Halaman
BiologiKelasXI113Bab IVSistem Gerak pada Manusiadan Hewan VertebrataMampu membedakan sistem gerak pasif dan aktif sertamengetahui mekanisme kerja sistem gerak.Pasif (Rangka)Bentuk RangkaSistem GerakTulang penyusun rangka:1. Tulang rawan2. Tulang keras3. Tulang pipih4. Tulang pendek5. Tulang pipaAktif (Otot)Pada HewanPada ManusiaMacam otot:1. Otot lurik2. Jantung3. PolosSesuai dengan:1. Fungsi2. Tempat hidup3. Cara hidup
114SistemGerakpadaManusiadan Hewan VertebrataPernahkah Anda mendengar kata osteoporosis? Setiap orangdapat mengalami osteoporosis, tetapi banyak yang tidak menyadari-nya. Kelainan ini biasa dijumpai pada orang tua. Osteoporosismenyebabkan rasa takut pada masyarakat karena penderitaosteoporosis mudah mengalami patah tulang. Patah tulang tersebutterjadi karena kepadatan tulang berkurang sehingga tulang menjadirapuh. Itulah salah satu penyakit yang dapat menyerang sistem gerakmanusia.Pada bab ini, Anda akan mempelajari tentang sistem gerakmanusia dan hewan Vertebrata. Setelah mempelajari materi bab ini,Anda diharapkan dapat menjelaskan mengenai struktur dan fungsisistem gerak manusia. Selain itu, Anda juga dapat menyebutkanberbagai jenis penyakit atau kelainan yang dapat terjadi pada sistemgerak manusia.alat gerak pasifalat gerak aktifrangkatulang rawantulang kerassendiasetil kolinotot lurikotot polosotot jantungSumber:DokumentasiPenerbit
BiologiKelasXI115Ingat kembalipelajaran SMP kelas VIIIyang mempelajari sistemalat gerak. Sebutkan fungsitulang rangka.Tulang belakang termasuk salah satu bagian dari rangka. Salahsatu fungsinya adalah menegakkan tubuh. Apabila jumlah kalsiumyang dikonsumsi dalam makanan sehari-hari tidak cukup, tulangbelakang dapat terkena osteoporosis. Selain karena kekurangankalsium, osteoporosis dapat disebabkan karena berkurangnyaproduksi hormon tertentu dalam tubuh.Osteoporosis merupakan salah satu penyakit yang dapatmenyerang alat gerak kita. Ada dua macam sistem gerak yaitu sistemgerak pasif dan sistem gerak aktif.A. Sistem Gerak PasifHewan dan manusia mempunyai kemampuan bergerak dan ber-pindah tempat karena adanya kerja sama antara rangka dan otot.Otot menempel dan menghubungkan tulang dengan kulit. Ototmempunyai kemampuan untuk berkontraksi sehingga dapatmenggerakkan tulang dan kulit. Oleh karenanya, otot disebut alatgerak aktif, sedangkan tulang disebut alat gerak pasif.1. RangkaTulang-tulang yang tersusun sedemikian rupa dengan sistemtertentu disebut rangka. Rangka pada hewan Vertebrata berupaendoskeleton (rangka dalam). Tulang-tulang yang menyusunrangka mempunyai struktur yang bermacam-macam sesuaidengan fungsinya.Rangka mempunyai fungsi sebagai berikut.a. Penopang dan penunjang tegaknya tubuh.b. Memberi bentuk tubuh.c. Melindungi alat-alat atau bagian tubuh yang lunak.d. Alat gerak pasif.e. Tempat melekatnya otot-otot rangkaf. Tempat pembentukan sel darah dan penimbunan mineral.Rangka tubuh dibedakan menjadi tiga macam. Rangka yangterdapat pada hewan yang tubuhnya lunak, misalnya cacingtanah disebut rangka hidrostatik. Rangka yang terdapat padainsekta berupa lapisan luar yang membungkus tubuh, dan terbuatdari zat kitin disebut rangka luar (eksoskeleton). Pada hewanvertebrata terdapat kumpulan tulang rawan dan tulang keras yangmembentuk suatu rangkaian menurut aturan tertentu yangdisebut rangka dalam (endoskeleton).Rangka dalam tersusun atas berbagai bentuk dan jenistulang. Coba Anda perhatikan pada tulang ayam. Kekerasanbagian ujung tulang dada dan tulang paha berbeda. Apa yangmembuat tulang paha bersifat keras, sedangkan ujung tulangdada bersifat lunak? Apakah hal ini terkait dengan senyawapenyusun tulang? Lakukanlah kegiatan berikut untuk mengetahuilebih jelas salah satu senyawa penyusun tulang.
116SistemGerakpadaManusiadan Hewan VertebrataMenentukan Salah Satu ZatPenyusun TulangAmbil satu atau dua potong tulang ayamberukuran kecil. Masukkan tulang tersebut kedalam larutan HCl 100 ml. Usahakan seluruhtulang terendam dalam larutan HCl tersebut.Diamkan ±15 menit. Ambil kembali tulang tersebutdengan menggunakan pinset. Amati tulang ayamtersebut (pencet dengan ujung pinset).Gambar 4.1Tulang rawan anakMatriks yang homogenGambar 4.2Tulang rawan orang dewasaKondrositMatriksteritorialSumber:HistologiManusia, FioreSumber:HistologiManusia, FiorePertanyaan:1. Apakah terlihat ada perbedaan kekerasanantara tulang yang dimasukkan ke dalamlarutan HCl dengan yang tidak dimasukkandalam larutan HCl? Mengapa?2. Apa fungsi kalsium bagi tubuh?3. Apa kesimpulan dari kegiatan tersebut?Buatlah laporan hasil eksperimen ini dankumpulkan kepada bapak atau ibu guru.Dari kegiatan tersebut Anda dapat mengetahui salah satuzat yang terdapat dalam tulang. Apakah pada semua tulangterdapat zat tersebut? Ternyata tidak, kalsium tidak terdapatdalam tulang rawan (misal ujung tulang dada). Apa yangmembuatnya berbeda? Marilah kita pelajari dalam uraian materiberikut.Menurut jaringan penyusun dan sifat-sifatnya, tulangdibedakan menjadi tulang rawan dan tulang keras.a. Tulang RawanTulang rawan terdiri atas sel-sel tulang rawan yangdisebut kondroblas. Sel-sel ini mengeluarkan matriks yangdisebut kondrin. Lama-kelamaan kondroblas akan terkurungoleh matriksnya sendiri dalam ruangan yang disebut lakuna.Di dalam lakuna terdapat kondroblas yang bersifat tidak aktifdisebut kondrosit (sel tulang rawan).Tulang rawan pada anak-anak berbeda dengan tulangrawan pada orang dewasa. Pada Gambar 4.1 terlihat bahwatulang rawan pada anak-anak berasal dari mesenkim danlebih banyak mengandung sel-sel tulang rawan. Sementaraitu, tulang rawan orang dewasa lebih banyak mengandungmatriks dan berasal dari perikondrium (selaput tulang rawan)yang mengandung kondroblas. Lihat Gambar 4.2. Tulangrawan pada orang dewasa hanya terdapat pada bagian-bagian tertentu.Matriks pada tulang rawan umumnya berupa hialin yanghomogen dan jernih. Matriks yang berserabut lebih banyakmengandung zat kolagen (zat perekat tulang).b. Tulang Keras (Osteon)Coba Anda ingat Eksperimen 1 di atas. Apa yangmenyebabkan tulang menjadi keras? Tulang kerasmerupakan kumpulan sel tulang yang mengeluarkan matriksyang mengandung zat kapur dan fosfat. Kedua zat inimenyebabkan tulang menjadi keras. Pada tulang keras,osteoblas pada lakuna menjadi tidak aktif dan disebutosteosit (sel tulang). Antara lakuna satu dengan lakunalainnya dihubungkan oleh kanalikuli. Di dalam kanalikuliterdapat sitoplasma dan pembuluh darah yang bertugasmemenuhi kebutuhan nutrisi osteosit.KondroblasLakunaNuklei kondrositKapsulatulangrawanMatriksinterteri-torial
BiologiKelasXI117Tulang keras dibedakan menjadi dua, yaitu tulangkompak dan tulang spons (tulang berongga). Pada Gambar4.3 tampak bahwa tulang kompak (tulang padat) mempunyaimatriks tulang yang rapat dan padat, misalnya pada tulangpipa. Tulang spons matriksnya berongga. Rongga-ronggapada tulang spons diisi oleh jaringan sumsum tulang. Apabilaberwarna merah berarti mengandung sel-sel darah merah,misalnya pada epifisis tulang pipa. Apabila berwarna kuningberarti mengandung sel-sel lemak, misalnya pada diafisistulang pipa.Gambar 4.3Struktur tulang kompak dan tulang sponsKanal pusat®®®®® ̄ ̄ ̄ ̄ ̄LamelatulangKanalikuliLakunaSistemHaversTulangkompakTulangsponsSumber:Biology, RavenandJohnsonLakukanlah eksplorasi berikut agar Anda dapatmembedakan dengan jelas struktur tulang rawan dan tulangkeras.Bedakan ciri struktur tulang rawan dan tulang keras sesuaicontoh berikut.Buatlah laporan dan kumpulkan kepada bapak atau ibu guru Anda.• Kandungan dalam matriks• Bagian dalam lakuna yangbersifat pasif• Asal:1. Selaput perikondrium2. MesenkimSenyawa kolagen/perekat. . .Senyawa kapur/fosfat. . .Ciri-CiriTulang RawanTulang Keras
118SistemGerakpadaManusiadan Hewan VertebrataIngatkah Anda tentang tulang ayam yang digunakanpada eksperimen di awal bab ini? Apakah bentuk tulang yangdigunakan sama? Mengapa ada yang pipih (misal bagiankepala), tetapi mengapa pula ada yang berbentuk tabungmemanjang (misal tulang paha)?Menurut bentuknya, tulang dibedakan menjadi tulangpipih, tulang pendek, dan tulang pipa. Lihat Gambar 4.4.Apakah ciri khas ketiga jenis tulang tersebut?a. Tulang PipihTulang pipih berbentuk gepeng memipih. Tulang pipihmempunyai dua lapisan tulang kompak, yaitulaminaeksterna dan internaossiskarnii. Kedua lapisan dipisahkanoleh satu lapisan tulang spongiosa disebut diploe. Contoh:tulang tengkorak, tulang rusuk, dan tulang belikat.b. Tulang PendekTulang pendek berbentuk seperti kubus atau pendektidak beraturan. Tulang ini mempunyai inti tulang spongiosayang dikelilingi tulang kompak. Contoh: tulang telapak tangandan kaki, serta ruas-ruas tulang belakang.c. Tulang Pipa (Tulang Panjang)Tulang pipa berbentuk seperti tabung, kedua ujungnyabulat, dan bagian tengahnya silindris (diafisis). Hampirseluruh bagian tulang pipa terdiri dari tulang kompak (tulangpadat) dengan sedikit komponen tulang spongiosa (tulangberongga-rongga). Pada bagian dalam tulang tersebutterdapat rongga berisi sumsum tulang. Contoh: tulang paha,tungkai bawah, dan tungkai atas.Tulang pipa terbagi atas tiga bagian, yaitu bagian ujungdisebut epifisis, bagian tengah disebut diafisistersusunatas tulang keras. Bagian antara epifisis dan diafisis disebutcakraepifisisatau metafisisyang terdiri atas tulang rawandan mengandung banyak osteoblas. Bagian cakraepifisismerupakan bagian yang dapat bertambah panjang terutamadalam usia pertumbuhan.Cakraepifisis orang dewasa tidak tumbuh meninggi lagikarena sudah menulang semua. Sebaliknya, bagian tengahtulang pipa terdapat sel-sel osteoklas yang merusak tulangsehingga tulang menjadi berongga, kemudian ronggatersebut terisi sumsum tulang.Tulang-tulang dalam tubuh manusia kurang lebihberjumlah 200 buah. Komponen-komponen penyusun tulangadalah air (25%), zat organik berupa serabut (30%), danzat mineral terutama kalsium fosfat dan sedikit garammagnesium (45%).Tulang-tulang tersebut akan tersusun sedemikian rupadengan sistem tertentu sehingga membentuk rangka. LihatGambar 4.5. Lalu, apa sebenarnya fungsi rangka bagimakhluk hidup? Kerjakan tugas berikut agar Anda dapatmenjawabnya.Tulang pendekTulang pipihGambar 4.4Macam-macam tulang berdasarkanbentuknyaSumber:Ilustrated WorldofScienceEncyclopedia 2,Creative WorldPublications, Inc.Tulang pipa
BiologiKelasXI119TengkorakTulang wajahTulangbelikatTulang dadaTulangrusukTulangbelakangTungkai bawahTulang keringTulangpahaTulang betisTulang lenganatasTulangpengumpilTulanghastaTulangselangkaTulanglengan atasTulangtelapakibu jariTempurunglututTulang per-gelangan kakiTulang jari kakiSumber:Ilustrated WorldofScienceEncyclopedia 2, Creative WorldPublications, Inc.Gambar 4.5Tulang rangka dan bagian-bagiannyaIngatlah kembali tentang fungsi rangka yang pernah Anda pelajariketika SMP. Coba sebutkan fungsi rangka dan berilah contoh tulang-tulang yang mendukung fungsi tersebut.Rangka manusia dapat dibedakan menjadi duakelompok besar, yaitu skeleton aksial dan skeletonapendikuler. Perhatikan Gambar 4.5 berikut.a. Skeleton AksialSkeleton aksial yaitu skeleton yang merupakan sumbutubuh. Rangka ini meliputi tengkorak, ruas-ruas tulangbelakang dan tulang ekor, tulang dada, serta tulang iga ataurusuk.1)Tulang TengkorakTulang tengkorak terdiri atas 28 buah tulang. LihatGambar 4.6. Tulang tengkorak berfungsi melindungi otak,mata, dan telinga dalam.Tulang-tulang pembentuk tengkorak dibedakan atastulang tengkorak wajah (muka) dan tengkorak pelindungotak (kubah). Ingat kembali pelajaran tentang rangkamanusia di SMP. Coba sebutkan tulang-tulang penyusuntengkorak wajah dan tengkorak pelindung otak.SuturemahkotaSumber:Tubuh, AlanE. NourseGambar 4.6Macam-macam tulang penyusuntengkorakUbun-ubunBajiPelipisPipiRahangbawahLubangdaguLubang diatas lekukmataHidungLubang dibawah lekukmataRahang atasDahi
120SistemGerakpadaManusiadan Hewan VertebrataHubungan tulang yang terdapat pada tengkorakkepala bersifat sutureyaitu tidak dapat digerakkan.Kesatuan susunan tengkorak yang tegak seolah”terletak” seimbang di atas ruas teratas (pertama) tulangbelakang adalah tulang atlas. Sendi yang meng-hubungkan tengkorak dengan tulang belakang ini disebutsendi atlas (sendi putar), sehingga memungkinkangerak kepala mengangguk ke depan dan ke belakang,menggeleng ke kiri dan ke kanan, bahkan berputar kekiri dan ke kanan dengan wajah tetap menghadap kedepan.2)Ruas-Ruas Tulang Belakang (Vertebrae) dan TulangEkorRuas-ruas tulang belakang (vertebrae) terdiri atas33 buah ruas tulang yang terbagi menjadi beberapabagian yang dapat terlihat pada Gambar 4.7.Tiap vertebrae dilindungi oleh lapisan tulang rawanyang disebut diskus intervertebrae. Sementara itu,tulang sakrum maupun tulang ekor telah menyatu sejakembrio. Tulang belakang selain untuk menyanggatengkorak merupakan tempat perlekatan tulang-tulangrusuk yang membentang ke kiri dan ke kanan.Pada tulang belakang terjadi perlengkungan karenaberfungsi sebagai penyangga berat dan memungkinkanmanusia melakukan berbagai jenis posisi gerak.3)Tulang Rusuk dan Tulang Dada (Sternum)Tulang dada terdiri dari bagian kepala (manubrium),badan (corpus), dan ekor (processus xiphoideus) yangberupa tulang rawan. Pada tulang dada melekat tulangrusuk (costae).Tulang rusuk terdiri dari 12 pasang. Ujung belakang-nya melekat pada ruas-ruas tulang belakang. Tulangrusuk dapat dibedakan menjadi tiga macam sebagaiberikut.a)Tulangrusuksejati berjumlah tujuh pasang. Ujungbelakangnya melekat pada ruas-ruas tulangbelakang, sedangkan ujung depan melekat padatulang dada.b)Tulangrusukpalsu berjumlah tiga pasang. Ujungbelakang melekat pada tulang belakang denganujung depan melekat pada tulang rusuk di atasnya.c)Tulangrusukmelayang berjumlah dua pasang.Ujung belakang melekat pada tulang belakang,sedangkan ujung depan bebas tidak melekat.Tulang rusuk dan tulang dada seperti terlihat padaGambar 4.8 berfungsi untuk melindungi jantung danparu-paru.b. Skeleton ApendikulerSkeleton apendikuler terdiri atas tungkai atas (tulanganggota depan) dan tungkai bawah (tulang anggotabelakang).TulangrusukpalsuSumber:Ilustrated WorldofScienceEncyclopedia 2, CreativeWorldPublications, Inc.Gambar 4.8Tulang rusuk dan tulang dadaTulangrusuksejatiTulangrusukmelayangSumber:Tubuh, AlanE. NourseGambar 4.7Tulang belakangTulang leher7 ruasTulangpunggung12 ruasTulang pinggang12 ruasTulangkelangkangTulang sakrumTulang ekor
BiologiKelasXI121Tungkai atas berhubungan dengan tulang aksial pada bahu.Bahu manusia tersusun atas tulang selangka dan tulang belikat.Tungkai atas dan tungkai bawah tersusun atas beberapa tulangseperti Gambar 4.9. Coba sebutkan tulang-tulang pembentuktungkai atas dan tungkai bawah.Tungkai bawah berhubungan dengan tulang aksial padagelang panggul. Gelang panggul terdiri atas tulang sakrum yangmerupakan persatuan enam ruas tulang, yaitu sepasang tulangusus kiri kanan, sepasang tulang duduk, dan sepasang tulangkemaluan. Coba perhatikan Gambar 4.10. Mengapa bentuk tulangpanggul pria dan wanita tidak persis sama?Struktur tulang panggul sesuai untuk berdiri tegak di ataskedua kaki. Hewan dengan tubuh yang disangga oleh keduatungkai bawah disebut bipedal. Pada hewan berkaki empat,tubuh disangga oleh tungkai atas dan tungkai bawah, disebutkuadripedal.2. Pembentukan TulangRangka manusia terbentuk pada akhir bulan kedua atau awalbulan ketiga pada waktu perkembangan embrio. PerhatikanGambar 4.11. Tulang yang terbentuk mula-mula adalah tulangrawan (kartilago) yang berasal dari jaringan mesenkim(jaringanembrional). Sesudah kartilago terbentuk, rongga yang ada didalamnya akan terisi oleh osteoblas.Sel-sel osteoblas terbentuk secara konsentris yaitu daridalam keluar. Setiap sel melingkari pembuluh darah dan serabutsaraf yang membentuk sistem Havers.Substansi di sekitar tulang disebut matrikstulang, tersusunatas senyawa protein. Selanjutnya terjadi pengisian kapur danfosfor sehingga matriks tulang menjadi keras. Pengerasan tulangdisebut osifikasi.Osifikasi dibedakan menjadi 2 macam sebagai berikut.a.Osifikasi kondral yaitu pembentukan tulang dari tulangrawan. Terjadi pada tulang pipa dan tulang pendek.b.Osifikasi desmal yaitu pembentukan tulang dari membranjaringan mesenkim. Terjadi pada tulang pipih.Proses pertumbuhan tulang manusia dimulai sejak janinberusia delapan minggu sampai umur kurang lebih 25 tahun,bahkan lebih dari itu masih terjadi pembentukan tulang.Perhatikan Gambar 4.12 di halaman berikutnya. Urutan prosespembentukan tulang (osifikasi) sebagai berikut.a. Tulang rawan pada embrio mengandung banyak osteoblas,terutama pada bagian tengah epifisis dan bagian tengahdiafisis, serta pada jaringan ikat pembungkus tulang rawan.Tulang panggul wanitaTulang panggul priaTulang dudukTulang ekorTulang kemaluanSumber:Ilustrated WorldofScienceEncyclopedia 2, Creative WorldPublications, Inc.Gambar 4.10Tulang panggulTungkai atasTungkai bawahSumber:Ilustrated WorldofScienceEncyclopedia 2,Creative WorldPublications, Inc.Gambar 4.9Tulang-tulang tungkaiSumber:Ilustrated WorldofScienceEncyclopedia 2,Creative WorldPublications, Inc.Gambar 4.11Pembentukan tulang dimulai sejaktahap embrio
122SistemGerakpadaManusiadan Hewan Vertebratab. Osteosit terbentuk dari osteoblas, tersusun melingkarmembentuk sistem Havers. Di tengah sistem Haversterdapat saluran Havers yang banyak mengandungpembuluh darah dan serabut saraf.c. Osteosit mensekresikan zat protein yang akan menjadimatriks tulang. Setelah mendapat tambahan senyawakalsium dan fosfat tulang akan mengeras.d. Selama terjadi penulangan, bagian epifisis dan diafisismembentuk daerah antara yang tidak mengalamipengerasan, disebut cakraepifisis. Bagian ini berupa tulangrawan yang mengandung banyak osteoblas.e. Bagian cakraepifisis terus mengalami penulangan.Penulangan bagian ini menyebabkan tulang memanjang.f. Di bagian tengah tulang pipa terdapat osteoblas yangmerusak tulang sehingga tulang menjadi berongga kemudianrongga tersebut terisi oleh sumsum tulang.3. Hubungan Antartulang (Persendian)Antartulang dalam tubuh berhubungan satu dengan yanglain agar dapat melakukan fungsinya dengan baik. Hubunganantartulang itu disebut persendian (artikulasi).Berdasarkan keleluasaan gerakan yang dihasilkan, ada tigajenis persendian, yaitu sinartrosis, sinfibrosis, dan diartrosis. LihatGambar 4.13.a.Sinartrosis adalah persendian yang tidak dapat digerakkan.Ada dua tipe utama sinartrosis, yaitu suture dan sinkondrosis.Suture atau sinostosisadalah hubungan antartulang yangdihubungkan dengan jaringan ikat serabut padat, contohnyapada tengkorak. Sinkondrosisadalah persendian olehtulang rawan (kartilago) hialin, contohnya hubungan antaraepifisis dan diafisis pada tulang dewasa.b.Amfiartrosis atau Sinfibrosis adalah persendian yangdihubungkan oleh tulang rawan (kartilago), jaringan ikatserabut, dan ligamen sehingga memungkinkan terjadi sedikitgerakan. Contohnya sendi antara tulang betis dan tulangkering.c.Diartrosis adalah persendian yang memungkinkan gerakantulang-tulang secara leluasa. Misalnya sendi engsel padalutut dan siku serta sendi peluru pada pangkal paha danlengan atas.Sumber:Histologidasar, PenerbitBukuKedokteranGambar 4.12Perkembangan tulangAmfiartrosisSinartrosis pada tengkorakSumber:Tubuh, AlanE. NourseGambar 4.13Macam-macam sendi berdasarkan keleluasaan gerakDiartrosisEpifisisDiafisisPembuluhdarahMetafisisEpifisisTulang sponTulangkompak
BiologiKelasXI1231.Sendi engsel adalah persendian yangmemungkinkan terjadinya gerakan ke satu arah.2.Sendi pelana adalah persendian yang me-mungkinkan gerakan ke dua arah.3.Sendi putar adalah persendian tulang yang satumengitari tulang yang lain sehingga menimbulkangerak rotasi.4.Sendi peluruadalah persendian tulang yanggerakannya paling bebas di antara persendianyang lain, yaitu dapat bergerak ke segala arah.5.Sendi geser adalah persendian yanggerakannya hanya menggeser, kedua ujung agakrata dan tidak berporos. Sendi geser disebut jugasendi kepat atau sendi avoid.6.Sendi luncur adalah persendian tulang yangmemungkinkan terjadinya gerakan badanmelengkung ke depan, ke belakang ataumemutar.Persendian pada tulang siku danlutut.Persendian pada hubunganantara tulang ibu jari dan tulangtelapak tangan.Tengkorak dengan tulang atlasdan radius dengan ulna.Tulang lengan atas dengangelang bahu dan tulang pahadengan gelang panggul.Persendian pada hubungan antararuas-ruas tulang belakang.Skapula dengan klavikula dankarpal dengan metakarpal.Ujung tulang yang membentuk persendian (diartrosis)bersifat khas, yaitu berbentuk bonggol, sedangkan ujung yanglain membentuk lekukan yang sesuai ukuran bonggol. Setiappermukaan sendi dilapisi dengan tulang rawan hialin dandibungkus dengan selaput sinovial yang membentuk minyaksinovial. Minyak sinovial atau minyak sendi ini berfungsi untukmelicinkan gerakan.Diartrosis meliputi beberapa macam persendian.Berdasarkan arah gerak yang ditimbulkannya, diartrosis dapatdibedakan menjadi beberapa jenis sendi yang dijelaskan dalamTabel 4.1 berikut.Tabel 4.1 Jenis-Jenis Persendian DiartrosisSendi engselGambarJenis SendiContohSendi pelanaSendi putarSendi peluruSendi geserSendi luncur
124SistemGerakpadaManusiadan Hewan VertebrataLakukan kegiatan berikut agar Anda lebih memahamimacam-macam sendi.Mengamati Macam-Macam Bentuk Sendi1. Amati torso manusia dan cermati bagian-bagian yang terbentuk antara tulang paha(femur) dan tulang gelang panggul. Cermatipula bagian yang terbentuk antara tulanglengan atas (humerus) dengan tulang belikat(skapula).Pertanyaan:a. Mampu bergerak ke arah mana sajakahpersendian yang terbentuk antara tulang-tulang di atas?b. Sebutkan sendi-sendi yang terbentukselain sendi-sendi di atas, besertacontohnya.a. Sendi engselb. Sendi kakuc. Sendi matiGerakanpada TulangStrukturHubunganAntartulangContohMacam Sendi2. Sebutkan perbedaan antara sendi mati, sendiengsel, dan sendi kaku.Buatlah laporan hasil eksperimen ini dankumpulkan kepada bapak atau ibu guru.Gambar 4.14Fraktura pada tulang kaki4. Gangguan dan Kelainan pada TulangOrang yang mengalami patah tulang biasanya dirawatdengan memasang ”gips” pada daerah tulang yang patah, misalkaki. Menurut Anda apa maksud kaki orang itu ”di gips”?Dapatkah tulangnya yang patah itu tersambung kembali?Patah tulang merupakan salah satu dari gangguan ataukelainan pada tulang. Kelainan atau gangguan tersebut seringterjadi dan dapat Anda amati di sekitar Anda. Selain karenagangguan mekanis (misalnya pada patah tulang), kelainan tulangdapat terjadi akibat infeksi, gangguan fisiologis, gangguanpersendian, dan kesalahan sikap.a. Gangguan MekanisGangguan mekanis pada tulang dapat terjadi akibat jatuhatau benturan dengan benda keras (pukulan). Gangguan inidapat menyebabkan hal-hal berikut.1)Fisura atau retak tulang, dapat diperbaiki karenaperiosteum akan membentuk kalus (sambungan).2)Fraktura atau patah tulang, umumnya terjadi padatulang pipa. Apabila tulang yang patah sampai keluarkulit disebut patah tulang terbuka, sedangkan jika tidaksampai keluar kulit disebut patah tulang tertutup. LihatGambar 4.14.3)Memar sendi, apabila selaput sendi mengalami robek.4)Urai sendi yaitu memar sendi yang diikuti lepasnya ujungtulang dari persendian.Lakukanlah kegiatan berikut agar Anda lebih pahamtentang penanganan gangguan mekanis pada tulang.
BiologiKelasXI125SkoliosisKifosisLordosisGambar 4.15Kelainan pada tulang punggungApakah Anda atau kerabat Anda pernah mengalami patahtulang? Apa yang dilakukan dokter untuk menangani kasus tersebut?Coba lakukan observasi ke rumah sakit atau dokter ahli tulang. Carilahketerangan bagaimana pen atau lempengan besi dimanfaatkan untukmerehabilitasi seorang penderita patah tulang. Apa fungsi dari pen?Dari bahan apakah pen dibuat? Apakah pen akan ditanam padaseorang penderita patah tulang selamanya?b. Gangguan FisiologisGangguan ini mengakibatkan kelainan di antaranyaberupa:1)Hidrocephalus yaitu suatu kelainan yang ditandaipengumpulan abnormal cairan spinal dan terjadipelebaran rongga dalam otak sehingga kepalamembesar, disebut juga megalochephalus.2)Mikrocephalus yaitu gangguan pertumbuhan tulangtengkorak akibat kekurangan zat kapur saat pem-bentukan tulang pada bayi.3)Osteoporosis yaitu pengeroposan tulang yang terjadikarena kekurangan hormon sehingga tulang mudahpatah dan rapuh.4)Rakhitis yaitu gangguan tulang karena kekuranganvitamin D. Biasanya terjadi pada anak-anak dalam masapertumbuhan. Akibatnya pertumbuhan tulang terganggusehingga bentuk kaki membelok keluar (berbentuk hurufX) atau membengkok ke dalam (berbentuk huruf O).c. Kesalahan SikapKesalahan sikap (misal sikap duduk) dapat meng-akibatkan beberapa kelainan berikut.1)Lordosis yaitu jika bagian leher dan panggul terlalumembengkok ke depan.2)Kifosis yaitu jika bagian punggung terlalu membengkokke belakang.3)Skoliosis yaitu jika bagian punggung membengkok kekanan atau ke kiri.Ketiga kelainan pada tulang punggung dapat Anda amatipada Gambar 4.15. Lakukanlah tugas berikut agar Anda lebihjelas tentang kelainan akibat kesalahan-kesalahan sikap ini.Kunjungilah dokter di rumah sakit yang melayani pengobatantulang. Tanyakan penyebab lordosis, kifosis, dan skoliosis. Carilahpula keterangan dari berbagai sumber (media cetak dan elektronik)untuk melengkapi informasi yang telah Anda peroleh dari doktertersebut. Presentasikan hasilnya di kelas.Apa yang dimaksuddengan penyakit polio?Adakah hubungannyadengan tulang?
126SistemGerakpadaManusiadan Hewan Vertebratad. Gangguan PersendianPersendian dapat mengalami beberapa kelainan ataugangguan, di antaranya sebagai berikut.1)Ankilosis yaitu persendian yang tidak dapat digerakkankarena seolah-olah kedua tulang menyatu.2)Dislokasi yaitu sendi bergeser dari kedudukan semula.3)Terkilir atau keseleo yaitu tertariknya ligamen akibatgerak yang mendadak.4)Artritis yaitu peradangan pada satu atau beberapa sendidan kadang-kadang posisi tulang mengalami perubahan.Artritis dibedakan sebagai berikut.a)Gout artritis yaitu gangguan persendian akibatkegagalan metabolisme asam urat. Asam urat yangtinggi dalam darah diangkut dan ditimbun dalamsendi yang kecil, biasanya pada jari-jari tangan.Akibatnya ujung-ujung ruas jari tangan membesar.b)Osteoartritis yaitu suatu penyakit kemunduran,sendi tulang rawan menipis dan mengalamidegenerasi. Biasa terjadi karena usia tua.c)Reumathoid yaitu suatu penyakit kronis yang terjadipada jaringan penghubung sendi. Sendimembengkak dan terjadi kekejangan pada ototpenggeraknya.e. Infeksi SendiKelainan tulang akibat infeksi antara lain sebagai berikut.1)Artritis eksudatif yaitu peradangan pada sendi danterisi cairan nanah.2)Artritis sika yaitu peradangan sendi sehingga ronggasendi menjadi kering (kekurangan minyak sinoval).3)Layuh sendi atau layuh semu yaitu suatu keadaan tidakbertenaga pada persendian akibat rusaknyacakraepifisis tulang anggota gerak.4)Nekrosis yaitu kerusakan pada cakraepifisis tulanghingga sebagian tulang mati dan mengering.Kuman sifilis dan TBC juga dapat menyebabkan infeksisendi.Jawablahsoal-soalberikut.1. Apa yang dimaksud rangka? Sebutkan fungsirangka.2. Apakah perbedaan struktur antara tulangkeras dengan tulang rawan?3. Perbedaan apakah yang ditunjukkan antarasendi engsel dengan sendi kaku?4. Gambarkan struktur sendi peluru. Beri ke-terangan secukupnya.5. Manakah yang lebih cepat sembuh, patahtulang pada anak-anak atau pada orangdewasa? Mengapa demikian?
BiologiKelasXI127B. Sistem Gerak AktifApakah Anda sering berolahraga? Olahraga apa yang palingAnda gemari? Coba bandingkan otot Anda dengan otot teman Andayang tidak terbiasa melakukan aktivitas olahraga, apakah adaperbedaan?Olahraga yang rutin membuat otot selalu terlatih untuk bekerja.Hal itu menyebabkan otot mempunyai kekuatan atau kinerja yangbaik. Sebaliknya, apabila tidak sering digunakan, otot akan mengalamikemunduran fungsi. Perhatikan Gambar 4.16.Otot merupakan alat gerak aktif. Pada subbab A telah diuraikantentang tulang yang berfungsi sebagai alat gerak pasif. Jadi, padasubbab berikut akan kita bahas tentang otot sebagai alat gerak aktif.1. OtotOtot-otot merupakan alat gerak aktif. Otot mempunyai tigakemampuan spesifik berikut.a. Kemampuan untuk memendek (berkontraksi) disebutkontratibilitas.b. Kemampuan untuk melakukan gerakan kebalikan darigerakan yang ditimbulkan saat kontraksi otot disebutekstensibilitas.c. Kemampuan untuk kembali ke ukuran semula setelahkontraksi atau ekstensi disebut elastisitas. Saat otot kembalike ukuran semula, otot disebut dalam keadaan relaksasi.Berdasarkan jenisnya, otot terbagi menjadi tiga macam, yaituotot jantung, otot lurik, dan otot polos. Lakukanlah eksperimenberikut untuk mengetahui perbedaan struktur masing-masing otot.Sumber:Tubuh, AlanE. NourseGambar 4.16Elastisitas otot akan terjaga denganberolahragaMembandingkan Struktur Otot Jantung,Otot Lurik, dan Otot PolosAmbil preparat otot jantung dan otot lurik daribetis Ranasp. dan otot polos usus Rattusnorvegicus yang telah tersedia. Amati masing-masing preparat menggunakan mikroskop.Gambar struktur masing-masing otot tersebut danberi keterangan setiap bagiannya. Bandingkanpreparat yang Anda ambil dengan gambar sel ototdi bawah.Pertanyaan:1. Adakah perbedaan struktur pada ketiga otottersebut? Sebutkan.2. Tunjukkan bagian terang dan bagian gelap dariotot lurik.3. Apakah fungsi dari masing-masing otot? Dimanakah letaknya?4. Apa yang dapat Anda simpulkan dari kegiatandi atas?Buatlah laporan hasil eksperimen ini dankumpulkan kepada bapak atau ibu guru.Berdasarkan eksperimen di depan, dapat diketahui bahwaotot terbagi menjadi tiga jenis yaitu otot jantung, otot lurik, danotot polos. Bagaimana sifat ketiga jenis otot itu? Marilah kitapelajari dalam uraian berikut.Otot lurikOtot polosOtot jantung
128SistemGerakpadaManusiadan Hewan Vertebrataa. Otot LurikOtot lurik atau disebut juga dengan otot rangka karenamelekat pada rangka dan berfungsi menggerakkan rangka.Otot lurik tersusun atas serabut-serabut otot atau miofibrilyang berinti banyak. Miofibril dalam plasma berwarna gelapdan terang, tersusun teratur, dan tampak bergaris sehinggadisebut otot seran lintang atau otot lurik.Miofibril membentuk kumpulan serabut yang disebut ototatau daging. Tiap kumpulan serabut dilindungi oleh selaputyang disebut fasia propria, sedangkan otot atau dagingdilindungi oleh selaput fasia superfisialis.Biasanya gabungan otot berbentuk kumparan denganbagian tengahnya menggelembung disebut empal atauventrikel. Sementara itu, bagian tepi gabungan otot tersebutmengecil disebut urat otot atau tendon. Bagian empal dapatberkontraksi mengerut dan mengendur. Setiap otot memilikidua buah tendon atau lebih. Tendon yang melekat padatulang yang bergerak disebut insersio, sedangkan tendonyang melekat pada tulang yang tidak bergerak disebut origo.Otot lurik disebut otot sadar karena bekerjanyadikendalikan oleh kehendak kita. Kontraksinya cepat, tidakteratur, dan mudah lelah. Otot lurik dapat bergerak karenarangsang berupa panas, dingin, arus listrik, dan rangsangkimia.b. Otot Jantung atau MyocardiumOtot jantung hanya terdapat pada jantung. Otot ini secaraanatomis mempunyai ciri seperti otot lurik, tetapi berintibanyak dan terletak di tengah. Otot jantung mempunyaicabang-cabang yang menghubungkan sel satu dengan sel-sel lain disebut anastomosis. Batas antarselnya tampakjelas dan disebut diskus interkalaris.c. Otot PolosSel-sel otot polos mempunyai bentuk seperti gelendong,berinti satu, dan terdapat di tengah. Miofibril berwarna polos(tidak berwarna gelap dan terang). Kerja otot polos adalahtidak sadar (tidak dipengaruhi kehendak), lambat, teratur,dan tidak mudah lelah. Otot polos terdapat pada dindingsaluran pencernaan, saluran pernapasan, dan pembuluhdarah sehingga sering disebut otot alat-alat dalam.2. Macam-Macam GerakOtot bekerja secara berpasangan untuk menghasilkan gerak.Ada dua macam pasangan yang terjadi yaitu antagonis dansinergis. Pasangan otot yang melakukan gerak berlawananterhadap otot yang sedang melakukan kontraksi disebut ototantagonis. Sebaliknya pasangan otot yang kerjanya salingmenunjang disebut otot sinergis. Contoh otot sinergis yaitu ototpronatorteresdan pronatorkuadratus. Bila keduanyaberkontraksi, telapak tangan akan menelungkup.Menguji KepalanUlurkan tangan ke atas kepala.Hitunglah jumlah kepalan yang bisaAnda lakukan sebelum Andamerasa kesemutan. Setelah rasakesemutan hilang, cobalah lagidengan tangan yang lain tetapi kaliini diulurkan ke bawah.
BiologiKelasXI129Otot antagonis memiliki beberapa jenis berikut.a. Ekstensi – FleksiEkstensi adalah gerak meluruskan, sedangkan fleksiadalah gerak membengkokkan. Misalnya saat kita berdirikaki dalam posisi lurus disebut ekstensi, sedangkan saatjongkok kaki dalam posisi menekuk disebut fleksi. PerhatikanGambar 4.17.b. Abduksi – AdduksiAbduksi adalah gerakan menjauhi badan, sedangkanadduksi adalah gerakan mendekati badan. Contoh: geraktangan sejajar bahu disebut abduksi, sedangkan gerak(sikap sempurna) disebut adduksi. Perhatikan Gambar 4.18.c. Depresi – ElevasiDepresi adalah gerak menurunkan, sedangkan elevasiadalah gerak mengangkat, misalnya gerakan menunduk danmenengadah. Perhatikan Gambar 4.18.d. Supinasi – PronasiSupinasi adalah gerak menengadahkan tangan,sedangkan pronasi adalah gerak menelungkupkan tangan.Kedua macam gerakan ini seperti gerakan melingkar satusumbu sentral sehingga disebut juga rotasi. PerhatikanGambar 4.18.3. Mekanisme Gerak Otot dan Sumber EnergiCoba perhatikan Gambar 4.19. Secara makroskopisgumpalan otot memiliki ujung-ujung otot yang disebut tendon.Di antara dua tendon terdapat bagian pusat otot yang yangdisebut belli. Bagian ini memiliki kemampuan berkontraksi. Ujung-ujung otot melekat pada tulang dengan dua tipe perlekatan, yaituorigodan insersio.a. Ujung otot (tendon) yang melekat pada tulang-tulang yangposisinya tetap atau sedikit bergerak saat otot berkontraksidisebut origo.b. Ujung otot (tendon) yang melekat pada tulang-tulang yangmengalami perubahan posisi saat otot berkontraksi disebutinsersio.Sumber:Kinesiologi: TheAnatomyofMotion, Ellen NeallDuvallGambar 4.18Jenis-Jenis gerakan otot antagonisSupinasiPronasiElevasiDepresiAdduksiAbduksiBelliOrigoInsersioSumber:TubuhManusia, TiraPustakaGambar 4.19Otot-otot yang bekerja saat kontraksiototSumber:Biology, RavenandJonhsonGambar 4.17Gerakan otot antagonis fleksi – ekstensiEkstensiFleksi
130SistemGerakpadaManusiadan Hewan VertebrataSecara mikroskopis otot lurik tampaktersusun atas garis-garis gelap dan terangseperti terlihat pada Gambar 4.20. Penampakantersebut disebabkan adanya miofibril. Setiapmiofibril tersusun atas satuan kontraktil yangdisebut sarkomer. Sarkomer dibatasi duagaris Z (perhatikan gambar). Sarkomermengandung dua jenis filamen protein tebaldisebut miosin dan filamen protein tipisdisebut aktin. Kedua jenis filamen ini letaknyasaling bertumpang tindih sehingga sarkomertampak sebagai gambaran garis gelap danterang. Daerah gelap pada sarkomer yangmengandung aktin dan miosin dinamakanpita A, sedangkan daerah terang hanya me-ngandung aktin dinamakan zona H. Sementaraitu, di antara dua sarkomer terdapat daerahterang yang dinamakan pita I.Apa yang terjadi ketika otot berkontraksi?Ketika otot berkontraksi, aktin dan miosinbertautan dan saling menggelincir satu samalain. Akibatnya zona H dan pita I memendek,sehingga sarkomer pun juga memendek.Lakukan eksperimen berikut untuk lebihmengetahui mekanisme kontraksi otot.Mengamati Mekanisme Kontraksi OtotAmbillah otot betis katak lengkap dengan origodan insersionya. Sebelum otot digunakan, rendamterlebih dahulu dalam larutan Ringer’s. Rangkailahperangkat percobaan seperti pada gambar.Sambungkan arus listrik beberapa kali denganinterval waktu yang berbeda (misalnya 1 menit,30 detik, 1 detik). Amati reaksi yang terjadi.4. Tendon (Origo)5. Empal (Ventrikel)6. Tendon (Insersio)7. Benang8. Larutan Ringer’s9. PetridishPertanyaan:1. Apa yang terjadi pada otot katak saat aruslistrik disambungkan?2. Bandingkan hasilnya apabila arus listrikdisambungkan terus-menerus.3. Apa fungsi larutan Ringer’s?4. Apa fungsi baterai?5. Apa yang dapat Anda simpulkan darieksperimen tersebut?Buatlah laporan hasil eksperimen ini dankumpulkan kepada bapak atau ibu guru.Catatan: Selama percobaan otot harus selalubasah. Tetesilah dengan larutan Ringer’sdari petridish untuk menjaga otot agarselalu basah.127435689Keterangan gambar:1. Penghubung arus2. Baterai3. Pipet tetesGaris ZSarkomerPita AStruktur ototPita IMiosinAktinZona HRelaksasiKontraksiGaris Z2.300 nmPita IPita ASumber:Biology, Raven & JohnsonGambar 4.20Perbedaan posisi aktin dan miosin saatrelaksasi dan kontraksiZona H1.500 nmMiofibril
BiologiKelasXI131Dalam otot terdapat zat yang sangat peka terhadap rangsangdisebut asetilkolin. Otot yang terangsang menyebabkanasetilkolin terurai membentuk miogen yang merangsangpembentukan aktomiosin. Hal ini menyebabkan otot berkontraksisehingga otot yang melekat pada tulang bergerak.Jika otot dirangsang berulang-ulang secara teratur denganinterval waktu yang cukup, otot akan berelaksasi sempurna diantara 2 kontraksi. Namun jika jarak rangsang singkat, otot tidakberelaksasi melainkan akan berkontraksi maksimum atau disebuttonus. Jika otot terus-menerus berkontraksi, disebut tetanus.Saat berkontraksi, otot membutuhkan energi dan oksigen.Oksigen diberikan oleh darah, sedangkan energi diperoleh daripenguraian ATP (adenosin trifosfat) dan kreatinfosfat. ATP teruraimenjadi ADP (adenosin difosfat) + Energi. Selanjutnya, ADPterurai menjadi AMP (adenosin monofosfat) + Energi.Kreatinfosfat terurai menjadi kreatin + fosfat + energi. Energi-energi ini semua digunakan untuk kontraksi otot.Pemecahan zat-zat akan menghasilkan energi untukkontraksi otot berlangsung dalam keadaan anaerob sehinggafase kontraksi disebut juga fase anaerob.Energi yang membentuk ATP berasal dari penguraian gulaotot atau glikogen yang tidak larut. Glikogen dilarutkan menjadilaktasidogen (pembentuk asam laktat) dan diubah menjadiglukosa (gula darah) + asam laktat. Glukosa akan dioksidasimenghasilkan energi dan melepaskan CO2 dan H2O. Perhatikanskema di samping.Secara singkat proses penguraian glikogen sebagai berikut.Proses penguraian glikogen terjadi pada saat otot dalamkeadaan relaksasi. Pada saat relaksasi diperlukan oksigensehingga disebut fase aerob.Asam laktat atau asam susu merupakan hasil sampingpenguraian laktasidogen. Penimbunan asam laktat di dalam ototdapat mengakibatkan pegal dan linu atau menyebabkankelelahan otot. Penguraian asam laktat memerlukan banyakoksigen. Lakukan kegiatan diskusi berikut agar Anda lebih pahamtentang cara kerja otot.Anda tahu bahwa pembentukan energi untuk aktivitas ototdiperlukan oksigen. Sehubungan hal itu diskusikan beberapa halberikut.1. Mengapa sehabis berlari napas kita menjadi terengah-engah?2. Salah satu cara mengurangi pegal otot biasanya denganmengoleskan balsam pada bagian otot yang selesai berkontraksi.Mereka berharap dengan balsam tersebut rasa pegal dapatdikurangi. Benarkah anggapan itu? Menurut Anda, bagaimanacara mengurangi kelelahan atau pegal linu pada otot?Vitamin B1Pengusir KelelahanVitamin B1 (Thiamin) diketahuidapat mencegah penyakit beri-beri.Di samping itu, vitamin B1 juga mem-perbaiki metabolisme karbohidratyang menghasilkan tenaga dan me-ngurangi penumpukan asam laktatpada otot yang mengalami kelelahan.Hasilnya orang yang mengonsumsi-nya dalam jumlah cukup akanmerasa fit atau tidak lesu karena ke-kurangan tenaga.Manfaat Latihan AerobikSaat berlari, pelari maratonmemerlukan banyak energi.Namun, pasokan energi berjalanlambat. Oleh karena itu, merekatidak bisa mengandalkan respirasianaerob karena asam laktat akanmelumpuhkan otot-otot. Para pelarijarak jauh melakukan latihanaerobik khusus untuk membuatsistem aerob mereka menjadi lebihefektif. Latihan aerobik meningkat-kan oksigen dalam darah danmembuat jantung berdetak lebihkuat.6 CO2 + 6 H2O + EnergiAsam laktat + GlukosaGlikogenLaktasidogenOksigen
132SistemGerakpadaManusiadan Hewan VertebrataSumber:Biologyfor You, Gareth WilliamsGambar 4.21Gerakan ekor ikan berfungsi untukmenggerakkan tubuh ke depan4. Gangguan atau Kelainan pada OtotPernahkah pada saat Anda bangun tidur merasa leher Andaterasa sakit untuk digerakkan? Mengapa bisa terjadi?Kesalahan posisi kepala pada saat tidur dapat mengakibatkanotot leher mengalami tekanan yang salah pula. Keadaan inimengakibatkan otot akan tegang sepanjang malam. Kondisi inimembuat leher menjadi kaku dan sakit jika digerakkan. Kelainanotot tersebut di atas dikenal dengan kaku leher (stiff). Apa sajakahkelainan atau gangguan pada otot?Kelainan otot dapat disebabkan oleh beberapa hal berikut.a.Atrofi otot, merupakan penurunan fungsi otot karena ototmengecil atau karena kehilangan kemampuan berkontraksi,misalnya lumpuh.b.Distorsi otot, penyakit ini diperkirakan merupakan penyakitgenetis dan bersifat kronis pada otot anak-anak.c.Hipertrofi otot, merupakan kelainan otot yangmenyebabkan otot menjadi lebih besar dan lebih kuat karenasering digunakan, misalnya pada binaragawan.d.Hernia abdominal, kelainan ini terjadi apabila dinding ototabdominal sobek dan menyebabkan usus melorot masukke rongga perut.e.Kelelahan otot, karena kontraksi secara terus-menerusmenyebabkan kram atau kejang.f.Tetanus, merupakan penyakit yang menyebabkan ototmenjadi kejang karena bakteri tetanus.5. Mekanisme Gerak pada Berbagai Hewan VertebrataAnda telah mengetahui mekanisme dan alat gerak padamanusia. Apakah hal yang sama juga terjadi pada hewanVertebrata?Sebelum kita membahas proses gerak lebih mendalam,lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.Lakukan pengamatan terhadap gerakan seekor burung ataukucing.1. Amatilah gerakan burung saat akan terbang. Bagaimana burungitu mengawali gerakan saat akan terbang?2. Amati gerakan kucing saat berusaha berhenti setelah berlarikencang. Apa yang dilakukan kucing tersebut?Buatlah laporan tugas kelompok Anda dan presentasikan.Pada dasarnya rangka hewan Vertebrata sama denganmanusia. Namun, bentuk rangka pada setiap hewan disesuaikandengan fungsi, tempat hidup, dan cara hidupnya.Ikan mempunyai struktur rangka yang mendukungmekanisme geraknya dalam air. Lihat Gambar 4.21. Ikan bergerakdengan meliuk-liukkan rangka tubuhnya sehingga tubuhnyaterdorong ke depan. Siripnya berfungsi sebagai kemudi dan alatpenjaga keseimbangan. Namun, kuda laut (Hyppocampus)
BiologiKelasXI133Sumber:Biologyfor You, Gareth WilliamsGambar 4.23Rangka tulang burungSumber:Ensiklopedi IndonesiaSeriFauna: ReptiliadanAmfibia, RedaksiEnsiklopedi IndonesiaGambar 4.22Rangka katakTungkai belakangTungkaidepanbergerak dengan dorongan sirip punggung yang berfungsi sepertibaling-baling kapal. Pada ikan buntal, siripnya berfungsi sebagaipendorong gerakan maju.Bagaimana dengan katak? Coba perhatikan Gambar 4.22.Tungkai belakang katak jauh lebih besar daripada tungkai bagiandepan. Tungkai belakang katak berfungsi untuk melompat. Olehkarenanya, struktur tungkai belakang katak harus lebih kukuh.Tungkai depan katak terlihat lebih kecil, tetapi mampu menahantubuhnya saat mendarat.Burung memiliki struktur tubuh seperti hewan bertulangbelakang lainnya, kecuali kedua tungkai depannya berubahmenjadi sayap. Lihat Gambar 4.23. Burung mempunyai sejumlahciri-ciri khusus yang berhubungan dengan kemampuan terbang.Ciri-ciri khusus itu sebagai berikut.a. Sebagian ruas tulang belakang menjadi satu membentuk titiktumpu yang kuat sewaktu sayap dikepakkan.b. Tulang yang besar biasanya berongga. Hal ini untukmengurangi bobot badan. Berat rangka burung hanya 4%dari seluruh berat badan.c. Pada tulang dada yang berlunas dalam, melekat otot-ototterbang yang kukuh untuk menggerakkan sayap.Selain bergerak dengan cara terbang, ada beberapa jenisburung juga dapat berenang dengan kakinya. Burung yang dapatberenang umumnya memiliki selaput pada kakinya.Golongan reptil misalnya kadal, mempunyai perkembanganyang baik pada rangka bagian tungkai. Begitu pula dengan jeniscecak. Struktur telapak kaki cecak memiliki bantalan kaki pelekatsehingga memungkinkan gerakan memanjat dinding dan berlaridi langit-langit secara terbalik. Pada ular, gerakan terjadi saatrangka tubuh meliuk ke kiri dan ke kanan. Gerakan ini dikenalsebagai lokomosi berkelok-kelok. Bagian samping tubuh ularbertumpu pada bagian permukaan yang tidak rata dan bila ayunangelombang sampai ke belakang, ular akan meluncur ke depandengan sisik licin yang menutupi perutnya. Golongan reptil yanglain misalnya penyu, mempunyai sirip pipih sehingga menjadiperenang yang baik. Namun, keberadaan sirip tersebut justrumembuat penyu susah bergerak di darat.Tungkai pada reptil terletak di samping tubuh. Akibatnya reptilmemiliki badan yang menggantung di antara kaki. Proporsi tubuhdengan keempat alat gerak menopang seluruh tubuh inimenyebabkan reptil memiliki keseimbangan yang lebih stabildibandingkan mamalia. Pada mamalia yang paling berfungsimenopang tubuh adalah tungkai tubuh bagian bawah. Meskipundemikian, dengan tipe tubuh seperti itu mamalia menjadi lebihleluasa bergerak.Cara mamalia berjalan dapat dibedakan sebagai berikut.a.Hewan pejalansol berjalan dengan seluruh bagian telapakkakinya mengenai atau menyentuh tanah (misalnya beruang,landak, tikus pondok, dan lain-lain). Hewan pejalansetengah pejalan sol adalah hewan yang berjalan di atasjari kakinya pada saat berjalan cepat. Manusia termasuksetengah pejalan sol.Kekuatan OtotSebuah otot dapat mengangkatbenda hingga 1.000 kali beratnyasendiri. Para ilmuwan telah meng-hitung bahwa otot-otot dalam tubuhseseorang mengandung kekuatanyang cukup untuk mengangkatbenda seberat 25 ton.
134SistemGerakpadaManusiadan Hewan VertebrataJawablahsoal-soalberikut.1. Apa perbedaan struktur otot jantung, otot lurik,dan otot polos?2. Bagaimanakah pembebasan dan peng-gunaan energi pada mekanisme kontraksiotot?3. Apakah semua ujung otot yang berhubungandengan tulang akan bergerak saat mengalamikontraksi?4. Jelaskan mekanisme kontraksi dan relaksasiotot.5. Apakah ”kram” otot itu? Mengapa hal itu dapatterjadi?1. Sistem gerak terbagi dua, yaitu sistem gerakaktif dan sistem gerak pasif.2. Menurut jenisnya, tulang dibedakan menjaditulang rawan dan tulang keras.3. Menurut bentuknya, tulang dibedakan menjaditulang pipih, tulang pendek, dan tulang pipa.4. Fungsi tulang rangka sebagai berikut.a. Alat gerak pasif.b. Memberi bentuk tubuh.c. Melindungi alat-alat atau bagian tubuhyang lunak.d. Tempat melakatnya otot-oto rangka.e. Tempat pembentukan sel darah danpenimbunan mineral.b.Hewan pejalan kaki berjalan dengan jari-jari kakinya yangmengenai atau menyentuh permukaan tanah (terdapat padakebanyakan hewan pemangsa seperti singa, anjing, kucing,dan lain-lain).c.Hewan pejalan ladam berjalan dengan ujung telapak (ladam)kakinya yang keras (misalnya kuda, sapi, kambing, domba,dan lain-lain).Sumber:Biologi, KimballGambar 4.24Cara mamalia berjalanKeterangan:a. hewan pejalan solb. hewan pejalan kakic. hewan pejalan ladamabcbc
BiologiKelasXI135A.Pilihlahsalahsatu jawabanyangtepat.1. Tulang disebut alat gerak pasif, sebab . . . .a. melekat pada otot rangkab. saling berhubungan membentuk sendic. tidak mempunyai kemampuan ber-kontraksid. sebagai tempat pembentukan sel-seldarahe. merupakan penopang dan penunjangbentuk tubuh.2. Saat perkembangan embrio, rangka tubuhmasih berupa tulang rawan. Selanjutnyarongga dalam tulang rawan tersebut akan terisioleh sel-sel pembentuk tulang yang disebut. . . .a. osteoblasb. osteositc. kondrositd. kondroblase. kondrin3. Sendi yang menghubungkan tulang-tulangtengkorak disebut. . . .a. amfiartrosisb. diartrosisc. sinkondrosisd. sinostosise. suture4. Tulang rawan pada orang dewasa berasal dari. . . .a. kondroblasb. kondrinc. perikondriumd. mesenkime. osteoblas5. Perhatikan jenis-jenis tulang berikut.1) tulang pipa4) tulang pendek2) tulang rawan5) tulang spons3) tulang pipihKelompok tulang berdasarkan bentuknyaditunjukkan oleh nomor . . . .a. 1), 2), dan 3)b. 1), 3), dan 4)c. 2), 3), dan 4)d. 2), 3), dan 5)e. 3), 4), dan 5)6. Pada proses osifikasi, terjadi pengisianmatriks-matriks tulang oleh . . . .a. protein dan lemakb. sulfat dan fosforc. kapur dan fosford. kapur dan karbone. karbon dan hidrogen5. Skeleton terbagi dua, yaitu skeleton aksial danskeleton apendikuler.6. Ada 3 jenis persendian, yaitu sinartrosis,amfiartrosis, dan diartrosis.7. Jenis-jenis persendian diartrosis yaitu sendiengsel, sendi pelana, sendi putar, sendi peluru,sendi geser, dan sendi luncur.8. Berdasarkan jenisnya, otot terbagi menjaditiga yaitu otot lurik, otot polos, dan otot jantung.9. Otot lurik bekerja secara sadar, kontraksinyacepat, tidak teratur, dan mudah lelah.10. Otot polos bekerja secara tidak sadar, lambat,teratur, dan tidak mudah lelah.11. Otot jantung bekerja secara tidak sadar,lambat, teratur, dan tidak mudah lelah.12. Tendon memiliki dua tipe pelekatan yaitu origodan insersio.13. Miofibril tersusun atas satuan kontraktil atausarkomer. Sarkomer mengandung dua jenisfilamen protein tebal disebut miosin danfilamen protein tipis disebut aktin.14. Saat berkontraksi otot membutuhkan energidan oksigen. Oksigen diberikan oleh darah,sedangkan energi diperoleh dari penguraianATP dan kreatinfosfat.
136SistemGerakpadaManusiadan Hewan Vertebrata7. Suatu sistem pada tulang yang terbentuk olehsel-sel tulang yang tersusun secarakonsentris dan melingkari pembuluh darahdan saraf disebut sistem . . . .a. pembuluhb. Haversc. sendid. rangkae. saraf8. Ciri-ciri tulang rusuk sejati yaitu . . . .a. jumlah 2 pasang, dan ujung belakang me-lekat pada tulang belakang, dan ujungdepan melekat pada tulang rusuk diatasnyab. jumlah 3 pasang, ujung belakang melekatpada tulang belakang, dan ujung depanmelekat pada tulang rusuk di atasnyac. jumlah 3 pasang, ujung belakang melekatpada tulang belakang, dan ujung depanmelekat pada tulang dadad. jumlah 7 pasang, ujung belakang melekatpada tulang belakang, dan ujung depanmelekat pada tulang rusuk di atasnyae. jumlah 7 pasang, ujung belakang melekatpada tulang belakang, dan ujung depanmelekat pada tulang dada9. Perhatikan beberapa jenis tulang berikut.1) tulang usus2) tulang selangka3) tulang duduk4) tulang kemaluan5) tulang belikatGelang panggul merupakan persatuan daritulang-tulang . . . .a. 1), 3), dan 4)b. 1), 4), dan 5)c. 2), 3), dan 5)d. 2), 4), dan 5)e. 3), 4), dan 5)10. Antara tengkorak dengan tulang atlas di-hubungkan oleh sendi . . . .a. pelanab. putarc. engseld. pelurue. geser11.Persendian yang terjadi padagambar di samping berupa sendi. . . .a. pelurub. pelanac. geserd. putare. luncur12. Tulang tengkorak pada bayi (sebelum meng-alami osifikasi) dihubungkan oleh jaringan ikat.Hubungan ini disebut . . . .a. sinartrosisd. diartrosisb. sinostrosise. sinfibrosisc. sinkondrosis13. Kelainan bentuk tulangbelakang seperti gambar disamping disebut . . . .a. lordosisb. skoliosisc. kifosisd. rakitise. artritis14. Kerusakan selaput tulang yang mengakibat-kan sebagian tulang mati dan mengeringdisebut . . . .a. infeksid. nekrosisb. artritis sikae. layuh sendic. artritis eksudatif15. Perhatikan ciri-ciri gangguan sistem gerakberikut ini.1) Rasa nyeri pada jaringan pengikat.2) Sendi menjadi bengkak.3) Terjadi kekejangan pada otot-ototpenggerak.4) Tulang rawan mengalami degenerasi.Berdasarkan ciri-ciri di atas, jenis gangguanpada sistem gerak itu disebut . . . .a. reumathoidb. osteoartritisc. layuh semud. rakitise. ”gout” artritis16. Otot lurik disebut juga sebagai otot seranlintang karena . . . .a. otot lurik mampu berkontraksib. mempunyai percabanganc. miofibril dalam plasma berwarna gelapdan terangd. berbentuk gelendonge. berinti banyak dan terletak di tepi17. Perbedaan struktur otot polos dengan ototyang lain yaitu . . . .a. mempunyai percabangan yang meng-hubungkan sel satu dengan yang lainb. membentuk gelendongc. berinti banyak dan terletak di tengahd. tersusun atas serabut-serabute. dilindungi oleh fasia propia
BiologiKelasXI13718. Kontraksi otot bisep dan trisep saat kitabermain tenis meja yaitu . . . .a. abduksi dan adduksib. depresi dan elevasic. supinasi dan pronasid. rotasi dan ekstensie. fleksi dan ekstensi19. Fungsi larutan Ringer’s yaitu . . . .a. melindungi jaringan agar dapat tetaphidup meski terpisah dari organ tubuhyang lainb. agar origo dapat berubah posisi saatkontraksic. melindungi posisi fasiad. mempercepat proses kontraksie. menjaga kedudukan origo dan insersio20. Rasa pegal atau linu setelah melakukanaktivitas berat disebabkan oleh . . . .a. timbunan asam fosfatb. timbunan asam laktatc. bergesernya posisi fasiad. berkurangnya O2 pada otote. penguraian asam laktat21. Protein spesifik yang membentuk serat ototyaitu . . . .a. aktind. sarkolemmab. sarkoplasmae. aktomiosinc. miosin22. Di antara jenis vitamin berikut yang dapatmembantu mengurangi timbunan asam laktatdalam otot yaitu . . . .a. vitamin B1d. vitamin Ab. vitamin Ce. vitamin Ec. vitamin K23. Pada saat otot berkontraksi, terjadi proseskimiawi yang menghasilkan energi denganpersamaan reaksi . . . .a. glukosa + O2o CO2 + H2O + Eb. ATP + ADP o P + Ec. ATP + AMP o P + Ed. ATP + O2o ADP + P + Ee. ADP + ATP o P + E24. Otot pada binaragawan terlihat kekar. Namundilihat dari segi kesehatan, otot tersebuttermasuk suatu kelainan yang disebut . . . .a. hernia abdominalb. hipertrofi ototc. atrofi ototd. distorsi otote. miastenia gravis25. Orang yang mengalami koma dalam jangkawaktu lama, saat siuman tidak segera dapatmenggerakkan anggota badannya sepertiorang normal. Selain karena masih dalamkondisi pemulihan, hal itu juga terjadi karenaotot mengecil. Kelainan ini disebut . . . .a. stiffb. tetanusc. atrofi ototd. hipertrofi otote. distorsi ototB.Jawablahsoal-soalberikut.1. Bedakan antara tetanus dengan tonus padaotot rangka.2. Mengapa tulang pada orang dewasa tidakdapat mengalami pertumbuhan?3. Mengapa struktur tulang panggul wanitaberbeda dengan pria?4. Persendian jenis apakah yang terdapat padatengkorak? Mengapa tulang belakang padatengkorak tidak dapat bergerak?5. Terangkan mekanisme terjadinya kontraksiotot.C.Berpikirkritis.Pada masa pemerintahan ratu Inggris(1837–1901), gadis-gadis kecil yang berasal darikalangan status sosial menengah ke atas sudahdisuruh mengenakan korset sejak usia 3–4 tahun.Secara bertahap korset ini diperpanjang, diper-kaku, dan diperketat.Pada usia remaja, para gadis sudah terbiasamengenakan korset berbahan gips yang kuat,yang ditopang rangka tulang ikan paus atau besi.Saat itu otot punggung mereka sudah terlanjurlemah sehingga tidak mampu duduk atau berdirilama tanpa ditopang. Korset juga dapat meng-ganggu sistem kerja alat-alat tubuh bagian dalam,sehingga wanita tidak bisa menarik napas panjang.Sumber:IntisariPertanyaan:1. Mengapa korset dapat mengganggu sistemkerja alat-alat tubuh bagian dalam?2. Mengapa otot punggung mereka menjadilemah?
138SistemGerakpadaManusiadan Hewan VertebrataSistem Gerak pada Manusia danHewan VertebrataPelajari kembaliJawaban betul t 60%Jawaban betul < 60%Jawablah beberapa pertanyaan berikut.1. Apa yang dimaksud sistem gerak pasif dansistem gerak aktif?2. Apa fungsi tulang?3. Apa fungsi otot?4. Sebutkan tipe-tipe persendian dan contoh-contohnya.5. Apa perbedaan otot jantung, otot lurik, dan ototpolos?6. Sebutkan gangguan dan kelainan yang dapatmenyerang tulang dan otot.7. Bagaimana cara kerja kontraksi otot?8. Jelaskan bentuk rangka hewan-hewanVertebrata.