LKS BIOLOGI Sistem Pernapasan Manusia

Kelas XI IPA 1

SMA NEGERI 1 SEMARAPURA

Anggota Kelompok

1. Made Bakti Sukma Dewi ( 01 )

2. Ni Putu Nining Purwaningsih ( 07 )

3. Ni Putu Maetri Megantari ( 10 )

4. Komang Ayu Yulianitha Dewi ( 12 )

5. Ni Wayan Galung Aryani ( 18 )

6. Anak Agung Istri Dewi ( 24 )

LEMBAR KERJA SISWA BIOLOGI

SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA

1.1 Tujuan

Mengetahui alat-alat pernapasan penyusun sistem pernapasan pada

manusia.

1.2 Alat dan Bahan

1. Charta atau gambar sistem pernapasan pada manusia.

2. Alat tulisan.

1.3 Cara Kerja

1. Melakukan pengamatan pada charta atau gambar sistem pernapasan

pada manusia.

2. Menuliskan alat-alat pernapasan yang membentuk sistem pernapasan

pada manusia secara urut.

1.4 Pertanyaan

1. Jelaskan urutan masuknya udara yang melewati saluran atau alat-alat

pernapasan ?

2. Bagaimana proses pertukaran O2 dan CO2 terjadi ?

3. Gambarkan secara sederhana proses pertukaran O2 dan CO2 yang

terjadi ?

4. Tuliskan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap difusi O2 !

5. Buatlah laporan hasil pengamatan !

6. Diskusikan hasilnya dengan teman kelompok lain !

1.5 Jawaban

1. Urutan masuknya udara yang melewati saluran atau alat-alat

pernapasan pada manusia adalah :

Rongga hidung Faring (rongga tekak) Laring Trakea (batang

tenggorok) Bronkus Alveolus Sel-sel tubuh.

Udara masuk melalui lubang hidung >> melewati nasofaring >>

melewati oralfarink >> melewati glotis >> masuk ke trakea >> masuk

ke percabangan trakea yang disebut bronchus >> masuk ke

percabangan bronchus yang disebut bronchiolus >> udara berakhir

pada ujung bronchus berupa gelembung yang disebut alveolus >>

pertukaran udara yang sebenarnya hanya terjadi di alveoli. Dalam

paru-paru orang dewasa terdapat sekitar 300 juta alveoli, dengan luas

permukaan sekitar 160 m2 atau sekitar 1 kali luas lapangan tenis, atau

luas 100 kali dari kulit kita.

Penjelasan lebih lanjut :

Proses pernapasan pada manusia dimulai dari hidung. Udara yang

diisap pada waktu menarik nafas (inspirasi) biasanya masuk melalui

lubang hidung (nares) kiri dan kanan selain melalui mulut. Pada saat

masuk, udara disaring oleh bulu hidung yang terdapat di bagian dalam

lubang hidung.

Pada waktu menarik napas, otot diafragma berkontraksi. Semula

kedudukan diafragma melengkung keatas sekarang menjadi lurus

sehingga rongga dada menjadi mengembang. Hal ini disebut

pernapasan perut. Bersamaan dengan kontraksi otot diafragma, otot-

otot tulang rusuk juga berkontraksi sehingga rongga dada

mengembang. Hal ini disebut pernapasan dada.

Akibat mengembangnya rongga dada, maka tekanan dalam rongga

dada menjadi berkurang, sehingga udara dari luar masuk melalui

hidung selanjutnya melalui saluran pernapasan akhirnya udara masuk

ke dalam paru-paru, sehingga paru-paru mengembang.

Setelah melewati rongga hidung, udara masuk ke kerongkongan

bagian atas (naro-pharinx) lalu kebawah untuk selanjutnya masuk

tenggorokan (larynx). Setelah melalui tenggorokan, udara masuk ke

batang tenggorok atau trachea, dari sana diteruskan ke saluran yang

bernama bronchus atau bronkus. Saluran bronkus ini terdiri dari

beberapa tingkat percabangan dan akhirnya berhubungan di alveolus di

paru-paru.

Udara yang diserap melalui alveoli akan masuk ke dalam kapiler yang

selanjutnya dialirkan ke vena pulmonalis atau pembuluh balik paru-

paru. Gas oksigen diambil oleh darah. Dari sana darah akan dialirkan

ke serambi kiri jantung dan seterusnya.

Selanjutnya udara yang mengandung gas karbon dioksida akan

dikeluarkan melalui hidung kembali. Pengeluaran napas disebabkan

karena melemasnya otot diafragma dan otot-otot rusuk dan juga

dibantu dengan berkontraksinya otot perut. Diafragma menjadi

melengkung ke atas, tulang-tulang rusuk turun ke bawah dan bergerak

ke arah dalam, akibatnya rongga dada mengecil sehingga tekanan

dalam rongga dada naik. Dengan naiknya tekanan dalam rongga dada,

maka udara dari dalam paru-paru keluar melewati saluran pernapasan.

2. Proses pertukaran O2 dan CO2 terjadi melalui dua tahap, yaitu

pernapasan luar (eksternal) dan pernapasan dalam (internal).

a. Pernapasan dalam (esternal)

Merupakan pertukaran gas di dalam paru-paru. Sehingga

berlangsung difusi gas dari luar masuk ke dalam aliran darah.

Secara sederhana pernapasan luar merupakan pertukaran gas (O2

dan CO2) antara udara dan darah.

Darah akan masuk ke dalam kapiler paru-paru yang mengangkat

sebagian besar karbon dioksida sebagai ion bikarbonat (HCO3-)

dengan persamaan reaksi seperti berikut.

H+ + HCO3- H2CO3

Ketika karbon dioksida yang tinggal sedikit berdifusi keluar dari

dalam darah, sehingga terjadi reaksi berikut.

Enzim karbonat anhydrase yang terdapat dalam sel-sel darah merah

dapat mempercepat reaksi. Ketika reaksi berlangsung hemoglobin

melepaskan ion-ion hydrogen yang telah diangkut; H Hb menjadi

Hb. Selanjutnya hemoglobin siap untuk mengikat oksigen dan

menjadi oksihemoglobin.

Hb + O2 HbO2

Selama pernapasan luar, di dalam paru-paru akan terjadi

pertukaran gas yaitu CO2 meninggalkan darah dan O2 masuk ke

dalam darah secara difusi. Terjadinya difusi O2 dan CO2 ini

dikarenakan adanya tekanan parsial. Tekanan udara luar sebesar 1

atm (760 mmHg), sedangkan tekanan parsial O2 di paru-paru

sebesar ±160 mmHg. Tekanan parsial pada kapiler darah arteri

±100 mmHg, dan di vena ±40 mmHg. Hal ini menyebabkan O2

berdifusi dari udara ke dalam darah.

Sementara itu, tekanan parsial CO2 dalam vena ±47 mmHg,

tekanan parsial CO2 ±41 mmHg, dan tekanan parsial CO2 dalam

alveolus ±40 mmHg. Oleh karena itu, CO2 akan berdifusi dari

darah ke alveolus.

b. Pernapasan dalam (Internal)

Proses terjadinya pertukaran gas pada pernapasan internal

berlangsung (pertukaran gas di dalam jaringan tubuh) darah masuk

ke dalam jaringan tubuh, oksigen meninggalkan hemoglobin dan

berdifusi masuk ke dalam cairan jaringan tubuh. Reaksiya sebagai

berikut:

HbO2 Hb + O2

Proses pertukaran oksigen dalam darah dan karbondioksida

tersebut berlangsung dalam respirasi seluler. Difusi oksigen keluar

dari darah dan masuk ke dalam cairan jaringan dapat terjadi,

karena tekanan oksigen di dalam cairan jaringan lebih rendah

dibandingkan di dalam darah. Hal ini disebabkan karena sl-sel

secara terus-menerus menggunakannya dalam respirasi sel.

Perlu diketahui bahwa tekanan parsial O2 pada kapiler darah nadi

±100 mmHg dan tekanan parsial dalam jaringan tubuh ±40 mmHg.

Sebaliknya tekanan Karbondioksida adalah tinggi, karena

Karbondioksida secara terus menerus dihasilkan oleh sel-sel tubuh.

Tekanan parsial CO2 dalam jaringan lebih ±60 mmHg dan dalam

kapiler darah ±41 mmHg. Peristiwa inilah yang menyebabkan O2

dapat berdifusi kedalam jaringan dan CO2 berdifusi keluar

jaringan.

Dalam keadaan biasa, tubuh kita menghasilkan 200ml

karbondioksida per hari. Pengangkutan CO2 di dalam darah dapat

dilakukan dengan tiga cara yaitu sebagai berikut :

1. Sekitar 60-70% CO2 diangkut dalam bentuk ion bikarbonat

(HCO3-) oleh plasma darah, setelah asam karbonat yang

terbentuk dalam darah terurai menjadi ion hydrogen (H+) dan

ion bikarbonat (HCO3-). Ion H

+ bersifat racun, oleh sebab itu,

ion ini segera diikat Hb, sedangkan ion HCO3- meninggalkan

eritrosit masuk ke plasma darah. Kedudukan ion HCO3- dalam

eritrosit diganti oleh ion klorit.

Persamaan reaksinya sebagai berikut :

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

-

2. Lebih kurang 25% CO2 diikat oleh hemoglobin membentuk

karboksihemoglobin. Secara sederhana reaksi CO2 dengan Hb

ditulis sebagai berikut :

CO2 + Hb HbCO2

Karboksihemoglobin disebut juga karbominohemoglobin

karena bagian dari hemoglobin yang mengikat CO2 adalah

gugus asam amino.

Reaksinya sebagai berikut :

CO2 + RNH2 RNHCOOH

3. Sekitar 6-10% CO2 diangkut plasma darah dalam bentuk

senyawa asam karbonat (H2CO3).

3. Pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida terjadi melalui

proses difusi. Proses tersebut terjadi di alveolus dan di sel jaringan

tubuh. Secara sederhana, proses difusi dapat berlangsung dengan

gerakan molekul-molekul melalui membran sel dari konsentrasi tinggi

ke konsentrasi rendah. Oksigen masuk melalui inspirasi dari rongga

hidung sampai alveolus. Karena tekanan parsial oksigen pada alveolus

lebih tinggi daripada tekanan parsial oksigen pada kapiler arteri, maka

terjadilah difusi. Lalu oksigen di kapiler paru-paru diikat oleh eritrosit

yang mengandung hemoglobin hingga menjadi jenuh

Hemoglobin terbagi menjadi 4 subunit yang masing-masing memiliki

bagian yang bernama heme. Di setiap pusat heme terdapat unsur besi

yang dapat berikatan dengan oksigen. Sehingga setiap molekul

hemoglobin dapat mengikat 4 molekul oksigen berbentuk

oksihemoglobin. Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh

hemoglobin dapat diperlihatkan menurut persamaan reaksi bolak-balik

berikut ini :

Hb + 4 O2 Hb(O2)4.

Hemoglobin akan mengangkut oksigen ke jaringan tubuh yang

kemudian akan berdifusi dengan sel-sel tubuh yang akan digunakan

untuk proses respirasi. Di dalam sel-sel tubuh atau jaringan tubuh,

oksigen digunakan untuk proses respirasi yang terjadi pada

mitokondria sel.

Semakin banyak oksigen yang digunakan oleh sel-sel tubuh, semakin

banyak pula karbon dioksida yang dibentuk dari proses respirasi. Maka

dari itu, tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) didalam kapiler vena

lebih rendah daripada di dalam sel-sel tubuh. Sehingga terjadi proses

difusi karbon dioksida dari dalam sel-sel tubuh menuju kapiler vena

yang akan kembali ke paru-paru.

Setelah sampai dalam paru-paru, terjadi difusi CO2 dari kapiler vena

menuju alveolus. Setelah itu, karbon dioksida akhirnya akan

dikeluarkan dari tubuh melalui ekspirasi. Sebagian besar CO2 yang

dibawa oleh darah adalah berupa ion bikarbonat sedangkan sisanya

adalah CO2 bebas yang segera dikeluarkan dari tubuh. Setelah

mendapatkan ion H+ dari HHb, ion bikarbonat tersebut menjadi asam

bikarbonat. Lalu terurai menjadi air dan karbon dioksida.

Berikut adalah skema mekanisme pertukaran oksigen dan

karbondioksida:

4. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap difusi O2, antara lain:

1. Perbedaan tekanan parsial oksigen antara alveoli dan kapiler paru.

Tekanan udara luar sebesar 1 atm (760 mmHg), sedangkan tekanan parsial

O2 di paru-paru sebesar ± 160 mmHg. Tekanan parsial pada kapiler darah

arteri ± 100 mmHg, dan di vena ± 40 mmHg. Hal ini menyebabkan O2

berdifusi dari udara ke dalam darah.

2. Ketebalan membran respirasi.

Peningkatan ketebalan membrane merintangi proses kecepatan difusi karena

hal tersebut membuat gas memerlukan waktu lebih lama untuk melewati

membrane tersebut. Klien yang mengalami edema pulmonar, atau efusi

pulmonar membrane memiliki ketebalan membrane alveolar kapiler yang

meningkat akan mengakibatkan proses difusi yang lambat, pertukaran gas

pernapasan yang lambat dan mengganggu proses pengiriman oksigen ke

jaringan.

3. Koefisien difusi O2 dan CO2.

4. Luas permukaan dan komposisi membran respirasi.

Semakin besar luas permukaan membran, semakin cepat kecepatan difusi

Oksigennya. Ini karena oksigen lebih mudah dalam melewati membrane,

sehingga lebih banyak Oksigen yang berdifusi.

5. Jumlah eritrosit / kadar Hb.

Semakin banyak jumlah/kadar Hemoglobin dalam darah akan mempercepat

proses difusi. Hal ini karena jumlah darah yang mengikat O2 lebih banyak

sehingga difusi lebih cepat terjadi.