Halaman
Biologi SMA/MA Kelas XI89SISTEM GERAKMANUSIA3Tujuan PembelajaranPada bab ini Anda akan mempelajari tentang struktur, fungsi, dan kelainan yangdapat terjadi pada alat gerak. Dengan mempelajari materi dalam bab ini,diharapkan Anda dapat mengetahui keterkaitan antara struktur, fungsi, dan prosesserta kelainan yang terjadi pada rangka dan otot sehingga Anda dapat memahamitentang sistem gerak pada manusia serta dapat berusaha mencegah agar tidakmengalami gangguan pada sistem gerak tersebut.Kata Kunci•rangka•otot•tulang•sendi•artikulasi•osteon•epifise•kalsifikasi•endoskeleton•antagonis•kontraksiSetiap manusia hidup melakukan akti-vitas bergerak, misalnya gerak badan ber-jalan dan berlari. Aktivitas gerak itu dilaku-kan oleh otot dan rangka. Tanpa kita sadaripun, otot-otot organ dalam selalu bergerakmenjalankan fungsinya.Gambar 3.1 Gerak BerlariSumber: Tempo, 17 November 2002
Biologi SMA/MA Kelas XI90PETA KONSEPSistem GerakAlat gerak pasifTulangditinjau dariadalahterdiri atasLetakrangkaJenistulangMatrikstulangBentuktulangSistemrangka•Endo-skeleton•Ekso-skeleton•Tulangrawan•Tulangsejati•Tulangkompak•Tulangspons•Tulangpipa•Tulangpipih•Tulangpendek•Sinar-trosis•Amfiartrosis•Diar-trosis•Aksial•Apen-dikulerAlat gerak aktifOtotditinjau dariadalahSifat gerakanototJenisotot•Sinergis•Antago-nis•Lurik•Polos•JantungKontraksi/RelaksasiGerakterdiriatasterdiriatasterdiriatasterdiriatasterdiriatasterdiriatasterdiriatasmelekatpadameliputicara kerjahasilHubunganantartulang
Biologi SMA/MA Kelas XI91Dalam satu hari, banyak aktivitas yang kita lakukan, misalnya mandi,makan, berjalan, berlari, berolahraga, dan sebagainya. Manusia dapatmelakukan segala macam aktivitas bergerak itu karena dia memiliki sistemorgan gerak. Organ gerak manusia ada dua macam, yaitu otot dan rangka.Bagaimana alat tersebut dapat membantu gerakan kita? Anda dapatmengetahuinya dengan mempelajari bab ini.A LETAK DAN FUNGSI RANGKAAnda tentu pernah makan ayam goreng. Jika sedang makan ayam, makaAnda akan menemukan bagian daging yang berada di sebelah luar dantulang yang berwarna putih di bagian dalamnya. Daging ini sebenarnyaadalah otot, adapun tulang-tulang akan membentuk suatu kesatuan yangdisebut rangka. Coba perhatikan, letak otot dan rangka yang berdampingandan melekat sangat erat. Coba jelaskan hubungan antara keduanya! Apapula fungsi keduanya bagi tubuh ayam?Pertanyaan tersebut bisa dihubungkan dengan beberapa aktivitas sehari-hari yang kita lakukan. Kita bisa bergerak, berjalan, dan melakukan berbagaiaktivitas karena ada bagian tubuh yang mengadakan kontraksi dan relaksasi.Bagian tersebut adalah rangka dan otot.Gerakan kita sebenarnya merupakan hasil kerja sama dari rangka danotot. Otot adalah bagian tubuh yang mampu berkontraksi, sedangkanrangka tidak mempunyai kemampuan seperti itu. Jika otot berkontraksi,secara otomatis rangka juga ikut bergerak karena otot terletak melekat eratdengan rangka. Oleh sebab itu dapat dikatakan bahwa otot adalah alatgerak aktif, sedangkan rangka merupakan alat gerak pasif. Mengapa rangkadapat dikatakan sebagai alat gerak pasif? Hal ini disebabkan pergerakanrangka sebenarnya disebabkan adanya kontraksi otot.Berdasarkan letak susunannya, rangka dapat dibedakan menjadi dua.1. Rangka endoskeleton, yaitu rangka yang terletak di dalam tubuh2. Rangka eksoskeleton, rangka ini terletak di luar tubuh.Rangka endoskeleton terdapat pada hewan vertebrata, sedangkanrangka eksoskeleton terdapat pada hewan invertebrata. Coba Anda berikancontohnya!Apakah fungsi rangka bagi tubuh? Secara umum, fungsi rangka adalahsebagai berikut.1. Sebagai Alat Gerak PasifRangka bisa bergerak apabila ada kontraksi otot sehingga dikatakan bahwagerak rangka tergantung otot.
Biologi SMA/MA Kelas XI922. Tempat Melekatnya Otot RangkaLetak otot melekat pada rangka. Otot dan rangka letaknya berdamping-an dan melekat erat.3. Memberi Bentuk TubuhKonstruksi tulang pada tubuh kita yang sedemikian rupa dapat memberibentuk tubuh. Perhatikan bentuk tubuh Anda dari kepala, badan, lengan,dan kaki, yang mempunyai bentuk berbeda-beda. Hal ini disebabkan karenakerangka yang berbeda-beda pula. Coba sebutkan bentuk masing-masinganggota tubuh tersebut!4. Memberi Kekuatan dan Menunjang Tegaknya TubuhJika kita ukur, berat tulang yang sebe-narnya pada orang dewasa ± 5-9 kg. Jikadibandingkan dengan berat tubuh kita,masih ringan bukan? Tetapi, meskipundemikian ternyata tulang kita memilikikekuatan luar biasa. Buktinya, ia dapatmenopang berat badan tubuh kita yanglebih berat. Coba perhatikan seorang pe-kerja keras, seperti kuli bangunan yang se-ring mengangkat beban berat, hal ini me-nunjukkan kekuatan yang luar biasa padatulang kita. Tulang yang kuat terutamaadalah tulang yang berbentuk pipa, yaituyang terletak di lengan dan pangkal kaki.5. Melindungi Organ Tubuh yang LemahTulang yang mempunyai fungsi ini terutama yang menyusun tulangdada, tulang rusuk, dan tulang belakang. Dengan adanya tulang-tulangtersebut, organ tubuh yang vital seperti jantung dan paru-paru dapat ter-lindungi.6. Tempat Pembentukan Sel Darah Sel darah dibentuk di dalam sumsumtulang. Sumsum tulang ini terletak dirongga-rongga bagian dalam tulang.Perlu DiketahuiTingkat produksi sumsumtulang mencapai 260 miliarsel darah merah dan 135miliar sel darah putih perhari.Perlu DiketahuiTulang merupakan hasilarsitektur yang sempurna.Tulang paha memiliki ke-kuatan lebih daripada se-batang beton padat yangsama beratnya. Kekuatanini akan sangat bergunauntuk menopang berat tu-buh manusia saat berja-lan. Akan tetapi, di sisi lainkonstruksi tulang juga ri-ngan sehingga kita dapatberjalan atau berlari cepat.
Biologi SMA/MA Kelas XI93B MACAM-MACAM TULANG DAN STUKTURNYATulang-tulang penyusun tubuh dibedakan berdasarkan hal-hal berikut.1. Jenis Tulanga. Tulang Rawan (Kartilago)Jika Anda meraba permukaan hidung dan telinga, maka Anda akanmerasakan permukaan yang lentur. Itulah contoh tulang rawan. Tulang rawandapat ditemukan pada embrio, anak-anak, dan orang dewasa. Tulang rawanpada embrio dan anak-anak berasal dari sel-sel mesenkim. Pada embrio, bagiandalam tulang rawan berongga dan berisi sel-sel pembentuk tulang yangdisebut osteoblas.Tulang rawan pada anak-anak lebih banyak mengandung sel-sel tulangrawan daripada matriksnya. Kondisi ini berkebalikan dengan tulang rawanpada orang dewasa yang justru lebih banyak mengandung matriks. Tulangrawan pada orang dewasa terbentuk dari selaput rawan yang disebutperikondrium, yang banyak mengandung matriks.Tulang rawan pada orang dewasa terbentuk dari selaput rawan yangdisebut perikondrium, yang banyak mengandung sel-sel pembentuk tulangrawan yang disebut kondrioblas. Tulang rawan ini dapat dijumpai padabagian tubuh, di antaranya pada ujung tulang persendian, taju pedang,cincing batang tenggorok, daun telinga, antara tulang rusuk, antara ruastulang belakang, dan lain-lain.b. Tulang Sejati (Osteon)Untuk mengetahui tulang seja-ti, coba peganglah pergelangantangan Anda, kemudian tekanlah!Anda akan menemukan sebuahtulang yang keras. Itulah salah satucontoh tulang sejati. Tulang sejatibersifat keras dan matriksnyabanyak mengandung kalsium danfosfat. Matriks tulang juga banyakmengandung zat perekat. Di da-lamnya terdapat jaringan-jaringanseperti sarang lebah yang sangatkeras dan kuat, pada bagian tengahtulang terdapat sumsum tulangyang bertugas membuat sel darah merah dan sel darah putih.Gambar 3.2 Struktur tulangTulang SumsumSumber: Biologi 1, HT. Transvisi, 1990Tulangspon Tulang keras
Biologi SMA/MA Kelas XI94Struktur tulang dapat Anda lihat pada Gambar 3.2! Setiap satuan seltulang disebut dengan sistem Havers. Sistem Havers ini melingkari pembuluhdarah dan saraf.2. Matriks TulangBerdasarkan matriks penyusunnya, tulang dibedakan menjadi dua,yaitu tulang kompak dan tulang spons.a. Tulang KompakTulang kompak memiliki matriksyang padat dan rapat, misalnya terda-pat pada tulang pipa. Struktur tulangkompak dapat dilihat pada Gambar 3.3!b. Tulang SponsTulang spons memiliki matriks yangberongga. Misalnya, terdapat pada tulangpipih dan pendek. Perhatikan strukturtulang spon pada Gambar 3.4!3. Bentuk TulangBerdasarkan bentuknya, tulang dibedakan menjadi tiga, yaitu tulangpipa, tulang pipih, dan tulang pendek.a. Tulang PipaTulang pipa berbentuk bulat panjang. Tulang pipa dijumpai padaanggota gerak. Setiap tulang pipa terdiri atas bagian batang dan dua bagianujung. Tulang pipa bekerja sebagai alat ungkit dari tubuh dan memungkin-kan adanya pergerakan. Di bagian tengah terdapat rongga besar yang berisisumsum kuning dan banyak mengandung zat lemak. Contoh tulang pipaadalah tulang lengan atas, tulang hasta, tulang pengumpil, tulang telapaktangan, dan tulang betis.Gambar 3.3 Jaringan tulang kompakSumber: Biologi 1, HT. Transvisi, 1990Sumber: Biology, Reaven Jhonson, 2003Gambar 3.4 Jaringan tulang sponssel tulangkanalukulisaluranhavers
Biologi SMA/MA Kelas XI95Bagian-bagian dari tulang pipa, antara lain sebagai berikut.1)Epifisis, yaitu kedua ujung tulang.2)Diafisis, yaitu bagian tengah tulang3)Cakraepifisis, yaitu sambungan epifisis dan diafisis.4) Tulang rawan daerah sendi.5)Kanalis medularis, yaitu rongga memanjang di dalam diafisis yang diisioleh sumsum tulang kuning.6)Periosteum, yaitu selaput yangmenyelimuti bagian luar tulang.Periosteum mengandung osteo-blas (sel pembentuk jaringantulang), jaringan ikat, dan pem-buluh darah. Periosteum meru-pakan tempat melekatnya otot-otot skeleton ke tulang dan ber-peran dalam nutrisi, pertum-buhan dan reparasi tulang ru-suk.Agar pemahaman Anda ten-tang struktur dan bentuk tulangpipa lebih jelas, perhatikan Gambar3.5!b. Tulang PipihTulang pipih berbentuk pipih dan lebar.Tulang pipih terdiri atas dua lapisan ja-ringan tulang keras dan di tengahnyaberupa lapisan tulang seperti bunga karang(spons) yang di dalamnya berisi sumsummerah sebagai tempat pemben-tukan sel-sel darah. Tulang-tulang pipih berperandalam melindungi organ tubuh. Tulangpipih terdapat pada tulang tengkorak,belikat, rusuk, dan tulang wajah. Perha-tikan contoh bentuk tulang pipih padaGambar 3.6!c. Tulang PendekTulang pendek berbentuk bulat dan berukuran pendek, tidak beraturan,misalnya terdapat pada tulang pergelangan tangan, pergelangan kaki, telapaktangan, dan telapak kaki. Tulang pendek diselubungi jaringan padat tipis.Tulang pendek sebagian besar terbuat dari jaringan tulang jarang karenaGambar 3.5 Tulang pipadiafisiscakraepifisis epifisisSumber: Anatomi Manusia, 1984Sumber: Anatomi Manusia, 1984Gambar 3.6 Tulang tengkorak
Biologi SMA/MA Kelas XI96diperlukan sifat yang ringan dan kuat. Karenakuatnya, maka tulang pendek mampu men-dukung bagian tubuh seperti terdapat padatulang pergelangan tangan. Agar Anda lebihjelas memahami bentuk tulang pendek,perhatikan Gambar 3.7!C SISTEM RANGKA MANUSIACoba perhatikan Gambar 3.8 di samping!Tubuh dapat mempunyai konstruksi yangsedemikian rupa karena adanya kerangka yangmembentuknya. Kita juga dapat berdiri tegakkarenanya. Keadaan ini merupakan hasil arsi-tektur yang sempurna dari penciptanya, yaituTuhan Yang Maha Esa. Oleh karena itu, kitawajib mensyukuri karunia Tuhan ini.Pada dasarnya kerangka manusia dikelom-pokkan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.1. Rangka AksialRangka ini merupakan rangka yang tersusundari tulang tengkorak, tulang belakang, tulangrusuk (iga) dan tulang dada.a. Tulang Tengkorak (Kranium)Tulang tengkorak tersusun dari 22 tulang yang membentuk satu kesatuandan berfungsi untuk melindungi organ-organ tubuh yang berada di bagiankepala, misalnya mata, telinga dalam, dan otak. Tulang-tulang yang menyu-sun tulang tengkorak dibedakan menjadi dua.Gambar 3.8Manusia dapat berdiri tegakkarena memiliki rangkaSumber: Haryana, 2007Gambar 3.7 Tulang tangan dan kakiSumber: Anatomi Manusia, 1984
Biologi SMA/MA Kelas XI971) Tulang-tulang yang membentuk bagian kepalaKelompok tulang-tulang ini meliputi:a) tulang baji (sfenoid) 2 tulang;b) tulang tapis (etmoid) 1 tulang;c) tulang pelipis (temporal) 2 tulang;d) tulang dahi (frontal) 1 tulang;e) tulang ubun-ubun (parietal) 2tulang;f)tulang kepala belakang (oksipital)1 tulang.2) Tulang-tulang yang menyusun wajahKelompok tulang-tulang ini meliputi:a) tulang rahang atas (maksila)2 tulang;b) tulang rahang bawah (mandibula)2 tulang;c) tulang pipi (zigomatikus) 2 tulang;d) tulang langit-langit (palatinum) 2 tulang;e) tulang hidung (nasale) 2 tulang;f)tulang mata (lakrimalis) 2 tulang;g) tulang pangkal lidah 1 tulang.b. Tulang Belakang (Vertebrae)Mengapa manusia bisa berdiri tegak?Hal ini disebabkan antara lain karenamemiliki tulang belakang. Tulang belakangini bersifat kuat tetapi lentur. Mengapa de-mikian? Ini disebabkan karena tulangbelakang bertugas menopang hampir duapertiga dari berat badan. Di sisi lain ia harusmelakukan banyak pergerakan tubuh,antara lain memutar kepala dan sebagainya.Tulang belakang ini juga berfungsi untukmelindungi saraf-saraf tulang belakang.Ruas tulang belakang manusia berjum-lah 33 buah. Tulang-tulang tersebut mem-bentuk suatu kesatuan memanjang yangmembentuk sumbu tubuh dan menopangtengkorak.Perlu DiketahuiAda beberapa keunikan yangterdapat pada tulang belakang,antara lain bentuknya yangmelengkung seperti huruf S.Selain itu terdapatnya ban-talan yang disebut diskus disetiap dua tulang punggungyang bertumpang tindih, se-hingga kedua tulang tidakmengalami gesekan. Denganadanya 2 keunikan ini, makatulang belakang dapat mere-dam hentakan ketika kita ber-jalan maupun berlari, sehinggaakan melindungi otak darigoncangan yang kuat. Inilahsalah satu kenikmatan yangdiberikan Tuhan dan haruskita syukuri.Gambar 3.9 Ruas tulang belakangSumber: Struktur dan Fungsi Tubuh Manusia, 2004
Biologi SMA/MA Kelas XI98Dari gambar 3.9 terlihat bahwa tulang belakang tersusun dari beberapatulang, antara lain seperti berikut.1) Tulang Leher (Servikal)Ruas pertama tulang leher disebut atlas, sedangkan ruas kedua disebuttulang pemutar. Tulang leher terdiri atas 7 buah tulang yang bertugas meno-pang kepala, leher, dan menggerakkan kepala untuk menunduk, sertamenengadah ke samping kiri dan kanan.2) Tulang Punggung (Dorsalis)Tulang punggung memiliki 12 buah tulang yang bersifat agak kaku sebabtulang-tulang di bagian ini hampir semuanya dipersatukan oleh tulang rusuk.3) Tulang Pinggang (Lumbal)Ada 5 buah tulang yang menyusun tulang pinggang pada daerah ini,biasanya sering terjadi gangguan, misalnya nyeri atau pegel linu.4) Tulang Sakral (Sakrum)Penyusun tulang ini adalah tulang kelangkang yang berjumlah 5 buahdan tulang ekor yang berjumlah 4 buah. Tulang-tulang ini membentuksebagian tulang pinggul. Struktur tulang sakral dapat Anda lihat padaGambar 3.10!Gambar 3.10 Tulang sakral tampak dari depan (a) dan belakang (b)Sumber: Anatomi Manusia, 1984(a)(b)
Biologi SMA/MA Kelas XI99c. Tulang Rusuk/Iga (Costae)Penyusun tulang rusuk berjumlah 12 pasang, yaitu terdiri atas bagian-bagian berikut.1) Tulang rusuk sejati (costa vera) sebanyak 7 pasang.Bagian depan tulang rusuk sejati menempel pada tulang dada danbagian belakangnya menempel pada ruas-ruas tulang punggung.2) Tulang rusuk palsu (costa spuria) sebanyak 3 pasang.Bagian depan tulang rusuk palsu menempel pada tulang rusuk di atas-nya dan bagian belakang menempel pada ruas-ruas tulang punggung.d. Tulang Dada (Sterum)Tulang dada terdiri atas tulang-tulang yang berbentuk pipih, antara lain:1) tulang hulu,2) tulang badan,3) tulang bahu pedang.Untuk mempermudah mempelajari uraian di atas perhatikan skema dibawah ini!RangkaAksialTulang rusuk/igatulang rusuk sejati – 7 pasangtulang rusuk palsu – 3 pasangDada (Sterum)tulang hulutulang badantulang bahu pedangTulang belakangleher (servikal)punggung (dorsalis) – 12 buahpinggang (lumbal) – 5 buahsakral (sakrum)– 5 buahtulang atlastulang pemutar7 buahBagiankepalaBagianWajahtulang rahang atas (maksila) – 2 buahtulang rahang bawah (mandibula) – 2 buahtulang pipi (zigomatikus) – 2 buahtulang langit-langit (palatinum)– 2 buahtulang hidung (nasale) – 2 buahtulang mata (lakrimalis) – 2 buahtulang pangkal lidah – 1 buahTengkorak(Kranium)tulang baji (sfenoid) – 2 buahtulang tapis (etmoid) – 1 buahtulang pelipis (temporal) – 2 buahtulang dahi (frontal)– 1 buahtulang ubun-ubun (parietal) – 2 buahtulang kepala – belakang (oksipital) – 2 buah
Biologi SMA/MA Kelas XI1002. Rangka ApendikulerRangka apendikuler merupakan rangka yang tersusun dari tulang-tulangbahu, tulang panggul, dan tulang anggota gerak atas dan bawah.a. Tulang BahuTulang bahu terdiri atas dua bagian.1) Tulang belikat (skapula)Tulang belikat berjumlah 2 buah yang berbentuk segibagu dan taju paruhgagak.2) Tulang selangka (klavikula)Tulang selangka berjumlah 2 buah. Tulang selangka berbentuk sepertihuruf s. Ujung yang satu melekat pada tulang dada sedangkan ujungyang lain berakhir pada ujung bahu. Tulang selangka menjadi peng-hubung antara gelang bahu dan rangka tubuh.b. Tulang Panggul (Pelvis)Tulang panggul terdiri atas tiga bagian.1) tulang usus (ileum) berjumlah 2 buah,2) tulang duduk (iskhium) berjumlah 2 buah,3) tulang kemaluan berjumlah 2 buah.c. Tulang Anggota Gerak AtasTulang-tulang penyusun anggota gerak atas, antara lain seperti berikut.1) Tulang lengan atas (humerus)Tulang lengan atas (humerus) berjumlah 2 buah. Tulang ini merupakantulang terpanjang dari anggota atas. Tulang humerus sebelah atas bun-dar tetapi semakin ke bawah menjadi lebih pipih, sedangkan ujung ba-wahnya lebar dan agak pipih. Pada bagian paling bawah terdapat per-mukaan sendi yang dibentuk bersama tulang lengan bawah.2) Tulang hasta (ulna)Tulang hasta (ulna) berjumlah 2 buah. Tulang-tulang ini berbentuk pipadengan ujung yang kuat dan tebal. Batang tulang hasta mendekatiujung bawah makin kecil. Fungsinya memberi kaitan kepada otot yangmengendalikan gerakan dari pergelangan tangan dan jari. Ujung bawahtulang hasta kecil dibandingkan dengan ujung atasnya.3) Tulang pengumpil (radius)Tulang pengumpil (radius) berjumlah 2 buah. Tulang pengumpil (radius)merupakan tulang pipa dengan sebuah batang dan dua ujung serta le-bih pendek daripada tulang hasta.
Biologi SMA/MA Kelas XI1014) Tulang pergelangan tangan (karpal)Tulang pergelangan tangan (karpal) berjumlah 2 kali 8 buah.5) Tulang tapak tangan (metakarpal)Tulang tapak tangan (metakarpal) berjumlah 2 kali 5 buah tulang.6) Tulang jari-jari (phalanges)Tulang jari-jari (phalanges) berjumlah 2 kali 14 ruas jari.d. Tulang Anggota Gerak BawahTulang anggota gerak bawah tersusun dari bagian-bagian berikut.1) Tulang paha (femur)Tulang paha (femur) berjumlah 2 buah. Tulang paha (femur) merupakantulang terpanjang dari tubuh, yang berupa tulang pipa dan mempunyaisebuah batang dan dua ujung.2) Tulang tempurung lutut (patela)Tulang tempurung lutut (patela) berjumlah 2 buah. Tulang tempurunglutut (patela) terletak di depan sendi lutut, tetapi tidak ikut serta di da-lamnya.3) Tulang betis (fibula)Tulang betis (fibula) berjumlah 2 buah. Tulang ini merupakan tulang pipadengan sebuah batang dan dua ujung. Tulang betis adalah tulang sebelahlateral tungkai bawah.4) Tulang kering (tibia)Tulang kering (tibia) berjumlah 2 buah. Tulang kering (tibia) inimerupakan kerangka yang utama dari tungkai bawah dan terletakmedial dari tulang betis. Tulang kering merupakan tulang pipa dengansebuah batang dan dua kali ujung.5) Tulang pergelangan kaki (tarsal)Tulang pergelangan kaki (tarsal) berjumlah 2 kali 7 buah.6) Tulang tapak kaki (metatarsal)Tulang tapak kaki (metatarsal) berjumlah 2 kali 5 buah tulang.7) Tulang jari kaki (phalanges) berjumlah 2 kali 14 ruas jari.
Biologi SMA/MA Kelas XI102Agar mudah mempelajari uraian rangka apendikuler tersebut, perha-tikan diagram berikut!Untuk memahami tentangletak dan bentuk tulang-tulangtersebut, perhatikan gambarmodel rangka manusia padaGambar 3.11 di samping! Ban-dingkan gambar itu denganmodel kerangka manusia dilaboratorium biologi sekolahAnda! Tunjukkan bagian-bagi-an seperti pada gambar disamping. Untuk lebih memaha-mi struktur rangka, lakukankegiatan berikut ini!Gambar 3.11 Kerangka manusiaSumber: Biologi Kimball 2, 1999RangkaApendikularAnggotageraktulang usus (iteum) – 2 buahtulang duduk (iskhium) – 2 buahtulang kemaluan – 2 buahPanggul (Pelvis)BahuAnggotagerakatasAnggotagerakbawahtulang paha (femur) – 2 buahtulang tempurung lutut (patela) – 2 buahtulang betis (fibula) – 2 buahtulang kering (tibia)– 2 buahtulang pergelangan kaki (tarsal) – 2 x 7 buahtulang tapak kaki (metatarsal) – 2 x 5 buahtulang jari kaki (phalanges) 2 x 14 buahtulang lengan atas (humerus) – 2 buahtulang hasta (ulna) – 2 buahtulang pengumpil (radius) – 2 buahtulang pergelangan tangan (karpal) 2 x 8 buahtulang tapak tangan (karpal) – 2 x 5 buahtulang jari tangan (palanges) – 2 x 14 buahTulang belikat (skapula) – 2 buahTulang (klavikula) – 2 buah
Biologi SMA/MA Kelas XI103KEGIATAN KELOMPOK 1Tujuan:Memahami struktur rangka vertebrata danmenunjukkan bagian-bagiannyaAlat dan bahan:1. Tulang-tulang ayam dan vertebrata lain2. Model rangka manusiaCara Kerja:1. Amatilah berbagai macam tulang-tulang ayam atau vertebrata lainyang sudah Anda kumpulkan!2. Kelompokkan yang termasuk tulang-tulang pipa, tulang pipih, dantulang pendek, kemudian gambarlah dan berilah keteranganbagian-bagiannya.3. Amatilah model rangka manusia, kemudian hitunglah jumlah tu-lang-tulang yang menyusun sistem kerangka tersebut! Kelom-pokkan perhitungannya berdasarkan tulang penyusun kepala,badan, dan anggota gerak.4 .Kelompokkan pula yang termasuk skeleton aksial dan skeleton apen-dikuler. Gambarlah masing-masing bagian-bagiannya dan lengkapi-lah dengan keterangan-keterangannya. Kerjakan di buku tugas Anda!5. Konsultasikan hasil yang Anda peroleh dengan guru pengampu!D PERKEMBANGAN TULANGCoba perhatikan tulang ke-pala bayi yang baru lahir! Ban-dingkan dengan tulang kepalaAnda! Keadaan tulang padabayi ini akan sangat mengun-tungkan karena memudahkanproses melahirkannya. Bayang-kan, jika bayi memiliki tulangyang keras, pasti akan sangatmenyulitkan dan menyakitkandalam proses melahirkannya.Setelah lahir, tulang bayi akanmengalami proses osifikasi, yaituproses pengerasan tulang,seperti terlihat pada Gambar3.12!Gambar 3.12 OsifikasiSumber: Struktur dan Fungsi Tubuh Manusiauntuk Paramedis, 2005
Biologi SMA/MA Kelas XI104Proses osifikasi terjadi dalam beberapa tahap: (a) kartilago, (b) banperiosteum terbentuk, (c) perkembangan pusat osifikasi primer, (d) masuknyapembuluh darah, (e) rongga sumsum tulang terbentuk, (f) penipisan danpemanjangan ban, (g) pembentukan pusat osifikasi sekunder, (h) sisa kar-tilago sebagai lempeng epifisis, (i) pembentukan batas epifisis.Berdasarkan kenyataan itu, dapat diketahui bahwa ternyata kita dila-hirkan sudah dalam keadaan bertulang lengkap. Pernahkah Anda memba-yangkan bagaimana tulang kita dapat terbentuk? Sejak kapan pembentukantulang terjadi pada tubuh kita?Pada rangka manusia, rangka yang pertama kali terbentuk adalahtulang rawan (kartilago) yang berasal dari jaringan mesenkim. Tulang rawanini sebenarnya terbentuk sejak masih dalam bentuk janin di dalam rahimseorang ibu, kurang lebih bulan ketiga dari proses kehamilan. Kemudianakan terbentuk osteoblas atau sel-sel pembentuk tulang. Osteoblas ini akanmengisi rongga-rongga tulang rawan.Sel-sel tulang dibentuk terutama dari arah dalam ke luar (pembentukansecara konsentris). Setiap satuan-satuan sel-sel tulang ini melingkari suatupembuluh darah dan saraf membentuk suatu saluran yang disebut saluranHavers.Pada setiap kelompok lapisan terdapat sel tulang yang berada padatempat yang disebut lakuna. Pada saluran Harvers terdapat pembuluh darahyang berhubungan dengan pembuluh darah pada periosteum (selaput yangmenyelimuti bagian luar tulang), yang bertugas memberikan zat makananke bagian-bagian tulang. Sekeliling sel-sel tulang ini terbentuk senyawaprotein yang akan menjadi matriks tulang. Kelak ke dalam senyawa proteinini terdapat pula zat kapur dan fosfor, sehingga matriks tulang akanmengeras. Makin keras suatu tulang, makin berkurang pula zat perekatnya.Bahkan, pada tulang pipa yang keras sel-sel tulangnya telah mati sehinggahanya tampak lakuna saja.Tulang yang menyusun rangka manusia berjumlah kurang lebih 206buah. Di sisi lain terdapat sel osteoklas yang berfungsi mengukir tulang danmengubah bentuk sesuai dengan tingkat pertumbuhannya. Dapat diiba-ratkan bahwa sel osteoblas dan osteoklas bertugas untuk membongkar pasangtulang karena setiap saat sel-sel tulang ada yang mengalami kerusakan.Pada kasus patah tulang, bagian tersebut harus secepatnya dikem-balikan pada susunan semula. Apabila kasusnya parah, kadang-kadangditambahkan pen untuk menyam-bung. Sel-sel tulang yang rusak akandimakan oleh osteoklas dan terjadilah proses perbaikan tulang. Lama waktupemulihan tulang tergantung pada umur seseorang. Proses pemulihantulang pada anak-anak berlangsung lebih cepat dibandingkan orang tua.
Biologi SMA/MA Kelas XI105TUGAS INDIVIDUAgar mengetahui lebih jelas tentang hal ini, coba pergilah ke rumahsakit rehabilitasi patah tulang dan carilah informasi tentang prosespemulihan tulang akibat kecelakaan yang terjadi pada tulang!E HUBUNGAN ANTARTULANGCoba gerakkan siku tangan dan lututkaki Anda dengan gerakan menekuk!Apakah anggota gerak Anda itu dapatdigerakkan menekuk? Mengapa bisa ter-jadi demikian? Jika Anda perhatikan, padaanggota badan yang tertekuk tersebut,dapat diketahui bahwa di sana terdapat2 tulang yang saling dihubung-kan. Itulahyang dimaksud persendian atau artikulasi.Sendi yang menyusun kerangka manusiaterdapat di beberapa tempat. Ini dapatdijelaskan pada Gam-bar 3.13 berikut!Dari gambar tersebut dapat diketa-hui berbagai macam sendi. Secara garisbesar, sendi-sendi tersebut dapat dibeda-kan menjadi 3 macam.1. AmfiartrosisAmfiartosis adalah persendian dimana gerakan yang terjadi amat terbatas.Misalnya hubungan antartulang rusukdengan ruas-ruas tulang belakang. Tu-lang-tulang tersebut dapat menimbulkangerakan pada saat kita bernapas.2. SinartrosisPersendian sinartrosis tidak memungkinkan adanya gerakan. Persendianini dibedakan menjadi dua.Gambar 3.15 Persendian padamanusiaGambar 3.13 Persendian padamanusiaSumber: Anatomi Manusia, 1984
Biologi SMA/MA Kelas XI106a. Sinartrosis SinkondrosisPada persendian ini penghubungnya adalah tulang rawan.Misalnya:a) hubungan antara tulang rusuk dan ruas tulang dada;b) hubungan antara ruas-ruas tulang belakang.b. Sinartrosis SinfibrosisPada persendian ini peng-hubungnya adalah serabutjaringan ikat. Misalnya,hubungan antar tulangtengkorak (sutura). Hu-bungan itu dapat Andalihat pada Gambar 3.14!3. DiartrosisPada jenis persendian diartosis, gerakan yang terjadi banyak dan leluasa.Macam-macam persendian diartosis yaitu sebagai berikut.a. Sendi PeluruSendi peluru adalah hubunganantartulang di mana kedua ujungtulang berbentuk bongkol dan le-kuk, serta memungkinkan pergerak-an yang lebih bebas berporos tiga.Hubungan ini terjadi pada persen-dian antara tulang belikat dengantulang lengan atas, antara tulangpaha dengan tulang pinggul. Agarlebih jelas, perhatikan Gambar 3.15!Gambar 3.14 Persendian sinartrosis sinfibrosisSumber: Anatomi Manusia,1984Gambar 3.15 Sendi peluruSumber: Kamus Visual,2003
Biologi SMA/MA Kelas XI107b. Sendi PelanaHubungan antartulang yang me-mungkinkan gerakan kedua arah,dengan bidang-bidang sendinya ber-bentuk pelana. Hubungan ini dapatterjadi pada persendian antara tu-lang pergelangan tangan dengantulang telapak tangan, persendianpada ibu jari, metakarpal dan karpal.Agar lebih jelas, dapat Anda perha-tikan Gambar 3.16!c. Sendi EngselHubungan antartulang di manaujung-ujungnya seperti engsel danberbentuk lekukan. Gerakan sendi inimempunyai 1 poros. Hubungan inidapat terjadi pada siku, lutut, danjari-jari. Perhatikan Gambar 3.17!d. Sendi PutarHubungan antartulang, di manatulang yang satu berputar terhadaptulang lain. Gerakan rotasi dari sendiputar memiliki 1 poros. Hubungansendi ini dapat terjadi antara tulanghasta dan tulang pengumpil, antaratulang kepala dan tulang atlas, anta-ra tulang betis dan kering. Untuklebih jelasnya dapat Anda lihat pada Gambar 3.18!e. Sendi LuncurHubungan antartulang yangmemungkinkan gerakan tulang ba-dan membungkuk dan menggeliat.Sendi ini tidak berporos. Hubungan inidapat terjadi pada hubungan antar-ruas tulang belakang, persendianantara pergelangan tangan dan tu-lang pengumpil seperti terlihat padagambar 3.19!Gambar 3.16 Sendi pelanaSumber: Kamus Visual,2003Sumber: KamusVisual, 2003Gambar 3.18 Sendi putarSumber: KamusVisual, 2003Gambar 3.19 Sendi luncurGambar 3.17 Sendi engselSumber: KamusVisual, 2003
Biologi SMA/MA Kelas XI108KEGIATAN KELOMPOK 2Agar pemahaman Anda tentang sistem kerja pada persendian lebih jelas,lakukan Kegiatan Kelompok 2 berikut ini!Tujuan:Memahami sistem kerja persendian padatubuh manusiaAlat dan Bahan:Model rangka manusiaCara Kerja :1. Amatilah model rangka manusia di laboratorium sekolah Anda.2. Perhatikan hubungan antartulang satu dengan lainnya dan jelas-kan hubungan yang terjadi antara kedua tulang tersebut! Bagai-mana kemungkinan pergerakannya? Selanjutnya, gambarlahpersendian yang terbentuk serta catatlah ciri-ciri dan arah gerak-annya dalam bentuk tabel di buku tugas Anda.3. Bandingkan dengan persendian yang ada pada tubuh Anda dangerakkan seperti arah pergerakan pada contoh di atas.4. Kesimpulan apakah yang dapat Anda peroleh dari kegiatan ini?5. Mintalah saran atau pendapat tentang kesimpulan Anda tersebut!F KELAINAN TULANGTak ubahnya dengan sistem organ yang lain, sistem gerak juga dapatmengalami gangguan atau kelainan. Faktor-faktor penyebab gangguan ataukelainan, antara lain disebabkan oleh kebiasaan, pola hidup, atau bisa pulaberasal dari pembawaan. Pernahkah Anda mengalami gangguan kesehatanyang berkaitan dengan anggota gerak? Jika pernah, bagaimana aktivitasyang Anda lakukan? Terganggu bukan?Beberapa gangguan kesehatan dan kelainan yang terjadi pada anggotagerak tubuh adalah sebagai berikut.1. Kelainan pada TulangBeberapa kelainan yang terjadi pada tulang adalah sebagai berikut.a. FrakturaPada kelainan tulang ini, tulang mengalami retak/patah tulang akibatmengalami benturan keras, misalnya karena kecelakaan. Pemulihan untukkelainan ini, yaitu dengan mengembalikan pada susunan semula secepatmungkin. Pada kasus patah tulang, untuk menyambungkannya ditambah-kan pen atau platina. Setelah tulang mengalami pertumbuhan dan menyatu,pen/platina akan diambil kembali.
Biologi SMA/MA Kelas XI109Tulang lengan yang patah memerlukan waktu penyembuhan yang lebihcepat dibandingkan dengan tulang paha. Waktu untuk penyembuhan tulanglengan ± 1 bulan, sedangkan pada tulang paha berlangsung ± 6 bulan. CobaAnda analisis dan tanyakan pada guru biologi Anda, mengapa bisa demikian?b. Kelainan Bawaan Sejak LahirContoh kelainan ini adalah bentuk kaki X atau O. Kelainan ini disebabkanoleh faktor keturunan dan gangguan–gangguan saat seorang ibu mengandung,misalnya ibu tersebut kekurangan vitamin D dan kalsium. Oleh sebab itu, ibuyang sedang hamil dianjurkan untuk banyak makan sayur dan susu kalsium.c. ArthritisPenyakit ini disebabkan terjadinya peradangan yang terjadi pada per-sendian. Beberapa hal yang menyebabkan penyakit ini adalah sebagaiberikut.1) Metabolisme asam urat yang terganggu, sehingga asam urat tertimbunpada sendi. Keadaan ini akan menimbulkan sakit, terutama pada jari-jari tangan maupun kaki.2)Penumpukan bahan kapur di antara dua tulang sehingga meng-akibatkan sendi sulit digerakkan dan kaku. Biasanya sendi akan mem-bengkak dan terasa sakit.d. Gangguan yang Terjadi pada Tulang BelakangGangguan ini disebabkan karena kebiasaan tubuh yang salah, kelainanini antara lain seperti berikut.1)Lordosis, yaitu keadaan tulang belakang yang melengkung ke depan.2)Kifosis, adalah keadaan tulang belakang melengkung ke belakang,sehingga badan terlihat bongkok.3)Skoliosis, yaitu keadaan tulang belakang melengkung ke samping kiriatau kanan. Agar lebih jelas, perhatikan Gambar 3.20!Sumber: Ensiklopedi Sains dan Kehidupan, 1997Gambar 3.20 Hasil foto rontgen kelainan tulang (a) kifosis (b) skoliosis (c) lordosis
Biologi SMA/MA Kelas XI110Sekilas TokohWilhelm Conrad RoentgenBisakah Anda bayangkan andaikata duniatak punya alat rontgen? Wilhelm ConradRoentgen adalah penemu sinar X, ia dilahirkanpada tahun 1845 di kota Lennep, Jerman. Diamemperoleh gelar doktor tahun 1869 dariUniversitas Zurich. Selama sembilan belas tahunsesudah itu, Roentgen bekerja di berbagai uni-versitas, dan lambat laun memperoleh reputasisebagai seorang ilmuwan. Tahun 1888 dia diang-kat jadi guru besar bidang fisika dan DirekturLembaga Fisika Universitas Wurburg. Di situlah,tahun 1895, Roentgen membuat penemuan yangmembuat namanya terkenal.Tanggal 8 November 1895, Roentgen sedang melakukan percobaandengan “sinar katoda”. Sinar katoda terdiri dari arus elektron. Arusdihasilkan dengan menggunakan voltase tinggi antara elektroda yangditempatkan pada masing-masing ujung tabung gelas yang udaranyahampir dikosongkan seluruhnya. Sinar katoda sendiri tidak langsungmerambat karena dihalangi oleh udara yang tebalnya beberapasentimeter. Pada peristiwa ini Roentgen menutup seluruh tabung sinarkatoda dengan kertas hitam tebal, sehingga meskipun sinar listrikdinyalakan, tak ada cahaya yang bisa terlihat dari tabung. Tetapi,Perlu DiketahuiHal penting yang perlu kitaketahui pada penangananatau memberi pertolonganpada korban kecelakaan ada-lah kita pastikan dahulu kor-ban dapat menggerakkan ta-ngan atau kakinya. Janganterburu-buru diangkat dahu-lu karena apabila korban me-ngalami kerusakan tulangbelakang dapat memperpa-rah kondisi dan dapat me-nyebabkan kelumpuhan.Untuk menghindari gangguan terse-but, sebaiknya kita berolahraga secarateratur, menghindari kebiasaan sikap tu-buh yang salah, misalnya cara duduk yangbenar yaitu keadaan tulang belakangharus lurus. Jika kita tidur, sebaiknyaberkasur padat, begitu pula saat duduk dikursi sebaiknya memilih alas duduk yangpadat. Memang nyaman duduk di sofayang empuk, namun keadaan demikianakan memaksa otot-otot punggung ba-wah untuk bekerja mempertahankansusunan normal tulang-tulangnya.Sumber: Encarta Encyclopedia, 2006Wilhelm Conrad Roentgen
Biologi SMA/MA Kelas XI111e. OsteoporosisOrang yang menderita kelainan ini, keadaan tulangnya akan rapuh dankeropos. Ini disebabkan karena berkurangnya kadar kalsium dalam tulang.Seiring dengan bertambahnya usia seseorang, maka kadar kalsium akanberkurang sedikit demi sedikit. Wanita lebih rentan terkena gangguan tulangini. Coba analisislah, mengapa terjadi demikian?Ketika seorang wanita mengalami menopause, ia akan kehilangankalsium dengan cepat. Hal ini akan mengakibatkan tulang keropos. Untukmenghindari hal ini, maka dianjurkan untuk mengkonsumsi makanan yangbanyak mengandung kalsium. Susu kalsium dosis tinggi sangat dianjurkanuntuk ibu-ibu yang berumur di atas 50 tahun. Selain minum susu, sebaiknyadiimbangi pula dengan olahraga yang teratur.f. RakhitisPenyakit ini menyebabkan kondisi tulang seseorang yang lunak. Hal inidisebabkan dalam tubuh seseorang kekurangan vitamin D. Vitamin iniberfungsi untuk mengabsorpsi fosfor dan berperan dalam metabolismekalsium. Penderita ini disarankan banyak mengkonsumsi telur, susu, danminyak hati ikan. Selain itu, pada pagi hari, penderita disarankan berjemurdi bawah sinar matahari karena sinar matahari pagi dapat membantupembentukan vitamin D dalam tubuh.g. MikrosefalusPenderita kelainan ini akan mengalami keadaan di mana pertumbuhantulang-tulang tengkorak terlambat, sehingga bentuk kepala kecil. Kelainan inimerupakan bawaan dari lahir. Ini disebabkan karena ketika sedang hamil,seorang ibu kurang mendapat vitamin A dan zat kapur/kalsium. Oleh sebabitu, ibu hamil dianjurkan banyak mengkonsumsi vitamin A yang banyakketika Roentgen menyalakan arus listrik di dalam tabung sinar katoda,dia melihat bahwa cahaya mulai memijar pada layar seperti distimuliroleh sinar lampu. Kemudian saat dia mematikan arus listrik cahayaberhenti memijar. Karena tabung sinar katoda sepenuhnya tertutup,Roentgen menyadari terbentuknya radiasi yang tidak kelihatan datangdari tabung ketika sinar listrik dinyalakan. Selanjutnya, dia menyebutradiasi yang tampak itu sebagai sinar “X”. Adapun “X” merupakanlambang matematik biasa untuk sesuatu yang tidak diketahui. Tahun1901, Roentgen menerima hadiah Nobel untuk bidang fisika, yanguntuk pertama kalinya diberikan untuk bidang itu. Dia tutup usia diMunich, Jerman tahun 1923.Sumber :http://www.accessexcellence.org/AE/AEC/CC/historical background.html.
Biologi SMA/MA Kelas XI112terdapat pada sayuran yang berwarna merah dan kuning, kuning telur,mentega, minyak ikan, hati, dan susu. Sedangkan zat kapur (kalsium) dapatdiperoleh dari sayuran kubis, brokoli, biji-bijian, susu, kerang, ikan dan keju.2. Cara Menjaga Kesehatan TulangSetelah mengetahui beberapa gangguan atau kelainan yang terjadi padatulang, maka Anda harus dapat mengantisipasi agar tidak mengalami gang-guan-gangguan tersebut.Beberapa cara yang dapat kita lakukan untuk menjaga kesehatan tulangkita adalah sebagai berikut.a. Makan makanan yang cukup mengandung kalsium.b. Olahraga yang teratur.c.Berjemur pada sinar matahari pagi karena sinarnya sangat baik untukmembantu pembentukan vitamin D yang sangat penting sekali untukmembantu penyerapan kalsium dalam makanan.Selain cara-cara itu, kita juga harus banyak mengkonsumsi makananyang mengandung vitamin D. Tentunya Anda masih ingat bukan, makanan-makanan yang merupakan sumber vitamin D?G OTOTPada awal pembahasan materi ini telah dijelaskan, bahwa otot meru-pakan alat gerak aktif. Mengapa disebut demikian? Hal ini dapat dijelaskandengan melihat aktivitas otot yang sering berkontraksi dan berelaksasisehingga mengakibatkan pergerakan tubuh. Sebagai alat gerak aktif, ototmempunyai tiga karakteristik, yaitu sebagai berikut.1.Kontraktibilitas, dengan kemampuan ini otot bisa memendek dari ukuransemula.2.Ekstensibilitas, yaitu kemampuan otot untuk berelaksasi atau memanjang.3.Elastisitas, dengan sifat elastisitas ini otot memiliki kemampuan untukkembali lagi pada posisi semula setelah berkontraksi atau berelaksasi.Tahukah Anda di mana letak otot kita? Daging itulah sebenarnya yangdisebut otot. Jika Anda makan daging sapi, maka akan Anda temukanbagian-bagian yang berserat-serat memanjang, seperti untaian benang,tersusun rapat, dan saling berhubungan. Demikianlah susunan otot tubuhmanusia.Untuk dapat memahami struktur otot, Anda dapat mengamati irisanmelintang dan memanjang atau membujur daging sapi. Jika kurang jelas,pakailah alat pembesar (lup). Cobalah amati dan gambarlah bagian-bagiannya!
Biologi SMA/MA Kelas XI113Struktur otot dapat dilihat padaGambar 3.21!Dari hasil pengamatan Anda melalui irisan satu serabut otot yangdibesarkan terlihat bahwa serabut otot dipadati dengan miofibril. Miofibrildikelilingi sitoplasma yang mengandung banyak inti, mitokondria, danretikulum endoplasma. Membran sel otot disebut sarkolema, sedangkansitoplasma sel otot disebut sarkoplasma. Nukleus dan mitokondriaterdapat tepat di bawah mem-bran sel. Retikulum endoplasmameluas di antara miofibril-miofibril. Dari pengamatan yangtelah Anda lakukan di depan,pada miofibril terdapat bagian-bagian yang terang, jernih,daerah tersebut disebut Isotrop(I), kemudian ada juga daerahgelap yang disebut Anisotrop (A).Ada daerah terang yang mem-bagi daerah A yang disebut zoneH, sedangkan pada daerah Ijuga terdapat sebuah garis gelapyang membagi daerah I yangdisebut zone Z. Terdapat pula bagian yang terdapat di antara dua garis Zyang disebut sarkomer. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 3.22!Perlu DiketahuiOtot manusia berjumlah le-bih kurang 600 jenis danmerupakan setengah dariberat badan.Gambar 3.21 Struktur ototSumber: Biologi Kimball 2, 1999Sumber: Biologi Kimball 2, 1999Gambar 3.22 Anatomi sarkomer
Biologi SMA/MA Kelas XI114Apabila kita ambil sedikit serabut otot dan merendamnya dalam larutangliserol atau garam cair, maka sejumlah protein keluar dari serabut tadi, diantaranya terdapat protein mioglobin pengikat oksigen dan banyak enzim.Protein lain yang menyusun otot adalah miosin dan aktin. Protein gabunganaktin dan miosin disebut aktomiosin. Protein-protein tersebut sangat berperandalam mekanisme kontraksi. Aktin membentuk filamen-filamen yang lebihtebal dalam kedudukan sejajar memanjang dalam satu lingkaran, sedangkanmiosin membentuk filamen yang lebih tipis dan berkedudukan di dalamruang melingkar yang dibentuk oleh filamen aktin.Pada dasarnya otot di dalam tubuh manusia memegang peranan pentingdalam mengaktifkan gerakan organ tubuh, baik organ dalam seperti alatpencernaan, jantung, paru-paru, sampai pada anggota tubuh seperti tangan,kaki semuanya dapat melakukan aktivitas gerak karena otot. Dua otot yangmenggerakkan tulang ke arah yang berlawanan disebut otot antagonis.Gerakan antagonis ini dapat dibedakan berdasarkan arah gerakannya.Tabel 3.1 Jenis dan Arah Gerakan TubuhUntuk memahami pengertiandan cara kerja otot antagonis ter-sebut, Anda dapat melakukankegiatan percobaan dengan meng-gerakkan anggota tubuh yaitu ta-ngan/lengan untuk melakukangerakan-gerakan seperti di atas.Otot lengan terdiri atas ototbisep dan trisep. Otot bisep beradadi bagian depan lengan dan otottrisep berada di bagian belakang-nya. Otot trisep bercabang tiga.NoJenis GerakanArah Gerakan1.AbduksiMenjauhi badan2.AdduksiMendekati badan3.EkstensiMeluruskan4.FleksiMenekuk5.SupinasiMenengadahkan tangan6.PronasiMenelungkupkan tangan7.DepresiMenurunkan8.ElevasiMengangkatSumber: Ensiklopedi Sains dan Kehidupan, 1997Gambar 3.23 TendonEkstensor pergelanganOtot fleksor ulna pergelanganBisep (membengkokkan siku)Trisep (meluruskan siku)KendurMengerutMengerutSendi sikuotot ekstensor ulnapergelangan (kendor)Mengerut
Biologi SMA/MA Kelas XI115TUGAS INDIVIDUApabila kita menggerakkan tangan dengan gerakan meluruskan lengan,maka otot yang bekerja antara lain otot bisep akan berelaksasi, sedangkanotot trisep akan berkontraksi. Apabila kita menggerakkan lengan menekukmaka otot bisep akan berkontraksi, sedangkan otot trisep akan berelaksasi.Agar lebih jelas, coba Anda perhatikan Gambar 3.23!Coba Anda lakukan dua gerakan tersebut, sambil mengamati denganmeraba permukaan otot. Bagaimanakah kondisi otot bisep dan trisep saatAnda gerakkan?Selain gerakan berlawanan, otot juga dapat bekerja saling mendukungdan searah membentuk kerja sama searah yang disebut sinergis, misalnyapada otot-otot punggung dan leher.1. Lakukan pengamatan pada tubuh Anda!2. Otot-otot mana saja yang bekerja antagonis (berlawanan)?3. Tunjukkan letak otot trisep dan bisep dan bagaimanakah cara kerjakedua otot tersebut? Tuliskan hasilnya pada buku tulis Anda!Bermacam-macam gerakan yang terjadi pada tubuh kita disebabkankarena otot yang melekat pada berbagai organ tubuh. Menurut perle-katannya, otot dibedakan menjadi dua yaitu sebagai berikut.1.Origo, merupakan ujung otot yang melekat pada tulang yang sedikitbergerak selama berkontraksi.2. Insersi, merupakan bagian ujung otot yang lain melekat pada tulangdan mengalami perubahan kedudukan selama otot berkontraksi.H JENIS-JENIS OTOT DAN KARAKTERISTIKNYAPernahkah Anda berpikir, bagaimana jantung kita selalu berdenyut,berirama dengan teratur, dan tak pernah berhenti selama kita masih hidup?Bagaimana pula alat-alat pencernaan selalu berkontraksi untuk mencernamakanan? Siapa yang menggerakkan organ-organ tersebut?Tubuh kita mempunyai tiga macam jenis otot. Otot-otot itulah yangberpengaruh terhadap gerakan organ-organ tubuh. Tiga jenis otot tersebutadalah sebagai berikut.
Biologi SMA/MA Kelas XI1161. Otot Kerangka/Otot Lurik Otot kerangka adalah otot yangmelekat pada kerangka. Bagian tu-buh kita yang berdaging merupa-kanotot kerangka. Otot ini disebut jugaotot lurik, karena jika dilihat darisamping, serabut otot ini memperli-hatkan suatu pola serat melintangatau bergaris. Irisan melintang otot inimemperlihatkan beribu-ribu serabutotot. Serabut-serabut itu tersusundalam berkas-berkas yang sejajar,dan terikat sesamanya oleh jaringanpenyambung yang dilalui oleh pembuluh darah dan saraf. Ukuran diameterotot ini 50 mikron dengan panjang 2,5 cm.Contoh otot kerangka adalah otot bisep dan trisep, yang terletak padalengan atas. Otot ini berbentuk silindris panjang, mempunyai inti banyakyang terletak di tepi. Cara kerja otot ini dan kontraksinya menurut kehendakkita dan di bawah kesadaran kita. Gerakan otot kerangka cepat dan kuat,tetapi mudah lelah. Otot kerangka dapat berkontraksi bila diberikanrangsangan karena diinervasi oleh saraf sadar atau motoris. Rangsangantersebut bisa berupa panas, kimia, mekanis, dan elektris. Sumber energi untukkontraksi otot adalah ATP. Untuk lebih memahami struktur otot kerangkaini, perhatikan Gambar 3.24!2. Otot PolosSetiap serabut otot polos adalah seltunggal, berbentuk gelendong dengansatu inti yang terletak di tengah. Sel-selitu tersusun dalam lembaran. Jika kitalihat di bawah mikroskop cahaya, ototpolos tidak memperlihatkan pola lurikmelintang. Permukaannya polos. Sel-sel-nya mengandung filamen tipis maupuntebal aktin dan miosin, dan filamentersebut tersusun menjadi fibril kontraktil. Otot polos ini dapat berkontraksisecara spontan, terutama dikendalikan oleh neuron motor dari sistem sarafsimpatik dan parasimpatik.Kerja otot polos jauh lebih lambat daripada otot kerangka. Otot polosmemerlukan waktu 3-180 detik untuk bekontraksi. Perbedaan lain dari ototkerangka adalah kemampuannya untuk tetap berkontraksi pada berbagaiGambar 3.25 Otot polosSumber: Encarta Encyclopedia,2006Inti selSumber: Encarta Encyclopedia,2006Gambar 3.24 Otot lurikInti selSerat sel
Biologi SMA/MA Kelas XI117KEGIATAN KELOMPOK 3panjang. Otot ini bekerja terus-menerus dan tidak dipengaruhi oleh kesa-daran dan tidak mudah lelah. Otot polos terdapat pada organ dalam selainjantung, misalnya lambung, usus, ginjal. Untuk lebih memahami strukturotot polos ini perhatikan Gambar 3.25!3. Otot JantungOtot jantung hanya terdapat pada organ jantung saja. Otot jantungterdiri atas serabut lurik. Miofibril otot jantung bercabang-cabang danmitokondrianya lebih banyak daripada yang terdapat pada serabut ototkerangka. Bentuk otot jantung seperti gelendong dengan inti berjumlahbanyak dan terletak di tepi.Cara kerja otot jantung adalah secaraterus-menerus dengan ritme atau iramayang tetap, dan tidak dipengaruhi olehkesadaran, serta tidak mudah lelah. Cobabayangkan jika kerja otot jantung ini ter-henti, hanya dalam waktu 1 menit saja,apa yang akan terjadi? Untuk lebihmemahami struktur otot jantung, cobaperhatikan Gambar 3.26!Struktur atau anatomi otot kerang-ka, otot polos, dan otot jantung tidak bisa diamati secara langsung tanpamenggunakan bantuan mikroskop cahaya. Untuk memperjelas dan lebihmemahami struktur otot-otot tersebut, Anda dapat melakukan pengamatandi laboratorium dengan menggunakan preparat awetan otot-otot itu. Olehsebab itu, cobalah lakukan Kegiatan Kelompok 3 berikut ini!Tujuan:Memahami struktur anatomi otot besertabagian-bagiannya.Alat dan Bahan:1. Mikroskop2. Preparat awetan otot kerangka, polos, danjantungCara Kerja :1. Ambilah preparat awetan yang berada di laboratorium Anda,kemudian amatilah di bawah mikroskop!2. Gambarlah dan sebutkan bagian-bagiannya! Berilah keteranganmasing-masing secara lengkap! Carilah bagian-bagian yang disebutInti selGambar 3.26 Otot jantungSumber: EncartaEncyclopedia, 2006Serabut lurikCabang miofibril
Biologi SMA/MA Kelas XI118zona A, I, H dan Z. Carilah literatur yang mendukung. Banding-kan dengan gambar yang sudah ada di atas!3. Buatlah tabel perbedaan struktur dan karakteristik dari ototkerangka, polos, dan lurik!4. Konsultasikan hasil yang Anda peroleh pada guru pengampu! I MEKANISME KERJA OTOTPernahkah Anda melihat seorang atlet binaragawan? Bentuk badanseorang atlet binaragawan berbeda dengan orang biasa. Ia memiliki ototpada lengan, dada, perut, dan paha yang begitu besar dan keras. Ia memilikibentuk otot seperti itu karena sering melakukan latihan fisik pada bagianotot, misalnya angkat beban, skiping, dan sebagainya.Jika seseorang sering mengadakan latihan otot, misalnya senam, lari,atau olahraga lainnya, maka ototnya akan sering berkontraksi, akibatnyaotot menjadi besar dan keras. Sebaliknya, jika otot jarang digunakan untukmelakukan latihan fisik, maka otot akan kendur dan mengecil. Otot sepertiini disebut atropi.Otot bekerja dengan cara berkontraksi dan relaksasi. Energi untukberkontraksi diperoleh dari ATP dan kreatin fosfat, tetapi serabut otot hanyamengandung cukup ATP untuk menggerakkan beberapa kekejangan. Sum-ber tenaga apakah yang dapat menjadi andalan agar ATP terus tersedia?Sumber yang paling baik ialah respirasi molekul-molekul nutrien seluler yangdibawa oleh darah ke serabut.Pada saat berkontraksi, ATP dan kreatin fosfat akan terurai. ATP akanterurai menjadi ADP (Adenosin difosfat dan energi, ADP akan terurai menjadiAMP (Adenosin Monofosfat) dan energi. Kreatin fosfat akan terurai menjadikreatin dan fosfat. Fosfat yang dihasilkan kemudian akan bergabung denganADP menjadi ATP dan akan mengalami peruraian seperti tersebut tadi.Fase aerob =glikogen mengalami laktasindogenglukosa + asam susuH2O + CO2 + energidibutuhkan
Biologi SMA/MA Kelas XI119KEGIATAN KELOMPOK 4Rangsangan yang datang dari luar akan ditangkap pertama kali olehsel-sel saraf. Dari sel-sel saraf, rangsangan ini akan diteruskan ke sel-selotot. Di dalam otot akan diteruskan pada suatu neurohormon yang sangatpeka terhadap rangsang yang disebut asetilkolin, sehingga asetilkolin ini akanterangsang. Akibat dari rangsangan ini, asetilkolin akan terurai, akibatnyaakan terbentuk miogen. Selanjutnya, miogen ini akan merangsang pem-bentukan aktomiosin. Rangsangan miogen terhadap aktomiosin akan menye-babkan terjadinya kontraksi miofibril.Agar dapat lebih memahami tentang kerja kontraksi otot, coba lakukanKegiatan Kelompok 4 berikut ini!Tujuan : Memahami tentang kerja kontraksi otot pada katakAlat dan Bahan :1. Otot betis katak5. Pipet tetes2. Larutan ringer6. Stopwatch3. Statif 2 klem7. Benang4. Cawan petri8.Jarum pentulCara Kerja :1 .Tusukkan bagian pangkal bawah caput bagian dorsal kotak denganjarum pentul sehingga otaknya rusak, dan kehilangan kesadaran.2. Ambillah otot betis pada bagian tendon dan origo, kemudianmasukkan pada larutan ringer.3. Susunlah rangkaian sebagai tempat percobaan. Ambillah otot betiskatak yang sudah dimasukkan dalam larutan ringer padaperlakuan di atas, kemudian bentangkan dengan menggunakanbenang di kedua ujungnya. Setelah itu, pasang/ikatkan masing-masing ujungnya pada kedua klem statif. Setelah itu, kedua ujungotot betis tersebut masing-masing dihubungkan dengan kabel yangdialiri arus. Gunakan baterai sebagai sumber arusnya. Perlakuanpemberian arus dengan interval masing-masing:a. 1 menit 3 kalic.5 detik 3 kalib. 15 detik 3 kaliFase anaerob =TP + Kreatin fosfatADP + P + energiAMP + P + energi (otot relaksasi)
Biologi SMA/MA Kelas XI1204. Dari perlakuan interval di atas, perhatikanlah pada interval manaotot betis ada reaksi dan pada interval mana tidak ada reaksi.Buatlah dalam sebuah tabel data yang sudah Anda dapatkan agarlebih jelas.5. Dari percobaan pada kegiatan ini Anda dapat menyimpulkanakibat yang terjadi apabila otot diberi rangsangan, kemudian tidakdiberi rangsangan dan keadaan yang terjadi bila otot diberirangsangan secara terus-menerus.6. Diskusikan dengan anggota kelompok Anda dan presentasikanhasilnya di depan kelas!7. Konsultasikan hasilnya pada guru pengampu pelajaran Biologi!J KELAINAN PADA OTOTOtot pun dapat mengalami kelainan. Beberapa kelainan yang terjadipada otot adalah sebagai berikut.Tabel 3.2 Kelainan OtotGambar Rangkaian percobaankonstransi ototNo.Jenis Kelainan OtotKeterangan1.TetanusKondisi otot yang mengalami kejang terusmenerus. Penyebab penyakit ini karena infeksibakteri Clostridium tetani. Ketika terjadi luka,bakteri ini bisa masuk melewati luka yangterbuka tersebut.
Biologi SMA/MA Kelas XI121No.Jenis Kelainan OtotKeterangan2.3.4.5.6.7.9.KramHipertropi ototAtrofi ototStiff (kaku leher)Hernia abdominalFibriosisDistrofi ototOtot berada dalam keadaan kejang. Keada-an ini antara lain disebabkan karena terlalulamanya aktivitas otot secara terus menerus.Suatu keadaan otot yang lebih besar danlebih kuat. Hal ini disebabkan karena ototsering dilatih bekerja dan berolahraga.Hipertrofi otot ini sering dimiliki oleh atletbinaragawan. Coba perhatikan otot yangdimiliki atlet binaragawan!Keadaan otot yang lebih kecil dan lemahkontraksinya. Kelainan ini disebabkankarena infeksi virus polio. Pemulihannyadengan pemberian latihan otot, pemberianstimulant listrik, atau dipijat dengan tekniktertentu.Keadaan meradangnya otot trapesius. Halini disebabkan karena gerak hentakansecara tiba-tiba sehingga otot menjaditertarik secara tiba-tiba. Selain itu, stressyang berat akan membuat kejang otot leherdan punggung. Rasa sakit itu akan hilangjika stress sudah hilang.Kondisi usus melorot ke bawah, disebabkanoleh sobeknya dinding otot perut.Pembentukan jaringan ikat fibrosa. Sel-selotot skelet ataupun alat jantung yang matikarena suatu sebab akan diganti olehjaringan ikat karena sel-sel otot ini tidakmampu beregenerasi, sehingga otot-otot iniakan melemah.Distrofi otot merupakan penyakit kronispada otot sejak anak-anak, diperkirakanmerupakan penyakit genetis (bawaan).
Biologi SMA/MA Kelas XI122Perlu DiketahuiPada kasus sakit tulangpunggung, sekitar 90-95%disebabkan karena penat-nya otot-otot tulang pung-gung atau tersentaknyaotot tersebut dengan tiba-tiba.R A N G K U M A N1. Sistem gerak pada manusia meliputi rangka (skeleton) dan otot.2. Rangka dibedakan menjadi skeleton aksial dan skeleton apendikuler.3. Skeleton aksial terdiri atas tulang-tulang tengkorak, ruas tulangbelakang, tulang iga atau rusuk, dan tulang dada, sedangkanskeleton apendikuler terdiri atas tulang pinggul, bahu, lengan,telapak tangan, tungkai dan telapak kaki.4. Berdasarkan jenisnya, tulang dibedakan menjadi 2, yaitu tulangrawan dan tulang sejati.5. Tulang sejati, dilihat dari matriksnya terdiri atas tulang kompakdan tulang spons.6. Berdasarkan bentuknya, tulang dibedakan menjadi 3, yaitu tulangpipa, tulang pipih, dan tulang pendek.7. Hubungan antartulang disebut persendian atau artikulasi.8 .Sendi yang menyusun tubuh dibedakan menjadi 3, yaitu amfiartrosis,sinartrosis, dan diartrosis. Amfiartrosis merupakan sendi yang gera-kannya amat terbatas, sinartrosis merupakan sendi yang tidak me-mungkinkan ada gerakan, sedangkan diartrosis merupakan sendiyang memungkinkan banyak gerakan.Uraian tersebut merupakan kelainanyang terjadi pada otot. Dengan penjelasantersebut, kita dapat memberikan usahapreventif untuk menjaga kesehatan ototdan mengantisipasi jika terjadi kelainanpada otot. Usaha-usaha tersebut antaralain:1. latihan otot dapat membuat otot men-jadi kuat, sehingga dapat terhindardari atrofi otot;2. melakukan olahraga secara teratur;3. aktivitas yang banyak menyebabkan otot lelah sehingga dapat menga-kibatkan kram otot, untuk itu kita dapat mengatur aktivitas supaya tidakterjadi gangguan otot;4. hindarilah stres berat dengan pola hidup yang benar.
Biologi SMA/MA Kelas XI1239. Diartrosis terdiri atas sendi peluru, pelana, engsel, putar, dan sendiluncur.10. Otot merupakan alat gerak pasif dan memiliki karakteristik, antaralain kontraktibilitas, ekstensibilitas, dan elastisitas.11. Gerakan antagonis otot meliputi abduksi, adduksi, ekstensi, fleksi,supinasi, pronasi, depresi, dan elevasi.12. Berdasarkan perlekatannya, otot terdiri atas origo dan insersi.13. Jenis-jenis otot antara lain yaitu otot lurik, otot polos, dan ototjantung.LATIHANI.Pilihlah jawaban yang benar!1.Perhatikan beberapa hewan berikut!(1) Cacing(4) Siput(7) Bintang laut(2) Ubur-ubur(5) Ular(8) Cecak(3) Ikan tengiri(6) KerangKelompok hewan eksokeleton adalah nomor ....a.1, 2, 3, 4, 5d.2, 4, 5, 6, 7b.1. 2, 4, 5, 6e.4, 5, 6, 7, 8c.1, 2, 4, 6, 72.Pernyataan yang benar tentang perbedaan antara tulang rawanpada anak-anak dan tulang rawan pada orang dewasa adalah ....a.pada anak-anak berasal dari perikondrium, pada orangdewasa dari kondroblasb.pada anak-anak berasal dari sumsum tulang belakang padaorang dewasa dari kondroblasc.pada anak-anak berasal dari mesenkim, pada orang dewasadari sumsum tulangd.pada anak-anak berasal dari limfa, pada orang dewasa darisumsum tulange.pada anak-anak berasal dari mesenkim, pada orang dewasadari perikondrium
Biologi SMA/MA Kelas XI1243.Tulang-tulang tengkorak manusia terdiri atas tulang-tulangberikut, kecuali ....a.tulang belikatd.tulang pipib.tulang dahie.tulang pelipisc.tulang rahang4.Gangguan pada tulang karena sobeknya selaput sendi yang diikutilepasnya ujung tulang dari sendi disebut ....a.lordosisd.urat sendib.fakturae.memarc.fisma5.Berikut ini gangguan pada sistem gerak:(1) terjadinya di daerah leher(2) posisi kepala ke arah kiri atau kanan(3) gerakan tiba-tiba melebihi batasGangguan pada alat gerak dengan tanda-tanda tersebut disebut ....a .stiffd.skolipsisb.osteoporosise.lordosisc.kifosis6.Persendian yang memungkinkan gerakan bebas ke segala arahdan berporos tiga, ujung tulang berbentuk mangkok, dan ujungtulang lain berbentuk bonggol terdapat pada sendi ....a.atlasd.pelurub.putare.luncurc.pelana7.Otot disebut alat gerak aktif sebab ....a.sebagai tempat pembentukan sel-sel darah dan penimbunanmineralb.melekat pada otot-otot rangkac.saling berhubungan membentuk sendid.mempunyai kemampuan berkontraksie.merupakan penopang dan penunjang bentuk tubuh8.Otot yang digunakan untuk bekerja keras kemudian terasa lelahdisebabkan oleh ....a.lambannya otot untuk menjadi elastis setelah berkontraksib.ATP habis diurai menjadi ADPc.terjadinya pembentukan ATP dari penguraian glikogend.tertimbunnya asam laktat dalam jaringane.berkurangnya kadar gula darah
Biologi SMA/MA Kelas XI1259 . Tulang-tulang berikut yang merupakan pembentuk rangka aksialadalah ....a.tulang belakang, tulang lengan, tulang dada, dan tulangpanggulb.tulang tengkorak, tulang belakang, tulang dada, dan tulangrusukc.tulang belakang, tulang lengan, tulang rusuk, dan tulangpingguld.tulang tengkorak, tulang lengan, tulang belakang, dan tulangrusuke.tulang tengkorak, tulang lengan, tulang dada, dan tulang rusuk10. Kemampuan otot untuk memendek sehingga terjadi penarikantulang yang berlekatan disebut ....a.konduktivitasd.iritabilitasb.elastisitase.ekstensibilitasc.kontraktibilitas11. Otot-otot yang cara kerjanya antagonis adalah ....a.abduktor dan depresord.abduktor dan elevatorb.depresor dan fleksore.ekstensor dan abduktorc.ekstensor dan abduktor12. Pada waktu otot berkontraksi terjadi peristiwa kimia yang mem-bebaskan energi dengan persamaan reaksi kimia ....a.glukosa + fosfat o CO2 + H2O + energib.glukosa + O2o CO2 + H2O + energic.ATP + O2o ADP + fosfat + energid.ATP o ADP + energie.ADP + asam fosfat o ATP + energi13. Kram atau kejang otot dapat terjadi karena ....a.persendian tidak dapat digerakkanb.otot lemah, sendi membengkakc.kegagalan metabolisme asam lemakd.kekurangan vitamin De.otot keras, kaya asam laktat14. Terjadinya kontraksi otot memerlukan rangsangan dari luar ataudalam, rangsang tersebut diterima oleh ....a.aktomiosind.sarkomerb.miofibrile.sarkolemac.asetilkolin
Biologi SMA/MA Kelas XI126UJI KOMPETENSIJawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar!1. Setiap hari Anda melakukan aktivitas bergerak, baik gerak beratmaupun ringan. Ada suatu fenomena, apabila seseorang tidakterbiasa melakukan kegiatan berat, misalnya berlari maka otot orangtersebut akan menjadi kaku dan sakit. Menurut Anda, benarkahfenomena itu? Jelaskan disertai alasan yang tepat!2. Sehabis berlari-lari, maka napas kita menjadi tersengal-sengal. Apayang menyebabkan hal tersebut? Dipengaruhi oleh apakah peris-tiwa tersebut? Jelaskan jawaban Anda!3. Jika seseorang mengalami patah tulang, menurut Anda apakahtulang tersebut dapat disatukan kembali? Jelaskan jawaban Andadisertai alasan sesuai teori yang telah Anda pelajari!4 .Seseorang bisa mempunyai kelainan kaki bentuk X atau O. Apakahyang menyebabkan seseorang memiliki bentuk seperti kaki seperti itu?5. Perhatikan seorang atlet binaragawan. Ia memiliki otot-otot yangsangat kuat, keras, dan besar. Menurut Anda, dapatkah setiap orangmemiliki bentuk otot seperti itu? Jika ya, usaha-usaha apakah yangharus dilakukan? Jelaskan jawaban Anda disertai alasan yang tepat!15. Jenis kelainan pada tulang belakang antara lain ....a.lordosisd.hernia abdominalb.artritis eksudatife.miastenia grafisc.artritis sikaII. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!1.a. Organ apakah yang termasuk dalam sistem gerak manusia?b. Apakah fungsi masing-masing organ tersebut?2.Berdasarkan bentuk dan bahan matriksnya, tulang dibedakanmenjadi berapa macam? Sebut dan jelaskan masing-masing!3 .Apakah perbedaan struktur antara tulang keras dan tulang rawan?4.Apakah yang dimaksud dengan persendian? Ada berapa macamsendi? Sebut dan jelaskan arah gerakannya!5.Gambarlah struktur otot yang menyusun tubuh manusia!Berikanlah keterangan bagian-bagiannya serta sebutkanfungsinya!