pada amfibi dewasa, yang mempertukarkan gas melalul kulit dan paru-paru, jantung katak memiliki tiga ruang yaitu dua atrium dan satu ventrikel. Darah dari atrium kiri bercampur dengan darah dan atrium kanan ketika masuk ke ventrikel. Darah yang kaya-oksigen dialirkan ke otak, tetapi kadar oksigen jadi menunm akibat bercampur di ventrikel.

Pada reptil (kecuali buaya), pertukaran gas hanya bergantung kepada paru-paru, pemisahan jantung untuk kepentingan berikut : darah tanpa-oksigen di jantung bagian kanan relatif tidak bercampur dengan darah beroksigen dalarn darah bagian kir jantung.

D. Sistem Sirkulasi dan Transpor Pada Manusia

Manusia dewasa tersusun dan sekitar 75 trilyun sel, masing-masing sel memiliki kebutuhan dasar yang sama seperti pengambilan energi dan lingkungan; menerima suplai nutrien, oksigen, dan bahan lainnya; membuang molekul organik tertentu, karbondioksida, dan limbah; serta memelihara homeostasis (keseimbangan), dan stabilitas status internal dan perubahan lingkungan.

Sel hati manusia terletak di kedalaman beberapa sentimeter dari permukaan tubuh, sel hati bergantung pada sistem transpor yang mampu membawa bahan yang di butuhkan dan membuang limbah. Jadi setiap sel pada manusia berdekatan dengan jaringan-kerja pengangkutan yang disebut sistem sirkulasi atau peredaran.

1. Organ Sirkulasi

Sistem sirkulasi ini terdiri dari: 1). Sebuah Pompa berotot yang disebut antung; 2). Sebuah rangkaian pembuluh, yaitu arteri dan vena, yang bercabang-cabang sepanjang tubuh; 3). Pembuluh yang sangat kecil dan disebut kapiler berada sekitar jaringan tubuh; dan 4). Darah atau cairan transport.

Pada orang dewasa, jantung berfungsi memompa darah, dan sekitar 5 liter darah beredar dalam tubuh perhari, sebanyak 1.440 kali. Jantung disusun oleh otot lurik (otot jantung), dan pada manusia memiliki empat ruang (2 atrium / serambi, 2 ventrikel / bilik).

Gambar 4. Struktur jantung, sistol dan diastol

Darah berisi cairan atau plasma darah dan sel darah sel darah leukosit dan sel darah mcrahleritrosit, sel darah putih / pembeku / trombosit). Plasma darah mengandung cairan tubuh, hormon. nutrien, sisa metabolisme, ion-ion, dan antibodi.

Sel darah memiliki fungsi antara lain : hemoglobin sel darah merah mengikat CO2 dan melepaskannya melalui paru-paru,juga mengikat 02 dan mengedarkannya ke seluruh sel jaringan tubuh; sel darah putih membantu sistem kekebalan tubuh dengan menghancurkan kuman atau protein asing yang masuk ke dalam tubuh; dan melalul peran sel darah pembeku (kepingdarah/trombosit) membantu penyembuhan luka. Sedangkan plasma darah berfungsi mengedarkan cairan tubuh, hormon, nutrien, ion-ion, dan antibodi ke sel atau jaringan tubuh; mengangkut sisa metabolisme untuk dibuang melalui ginjal sebagai urin, atau melalui kulit berupa keringat; juga mengatur homeostasis atau keseimbangan tubuh.

Darah dialirkan dan jantung melalui arteri yang berisi nutrien dan oksigen mcnuju kapiler dekat jaringan tubuh. Selanjutnya darah yang berwama kebiru-biruan dengan tekanan oksigen yang rendah bergerak masuk ke vena yang tipis, kemudian ke vena yang lebih besar, dan mencapai dua vena terbesar dalam tubuh yaitu vena cava posterior, yang membawa darah dan kaki dan sebagian besar tubuh, dan vena cava anterior yang membawa darah dan kepala, leher, dan lengan.

Gambar. 4. Peredaran darah manusia 3. Proses Pembekuan Darah

Bila terjadi luka pada tubuh, maka pembuluh darah dapat terpotong atau robek, dalam hal ini penting segera menghentikan keluarnya darah dan sistem sirkulasi untuk mencegah kekacauan dan kematian. Kerusakan jaringan endotelium (dinding dalam pembuluh darah) menyebabkan sel darah pembeku (trombosit) melekat pada bagian jaringan yang rusak dan akan mengeluar tromboplastin Selanjutnya, protein darah (protrombin) akan diubah menjadi trombin dengan bantuan tromboplastin dan ion Ca, kemudian trombin akan mengubah fibrinogen (monomer protein yang larut dalam darah) menjadi serabut fibrin (polimer/ protein darah) , sehingga terjadi pembekuan untuk menutup luka.

Protrombin Trombin

Fibrinogen Fibrin

Sel darah merah pembekuan darah

Gambar 4. Mekanisme Pembekuan Darah

4. Peuggolongan Darah

Sedangkan Seseorang pemilik golongan darali AB, tidak memiliki antibodi, tetapi memiliki antigen A dan B, sehingga dapat menerima darah dan semua golongan, sehingga disebut Recipient Universal.

Golongan Darah _{O A} B AB

Antigen dalam sel darah

Tdk

ada

A B AB

O Antibodi

Dalam Serum darah

a.b - + + +

A a - - + +

B b - + - +

AB Tdk ada - - - -

Tabel 4.1 Penggolongan Darah Manusia

Faktor Rhesus, merupakan antigen lain yang dimiliki manusia. Sekitar 85% orang kulit putih memiliki antigen tersebut pada sel darah

merahnya sehingga digolongkan Rhesus positif (Rh+); sedangkan seseorang yang tidak memiliki antigen tersebut digolongkan Rhesus negative (Rh-). Faktor rhesus _ini dapat membedakan hereditas. Jika darah Rh + ditransfusikan secara berulang kepada seseorang dengan Rh-. maka antigen (Rh +) akan menstimulasi pembentukan aglutinin anti-Rh. Kasus ini dinamakan isoimunisasi, karena antigen (Rh) dan antihodi (anti-Rh) terdapat pada spesies yang sama.

Seorang ibu dengan Rh- dan mengandung anak dengan Rh+ (di dapat dari ayah pemilik Rh+) akan diimunisasi oleh set darah merah janin yang memiliki Rh-+- melalui sirkulasi darah ibu-bayi. Pada kehamilan pertama dalam darah ibu tersebut akan terbentuk anti-Rh. Pada keharnilan kedua atau selanjutnya, anti-Rh dari darah ibu akan melintasi plasenta dan masuk ke dalam sirkulasi darah janin, dan terjadi hemolisis sel darah merah janin, selanjutnya menyebabkan kematian janin. Penyakit ini disebut Entoblastosis

fetalis. Di Amerika, 1 dari 5O wanita hamil mengalami kasus ini.

KEGIATAN BELAJAR 4

SISTEM REPRODUKSI

Individu setiap spesies , baik uniseluler maupun multiseluler, harus berreproduksi. Perkembangan tahap reproduksi mencakup tingkah laku, anatomi, dan fisiologi jantan dan betina dewasa, baik pada mentimun laut, katak, maupun manusia.

Reproduksi merupakan proses perkembangbiakan atau menghasilkan generasi baru. Pada hewan terdapat reproduksi aseksual

(tidak kawin, misalnya dengan membelah diri) dan reproduksi seksual

ovum). Reproduksi seksual berguna untuk meningkatkan keragaman genetis melalui proses pindah silang dan penyebaran secara bebas sifat-sifat genetis.

Dalam modul ini reproduksi difokuskan pada hewan vertebrata dan manusia, karena memiliki banyak hal yang menarik untuk dipahami.

A. Reproduksi Pada Vertebrata

Melalui evolusi hewan, mulai ancestor (nenek moyang) invertebrata sampai ikan, amfibi, reptil, burung, dan mamalia, termasuk manusia, gamet jantan dan betina yang haploid tetap terpelihara. Strategi dasar reproduksi seksual menghasilkan keuntungan tertentu : peningkatan keragaman genetik melalui pindah silang dan penyebaran secara bebas, serta pertemuan secara acak antara sel spema dengan sel telur.

Beberapa struktur dan proses menjamin keberhasilan reproduksi manusia yang dicapai nenek moyang kita, reptil dan mamalia pertama. Pada reptil sistem tersebut disempurnakan untuk menghasilkan telur yang tertutup, kekebalan-terpelihara, dengan empat membran dasar embrionik yang mencirikan setiap embrio manusia. Mamalia pertama rupanya berkembang dengan kemampuan untuk tetap mengembangkan embrio didalam tubuh betina untuk periode yang lama. Selama waktu kehamilan tersebut, embrio diberi makan dan disuplai oksigen, sebelumnya dijaga dari serangan penyakit oleh sistem imun ibunya. Setelah lahir, mamalia purba memberi makan bayinya dari kelenjar susu, seperti pada manusia dan mamalia lain saat ini.

lingkungan dan musim membuatnya bertahan hidup dengan sangat baik (misalnya estrus terjadi pada bulan Oktober dan kelahiran bayi terjadi pada bulan April) atau (2) melahirkan bayi pada awal tahun (saat kondisi tidak optimal) jadi beberapa bulan kemudian, ketika bayi tumbuh dan membutuhkan banyak air susu, makanan tersedia secara maksimal untuk produksi dan sekresi air susu ibunya.

Di antara primata, khususnya manusia, estrus mengikuti beberapa pola. Individu betina dan apes cenderung memasuki estrus tidak sesuai, hal ini berarti saat kawin dan melahirkan dapat memakan waktu beberapa tahun. Betina tersebut akan kawin ketika estrus, hal ini meningkatkan kesempatan untuk memperoleh kehamilan. Wanita (pada manusia) memperlihatkan sedikit perbedaan pada fase estrus dan dapat berreproduksi sepanjang tahun. Hal ini sangat signifikan bahwa wanita dapat melakukan aktifitas seksualnya tidak bergantung pada reproduksi : sejauh ini tingkah laku seksual tidak berkaitan dengan ovulasi. “Kesiapan seksual” bergantung pada pusat otak besar manusia dan tingkah laku yang mengendalikannya.

B.Reproduksi Pada Manusia 1. Pembentukan Gamet

Proses pembentukan sel gamet jantan disebut spermatogenesis, testis merupakan tempat pembentukan sperma dalam sistem reproduksi pria. Testis menghasilkan sel-sel khusus yang disebut spermatogonia yang akan berubah menjadi spematosit primer, spermatosit sekunder, spermatid dan akhirnya membentuk sperma. Proses pelepasan sperma disebut ejakulasi.

flgalum dan menyediakan energi untuk gerakan sperma seperti pukulan cambuk.

Gambar 4. Tahap-tahap Spermatogenesis

2. Hormon Yang Berperan Dalam Sistem Reproduksi

Beberapa hormon terlibat dalam sistem reproduksi manusia. Hormon-hormon tersebut berfungsi : siklus menstrusi, siklus persiapan uterus untuk menerima embrio, membantu pembentukan dan pertumbuhan sel gamet jantan dan betina; membantu pelepasan sel gamet; membantu pertumbuhan alat kelamin sekunder; membantu produksi hormon lain yang berperan dalam sistem reproduksi, yang tersaji pada tabel 8-1.

Tabel . Hormon Pada Sistem Reproduksi Pria Dan Wanita

3. Sistem Reproduksi Pria

Sistem reproduksi pria terdiri atas : 1). testis (buah zakar); 2). Tubulus seminiferus; 3).epididimis ; 4). vas deferens; 5). vesikel seminal; 6). kelenjar prostat (menghasilkan prostaglandin, untuk meningkatkan pH semen atau cairan sperma); 7). uretra bagian ujung tempat terjadinya ejakulasi (pelepasan sperma dan semen), setiap ejakulasi 3 – 4 ml, mengandung 300-500 juta sperma.

Testis merupakan tempat menghasilkan sperma dalam sistem reproduksi pria. Sebagian besar jaringan dalam testis mengandung

tubulus seminiferus, saluran yang jika dilepaskan dari satu testis manusia dan direntangkan, panjangnya bisa mencapai dua kli lapangan sepakbola. Suhu ideal untuk produksi sperma yang baik adalah 340C, atau lebih rendah dari suhu tubuh manusia (37,5 0C), testis dilindungi oleh skrotum di luar kehangatan rongga tubuh.

Sperma yang matur/matang dipindahkan dari tubulus seminiferus ke tempat penyimpanan yang disebut epididimis, sebelum dilepaskan kedalam tabung lain, yang disebut vas deferens. Vas deferens melalui rongga tubuh dan akhirnya bergabung dengan uretra. Dalam epididimis ini, sprema menjadi motil (bergerak), sebagai persiapan untuk perjalanannya dalam saluran reproduksi wanita.Uretra bagian ujung tempat terjadinya ejakulasi (pelepasan sperma dan semen), setiap ejakulasi 3 – 4 ml, mengandung 300-500 juta sperma.

Kontraksi sel otot polos yang menjalin vas deferens, membantu pergerakan sperma sepanjang saluran tersebut, sedangkan vesikel seminal dan kelenjar prostat memberi nutrien berupa gula, asam lemak, yang disebut prostaglandin, dan penambahan substansi yang meningkatkan pH sehingga cairan sperma menjadi alkalin. Gabungan cairan tersebut disebut semen.

jaringan mirip-busa : dua corpora cavernosa dan satu corpus spongiosum. Ujung penis disebut glans, memiliki diameter lebih besar dari batangnya dan memiliki banyak ujung saraf sensori.

Gambar. 4. Organ reproduksi pria

Hormon seks pria disebut androgen. Hormon dipindahkan dari otak dan kelenjar hipofisa ke testes. Hipotalamus bagian otak melepaskan dua hormon ke kelenjar hipofisa anterior. Plepasan hormon tersebut memicu pelepasan gonadotropin (FSH dan LH) ke dalam darah. Pada embrio dan bayi laki-laki, LH berperan dalam sel intestitial yang bertempat di antara tubulus seminiferus. Sel ini merespon LH untuk membuat dan mensekresikan testosteron, suatu androgen ke dalam darah. FSH pada tubulus seminiferus membantu produksi sperma. FSH diatur oleh inhibin yang dihasilkan oleh sel sertoli.

4. Sistem Reproduksi Wanita

Sistem reproduksi wanita terdiri atas : 1). Dua ovarium/indung telur kiri dan kanan; 2). Dua tuba fallopi (saluran telur); 3). Uterus atau rahim (tempat pertumbuhan janin); 4). serviks (leher rahim); dan 5). Vagina

Gambar 4. Organ reproduksi perempuan

Persiapan bulanan dinding uterus untuk pembuahan telur dimulai pada pubertas, menstruasi pertama, dan bergantung pada beberapa hormon gonadotropin dan ginogen, atau hormon seks wanita. FSH , suatu gonadotropin yang dihasilkan kelenjar hipofisa untuk menstimulasi folikel ovarian dalam menumbuhkan dan mematangkan sel telur. Pada wanita, ovarium mengatur kadar FSH. Pada saat yang bersamaan, LH dilepaskan dari kelenjar hipofisa untuk menstimulasi folikel untuk membuat hormon estrogen, suatu ginogen. Fungsi estrogen diantaranya menebalkan dinding uterus (rahim) menjadi 2-6 mm dan menjadi banyak pembuluh darah.

melepaskan sel telur, yang sebelumnya menghasilkan ginogen lain yaitu progesteron, sebagai tambahan terhadap estrogen.Progesteron membantu penebalan dinding uterus, juga mencegah pematangan dan pelepasan telur, jika terjadi pembuahan akibat aktifitas seksual.

Gambar 4. Siklus bulanan kadar hormon pada wanita.

kembali sekresi kelenjar hipofisa (FSH dan LH) yang diharapkan untuk memulai siklus baru.

Sampai usia 45-50 tahun, ovarium akan kehilangan sensitifitasnya terhadap FSH dan LH dan berhenti menghasilkan progesteron dan estrogen, berikutnya merupakan akhir dari siklus menstrual bulanan, yang keseluruhannya disebut menopause

Seperti pada pria, pada wanita ciri kelamin sekunder berkembang ketika pubertas, dalam respon terhadap adanya hormon seks. Sekresi estrogen pada wanita menyebabkan perkembangan buah dada, perubahan bagian tubuh dan perpindahan lemak, pertumbuhan rambut, mulainya ovulasi dan responseksual wanita.

5. Alat Keluarga Berencana Dan Reproduksi Bantuan a. Alat Keluarga Berencana

- KB Wanita : Intra Uterin Device (IUD; spiral, cupper T), Pil KB , Suntik Hormon, Susuk, Tubektomi, dan lain-lain.

- KB Pria : Vasektomi, Kondom, dan lain-lain.

b. Alat Reproduksi Bantuan

LATIHAN 1

1. Mengapa sperma berbagai mamalia disimpan dalam skrotum? 2. Jelaskan perjalanan sperma mulai testis sampai ke uretra!

3. Sebutkan beberapa hormon yang terlibat dalam sistem reproduksi pria dan wanita serta fungsinya.

Untuk dapat menjawab latihan secara lengkap. Carilah buku-buku dan bahan bacaan lain yang memuat tentang sistem reproduksi pada hewan, dan Anda dapat mengacu pada rambu-rambu pengerjaan latihan berikut :

1. Suhu ideal untuk produksi sperma yang baik adalah 340C, atau lebih rendah dari suhu tubuh manusia (37,5 0C), testis dilindungi oleh skrotum di luar kehangatan rongga tubuh.

2. Testis (buah zakar) - Tubulus seminiferus -.epididimis - vas deferens- uretra bagian ujung tempat terjadinya ejakulasi (pelepasan sperma dan semen), setiap ejakulasi 3 – 4 ml, mengandung 300-500 juta sperma.

TES FORMATIF 1

Petunjuk : Pilihlah A. Jika jawaban (1), (2), dan (3) benar B. Jika jawaban (1), dan (3) benar C. Jika jawaban (2), dan (4) benar D. Jika jawaban (4) saja yang benar

1. Urutan yang benar organ reproduksi wanita terdiri dari : (1). Ovarium-tuba falopi

(2). Tuba falopi-ovarium (3). Uterus-vagina (4). Uterus vagina

2. Hormon yang dihasilkan oleh kelenjar hipofisa, yang berperan dalam sistem reproduksi pria dan wanita adalah :

(1). FASH (2). FSH (3). ADH (4). LH

3. Suhu ideal untuk produksi sperma yang baik, adalah : (1). 370C

(2). 340C

(3). Lebih tinggi dari suhu tubuh (4). Lebih rendah dari suhu tubuh

4. Hormon progesteron dihasilkan oleh korpus luteum, fungsinya adalah :

(4). Membantu ovulasi

5. Hormon-hormon yang membantu perkembangan alat kelamin sekunder adalah :

(1). Testosteron (2). FSH

(3). Estrogen (4). Progesteron

6. Jika tidak terjadi pembuahan sel tlur oleh sperma, maka proses yang terjadi pada sistem reproduksi wanita adalah :

(1). Korpus luteum mulai menyusut (2). Produksi progesteron berhenti

(3). Resorpsi dan pelepasan endometrium (4). Perkembangan korpus luteum

7. Sampai usia 45-50 tahun, wanita akan memasuki tahap menopause artinya terjadi beberapa proses berikut ini :

(1). ovarium tidak sensitifitas terhadap FSH dan LH (2). Produksi estrogen berhenti

(3). Produksi progesteron berhenti (4). Produksi progesteron meningkat

8. Penis disusun oleh masa jaringan mirip-busa terdiri dari : (1). dua corpora cavernosa

(2). dua corpus spongiosum (3). satu corpus spongiosum (4). dua corpora cavernosa

9. Hormon estrogen, termasuk ginogen pada wanita yang berfungsi sebagai berikut :

(1). Menebalkan dinding uterus (2). Mencegah pembentukan sel telur

10. Perjalanan sperma dari teatis melewati bagian-bagian berikut ini : (1). Tubulus seminiferus

(2). epididimis (3). Vas deferens (4). Uterus

REFLEKSI

Untuk mengetahui kebenaran jawaban Anda, bandingkan dengan kunci jawaban pada bagian akhir modul ini. Hitunglah jumlah jawaban yang benar, selanjutnya hitung tingkat penguasaan Anda terhadap materi di atas dengan menggunakan rumus :

Jumlah jawaban yang benar

Tingkat penguasaan = --- X 100% 10

Arti tingkat penguasaan yang Anda capai : 90% - 100% = baik sekali

80% - 89% = baik 70% - 79% = cukup < 69% = kurang

KEGIATAN BELAJAR 5

SISTEM SARAF

Berbagai proses fisiologis yang terjadi pada semua sistem organ dalam tubuh harus dikoordinasikan dan dikendalikan, jika suatu organisme ingin menggabungkan fungsi-fungsi sistem organ tersebut. Koordinasi demikian atau gabungan dari unsur-unsur ke dalam keseluruhan hormon disebut integrasi. Integrasi aktivitas berbagai sel, jaringan dan organ pada organisme multiseluler diperoleh dari dua sistem kendali yaitu sistem saraf dan endokrin (hormon), yang bekerja melalui prinsip umum yang sama , yaitu : menggunakan molekul, ion, atau sinyal elektrik untuk komunikasi sel-ke-sel; dan memicu perubahan sel efektor khusus dan organ-organ, yang membuat perubahan fisiologis atau tingkah laku organisme. Menurut ahli biologi tradisional, cara kerja sistem endokrin (hormon) dibedakan dari sistem saraf yaitu sistem endokrin bekerja akibat aksi hormon yang lambat, sedangkan sistem saraf bekerja akibat sinyal elektrik yang cepat. Penelitian moderen menunjukkan bahwa terdapat keterikatan yang sangat kuat pada sekresi lusinan hormon yang distimulasi oleh sel saraf dan mengatur aktivitas saraf atau sirkulasi neuronal.

A. Sistem Saraf

Gambar. Neuron dan bagian-bagiannya.

Neuron tidak hanya mendapatkan transduksi energi dari suatu stimulus, tetapi juga menyalurkan informasi dalam bentuk impuls saraf tersebut dan mengkomunikasikannya dengan sel lain dalam jaringan kerja saraf.

1. Struktur Neuron

Neuron terdapat dalam berbagai bentuk, tetapi memiliki empat struktur dasar , dengan fungsi masing-masing yaitu :

Banyak neuron hanya memiliki satu dendrit, tetapi ada yang tidak memiliki dendrit dan menerima pesan secara langsung pada permukaan badan selnya dari neuron lain;

2). Badan sel : suatu tempat pemelihara seluruh perbaikan sel. Badan sel berisi nukleus (inti) dan bermacam organel seperti yang ditemukan pada sel tubuh lain. Sintesis protein dan sejumlah aktifitas metabolisme terjadi dalam badan sel saraf ini, dengan produk- produknya untuk pemeliharaan neuron tersebut;

3). Kabel (axon) : berfungsi menghantarkan pesan. Axon merupakan kabel neuronal yang menghantarkan sinyal dalam bentuk potensial aksi (impuls saraf) dari satu sel ke sel lain dalam sistem saraf. Bagian tempat axon menempel pada badan sel disebut axon hillock yang dianggap sebagai tempat dihasilkannya potensial aksi. Beberapa axon memiliki selaput mielin yang berisi sel glia, fungsi mielin adalah mempercepat transmisi potensial aksi dan mempercepat fungsi sistem saraf.

4). Ujung kabel khusus (ujung sinaptik) : merupakan ujung axon yang berfungsi menyambungkan komunikasi dengan sel berikutnya dalam jaringan saraf. Suatu ujung sinapstik dan permukaan sel target bersentuhan secara bersama-sama membentuk sinaps. Sinapsis adalah tempat suatu neuron mengkomunikasikan sinyal baik secara kimia maupun elektrik dengan sel target (berupa sel otot atau sel sekretori). Ujung sinaptik mewngandung paket bahan kimia yang digunakan untuk komunikasi antara sel satu dengan sel lain, yang disebut

neurotransmiter.

2. Tiga Tipe Utama Neuron

1). Neuron Reseptor (sensori) : merupakan transduser energi terspesialisasi. Setiap neuron reseptor sensitif terhadap bentuk stimulus tertentu, seperti cahaya, tekanan, panas, atau bahan kimia tertentu, dan sekali stimulus ini diterima oleh dendrit akan memicu perubahan aktifitas elektrikal yang menjalankan sebuah impuls menuju akson. Sejumlah organ sensori memiliki banyak sel reseptor : pada mata terdapat 100 juta, pada telinga 20.000. Sel reseptor tersebut tanpa akson dan menyampaikan informasinya ke neuron sensori sebenarnya, yang membawanya ke interneuron atau kadang-kadang ke neuron motor.

2). Interneuron : menerima informasi dari neuron reseptor, atau interneuron lain, dan memproses informasi tersebut, kemudian mengirimkan komando kepada neuron efektor. Sekitar 98% sistem saraf manusia adalah interneuron atau sekitar 10 milyar. Sirkuit interneuron semata-mata merupakan tempat untuk mengkoordinasikan neuron motor, selanjutnya pergerakan dan aktifitas bagian-bagian tubuh. Sirkuit interneuron juga memproses pesan tingkat tinggi, seperti belajar dan mengingat, juga tempat integrasi sistem saraf. Interneuron disebut juga neuron asosiasi.

Gambar. Tiga tipe neuron, reseptor, interneron, dan efektor

3. Bagian-Bagian Sistem Saraf

Sistem saraf pada manusia dapat dibedakan menjadi :

1). Sistem saraf pusat (central) : dibagi menjadi a). Otak (serebrum, serebelum, medulla oblongata); dan b). sumsum tulang belakang (spinal cord).

Gambar . Otak manusia dan bagian-bagiannya.

4. Lintasan Neuron Pada Sistem Saraf

Sistem saraf memiliki berbagai kompleksitas, mulai jaringan kerja sederhana pada organisme dengan tingkahlaku yang sedikit rumit sampai pada komputer hidup yang rumit (otak) pada organisme dengan tingkahlaku yang paling rumit.

a. Lintasan Sederhana

Pada hewan, sel terspesialisasi berkembang untuk menerima dan menaggapi stimuli. Hewan spons memiliki sejumlah sel yang mengandung neuron, tetapi bukan sistem saraf sebenarnya, coelenterata (cnidarians) seperti ubur-ubur, hidra, memiliki jaringan saraf, tanpa pusat pengendali, tetapi sering memiliki kumpulan jaringan-kerja dekat mulut. Hewan tersebut memiliki dua lintasan, pertama neuron dengan konduksi-cepat yang mengendalikan gerakan otot; kedua neuron dengan konduksi-lambat, untuk mengendalikan makan. Sinapsis dalam jaringan saraf demikian dapat dikonduksi dari segala arah, jadi tidak memperbaiki mekanisme pertahanan hidup yang menerima stimuli dari segala arah.

b. Lintasan Kompleks

Komponen utama sistem saraf berikutnya dikembangkan setelah jaring-jaring saraf, terdapat relex arc dan pusat pengendali saraf. Reflex arc dimulai dengan input sensori yang dapat terjadi pada sel reseptor sensori, yang menerima cahaya, tekanan, panas dan lain-lain dan mengubah sinyal fisik tersebut menjadi bentuk elektrokimia yang mengaktifkan neuron sensori. Sebagai alternatif, neuron sensori sendiri dapat berfungsi sebagai reseptor (untuk bau, pada hidung manusia) dan sebagai neuron yang menjalarkan informasi pada tungkai pertama reflex arc. Reflex arc sederhana berupa lintasan dua-neuron yang mengkaitkan dua-neuron sensori secara langsung ke dua-neuron motor. Tipe sirkuit ini jarang terjadi, meskipun terdapat pada primata (misalnya, reflex hentakan lutut pada manusia).

lintasan, memberi keuntungan besar untuk meningkatkan proses dan keluaran informasi yang rumit. Pada lintasan yang paling kompleks dihasilkan kelipatan keluaran eksitatori dan inhibitori , dan tingkah laku tidak lama mengarah pada refleks, karena proses demikian melibatkan pembelajaran.

Evolusi otak dan kompleksitas tingkahlaku diantara hewan merupakan evolusi komponen interneuron dan lintasan. Kumpulan badan sel neuron (ganglia) bertanggung jawab untuk fungsi koordinasi atau tingkah laku pada hewan simetris bilateral, ganglia memiliki ukuran dan kompleksitas yang sangat bervariasi; ganglia dalam otak merupakan ganglia paling kompleks diantara semua ganglia. Umumnya gangglia otak disusun terutama oleh interneuron, sedangkan ganglia lokal pada bagian tubuh banyak mengandung neuron motor.

B. Alat Indera

Indera pada manusia berfungsi sebagai reseptor atau penerima rangsang saraf. Rangsang yang datang dapat berupa sentuhan, suara, cahaya, rasa, bau, yang dapat dideteksi oleh masing-masing indera manusia, yaitu :

1). Kulit

Dekat permukaan kulit terdapat reseptor yang dapat mendeteksi sentuhan halus, reseptor tersebar tidak merata. Setiap sentimeter persegi kulit ujung jari terdapat 100 reseptor, sedangkan bagian belakang tangan hanya 10 reseptor. Gambar di bawah ini menunjukkan berbagai reseptor yang terdapat pada kulit manusia.

Gambar 4. Kulit beserta receptornya

Pada berbagai vertebrata dapat menanggapi perubahan suhu. Ujung saraf pada kulit dan lidah merubah pola aktifitas neuronnya ketika terjadi perubahan suhu di sekitarnya. Reseptor panas (thermoreseptor) menghasilkan impuls saraf sebagai akibat peningkatan suhu lingkungan, reseptor dingin segera menghasilkan impuls saraf ketika suhu ujung saraf turun. Pada ular, perubahan suhu lingkungan digunakan untuk mendeteksi mangsanya.

2). Telinga

pendengaran dan memukul gendang telinga (membran timpani),

sehingga berfibrasi. Selanjutnya vibrasi ini dilanjutkan ke tiga tulang kecil yang disebut osikel juga berfungsi mengkonsentrasikan vibrasi.

Telinga tengah penuh dengan udara dan dihubungkan ke udara luar oleh tabung Eustachius ke dalam nasofaring. Vibrasi mekanis dari osikel paling dalam (sanggurdi) ditransmisikan melalui membran yang fleksibel (jendela oval) ke koklea (telinga bagian dalam, beruba tabung panjang sekitar 3 cm yang menggulung seperti rumah siput dan berisi limfa). Di dalam ruangan konlea bagian dalam atau tengah, terletak organ corti, yang berisi ribuan sel “rambut” peka yang merupakan reseptor fibrasi sebenarnya. Sel- sel rambut ini terletak di antara membran basilar dan membran tektorial. Vibrasi dalam cairan koklea menimbulkan vibrasi dalam membran basilar. Hal ini menggerakan sel-sel rambut peka itu terhadap membran tektorial, dengan demikian menstimulasinya. Impuls listrik yang timbul dalam sel-sel ini kemudian mengawali impuls saraf yang menjalar kembali sepanjang saraf auditori ke otak

Telinga merupakan reseptor indera istimewa yang tepat dan serbaguna. Banyak orang muda dapat mendengar bunyi dengan frekuensi serendah 16 sampai setinggi 20.000 hertz (putaran per detik). Telinga juga dapat mendeteksi : (1) posisi tubuh yang berhubungan dengan gravitasi dan, (2) gerakan tubuh.

3). Mata

Mata manusia berbentuk agak bulat. Mata dibalut oleh tiga lapis jaringan yang berlainan. Lapisan luar, yaitu lapisan sklera, sangat kuat, berwarna putih (putih mata) kecuali di depan. Lapisan ini membentuk kornea yang bening, yang berfungsi menerima cahaya masuk ke bagian dalam mata dan membelokkan berkas cahaya sehingga dapat difokuskan. Permukaan kornea tetap basah dan bebas debu karena sekresi dari kelenjar air mata.

Lapisan tengah mata, yaitu lapisan koroid, amat berpigmen dengan melanin dan sangat banyak pembuluh darah. Lapisan ini berfungsi untuk menghentikan refleksi berkas cahaya yang menyimpang di dalam mata. Di bagian depan mata, lapisan koroid membentuk iris. Iris juga dapat berpigmen dan bertanggungjawab terhadap “warna” mata. Suatu bukaan, yaitu pupil (biji mata) ada di tengah iris. Besarnya bukaan berbeda-beda dan dikendalikan secara otomatis. Pada cahaya suram (saat ada bahaya), pupil membesar agar cahaya lebih banyak masuk ke mata. Pada cahaya terang, pupil mengecil, untuk mencegah cahaya masuk berlebihan.

Lapisan dalam mata ialah retina. Terdiri atas reseptor cahaya (fotoreseptor) yang sesungguhnya, yaitu batang dan kerucut, fungsinya sama seperti film pada sebuah kamera.

mengistirahatkannya sehingga membiarkan lensa itu berbentuk hampir seperti bola. Perubahan bentuk lensa ini memungkinkan mata untuk mengubah fokusnya (berakomodasi) dari obyek yang jauh ke obyek yang dekat atau sebaliknya.

Iris dan lensa membagi bagian dalam bola mata menjadi dua ruang utama. Ruang anterior berisi cairan mengandung air, yaitu humor aqua; ruang posterior berisi bahan seperti jeli yang teramat jernih, yaitu humor vitra.

Gambar 4. Struktur mata manusia

Gerakan bola mata dilakukan oleh tiga pasang otot, aksi otot-otot yang terkoordinasi memungkinkan mata digerakkan ke segala arah.

dibantu dengan kaca mata dengan lensa cembung. Sebaliknya bila mata terlalu panjang, atau lensanya terlalu membola dapat menyebabkan berpenglihatan dekat. Bayangan obyek yang jauh difokuskan di depan retina dan menjauhi fokus lagi sebelum cahaya itu benar-benar mengenai retina. Kelainan ini dapat dibantu dengan kaca mata dengan lensa cekung. Lensa mata yang memburam disebut

katarak.

Mata Cephalopoda dan Arthropoda.

Pasangan mata cephalopoda (misalnya gurita,remis) memiliki struktur dan fungsi yang kuat seperti mata vertebrata, termasuk penempatan kornea, pupil, lensa, retina, dan bagian lain. Perbedaannya terletak pada memfokuskan obyek, pemrosesan saraf dan anatomi, evolusi mata kamera pada vertebrata dan invertebrata laut disebabkan luas area permukaan untuk mengatur pigmen yang terlihat dan pada jaringan – kerja saraf untuk memulai pemrosesan informasi visual.

Gambar 4. Mata majemuk pada serangga

berbeda. Pada omatidia kepiting , cahaya masuk melalui suatu lensa kedalammkelompok sel sensori (sel rerinular) yang memiliki molekul pigmen penglihatan yang tesebar pada sejumlah mikrovili (secara keseluruhan disebut rhabdomer). Ketika molekul pimen distimulasi, pembawa pesan kedua dapat berperan, sel retinular mengalami depolarisasi, dan sel esentrik tungga omatid menghasilkan dan menjalarkan impuls saraf ke otak. Mata majemuk arthropoda berperan sebagai kumpulan lensa, cermin parabola, dan pemandu cahaya yang membias, terpusat, dan mendeteksi tingkat cahaya yang rendah dan membantu penglihatan kedalaman yang baik.

4). Lidah

Agar suatu zat terasakan, zat tersebut harus larut dalam kelembaban mulut. Zat tersebut dapat menstimulasi kuncup rasa (taste buds), hanya jika berada dalam suatu larutan. Pada permukaan lidah manusia terdapat sekitar 10.000 kuncup rasa, beberapa diantaranya ditempatkankan pada papila lidah. Setiap kuncup rasa memiliki kelompok sel reseptor rasa (gustatori).