Halaman
Biologi SMA/MA Kelas XI225SISTEM PERNAPASAN6Tujuan PembelajaranPada bab ini Anda akan mempelajari sistem pernapasan pada manusia. Denganmempelajari materi pada bab ini, diharapkan Anda dapat mengerti danmemahami keterkaitan struktur, fungsi, dan proses pada sistem pernapasanserta kelainan yang terjadi pada sistem tersebut sehingga dapat mencegah agartidak mengalami gangguan pada sistem tersebut.Bernapas adalah bagian yang sangatpenting dari aktivitas makhluk hidup. Tanpabernapas, manusia akan mati.Cobalah menahan napas selama 1 menitsaja! Dapatkah Anda melakukannya? Ketika menahan napas tersebut Andamerasakan sesak napas, bukan? Penyebab rasa sesak ini adalah dorongantubuh akibat tubuh kekurangan oksigen. Bila hal ini terjadi beberapa lamaakan menyebabkan gangguan dalam tubuh dan akhirnya akan menye-babkan kematian. Bagaimana dengan orang yang berada di luar angkasa,misalnya astronot yang naik ke bulan, seperti terlihat pada Gambar 6.1!Kata Kunci• respirasi• energi• paru-paru• oksigen• karbon dioksida• difusi• bronkus• alveolus• ekspirasi• inspirasi• udara residu• udara komplementer• oksihemoglobinGambar 6.1 AstronotSumber: Clipart
Biologi SMA/MA Kelas XI226PETA KONSEPSistem PernapasanSistem PernapasanManusiaAlatpernapasanProsespernapasan•Hidung•Laring•Trakea•Bronkus•Bronkiolus•Alveolus•Inspirasi•EkspresiKelainan/gangguanSistem Pernapasanpada HewanBurungTerbangIstirahatKantung udaraParu-parumeliputicontohnyaterdiri atasmeliputiketikamenggunakanmenggunakandapat mengalamimembahas tentang
Biologi SMA/MA Kelas XI227A RESPIRASI PADA MANUSIAPerhatikan bagan pada Gambar 6.1 dan cobalah untuk menganalisisnya!Tahukah Anda mengapa bernapas itu penting? Bernapas adalah salahsatu bentuk kegiatan tubuh guna menghasilkan energi untuk hidup. CobaAnda perhatikan bagan pada Gambar 6.2!Dari gambar di atas Anda dapat melihat bahwa udara yang masuklewat sistem pernapasan akan digunakan untuk proses oksidasi biologi, yaituproses yang menghasilkan energi dengan memecah molekul yang lebihkompleks menjadi molekul yang lebih sederhana, terutama molekul gulasederhana diuraikan menjadi karbondioksida dan uap air. Energi yang ter-bentuk dari hasil oksidasi biologi akan digunakan untuk proses-prosesaktivitas hidup antara lain untuk bergerak, untuk melakukan pertumbuhandan perkembangan, proses reproduksi, dan mengatur suhu tubuh serta akvi-fitas hidup yang lain. Nah, sekarang Anda mengerti bukan mengapa prosesrespirasi itu penting?Proses respirasi ini dapat berlangsung dengan dua cara, yaitu respirasiaerob dan respirasi anaerob.1. Respirasi Aerob (Oksidasi)Proses ini merupakan pemecahan molekul dengan menggunakanoksigen, reaksi umumnya sebagai berikut:C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 675 kaloriJika Anda perhatikan reaksi kimia pada proses tersebut menghasilkanenergi yang banyak, yaitu sebesar 675 kalori. Pada umumnya dalam keadaannormal manusia menggunakan cara ini.Gambar 6.2 Bagan respirasiSumber: Ilustrasi Haryana
Biologi SMA/MA Kelas XI2282. Respirasi AnaerobProses ini merupakan pemecahan molekul tidak menggunakan oksigen.Reaksi umumnya sebagai berikut.C6H12O6 2C2H5OH + CO2 + 28 kaloriPada proses respirasi anaerob terjadi pemecahan molekul yang tidaksempurna, karena masih dihasilkan zat organik sehingga energinya belumterbebaskan semua. Pada proses tersebut hanya terhenti sampai glikolisisdan terbentuk asam laktat, sehingga energi yang dihasilkan sedikit dandampaknya mengakibatkan kelelahan pada tubuh. Proses ini umumnyaterjadi pada organisme tingkat rendah, yaitu pada ragi dan bakteri. Padaorganisme tingkat tinggi proses ini hanya berlangsung dalam keadaandarurat, yaitu apabila persediaan oksigen kurang mencukupi. Ini terjadiketika otot bekerja terlalu keras dan berlebih.Respirasi dapat berlangsung dalam tiga tahap.a. GlikolisisPada proses glikolisis ini terjadi pengubahan glukosa menjadi asampiruvat.Reaksi glikolisis adalah sebagai berikut.C6H12O6 asam piruvat + 2 ATP + 2 NADH2Reaksi di atas berlangsung di dalam sitoplasma dan bersifat anaerob.Reaksi ini melepaskan energi untuk menghasilkan ATP dan NADH2. Asampiruvat yang dihasilkan dalam proses di atas akan diubah menjadi asetil-KoA di dalam mitokondria. Setelah dirubah menjadi asetil-KoA, maka akanmasuk ke dalam siklus Krebs.b. Siklus KrebsSiklus Krebs merupakan rangkaian reaksi yang mengubah asetil KoAmenjadi CO2 dengan melalui proses oksidasi.Pada reaksi sebelumnya, yaitu reaksi glikolisis telah dihasilkan asampiruvat. Asam piruvat yang terbentuk ini dapat memasuki siklus Krebs, setelahbereaksi dengan NAD+ dan Ko-enzim A membentuk senyawa asetil Ko–A.
Biologi SMA/MA Kelas XI229Siklus Krebs dapat dilihat pada proses di bawah ini!c. Rantai Transpor ElektronTranspor elektron terjadi di dalam mitokondria yang banyak mengha-silkan ATP. Reaksi menghasilkan ATP melibatkan sistem elektron pembawa.Pada reaksi ini yang berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul khusus dalam respirasi antara lain Ko-enzim A, flavoprotein, dansitokrom. Hasil akhir dari reaksi transpor elektron adalah H2O. Reaksitersebut dapat dituliskan sebagai berikut.10 NADH + 5 O2---->10 NAD+ + 10 H2O + 30 ATP2 FADH2 + O2---->2 FAD + 2 H2O + 4 ATPSumber: Ilustrasi Cahyo, 2007Gambar 6.3 Siklus Krebs
Biologi SMA/MA Kelas XI230B STRUKTUR DAN FUNGSI PERNAPASANMANUSIAUntuk memahami struktur sistem pernapasan pada manusia, lakukanKegiatan Kelompok 1 berikut ini!Dengan melakukan kegiatan itu Anda sudah dapat melihat dan menge-tahui susunan alat-alat pernapasan pada manusia. Alat-alat pernapasantersebut meliputi bagian-bagian sebagai berikut.1. HidungUntuk mempelajari hidung lebih lanjut, perhatikan strukturnya padaGambar 6.4! Hidung merupakan alat pernapasan yang terletak di luar dantersusun atas tulang rawan. Pada bagian ujung dan pangkal hidungditunjang oleh tulang nasalis. Rongga hidung dibagi menjadi dua bagianoleh septum nasalis, yaitu bagian kiri dan kanan. Bagian depan septumditunjang oleh tulang rawan, sedangkan bagian belakang ditunjang olehtulang vomer dan tonjolan tulang ethmoid.KEGIATAN KELOMPOK 1Gambar Struktur pernapasan manusiaSumber: Kamus Visual, 2003Tujuan:Memahami strukturalat-alat pernapasanpada manusiaAlat:Torso manusiaCara Kerja :1. Amatilah torso manusia padabagian alat-alat pernapasan.2. Tunjukkan alat-alat yang digu-nakan sebagai alat pernapasan.3. Sebutkan ciri-ciri masing-masingalat pernapasan dan gambarlahalat-alat tersebut beserta kete-rangan bagian-bagiannya. Ca-tatlah hasilnya pada buku tugasAnda!faringtrakeabronkiolusalveolus
Biologi SMA/MA Kelas XI231Bagian bawah rongga hidungdibatasi oleh tulang palatum, danmaksila. Bagian atas dibatasi olehethmoid, bagian samping oleh tulangmaksila, konka nasalis inferior, danethomoid sedangkan bagian tengahdibatasi oleh septum nasalis.Pada dinding lateral terdapattiga tonjolan yang disebut konkanasalis superior, konka media dankonka inferior. Melalui celah-celahpada ketiga tonjolan ini udarainspirasi akan dipanaskan olehdarah di dalam kapiler dan dilembapkan oleh lendir yang disekresikan olehsel goblet. Lendir juga dapat membersihkan udara pernapasan dari debu.Bagian atas dari rongga hidung terdapat daerah olfaktorius, yangmengandung sel-sel pembau. Sel-sel ini berhubungan dengan saraf otakpertama (nervus olfaktorius).Panjangnya sekitar 10 cm. Udara yangakan masuk ke dalam paru-paru pertamakali akan masuk melalui hidung terlebihdahulu. Sekitar 15.000 liter udara setiaphari akan melewati hidung.Menurut hasil pengamatan, bernapasmenggunakan hidung lebih baik daripadamulut. Mengapa bisa dikatakan demikian?Hal ini tidak lepas dari kelengkapan sistemyang terdapat di dalam hidung. TahukahAnda mengenai hal itu? Hidung ini dapat mengolah udara yang masuk keparu-paru agar menjadi nyaman, di antaranya mengatur suhu udara,kelembapan dan kebersihan udara yang akan masuk ke paru-paru. Kualitasudara yang baik akan membuat paru-paru lebih sehat.Fungsi hidung, antara lain seperti berikut.a. Menghangatkan UdaraHidung dapat berfungsi menghangatkan udara. Hal ini didukung olehstruktur pembuluh darah yang ada di sekitar hidung. Di sekitar ronggahidung terdapat banyak sekali pembuluh darah yang sangat kecil dan sangattipis dindingnya. Karena strukturnya yang seperti ini, maka panas yangberasal dari darah sisa berpindah ke udara yang melewatinya sehingga dapatmenghangatkan udara tersebut.Gambar 6.4 Dinding lateral hidungSumber:Diagnostik Fisik, 1995Perlu DiketahuiBersin adalah gerak refleksyang terjadi sebagai tang-gapan atas rangsang yangmengiritasi saluran perna-pasan bagian atas. Ada 4tahap pada peristiwa ini.
Biologi SMA/MA Kelas XI232Sekalipun suhu udara yang terhirup dingin, tetapi hidung selalumempunyai strategi untuk menghangatkan udara, dengan cara membesar-kan pembuluh-pembuluh darah sehingga akan menambah luas permukaanuntuk proses penghangatan udara yang lebih besar.Coba pikirkan, mengapa udara harus dihangatkan seperti dijelaskan diatas? Ini karena suhu udara yang masuk ke dalam paru-paru harusmendekati suhu darah.b. Melembapkan UdaraBagaimana cara hidung melembapkan udara? Hidung mensekresikanlendir, bahkan setiap harinya lendir yang diekskresikan mencapai ± 1 liter.Dengan adanya lendir tersebut, maka air akan diuapkan untuk melaksa-nakan proses pelembapan udara tersebut, dengan demikian udara yangmasuk ke paru-paru akan selalu dalam keadaan lembap, yaitu ± 80%.c. Membersihkan UdaraDengan adanya lendir yang terdapatpada hidung, ternyata dapat menjeratkotoran atau kuman yang berhasil lolosdari saringan. Selain itu, di dalam ronggahidung juga terdapat bulu-bulu getar,yang berfungsi sebagai penyaring udara.Seseorang yang sedang sakit influenzaatau pilek, ia akan merasakan makananhambar. Mengapa demikian? Coba ingat-ingat kembali materi tentang pencernaanmakanan yang sudah Anda pelajarisebelumnya!2. LaringBagian sebelah atas laring disebut faring. Bagian ini memiliki panjang ±4 cm. Struktur laring disusun oleh kepingan tulang rawan, antara lain sepertiberikut.a. Tulang rawan epiglotisTulang rawan epiglotis berjumlah satu dan terletak di puncak laringberbentuk daun.b. Tulang rawan tiroidTulang ini berjumlah satu, berbentuk seperti perisai yang terletak disebelah anterior dari laring. Pada pria dan wanita ada perbedaan padatulang rawan tiroid ini, yaitu pada pria lebih besar dan menonjol yangmembentuk jakun.Gerakan melambai bulu-bulugetar di dalam hidung dapatterjadi 20 kali setiap detik.Gerakan ini berfungsi untukmenyaring udara dan mengge-ser lendir yang menutupi per-mukaan hidung. Pergerakanlendir tersebut mencapai kece-patan 2 cm per menit. Tetapikasus ini akan lebih lambatpada seorang perokok, pemi-num alkohol atau orang sakit.Perlu Diketahui
Biologi SMA/MA Kelas XI233c.Tulang rawan krikoidTulang rawan krikoid berjumlah satu dan membatasi bagian bawahlaring berbentuk cincin.d. Tulang rawan aritenoidTulang rawan aritenoid berjumlah dua dan terletak di atas krikoid.Tulang rawan aritenoid berhubungan dengan pita suara.e.Tulang rawan kuneiformisTulang rawan kuneiformis berjumlah dua dan terletak di antara epiglotisdan aritenoid.f.Tulang rawan kornoculatumTulang rawan kornoculatum berjumlah dua dan terletak di atasaritenoid.Laring memiliki 2 cabangyang membentuk saluran ma-kanan yang disebut esofagusdan saluran pernapasan yangdisebut trakea. Untuk meng-atur kedua fungsi tersebut,maka laring ini memiliki katupyang dapat membuka danmenutup yang disebut epiglotis,seperti terlihat pada Gambar 6.5.Katup ini berfungsi untuk meng-atur jalannya udara dan ma-kanan. Itulah sebabnya saat kitamenelan makanan tidak mungkin bersamaan dengan menghirup udara.3. Trakea (Tenggorokan)Trakea berada di daerah leher dan disusun oleh tulang rawan yangberbentuk seperti cincin dengan panjang ± 10 cm. Dinding trakea terdiriatas jaringan ikat dan memiliki otot polos, pada bagian tengah terdapatbulu-bulu halus yang berfungsi untuk mengeluarkan debu atau kotoran.Trakea memanjang ke bawah dan ujungnya bercabang dua yang disebutbronkus menuju paru-paru kiri dan kanan. Apabila pada bagian inikemasukan debu akibatnya terjadi penyempitan pada saluran pernapasansehingga menyebabkan seseorang sukar bernapas. Itulah sebabnya seseorangakan merasa bersin jika saluran pernapasan kemasukan benda asing yangmengganggu pernapasan.Gambar 6.5 EpiglotisSumber: Ilustrasi Bayu, 2007
Biologi SMA/MA Kelas XI234Batang trakea bagian dalam dilapisi oleh selaput lendir. Antara selaputlendir yang meliputi itu ada sepasang selaput yang letaknya melintang daribagian muka ke belakang disebut pita suara.4. BronkusBronkus tersusun atas percabangan,yaitu bronkus kanan dan kiri. Letakbronkus kanan dan kiri agak berbeda.Bronkus kanan lebih vertikal daripada kiri.Karena strukturnya ini, sehingga bronkuskanan akan mudah kemasukan bendaasing. Itulah sebabnya paru-paru kananseseorang lebih mudah terserang penyakitbronkhitis.Pada seseorang yang menderita asmabagian otot-otot bronkus ini berkontraksisehingga akan menyempit. Hal ini dilakukan untuk mencegah masuknyalebih banyak benda asing yang menimbulkan reaksi alergi. Akibatnyapenderita akan mengalami sesak napas. Sedangkan pada penderitabronkitis, bagian bronkus ini akan tersumbat oleh lendir. Bronkus kemudianbercabang lagi sebanyak 20–25 kali percabangan membentuk bronkiolus. Padaujung bronkiolus inilah tersusun alveolus yang berbentuk seperti buahanggur.5. Paru-ParuParu-paru tersusun atas duabagian, yaitu paru-paru kiri dankanan seperti terlihat padaGambar 6.6. Organ ini terletakdi dalam rongga dada. Paru-paru kanan berukuran lebihbesar daripada kiri. Berat paru-paru kanan sekitar 620 gram,sedangkan paru-paru kiri seki-tar 560 gram. Hal ini disebab-kan karena paru-paru kananterdapat tiga bronkiolus, se-dangkan paru-paru kiri ter-dapat 2 bronkiolus.Di dalam paru-paru ini bronkiolus bercabang-cabang lagi membentukgelembung udara yang disebut alveolus. Alveolus ini memiliki dinding yangelastis dan banyak mengandung kapiler darah, di situlah terjadinyaPerlu DiketahuiAda sekitar 300 juta buahalveolus yang menyusunparu-paru manusia. Adanyahal ini dapat memperluas per-mukaannya. Diperkirakanluas permukaan alveolus ±100 kali lebih luas daripadapermukaan tubuh.Gambar 6.6Paru-paruSumber:Kamus Visual, 2003
Biologi SMA/MA Kelas XI235pertukaran udara secara proses difusi, oksigen akan diikat sedangkan CO2dan air akan dilepaskan. Adanya alveolus ini mengakibatkan struktur paru-paru seperti kasur busa yang memiliki rongga-rongga atau kantung kecil.Alveolus berjumlah 600 juta, sehingga dapat memperluas permukaan paru-paru. Pada usia 8 tahun, jumlah alveolus seseorang tidak akan mengalamipenambahan jumlah. Struktur alveolus menyerupai setangkai buah anggur,dan sel-selnya bersifat lentur sehingga akan mudah mengembang danmengempis untuk menarik dan menghembuskan napas. Kantong-kantongini bersifat lentur karena dilumasi satu zat yang disebut surfaktan. Padaseseorang yang menderita emfisema, alveolusnya mengalami gangguankelenturan sehingga sulit untuk mengembang dan mengempis. Itulahsebabnya orang tersebut sulit untuk bernapas.Paru-paru ini dibungkus oleh selaput pembungkus yang disebut pleura,yang tersusun rangkap dua. Di antara kedua pleura terdapat cairan limfe,yang mempunyai peranan untuk melindungi paru-paru dari gesekan ketikamengembang dan mengempis.C PROSES PERNAPASAN MANUSIAPada uraian sebelumnya telah dijelaskan betapa pentingnya bernapasitu. Coba Anda jelaskan kembali, mengapa demikian!Udara dapat masuk dan keluar paru-paru karena adanya tekanan udaraluar dengan udara dalam paru-paru. Perbedaan tekanan ini disebabkanoleh terjadinya perubahan besar-kecilnya rongga udara, rongga perut, danrongga alveolus. Perubahan besarnya rongga ini terjadi karena kerja otot-otot pernapasan, yaitu otot antara tulang rusuk dan otot diafragma.Proses pernapasan meliputi dua tahap berikut.1. Proses InspirasiPada proses ini terjadi pengisapanoksigen dari luar ke dalam paru-paru,proses ini dapat dilihat pada Gambar6.7.Bila otot diafragma berkontraksi,maka diafragmanya akan mendatar.Pada waktu inspirasi maksimum, ototantartulang rusuk berkontraksi se-hingga tulang rusuk terangkat. Keada-an ini akan menambah besarnya rong-ga dada. Mendatarnya diafragma danSumber:Ensiklopedi Sains danKehidupan,1997Gambar 6.7 InspirasiMenghirupDiafragma
Biologi SMA/MA Kelas XI236KEGIATAN KELOMPOK 2terangkatnya tulang rusuk menyebabkan rongga dada bertambah besar,diikuti mengembangnya paru-paru, sehingga udara luar masuk melaluihidung.2. Proses EkspirasiProses ini terjadi ketika kita meng-hembuskan udara. Pada proses ini terjadiproses pengeluaran karbon dioksidadan uap air dari paru-paru keluartubuh. Proses ini dapat Anda lihat pa-da Gambar 6.8!Pada gambar terlihat otot-otot din-ding diafragma mengendur dan dite-kan ke atas oleh organ perut, tulangrusuk kembali ke posisi semula,sehingga rongga dada menyempit.Akibatnya udara dapat terdorongkeluar paru-paru.Untuk dapat memahami sistemkerja organ-organ pernapasan di atas.Anda dapat melakukan kegiatan seperti di bawah ini!Proses Inspirasi dan EkspirasiTujuan:Memahami proses-proses ispirasi dan ekspirasipada sistem pernapasan manusia.Alat dan bahan:1. Balon2. Botol kaca/tabung kaca3. Penutup karet4. Membran karet5. SelangGambar 6.8 EkspirasiDiafragmaSumber:Ensiklopedi Sains dan Kehidupan, 1997Mengembus
Biologi SMA/MA Kelas XI237Cara Kerja:1. Rangkailah alat peraga seperti pada gambar berikut ini!2. Tiuplah balon melewati selang yang sudah terpasang melewatimulut tabung kaca.3. Amatilah yang terjadi!Apa yang terjadi pada balon dan membran karet!4. Biarkan balon tersebut mengempis kembali.Amatilah pula yang terjadi!Apa yang terjadi pada membran karet?Membran karet pada percobaan ini merupakan dinding diafragmapada tubuh manusia.5. Apa yang dapat Anda simpulkan dari percobaan tersebut?Diskusikan dengan teman-teman sekelompok Anda!D MEKANISME PERNAPASANJika Anda perhatikan Gambar 6.7 dan 6.8 pada dasarnya paru-parumerupakan benda elastis. Volume dan tekanan paru-paru diatur oleh bagian-bagian yang membatasinya, yaitu rongga dada dan perut, karena itumekanisme paru-paru juga diatur oleh kedua bagian tubuh ini, sehinggakita kenal ada 2 macam mekanisme pernapasan pada manusia sebagaiberikut.Sebuah modelparu-paruPenutup karetTabungkacaBalonMembran karetMembran karet
Biologi SMA/MA Kelas XI2381. Pernapasan DadaPernapasan dada terjadi bila otot-otot tulang rusuk luar berkontraksi,akibatnya tulang rusuk naik dan volume rongga dada akan lebih kecildaripada udara luar. Karena adanya perbedaan tekanan udara ini, makaudara luar masuk ke dalam rongga dada, sehingga terjadi proses inspirasi.Proses ekspirasi terjadi apabila otot antar tulang rusuk dalamberkontraksi. Akibatnya, tulang rusuk turun dan volume rongga dadamengecil, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada akan lebih besar.Selanjutnya, udara akan terdorong ke luar.Untuk memahami penjelasan di atas, perhatikan urutannya berikut ini!Urutan pernapasan dadaProses inspirasiTulang rusuk berkontraksi o tulang rusuk naik o volume ronggadada membesar, berakibat tekanan udaranya kecil o udara masukProses ekspirasiTulang rusuk mengendur o tulang rusuk turun o volume ronggadada mengecil berakibat tekanan udaranya besar o udara keluar2. Pernapasan PerutPada proses pernapasan ini, fase inspirasi terjadi apabila otot diafragma(sekat rongga dada) mendatar dan volume rongga dada membesar, sehinggatekanan udara di dalam rongga dada lebih kecil daripada udara di luar,akibatnya udara masuk. Adapun fase ekspirasi terjadi apabila otot-ototdiafragma mengkerut (berkontraksi) dan volume rongga dada mengecil,sehingga tekanan udara di dalam rongga dada lebih besar daripada udaradi luar. Akibatnya udara dari dalam terdorong ke luar.Untuk memahami penjelasan ini, perhatikan pula urutannya di bawah ini!Urutan pernapasan perutProses inspirasiOtot-otot mengendur o Otot diafragma mendatar o volumerongga dada membesar o tekanan udara rongga dada lebih kecilo udara masukProses ekspirasiOtot diafragma berkontraksi o volume rongga dada mengecil otekanan udara rongga dada lebih besar o udara ke luar
Biologi SMA/MA Kelas XI239TUGAS KELOMPOKProses yang terjadi pada pernapasan dada dan perut tersebut dapatdiperjelas dengan Gambar 6.9 dan 6.10 berikut!Diskusikanlah permasalahan berikut bersama kelompok Anda!Para olahragawan, terutama perenang dan juga penyanyi ketika se-dang menyanyi ternyata lebih sering menggunakan proses pernapasanperut ini. Coba analisislah, mengapa bisa demikian?Dari penjelasan di atas, Anda sudahbanyak mendapat gambaran tentangpernapasan dada dan perut. Agar lebihjelas lagi Anda dapat mencobanya sendiri.Cobalah Anda melakukan kedua haltersebut. Coba bandingkan dan cermatilahperbedaannya dengan memperlihatkangerakan dan keadaan yang terjadi padatubuh Anda!Gambar 6.9 Pernapasan dadaGambar 6.10 Pernapasan perutPerlu DiketahuiLebih dari 200 kuman ataukotoran keluar dari saluranpernapasan ketika bersin.Sumber: Biologi, Reaven Jhonson, 2003Sumber: Biologi, Reaven Jhonson, 2003
Biologi SMA/MA Kelas XI240Terkadang kita mengalami bersin-bersin, misalnya saat udara berdebu.Bersin merupakan usaha tubuh untuk mengeluarkan benda asing (kotoranatau kuman) dari saluran pernapasan. Proses ini merupakan proses ekspirasiyang mendadak. Otot-otot perut mengalami kontraksi secara tiba-tiba,sehingga isi perut mendorong diafragma ke atas. Keadaan ini mengakibatkanrongga dada mengecil secara tiba-tiba dan tekanan dalam paru-parumenjadi tinggi sehingga udara dikeluarkan dengan keras dari paru-paru.Seringkah Anda mengalami peristiwa ini? Jika iya, apa yang Anda rasakan?E FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHIFREKUENSI PERNAPASANProses inspirasi dan ekskresi berlangsung sebanyak 15 sampai dengan18 kali setiap menit, tetapi frekuensi ini pada setiap orang berbeda-beda,karena dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut.1. UmurUntuk mengetahui pengaruh umur terhadap frekuensi pernapasan,Anda dapat membandingkan pernapasan antara orang tua dengan anak-anak. Manakah frekuensi pernapasannya yang lebih banyak, orang tuaataukah anak-anak? Lebih banyak pada anak-anak, bukan? Mengapa demi-kian? Hal ini disebabkan anak-anak masih dalam usia pertumbuhan sehinggabanyak memerlukan energi. Oleh sebab itu, kebutuhannya akan oksigenjuga lebih banyak dibandingkan orang tua.2. Jenis KelaminCoba Anda bandingkan pengaruh faktor ini pada teman-teman sekelasAnda. Lebih cepat mana frekuensi pernapasan antara laki-laki danperempuan? Mestinya frekuensi pernapasan laki-laki lebih cepat daripadaperempuan. Mengapa terjadi demikian? Ingat kembali penjelasan di atas!Bahwa semakin banyak energi yang dibutuhkan, berarti semakin banyakpula O2 yang diambil dari udara. Hal ini terjadi karena laki-laki umumnyaberaktivitas lebih banyak daripada perempuan.3. Suhu TubuhJika dihubungkan dengan kebutuhan energi, ada hubungan antarapernapasan dengan suhu tubuh, yaitu bahwa antara kebutuhan energidengan suhu tubuh berbanding lurus. Artinya semakin tinggi suhu tubuh,maka kebutuhan energi semakin banyak pula sehingga kebutuhan O2 jugasemakin banyak.
Biologi SMA/MA Kelas XI2414. Posisi TubuhPosisi tubuh seseorang akan berpengaruh terhadap kebutuhan energi-nya. Coba Anda bandingkan posisi antara orang yang berbaring denganorang yang berdiri! Manakah yang lebih banyak frekuensi antara keduanya?Tentunya orang yang berdiri lebih banyak frekuensi pengambilan O2 karenaotot yang berkontraksi lebih banyak sehingga memerlukan energi yang lebihbanyak pula.5. Kegiatan TubuhUntuk membuktikan pengaruh faktor ini, Anda dapat melakukanperbandingkan antara orang yang bekerja dengan orang yang tidak bekerja.Mana yang lebih banyak frekuensi bernapasnya? Jika diperhatikan, orangyang melakukan aktivitas kerja membutuhkan energi. Berarti semakin beratkerjanya maka semakin banyak kebutuhan energinya, sehingga frekuensipernapasannya semakin cepat.Untuk lebih memahami dan membuktikan tentang faktor-faktor yangmempengaruhi pernapasan, coba lakukan Kegiatan Kelompok 2 berikut!Tujuan :1. Membandingkan frekuensi pernapasan seseorang2. Membandingkan tingkat frekuensi pernapasan dengan kegiatanmanusiaAlat :jam/stopwatchCara Kerja :1. Carilah tiga orang teman Anda untuk terlibat dalam kegiatan ini.2. Dari ketiga orang tersebut, berikanlah dalam waktu yang bersama-an untuk melakukan hal-hal berikut.a. Orang I dalam keadaan santai atau istirahat.b. Orang II melakukan aktivitas lari kecil selama 5 menit.c.Orang III melakukan aktivitas naik turun tangga selama 5menit.3. Setelah ketiga perlakuan di atas, hitunglah frekuensi pernapasan-nya setiap menit.KEGIATAN KELOMPOK 3
Biologi SMA/MA Kelas XI2424. Catatlah hasilnya pada tabel di bawah ini.KegiatanFrekuensi pernapasan per menit1. Santai2. Lari kecil3. Naik turun4. Dari hasil pengamatan berdasarkan isian pada tabel di atas, Andadapat membandingkan pernapasan antara ketiganya. Adakahterdapat perbedaan antara ketiganya? Bagaimana hubunganantara frekuensi pernapasan dengan jenis kegiatan kita?5. Buatlah kesimpulan dari kegiatan ini, dan konsultasikan kesim-pulan Anda itu pada guru pengampu.F VOLUME UDARA PERNAPASANAnda telah mengetahui bahwa frekuensi pernapasan antara seseorangdengan orang lain berbeda-beda. Begitu pula volume udara pernapasanantara orang satu dengan lainnya juga tidak sama. Hal ini ditentukan olehukuran paru-paru, kekuatan bernapas, dan cara bernapas. Untuk mengaturvolume udara yang keluar masuk paru-paru digunakan suatu alat yangdisebuat spirometer.Dalam keadaan biasa, udara yang diisap dan dikeluarkan manusiasebanyak 500 cc. Sebenarnya tidak seluruh udara sampai ke dalam paru-paru, tetapi hanya 350 cc saja, sedangkan 150 cc hanya sampai pada saluranpernapasan.Setelah kita menghirup udara pernapasan biasa sebanyak 500 cc terse-but, ternyata kita masih dapat menarik napas sedalam-dalamnya, sebanyak1500 cc yang disebut dengan udara komplementer. Ketika kita mengeluarkannapas biasa sebanyak 500 cc, setelah itu ternyata kita dapat menghembuskannapas sekuat-kuatnya, sebanyak 1.500 cc yang disebut udara suplementer(cadangan). Walaupun sudah menghembuskan napas sekuat-kuatnya, ter-nyata masih ada udara yang tertinggal dalam paru-paru sebanyak 1.000cc. Udara ini disebut udara residu.Jika kita menghirup napas sedalam-dalamnya kemudian menghem-buskannya sekuat-kuatnya, maka volume udara yang masuk keluar sebesar3.500 cc dan disebut kapasitas vital paru-paru. Adapun jumlah volume udara
Biologi SMA/MA Kelas XI243KEGIATAN KELOMPOK 4yang berada dalam paru-paru sebanyak 4.500 cc disebut kapasitas total paru-paru. Untuk memahami penjelasan ini perhatikan bagan berikut!Di dalam rongga hidung, faring, laring, trakea, brokus, dan bronkiolusterdapat ruangan udara yang bervolume kira-kira 150 cc. Ruangan ini tidakberhubungan langsung dengan alveoli sehingga tidak turut dalam prosesrespirasi eksternal. Ruangan ini disebut dead speace. Volume tidal (per-na-pasan) 500 cc tidak semua mencapai alveoli. Udara yang masuk alveoli seba-nyak 500 cc – 150 cc = 350 cc.Dalam keadaaan normal sewaktu istirahat, seseorang akan bernapassebanyak 12 kali per menit. Bila dihubungkan dengan volume pernapasanmaka terdapat beberapa istilah yang perlu diketahui, yaitu sebagai berikut.1. Ventilasi pulmonal, yaitu volume tidal dikalikan dengan jumlah per-napasan per menit.500 cc × 12 = 6.000 mil per menit.2. Ventilasi alveoli, yaitu volume udara yang masuk alveoli dikalikan jumlahpernapasan per menit.(500cc – 150 cc) × 12 = 4.200 mil per menit.Untuk lebih memahami tentang kapasitas paru-paru, lakukanlah KegiatanKelompok 4 berikut ini!Kapasitas Paru-ParuTujuan :Mengukur kapasitas paru-paruAlat dan Bahan:1. Botol besar3. Gelas ukur 2 liter2. Selang plastik4. airUdara residu1.000 ccUdarasuplementer(cadangan)1.500 ccUdarapernapasanbiasa (tidal)500 ccUdarakoplementer1.500 ccKapasitas vital paru-paruKapasitas total paru-paruGambar 6.11 Volume udara pada pernapasanIlustrasi: Cahyo, 2007.
Biologi SMA/MA Kelas XI244Cara Kerja :1. Susunlah alat-alat seperti gambar di bawah ini! Gambar Rangkaian percobaan mengukur kapasitas paru-paruKeterangan:Agar percobaan dapat berjalan dengan lancar, slang plastik harus tepatmasuk dalam tutup botol.2. Siapkan botol besar seperti pada gambar, kemudian isilah denganair, dan berilah tanda permukaannya.3. Tutuplah mulut botol dengan tutupnya.4. Masukkan 2 selang melewati tutup botol tersebut. Selang yangpanjang dihubungkan dengan gelas ukur, sedangkan selang yangpendek dihubungkan dengan mulut Anda.5. Melalui selang yang pendek tersebut, hembuskanlah udara kuat-kuat sekali saja.6. Ukurlah volume air yang mengalir ke dalam gelas ukur.7. Isilah lagi botol dengan air melewati gelas ukur sampai denganbatas yang telah Anda beri tanda sebelumnya.8. Catatlah penambahan volume air tersebut! Volume air tersebutmerupakan volume udara yang menunjukkan kapasitas paru-paru.9. Ulangilah percobaan di atas untuk orang yang berbeda!10. Buatlah tabel untuk mencatat hasilnya! Samakah hasil untukmasing-masing orang?11. Buatlah kesimpulan dari kegiatan ini, kemudian konsultasikankesimpulan itu pada guru Anda!botol berisi air
Biologi SMA/MA Kelas XI245G PROSES PERTUKARAN OKSIGEN DANKARBONDIOKSIDATelah dijelaskan sebelumnya, bahwa bernapas merupakan pengambilanudara masuk berupa oksigen (O2) ke dalam paru-paru yang disebut prosesinspirasi dan mengeluarkannya kembali dalam bentuk karbon dioksida (CO2)dan uap air yang disebut proses ekspirasi. Pada proses tersebut terjadi pertu-karan gas secara difusi. Proses yang pertama yaitu pertukaran O2 dari udaradalam alveolus dengan CO2 dalam kapiler darah yang disebut dengan perna-pasan luar (pernapasan eksternal), sedangkan proses yang kedua adalahpertukaran O2 dari aliran darah dengan CO2 dari sel-sel jaringan tubuhyang disebut pernapasan dalam (pernapasan internal).1. Pernapasan EkternalPernapasan eksternal merupa-kan pertukaran O2 dari udara de-ngan CO2 dari kapiler darahdalam alveolus seperti terlihatpada Gambar 6.12. Pada sistempernapasan ekternal O2 di dalamelveolus masuk ke kapiler arteridarah dengan cara berdifusi.Proses difusi ini dapat berlangsungkarena perbedaan tekanan parsialantara O2 dalam alveolus denganO2 dalam kapiler darah.Tekanan parsial O2 dalam al-veolus lebih tinggi dibanding O2dalam kapiler darah. Proses difusi akan terjadi dari daerah yang bertekananparsial tinggi ke daerah yang bertekanan parsial rendah.Di dalam kapiler arteri darah O2 kemudian akan diikat oleh hemoglobin.Proses pengikatan O2 oleh hemoglobin melalui reaksi sebagai berikut. Hb + O2o HbO2 (hemoglobin) (oksihemoglobin)Oksigen atau O2 yang diikat hemoglobin akan dibawa ke seluruh tubuhuntuk diberikan ke sel (mitokondria) untuk proses oksidasi. Oksidasi dalamsel akan menghasilkan CO2 yang kemudian akan diangkut lewat kapilervena darah menuju alveolus. CO2 dalam alvelous ini akan dikeluarkan lewatGambar 6.12 Pernapasan eksternalSumber: Biologi. Reaven Jhonson, 2003AlveolusCO2 terlarutdari plasmaHemoglobin + CO2CO2 + H2O H2CO2HCO2- + H H2CO2
Biologi SMA/MA Kelas XI246 Hb4 + 4O24 HbO2dalam paru-paruEnzim karbonat anhidraseGambar 6.13 Mekanisme pertukaran O2 dan CO2 pada pernapasan eksternal.paru-paru. CO2 diangkut sebagai ion bikarbonat (HCO3 ). Reaksi yang terjadiadalah sebagai berikut.H+ + HCO3 H2CO3 H2O + CO2Reaksi tersebut bisa berjalan dengan baik karena adanya enzim karbonatanhidrase, yang terdapat dalam sel-sel darah merah.2. Pernapasan InternalPernapasan internal, yaitu proses pertukaran O2 dan CO2 dari kapilerdarah ke sel-sel tubuh, seperti terlihat pada Gambar 6.13!Pada pernapasan internal O2 yang sudah terikat pada hemoglobin dalambentuk oksihemoglobin diangkut menuju sel.HbO2 Hb+O2Hemoglobin dalam darah berfungsi untuk mengikat dan melepaskanoksigen. Reaksi yang terjadi adalah: dalam jaringanSelanjutnya, oksi hemoglobin akan melepaskan O2 ke dalam jaringantubuh atau sel. Kemudian O2 akan diterima oleh mitokondria untuk oksidasi.Semakin banyak O2 yang masuk ke dalam sel maka semakin banyak pulaCO2 yang dihasilkan dari proses oksidasi. CO2 akan berdifusi masuk ke kapilervena darah. CO2 ini akan diangkut oleh kapiler vena darah menuju alveolus.Sumber: Biologi. ReavenJhonson, 2003––Jaringan selCO2CO2 terlarut didalam plasmaEnzim karbonatanhidrasePlasmaSel darah merahCO2+ H2O H2CO2H+ yang akanterikat oleh HbHCO2 + HCl
Biologi SMA/MA Kelas XI247Pengangkutan CO2 tersebut melalui tiga cara berikut.a. CO2 larut dalam plasma dan membentuk asam karbonat, reaksi yangterjadi sebagai berikut.CO2 + H2O o H2CO3Cara seperti ini dilakukan, tetapi persentase terjadinya hanya 5%.b. CO2 diangkut dengan membentuk karbominohemoglobin. CO2 ini berdi-fusi ke dalam sel darah merah dan berikatan dengan Amin (-NH2). Aminmerupakan protein dari hemoglobin. Proses seperti ini dilakukan, tetapipersentase terjadinya 30%.c. CO2 diangkut dalam bentuk ion bikarbonat (HCO3). Proses ini berantaidan disebut pertukaran klorida. CO2 bersenyawa dengan air membentukasam karbonat, yang mengurai menjadi H+ + HCO3. Reaksi yang terjadisebagai berikut.CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3Reaksi itu dapat berjalan dengan baik karena adanya enzim karbonatanhidrase. HCO3 akan keluar dari sel darah merah dan masuk plasma darah.Kedudukan HCO3 diganti dengan ion klorida. Proses seperti ini paling seringdilakukan, persentase terjadinya proses ini sekitar 65%.O2 yang masuk ke dalam jaringan kemudian akan diberikan pada mito-kondria (organela sel) untuk respirasi seluler (lihat kembali bagan di depan).Dari respirasi selular itulah energi dihasilkan. Tetapi dalam peristiwa initidak hanya O2 saja yang diperlukan, melainkan juga makanan.Coba Anda lihat kembali bagan pada Gambar 6.1 pada awal bab. Ter-nyata ada kerja sama yang sinergis antara sistem pernapasan dan sistempencernaan untuk melaksanakan proses oksidasi biologi guna menghasilkanenergi. Energi yang dihasilkan dalam bentuk ATP. Coba Anda ingat kembaliapakah fungsi energi (ATP) tersebut?H PERNAPASAN BUATANSeseorang bisa mengalami kesulitan bernapas, misalnya karena pingsanatau tenggelam. Untuk itu diperlukan napas buatan untuk membantuorang tersebut bernapas. Langkah-langkah memberikan napas buatan seper-ti berikut.enzim karbonat hidrase__
Biologi SMA/MA Kelas XI2481. Membuka Jalan Napas ke Paru-ParuLangkah ini dilakukan dengan cara antara lain membaringkan korbandengan posisi terlentang, leher korban diangkat ke atas sehingga dagu korbantegak ke atas.2. Melakukan Pernapasan BuatanLangkah ini dilakukan dengan cara, antara lain:a. menarik napas dalam-dalam kemudian letakkan mulut pada mulutkorban. Pijitlah hidung korban kemudian hembuskan udara sekuat-kuatnya ke mulut korban;b. apabila mulut korban tertutup rapat maka hembuskan udara lewathidung dan usahakan mulut tidak terbuka;c.lakukanlah langkah tersebut di atas kira-kira 12 kali per menit.3. Melakukan Pemijatan JantungLangkah ini bertujuan untuk melancarkan peredaran darah. Usaha inidilakukan dengan cara berikut.a. Letakkan pangkal telapak tangan di dada korban.b. Tekanlah dada korban ke bawah.c.Lakukanlah dengan frekuensi 60 kali per menit. I KELAINAN-KELAINAN PADA SISTEMPERNAPASANSistem pernapasan manusia bisa mengalami gangguan atau kelainankarena sebab-sebab tertentu. Kelainan tersebut bisa disebabkan oleh infeksikuman, faktor bawaan, ataupun kebiasaan hidup yang salah.Kelainan atau gangguan pada sistem pernapasan manusia, antara lainseperti berikut.1. AsmaSebagian besar penyakit asma merupakan penyakit bawaan. Kambuhnyapenyakit ini, antara lain karena udara kotor, udara dingin, alergi sesuatubenda, ataupun stress. Seseorang yang menderita penyakit ini ketika kambuh,otot-otot bronkusnya berkontraksi sehingga akan mengakibatkan penyem-pitan saluran pernapasan. Gejala penyakit ini, antara lain sulit bernapas,bunyi napas mendesah, dan batuk-batuk.2. SinusitisPenyakit ini terjadi akibat peradangan yang terjadi pada sebelah atasrongga hidung (sinus paranasalis). Gejalanya berupa hidung tersumbat, ingusberbau, berwarna kuning hijau, dan sakit di daerah sinus yang terserang.
Biologi SMA/MA Kelas XI2493. RenitisPenyebab penyakit ini, yaitu adanya radang yang terjadi pada ronggahidung. Peradangan tersebut menyebabkan terjadinya bengkak pada ronggahidung dan mengeluarkan lendir. Peradangan ini dapat terjadi karena alergiterhadap benda tertentu.4. BronkitisPenyakit bronkitis terjadi karena adanya radang pada selaput lendir,trakea, dan saluran bronkia. Gejala yang mengiringi penyakit ini, antaralain demam, dada terasa nyeri, dan mengalami batuk.5. TonsilitisPenyebab penyakit ini, yaitu adanya pembengkakan kelenjar limfe didaerah tekak. Akibat pembengkakan tersebut menyebabkan penyempitanpada saluran pernapasan. Terjadinya pembengkakan dikarenakan infeksisuatu bakteri. Gejala penyakit ini, antara lain demam, tenggorokan nyerisehingga sulit menelan, dan nyeri otot.6. Tuberculosis (TBC)TBC termasuk penyakit menular. Penyakit ini disebabkan karena bakteriMycobacterium tuberculosa. Seseorang yang menderita penyakit ini akanmengalami peradangan pada dinding alvelous sehingga difusi O2 akanterganggu.7. EmfisemaPada penderita emfisema, pada bagian alveolus robek, akibatnyapertukaran gas ke bagian-bagian alveolus terganggu dan daerah pertu-karan gas menjadi lebih sempit. Anda dapat membedakan struktur paru-paru penderita emfisema dengan paru-paru orang yang normal padaGambar 6.14!Sumber:Fisiologi Kedokteran,1983Gambar 6.14 Perbedaan paru-paru penderitaemfisema (kanan) dengan paru-paru normal (kiri)
Biologi SMA/MA Kelas XI2508. DifteriSeseorang yang menderita penyakit ini, pada bagian laring dan bron-kusnya mengalami penyumbatan berupa lendir. Sekresi lendir ini disebabkanoleh bakteri difteri.9. AsfiksiPenyakit asfiksi mengakibatkan seseorang mengalami gangguan dalampengangkutan oksigen.10. PneumoniaPada penderita pneumonia bagian alveolus terisi banyak lendir yangdisebabkan terinfeksinya dinding alveolus oleh bakteri. Coba Anda perhatikanstruktur paru-paru penderita penumonia pada Gambar 6.15 berikut!J SISTEM PERNAPASAN PADA HEWAN (BURUNHewan memiliki alat pernapasan yang berbeda-beda. Pada uraianberikut ini kita akan mempelajari tentang sistem pernapasan pada burung.1. Struktur Alat Pernapasan Burung Alat-alat pernapasan pada burung agak berbeda dengan manusia.Struktur pernapasan pada burung tersebut antara lain seperti berikut.a. Lubang Hidung LuarLubang hidung luar terdapat pada pangkal paruh sebelah atas danberjumlah sepasang.b. Lubang Hidung DalamLubang hidung dalam terdapat pada langit-langit rongga mulut.Gambar 6.15 Perbedaan paru-paru pada pneumonia dan emfisemaSumber:Fisiologi Kedokteran, 1983
Biologi SMA/MA Kelas XI251c. Celah TekakCelah tekak terdapat pada faring dan menghubungkan trakea.d. TrakeaTrakea tersusun dari tulang-tulang rawan yang berbentuk lingkaran.Trakea ini akan bercabang menjadi bronkus kanan dan kiri. Tempatpercabangan ini disebut dengan bifurkasi trakea. Bronkus ini kemudian akanmenghubungkan siring dengan paru-paru.e. SiringSiring merupakan alat suara yang terdapat pada bifurkasi trakea. Si-ring tersusun dari otot sterno trakealis dan otot siringalis. Otot sterno trakealisberfungsi untuk menghubungkan tulang dada dengan trakea, sedangkanotot siringalis berfungsi untuk menghubungkan siring dengan dinding trakeadalam. Apabila lipatan berupa selaput sebelah dalam rongga siring bergetar,maka akan menghasilkan suaraf. Paru-ParuParu-paru burung terdapat sepasang dan menempel di dinding dadabagian dalam. Paru-paru ini berukuran relatif kecil dibandingkan ukurantubuhnya. Paru-paru burung tersusun oleh:1) Bronkus primer yang berhubungan dengan mesobronkus.2) Mesobronkus adalah bronkiolus yang paling besar. Mesobronkusmemiliki cabang yaitu dua set bronkus sekunder anterior (ventrobronkus)dan bronkus sekunder posterior (porsobronkus). Antara bronkus sekunderanterior dan posterior dihubungkan oleh parabronkus. Parabronkus padaburung memiliki ± 1.000 buah dan masing-masing bergaris tengah ± 0,5mm.Paru-paru dibungkus oleh selaput pleura dan berhubungan dengankantong udara pada alat dalam. Kantung udara disebut sakus pneumatikusdan terdapat pada pangkal leher, rongga dada, ketiak, dan antartulangkorakoid. Kantong udara berfungsi antara lain:1) untuk bernapas pada saat terbang;2) membantu memperkeras suara karena dapat memperbesar ruang si-ring;3) mencegah kedinginan dengan menyelubungi alat-alat dalam denganrongga udara;4) mengurangi panas badan agar tidak banyak yang hilang;5) pada saat berenang dapat memperbesar dan memperkecil berat jenistubuhnya.Kantong udara pada burung berjumlah 9, antara lain:1) 2 buah kantong udara di leher;
Biologi SMA/MA Kelas XI2522) 1 buah kantong udara diantara tulang selangka;3) 2 buah kantong udara didada depan;4) 2 buah kantong udara didada belakang;5) 2 buah kantong udara diperut.Agar lebih jelas perhatikanGambar 6.16 berikut ini.2. Proses Pernapasan pada BurungProses pernapasan pada burung meliputi tahap-tahap berikut.a. Pernapasan Saat IstirahatPada saat istirahat, terjadi proses inspirasi dan ekspirasi.1) Proses Inspirasia) Pengambilan udara adalah dimulai dari adanya pergerakan tulangrusuk ke arah depan bawah.b) Rongga dada membesar tetapi tekanan udara mengecil.c) Diikuti mengembangnya paru-paru dan mengecilnya tekanan didalam rongga paru-paru.d) Akibatnya udara masuk ke dalam paru-paru melalui saluran pernapasanantara lain lewat lubang hidung luar, lubang hidung dalam, celah tekak,trakea, siring, dan terakhir udara masuk ke paru-paru.e) Setelah udara masuk ke paru-paru, udara akan masuk ke dalamparabronkus.f)Di dalam parabronkus terjadi pertukaran O2 dan CO2 semua udarayang masuk sebagian udara masuk ke dalam paru-paru dan sebagianudara lainnya masuk ke kantong udara.2) Proses Ekspirasi Saat Istirahata) Tulang rusuk kembali ke posisi semulab) Otot-otot dada bekerja dengan mengecilkan rongga dada, sedangkantekanan rongga dada menjadi besar.c) Ruangan dari paru-paru menjadi tertekan sehingga menjadi sempitsedangkan tekanan dalam ruang paru-paru menjadi besar.d) Udara ke luar dari kantong udara dan paru-paru.e) Saat udara melewati paru-paru terjadi difusi O2 dan CO2 lagi.Gambar 6.16 Alat pernapasan burungSumber: Biologi Kimball, 1992.TrakeaKantongudaraKantongudaraParu-paru
Biologi SMA/MA Kelas XI253b. Pernapasan Saat TerbangPada saat terbang pernapasan burung tidak menggunakan paru-paru,melainkan kantong udara antartulang korakoid, prosesnya sebagai berikut.1) Pada saat burung terbang mengangkat sayapnya, maka mengakibatkankantong udara antartulang korakoid terjepit tetapi kantong udara yangterletak di bawah ketika mengembang.2) Udara masuk ke kantong udara yang berada di bawah ketiak.3) Terjadi proses masuknya udara (inspirasi) yang ditandai denganterjadinya difusi O2 dan CO2 dalam paru-paru.4) Pada saat burung menurunkan sayapnya mengakibatkan kantong udarayang berada di bawah ketiak terjepit sehingga menyebabkan kantorngudara antartulang korakoid mengembang.5) Kemudian udara masuk ke dalam kantong udara antartulang korakoid.6 ) Sehingga terjadilah ekspresi yang juga ditandai terjadinya difusi O2 dan CO2.R A N G K U M A N1. Organ pernapasan manusia meliputi hidung, laring, trakea,bronkus, bronkiolus, dan alveolus (paru-paru).2. Respirasi pada manusia meliputi respirasi eksterna dan respirasiinterna.3. Proses pertukaran gas di dalam tubuh terjadi secara difusi.4. Ada dua macam pernapasan pada manusia, yaitu pernapasandada dan perut.5. Pengangkutan CO2 dari jaringan melalui tiga proses, yaitu sebagaiberikut.a. CO2 larut dalam plasma dan membentuk asam karbonat.b. CO2 diangkut dengan membentuk karbominohemoglobin.c. CO2 diangkut dalam bentuk ion bikarbonat.6. Frekuensi pernapasan manusia dipengaruhi oleh umur, jeniskelamin, suhu tubuh, posisi tubuh, dan kegiatan tubuh.7. Proses pertukaran O2 dan CO2 di dalam tubuh melalui pernapasaneksternal dan pernapasan internal.8. Alat pernapasan pada burung yaitu paru-paru dan kantong udara.
Biologi SMA/MA Kelas XI254LATIHANI.Pilihlah jawaban yang paling benar!1. Oksigen yang dihirup oleh manusia akan digunakan dalam prosesmetabolisme untuk menghasilkan energi, yaitu proses ....a .siklus Krebsd.glikolisisb.ekspirasie.inspirasic.transpirasi2. Organ pernapasan yang berperan sebagai alat penyaring danpenghangat adalah ....a .elveolusd.hidungb.bronkioluse.trakeac.bronkus3. Alat pernapasan manusia terdiri atas ....a.hidung, trakea, laring, dan paru-parub.hidung, faring, trakea, dan paru-paruc.hidung, faring, laring, trakea, dan paru-parud.hidung, larin, dan paru-parue.hidung, faring, laring, dan paru-paru4. Proses difusi oksigen dari alveolus menuju kapiler darah terjadikarena ....a.tekanan partikel karbon dioksida dalam darah lebih rendahdibanding dengan di dalam alveolusb.konsentrasi oksigen dalam udara lebih rendah dari tekanandi dalam darahc.tekanan partikel oksigen di dalam alveiolus lebih tinggidaripada di dalam darahd.alveolus mengandung udara segare.tekanan partikel oksigen di dalam alveolus lebih rendahdaripada di dalam darah5 .Bagian dari sistem yang respirasi yang rusak pada penderita enfisemaadalah ....a.bronkiolusd.laringb.alveoluse.trakeac.membran pleura
Biologi SMA/MA Kelas XI2556. Dinding yang paling tipis pada sistem respirasi adalah alveolusyang berperan dalam ....a.perubahan volume paru-parub.keluar masuknya udarac.proses difusi gasd.memperluas permukaan paru-parue.keelastisan paru-paru7. Dalam keadaan istirahat, udara yang dimasukkan ke dalam paru-paru (alveolus) melalui inspirasi sebanyak ... cm3.a.500d.3.500b.1.000e.4.500c.1.5008. Karbondioksida sebagai hasil sampingan pembongkaran senyawaorganik akan diangkut oleh darah ke paru-paru dalam bentuk ....a.CO dan CO2 yang larut dalam Hbb.HCO3– dalam darahc.karbominohemoglobin dalam darahd.HbCO2 dalam darahe.senyawa karbohidrat oleh darah9. Kadar asam laktat dalam otot meningkat ketika tubuh keku-rangan ....a.glukosad.energib.oksigene.CO2c.H2CO310. Pernapasan eksternal adalah pertukaran ....a.udara bebas dengan udara dalam darahb.oksigen di udara bebas dengan udara dalam rongga hidungc.oksigen dari udara bebas dengan CO2 dalam rongga paru-parud.oksigen dalam darah dengan CO2 dalam jaringane.oksigen dalam alveolus dengan CO2 dalam kapiler darahalveolus
Biologi SMA/MA Kelas XI256UJI KOMPETENSI1. Bagaimanakah cara kerja paru-paru kita saat menghirup danmenghembuskan udara ketika bernapas?2. Sebut dan jelaskan kelainan yang terjadi pada sistem pernapasanmanusia!3. Apakah hubungan antara polusi udara dengan gangguan perna-pasan? Jelaskan disertai alasan yang tepat!4 . Salah satu penyakit pada sistem pernapasan adalah asma. Apakahyang dimaksud penyakit asma? Jika suatu saat Anda melihatseseorang yang tiba-tiba terserang asma, tindakan apa yang dapatAnda lakukan untuk menolongnya?5. Suatu ketika Anda melihat seseorang yang tenggelam dalam air.Apa yang harus segera dilakukan untuk menolong orang terse-but? Usaha apakah yang dapat dilakukan agar orang itu tidakkesulitan bernapas?Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar!II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!1. Sebut dan jelaskan organ-organ yang menyusun sistem perna-pasan pada manusia!2. Ada berapa macam cara pernapasan yang dapat Anda lakukan?Jelaskan prosesnya masing-masing!3. Jelaskan tentang respirasi ekstraseluler dan respirasi interseluler!4. Apakah perbedaan yang terjadi pada proses respirasi aerob dananaerob?5. Bagaimana proses pengangkutan CO2 di dalam tubuh manusia?