MATERI DAN LKPD BIOLOGI KELAS XI IPA - IPS (BAB RESPIRASI)

 

RINGKASAN MATERI KELAS XI SISTEM RESPIRASI

 

A.      Fungsi sistem respirasi :

1.    Pertukaran udara 

·       mengambil oksigen dari atmosfer/lingkungan  ke dalam sel-sel tubuh

·       melepaskan karbondioksida yang dihasilkan sel-sel tubuh ke lingkungan

2.    Jalur pengeluaran air dan panas

3.    Membantu mempertahankan keseimbangan asam-basa dengan mengubah jumlah CO₂ dan H₂CO₃ sebagai penghasil ion H⁺

4.    Memungkinkan berbicara, menyanyi, atau pembentukan vokal

5.    Merupakan sistem pertahanan terhadap benda asing yang terhirup

6.    Mengeluarkan, memodifikasi, mengaktifkan/menonaktifkan bahan-bahan yang mengalir melewati sirkulasi paru-paru

7.    Sebagai indra penciuman (hidung)

 

B.       Sistem organ respirasi :

1.    Hidung : Fungsi

Ø  menyaring partikel --> oleh rambut-rambut hidung dan lapisan mukosa bersilia

Ø  melembabkan dan menghangatkan udara yang masuk--> udara yg terlalu kering akan dilembabkan melalui penguapan cairan mukosa & udara yg terlalu dingin dapat dihangatkan melalui radiasi panas dari kapiler-kapiler darah --> terdapat pada dinding rongga hidung yang disebut konka.

Ø  mematikan kuman --> kuman yang masuk melalui udara akan di matikan oleh leukosit yang terdapat dalam selaput lendir mukosa.

Ø  indra penciuman --> terdapat sel-sel olfaktori

2.    Faring (tekak) --> merupakan saluran bersama sistem pernapasan dan sistem pencernaan , terdapat 2 saluran dari faring yaitu trakea (jalan udara) dan esofagus (jalan makanan)

3.    Laring (pangkal tenggorokan)

Ø  saluran udara yang terletak  di bagian depan faring

Ø  terdapat tonjolan jakun, katup epiglotis, dan pita suara

Ø  Epiglotis adalah tulang rawan yang membantu menutupnya laring pada saat menelan

Ø  Pita suara adalah jaringan elastis yang melintang di pintu masuk laring. ada 2 buah pita suara => pita suara palsu (tdk berotot & tdk menghasilkan suara) & pita suara sejati (berotot & menghasilkan suara)

Ø  Suara yg dihasilkan akibat lewatnya udara di laring dan menggetarkan lipatan pita suara.

4.    Trakea (batang tenggorokan)

Ø   Merupakan saluran lanjutan dari laring

Ø   dibentuk oleh cincin tulang rawan => berfungsi untuk mempertahankan bentuk trakea dan  supaya trakea tetap terbuka

Ø   bagian dalam trakea dilapisi oleh selaput lendir dari sel-sel epitel bersilia dan sel goblet => silia hanya bergerak menuju laring untuk mengeluarkan partikel & benda asing yang masuk bersama udara pernapasan

5.    Bronkus (percabangan trakea)

Ø Merupakan cabang kanan dan kiri trakea

Ø Memiliki struktur yg sama dengan trakea--> terdapat cincin tulang rawan

Ø Bronkus kanan masuk ke paru-paru kanan, bronkus kiri masuk ke paru-paru kiri

Ø Bronkiolus (bagian paru-paru) merupakan cabang-cabang dari bronkus

Ø Tidak terdapat cincin kartilago

Ø Ujung bronkiolus terdapat alveolus

6.    Alveolus (bagian paru-paru) 

Ø Struktur yg menyerupai kantung kecil yang terbuka pada salah satu sisinya

Ø Dikelilingi oleh pembuluh kapiler => dalam kapiler darah, oksigen diikat oleh hemoglobin dlm eritrosit membentuk oksihemoglobin

Ø Dinding alveolus yang tipis dan lembab mempermudah udara pernapasan melewatinya

Ø Kadar oksigen pada rongga alveolus lebih tinggi daripada kadar oksigen dari sitoplasma, sel darah, dan jaringan tubuh

Ø Tempat pertukaran oksigen dan karbondioksida

7.    Pulmo (Paru-Paru)

Ø   organ pernapasan utama yang berpori-pori dan berisi udara --> terletak di rongga dada

Ø   paru-paru sebelah kanan terdiri atas 3 lobus (gelambir) dan paru-paru sebelah kiri terdiri atas 2 lobus (gelambir)

Ø   tersusun dari 300 juta alveolus --> adanya alveolus menyebabkan permukaan paru-paru menjadi lebih luas

Ø   selaput pembungkus paru-paru disebut PLEURA --> selaput tipis berangkap 2

Ø   diantara selaput pleura dan paru-paru terdapat cairan limfa yang berfungsi untuk melindungi paru-paru dari gesekan pada waktu mengembang dan mengempis

 

C.       Mekanisme Respirasi

Ø  Pernapasan Dada => mekanisme respirasi yang dilakukan oleh otot antar tulang rusuk (otot interkostal)

o  Fase Inspirasi (penghirupan udara) :

Otot interkostal eksternal kontraksi --> tulang rusuk terangkat shg volume rongga dada bertambah besar --> paru-paru mengembang --> tekanan udara paru-paru mengecil --> udara dari luar masuk ke dalam paru-paru

o  Fase Ekspirasi (penghembusan udara) :

Otot interkostal  eksternal relaksasi --> tulang rusuk turun kembali shg volume rongga dada menyempit --> paru-paru mengempis --> tekanan udara paru-paru menjadi besar --> udara keluar dari paru-paru

Ø  Pernapasan Perut => mekanisme respirasi yang dilakukan oleh otot diafragma

o  Fase Inspirasi (penghirupan udara) :

Otot diafragma kontraksi --> diafragma yang semula melengkung menjadi datar --> volume rongga dada membesar --> paru-paru mengembang --> tekanan udara paru-paru mengecil --> udara dari luar masuk ke dalam paru-paru

o  Fase Ekspirasi (penghembusan udara) :

Otot diafragma relaksasi --> difragma kembali melengkung --> volume rongga dada menyempit --> paru-paru mengempis --> tekanan udara paru-paru membesar --> udara keluar dari paru-paru

 

D.       Frekuensi Pernapasan

Faktor yang mempengauhi Cepat atau lambatnya pernafasan manusia yaitu :

ü Umur  => semakin bertambah umur semakin rendah frekuensi pernapasan

ü Jenis kelamin => umumnya laki-laki memerlukan lebih banyak energi dari pada wanita, sehingga kebutuhan oksigen pun lebih besar

ü Suhu tubuh => semakin tinggi suhu tubuh, semakin cepat frekuensi pernapasannya

ü Posisi tubuh => posisi tubuh sangat berpengaruh terhadap frekuensi pernapasan. Ini berkaitan dengan beban yang harus ditanggung oleh organ tubuh. Sebagai contoh, posisi berdiri memerlukan lebih banyak energi dibandingkan dengan posisi berbaring

ü Kegiatan tubuh => orang yang sedang melakukan aktivitas, mis : belajar, memerlukan energi yang lebih banyak daripada orang yang sedang tidur.

 

E.      Udara pada proses pernapasan
Udara yang digunakan dalam pernapasan dapat dibedakan menjadi 6 macam, yaitu :

1)      Udara pernapasan (UP)/ Tidal Volume => udara yang masuk atau keluar paru-paru sebagai akibat pernapasan biasa. Volumenya sebesar 500cc

2)      Udara komplementer (UK) => udara yg masih bisa dimasukkan ke dalam paru-paru secara maksimal setelah inspirasi normal. Volumenya kurang lebih 1500cc

3)      Udara cadangan (UC) => udara yg masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah melakukan ekspirasi normal. Volumenya sebesar 1500cc

4)      Udara residu (UR) => udara yang masih tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi maksimal. Volumenya sekitar 1000cc

5)      Kapasitas vital paru-paru (KV) => udara yang dapat dihembuskan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi secara maksimal. 

Kapasitas vital paru-paru adalah: UP + UK + UC

6)      Volume total paru-paru => volume udara yang dapat tertampung secara maksimal di dalam paru-paru

Volume total paru-paru adalah : KV + UR

F.      Pertukaran oksigen dan karbon dioksida -->

dilakukan melalui dua tahap, yaitu : pernapasan luar dan pernapasan dalam.

ü Pernapasan Luar (Eksternal)

pertukaran oksigen (O₂) dari udara bebas dalam rongga alveolus dengan CO₂ dalam darah kapiler alveolus.

proses :

Ø pada saat menghirup napas, udara bebas kaya O₂ masuk ke dalam paru-paru (alveolus) --> O₂ menembus dinding alveolus secara difusi menuju ke darah kapiler --> di saat yg bersamaan, CO₂ dalam darah kapiler dilepaskan ke rongga alveolus.

Ø darah kapiler masuk ke paru-paru dengan mengangkut banyak CO₂ dalam bentuk ion bikarbonat (HCO₃) yang kemudian dikeluarkan ke udara bebas.

Ø setelah CO₂ dikeluarkan, maka darah kapiler akan tertinggal sedikit CO₂, dan menyebabkan terjadi reaksi : H + HCO₃ --> H₂CO₃ (asam karbonat) --> H₂O + CO₂.

Ø Reaksi ini dipercepat oleh enzim karbonat anhidrase 

Ø hemoglobin (Hb) melepaskan ion H yg diangkutnya, Hb yg telah lepas ion H nya, akan mengikat oksigen yg berdifusi dari udara bebas dalam alveolus ke dalam 

    darah kapiler menjadi HbO₂ (OKSIHEMOGLOBIN) => peristiwanya disebut DEOKSIGENASI

ü  Pernapasan Dalam (Internal)

pertukaran oksigen dari kapiler darah dan CO2 dari sel-sel jaringan tubuh. Oksigen dari sel-sel darah keluar dan berdifusi menuju ke jaringan tubuh, sebaliknya CO2 dari jaringan tubuh berdifusi ke sel-sel darah

Proses :

Ø  Dari alveolus, oksigen diangkut oleh darah dalam bentuk oksihemoglobin (HbO₂) --> dibawa ke jaringan --> oksigen pada oksihemoglobin dilepaskan ke dalam cairan sel jaringan tubuh  --> oksigen berdifusi ke cairan sel jaringan tubuh.
dalam jaringan, oksigen tersebut akan digunakan untuk oksidasi biologis sel menyebabkan kadar CO₂ dalam jaringan tubuh tinggi --> Hb yang telah membebaskan oksigen akan mengikat CO₂ dalam bentuk HbCO₂ (KARBOMINOHEMOGLOBIN).

Pengangkutan CO₂ oleh darah terdapat beberapa cara, yaitu :

Ø  sebagian besar (60%-70%) diangkut dalam bentuk HCO₃ (ion bikarbonat) oleh plasma darah

Ø  kurang lebih 25% diikat oleh gugus asam amino dari Hb membentuk karbominohemoglobin (HbCO₂).

Ø  sebagian kecil (6%-10%) diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat (H₂CO₃)

Ø  Gas-gas dalam Udara Pernapasan

Ø  Persentase gas utama pernapasan dalam udara yang keluar masuk paru-paru :

 

1.    pertukaran oksigen

Kebutuhan oksigen setiap individu berbeda-beda tergantung pada umur, aktivitas, berat badan, jenis kelamin dan jumlah makanan yang dikonsumsi makanan yang dikonsumsi.
Dalam keadaan biasa jumlah oksigen yang dibutuhkan sebanyak 300 ml perhari per individu. Sebagian besar oksigen diangkut oleh hemoglobin dengan reaksi sebagai berikut:

Hb4 + 4 O2 -----> 4 HbO2
Proses pengikatan dan pelepasan oksigen dipengaruhi oleh tekanan oksigen, kadar oksigen, kadar carbondioksida dan kadar oksigen dan karbondioksida di jaringan tubuh.
Penjelasan dari segi tekanan dapat dijelaskan sebagai berikut:
Tekanan oksigen di udara sama dengan tekanan oksigen dalam alveolus. Tekanan oksigen di arteri 100 mmHg, tekanan oksigen di jaringan 0 - 40 mmHg, tekanan oksigen di vena 40 mmHg. Jadi tekanan oksigen di udara luar = tekanan oksigen di alveolus. Tekanan udara di alveolus lebih besar dibandingkan tekanan oksigen di arteri. Tekanan oksigen di arteri lebih besar dari tekanan oksigen di jaringan.

Berapa cc O₂ yang dapat diangkut oleh 5 liter darah, sekali beredar ke seluruh tubuh?
Setiap 100 cc darah di arteri mampu mengangkut 19 cc O₂. Setelah sampai di vena setiap 100 cc darah masih mengandung O₂ sebanyak 12 cc Jadi volume O₂ yang tertinggal di jaringan adalah 7 cc.

Ø  Jika volume darah ada 5 liter, atau 5000 cc , maka volume O₂ yang sampai ke jaringan sekali beredar adalah:

5000 / 100 x 7 cc = 50 x 7 = 350 cc

2. Pertukaran Karbondioksida
     P.CO₂ di jaringan tubuh = 60 mmHg à P. CO₂ di vena = 47 mmHg à P. CO₂ di alveolus atau luar tubuh = 35 mmHg

Ø Pengangkutan CO₂ oleh darah dilakukan 3 cara yaitu:

a.    Oleh plasma darah

CO₂ + H₂O H₂CO₃
Pengangkutan ini dibantu enzim karbonat anhidrase.
Jumlah CO₂ yang dapat di angkut sebanyak 5%.

 

b.    Oleh Hemoglobin
        CO₂ + Hb -----> HbCO₂ (Karbominohemoglobin).
Jumlah CO₂ yang dapat diangkut sebanyak 30%.

 

c.    Pertukaran kl orida
- CO₂ + H₂O -------> HCO₃
- H₂CO₃ -------> H+ dan HCO₃
- H+ di ikat Hb, krn bersifat racun dalam sel
- HCO₃ --------> ke plasma darah
- HCO₃ ---------> diganti oleh Cl-
Jumlah CO₂ yang dapat diangkut sebanyak 65%.

Udara luar (%)	Gas	Udara di alveoli (%)	Udara yang keluar (%)
79,01	Nitrogen (N2)	80,7	79,6
20,95	Oksigen (O2 )	13,8	16,4
0,04	CO2	5,5	4,0

CO₂Dalam Pertukaran O₂dan Pernafasan

 

Energi yang dihasilkan oleh proses pernapasan akan digunakan untuk membentuk molekul berenergi, yaitu ATP (Adenosin Tri Phospate). ATP akan disimpan dalam sel dan merupakan sumber energy utama . Selanjutnya senyawa fosfat diubah menjadi asam piruvat dan akhirnya dibebaskan dalam bentuk H2O dan CO2 sebagai hasil samping oksidasi tersebut. Proses respirasi sel dari bahan glukosa secara garis besar, meliputi tiga tahapan, yaitu proses glikosis, siklus Krebs, dan transfer elektron.

 A.      Gangguan Pada Sistem Pernapasan

1)        Renitis => radang pada rongga hidung

2)        Sinusitis => peradangan pada sebelah atas rongga hidung

3)        Asidosis => gangguan fisiologis yang terjadi karena gagalnya paru-paru mengeluarkan seluruh CO₂ dalam tubuh sehingga mengakibatkan darah menjadi terlalu asam karena kadar CO₂ dalam darah tinggi.

4)        Pembengkakan kelenjar limpa => disepanjang saluran pernapasan terdapat kalenjar limfa seperti : amandel, polip, dan adenoid yang dapat membengkak dan menimbulkan gangguan

5)        Bronkitis => peradangan pada trakea, bronkus, bronkiolus 

6)        Asma => menyempitnya saluran pernapasan yang terjadi karena otot polos penyusun dinding saluran berkontraksi terus-menerus yang mengakibatkan pelebaran saluran pernapasan terganggu

7)        Pneumonia => radang dinding alveolus yang disebabkan infeksi bakteri Diplococcus pneumonia 

8)        Tuberkulosis (TBC) => tumbuhnya bintil-bintil kecil pada dinding alveolus disebabkan oleh infeksi Mycobacterium tuberculosis

9)        Paru-paru basah & tenggelam => alveolus kemasukan air

10)    Asfiksi => gangguan proses pernapasan oksigen ke jaringan dan penggunaannya oleh jaringan atau gangguan pernapasan pada waktu pengangkutan oksigen yang disebabkan oleh : tenggelam (akibatnya terisi air), pneumonia (akibatnya lendir dan cairan limfa), keracunan CO atau HCN, atau gangguan sitokrom (enzim pernapasan).

 

11)    Faringitis => infeksi pada faring oleh kuman penyakit

12)    Tonsilitis => radang karena infeksi oleh bakteri tertentu pada tonsil

13)    Difteri => infeksi yang disebabkan oleh bakteri Corynebacterium diphteriae  menyerang saluran pernapasan atas

14)    Emfisema => alveolus mengalami perluasan berlebihan (pembengkakan paru ) karena pembulu darah kemasukan udara yang mengakibatkan menggelembungnya paru-paru

15)    Kanker paru-paru & Kanker laring => umumnya 70 % menyerang perokok

Komponen Rokok :

ü Tar => substansi hidrokarbon yang bersifat lengket dan menempel pada paru-paru

ü Nikotin => zat adiktif yang mempengaruhi saraf dan peredaran darah dan bersifat karsinogenik

ü Karbon monoksida => mengikat hemoglobin dalam darah sehingga darah tidak mampu mengingkat oksigen

ü Selain ketiga komponen tersebut terdapat zat-zat beracun lainnya, seperti : asam asetat, butana, kadmium, asam stearat, toluene, amonia, arsenik, metanol, metana, asbes,kromium , debu.

Macam- macam peradangan pada system pernapasan manusia:

1.      Rinitis, radang pada rongga hidung akibat infeksi oleh Virus, misalnya virus influenza. Rinitis juga dapat terjadi karena reaksi terhadap perubahan cuaca, serbuk sari, dan debu. Produksi lendir (ingus) meningkat.

2.      Faringingitis, radang pada faring akibat infeksi oleh bakteri Streptococcus. Tenggorokan sakit dan tampak berwarna merah. Penderita hendaknya istirahat dan diberi antibiotic.

3.      Laringitis, radang pada laring. Penderita serak atau kehilangan suara. Penyebabnya antara lain karena infeksi, terlalu banyak merokok, minum alcohol, atau banyak bicara.

1.      Bronkitis, radang pada cabang batang tenggorokan akibat infeksi. Penderita mengalami demam, menghasilkan banyak lendir yang menyumbat batang tenggorokan sehingga penderita sesak napas.

2.      Sinusitis, radang pada sinus. Sinus letaknya di daerah pipi di kiri dan kanan batang hidung, biasanya di dalam sinus terkumpul nanah yang harus dibuang melalui operasi.

AMATI VI DIO DI BAWAH INI

 

 &&&&&&&&&&&&&&&&@@@@@@@@@@@&&&&&&&&&&&&&&&

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

(LKPD)  A

 

Nama Sekolah           : MA BAHRUL ULUM

Mata Pelajaran           :BIOLOGI

Topik                         : Sistem respirasi

Kelas / Semester        : XI / GENAP  (IPA-IPS)    

Tahun Pelajaran         : 2020-2021

Alokasi Waktu            :  2 X 45 jam pelajaran

 

 

Baca  materi di atas  kemudian kerjakan lembar kerja di bawah ini:

1.      Didala hidung manusia terdapat rambut jelskan fungsinya

2.      Perhatikan gambar di atas sebutkan nama organ paru-pari  no 1 ,2 ,3 , 4

3.      Perhatikan gambar di atas Sebutkan jenis kapasitas udara pada nomor 1, 2, 3

4.      Jelaskan proses masuknya oksigen pada pernafasan luar (eksternal)

5.      Jelaskan proses masuknya Oksigen pada seldarah merah

6.      Jika volume darah ada 4 liter, atau 4000 cc , berapa  volume O₂ yang sampai ke jaringan sekali beredar

7.      Sebutkan factor yang mempengaruhi frekwensi pernafasan

8.      Jelaskan perbedaan Gangguan pernafan Asfiksi dan Amfisema

No	Asfiksi	Amfisema
1
2
3
4

 

9.      Jelaskan kenapa orang merokok 70 % paru-parunya  kena kangker dan rusak  

10.  Jelaskan perokok berat darahnya kental.

 

EVALUASI.

I.PILIH SATU JAWABAN YANG PALING TEPAT.

1.Proses respirasi yang memproduksi karbondioksida dapat dibuktikan dengan cara 

a.Meniupkan angin ke arah cermin

b.Mengaduk air di dalam ember

c.Meniupkan angin kea rah api

d.Mengaduk air yang bercampur kapur

e.Meniupkan angin ke arah semen yang masih basah

2.Tubuh melakukan proses … untuk mendapatkan zat makanan dan energi. Jawabanyang tepat untuk mengisi ruang rumpang tersebut adalah …

a.eksresi

b.oksidasi

c.pencernaan

d.defekas

e.persimpangan

3.Awal proses glikolisis proses dimulai dengan adanya .... 

a.piruvat asam

b.ATP

c.glukosa

d.ADP

e.oksigen

4.Jumlah keuntungan energi bersih dari proses glikolisis adalah .... 

a.1 ATP

b.2 ATP

c.1 ADP

d.2 ADP

e.38 ATP 

5.Akseptor elektron terakhir selama fosforilasi oksidatif adalah ....

a.oksigen

b.air

c.karbon dioksida

d.ATP

e.energi

6.Selaput suara pada manusia berada pada …

a.batang tenggorok

b.pangkal tenggorok

c.batang tenggorok

d.kerongkongan

e.faring

7.Jika makan dengan diselingi berbicara, maka dapat mengakibatkan tersedakmakanan. Hal tersebut dikarenakan adanya makanan yang memasuki …

a.rongga mulut

b.usus

c.kerongkongan

d.rongga hidung

e.tenggorokan

8.Apabila otor antar tulang rusuk saling berikontraksi, maka akan terjadi hal-halberikut ini, terkecuali …

a.Pembesaran rongga dada

b.Terangkatnya tulang-tulang rusuk

c.Masuknya udara dari luar menuju paru-paru

d.Meningkatnya tekanan udara udara di dalam paru-paru

e.Semua jawaban salah

 

Jawablah dengan singkat dan benar.

1.Bedakan antara respirasi eksternal dan internal

2.Simpulkan reaksi respirasi yang terjadi dalam sel? tulis reaksi kimianya

3.Bagaimana proses pengangkutan gas CO2 dari sel sampai ke alveolus.

4.Bagaimana O2 dapat sampai ke dalam sel

5.Bedakan antara pernapasan dada dan perut

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

 

v  Kimbal, J.W. 1992. Biologo . 5^thed. Penerbit Erlangga Jakarta

v  Pratiwi., dkk. 2009. Biologi SMA Jilid 2 Kelas XI.Erlangga. Jakarta

v  Renni Diastuti, 2009. Biologi SMA/MA Jilid 2 Kelas XI Buku Sistem Elektronik, Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

v  Sosrohadikoesoemo, Soemiani. 1984. Pil. Badan Koordinasi Keluarga Berencana Nasional. Jawa Tengah

v  --------------, 2016 Silabus Matapelajaran Biologi SMA, Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan

v  http://kumpulanberbagaimakalah.blogspot.co.id/2013/06/makalah-pengertian-dan-    fungsi-sel.html