Archive for January, 2012

Substansi Genetik

{ January 31, 2012 @ 7:30 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI KELAS XII }
{ Tags: , , } · { Leave a Comment }

Tahap inisiasi transkripsi dimulai dengan pengenalan daerah gen di DNA
oleh enzim RNA polimerase. Daerah ini dinamakan dengan promoter, yakni
tempat dimulainya sintesis pasangan DNA oleh mRNA. Daerah DNA yang
disalin hanyalah satu bagian rantai saja yang dinamakan dengan sense (daerah
template) dan rantai yang lainnya dinamakan rantai antisense. Pembacaan DNA
oleh RNA polimerase ini dimulai dari ujung 3′ menuju ujung 5′ dan tidak
pernah sebaliknya. RNA polimerase akan membuka ikatan double helix pada
bagian gen yang dikenali dan kemudian akan menyalin urutan basa yang ada
pada DNA sense (template) sehingga terbentuk DNA baru dari arah ujung 5′
menuju ujung 3′. Proses ini dinamakan dengan elongasi.
Proses transkripsi diakhiri jika gen di daerah rantai template telah selesai
dibaca (terdapat kodon stop). DNA memiliki mekanisme agar RNA polimerase
dapat mengenali akhir dari gen dengan kode basa tertentu, daerah ini dikenal
dengan nama terminator. Proses akhir dari transkripsi ini dinamakan dengan
terminasi. Setelah itu, rantai mRNA akan keluar dari DNA menuju ribosom di
sitoplasma (Campbell, et al, 2006: 193).
2. Translasi
mRNA mengandung urutan basa yang akan diterjemahkan menjadi
protein (asam amino). Kode genetik, yang dibawa di dalamnya (kodon)
dibaca dalam urutan tiga basa (triplet) menjadi protein. Proses penerjemahan
kodon menjadi protein atau yang disebut dengan translasi.

Ribosom, sebagai tempat pembuatan protein terdiri atas dua bagian yang
disebut subunit kecil dan subunit besar. Secara garis besar, translasi dibagi
menjadi tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Pada tahap inisiasi,
mRNA akan menempel pada subunit kecil ribosom. Subunit kecil ini akan
mengenali kode awal genetik AUG dari mRNA yang disebut sebagai start
kodon. Subunit besar ribosom kemudian akan bergabung dengan subunit
kecil membentuk kompleks ribosom.
Proses penerjemahan ini dibantu oleh tRNA yang membawa pasangan
kodon dari mRNA. Pasangan basa tRNA di ribosom ini dinamakan sebagai
antikodon. tRNA akan datang membawakan pasangan basa yang sesuai
dengan kodon dari mRNA. tRNA mengandung gugus asam amino yang sesuai
dengan antikodon yang berada di ujung struktur rantai tunggal RNA.
Tahapan selanjutnya adalah elongasi dari pembacaan kodon oleh tRNA
sehingga terbentuk rantai polipeptida. Elongasi akan berhenti pada tahap
pembacaan urutan basa spesifik yang memerintahkan proses translasi
dihentikan (tahap terminasi). Urutan ini biasanya terdiri atas UAA, UAG,
dan UGA yang dikenal dengan nama stop kodon.
Berikut adalah contoh bagaimana penerjemahan kodon pada mRNA
terjadi sehingga dapat dihasilkan polipeptida.
a. DNA membentuk messenger RNA (membentuk pasangan) (mRNA).
mRNA mentranskripsi kode genetik yang terdapat pada DNA menjadi
kode genetik yang terdapat mRNA yang dinamakan kodon.

A Kromosom

Satuan terkecil dari makhluk hidup adalah sel. Segala aktivitas sel diatur
oleh inti sel (nukleus). Di dalam inti, terkandung substansi genetik yang
terdapat dalam kromosom. Istilah kromosom diperkenalkan pertama kali
oleh W. Waldeyer pada tahun 1888. Kromosom berasal dari kata chrome
yang berarti warna dan soma berarti badan. Kromosom dapat diartikan
sebagai badan yang mampu menyerap warna.
1. Bentuk dan Ukuran Kromosom
Jika inti sel mengandung informasi genetis, dalam bentuk apakah
informasi tersebut dapat ditemukan? Berbagai penelitian telah menemukan

Pada kromosom terdapat suatu daerah terang yang tidak mengandung
gen, dinamakan sentromer. Bagian ini memiliki peranan sangat penting pada
proses pembelahan sel. Di bagian inilah benang gelendong menempel untuk
bagian kromosom pada masing-masing kutub pembelahan yang berlawanan.
Benang gelendong melekat pada bagian sentromer, yakni kinetokor.
Berdasarkan letak sentromer, kromosom dapat dibedakan menjadi
beberapa bentuk. Ada kromosom yang memiliki satu lengan dan ada pula
yang memiliki dua lengan. Ada yang memiliki lengan sama panjang dan ada
pula yang tidak. Bentuk-bentuk kromosom tersebut adalah:
1) telosentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya berada di ujung
kromosom;
2) akrosentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya mendekati salah
satu ujung kromosom;
3) submetasentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya mendekati
bagian tengah kromosom;
4) metasentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya berada di
tengah-tengah sehingga bentuk kromosom tampak seperti huruf V.

2. Tipe Kromosom
Setiap organisme memiliki jumlah kromosom yang berbeda-beda,
sebagai contohnya perhatikanlah Tabel 3.1. Sel tubuh manusia memiliki 23
pasang kromosom homolog. Jumlah macam kromosom homolog disebut
ploid. Pada sel tubuh jumlahnya selalu berpasangan atau 2 set sehingga
disebut diploid (di = dua) atau 2 n. Sel gamet atau sel kelamin memiliki
setengah dari jumlah kromosom tubuh atau 1 set kromosom akibat
pembelahan meiosis. Jadi, sel sperma dan sel telur manusia hanya memiliki
23 kromosom, sedangkan sel kelamin lalat buah hanya memiliki 4 kromosom.
Jumlah kromosom ini disebut haploid atau n.

Setiap makhluk hidup eukariotik selalu memiliki dua jenis kromosom,
yaitu gonosom (kromosom kelamin) dan autosom (kromosom tubuh). Kedua
jenis kromosom ini diperkenalkan kali pertama oleh T. H. Montgomery.
a. Kromosom Tubuh (Autosom)
Autosom berfungsi mengatur dan mengendalikan sifat-sifat tubuh
makhluk hidup. Kromosom ini tidak berperan dalam mengatur jenis kelamin.
Autosom terdapat pada individu jantan dan individu betina dengan jumlah
yang sama dan berpasangan (diploid).
b. Kromosom Kelamin (Gonosom)
Gonosom memiliki banyak nama lain, di antaranya aelosom atau
heterokromosom atau kromosom kelamin. Kromosom ini memiliki susunan
pasangan yang berbeda pada individu jantan dan betina. Pada manusia
gonosom berjumlah 1 pasang atau 2 buah kromosom. Jumlah tersebut sama
dengan gonosom yang terdapat pada lalat buah adanya struktur spesifik dalam inti sel pada sel yang sedang membelah.

Struktur tersebut dapat menyerap warna sehingga dinamakan kromosom.
Setiap spesies memiliki jumlah kromosom yang khas. Sebagai contoh,
kromosom pada sel manusia berjumlah 46 buah, tanaman kapas 52 buah
kromosom, ayam kalkun 82 buah kromosom, dan beberapa jenis paku
memiliki lebih dari 1.000 buah kromosom.
Kromosom tersusun atas DNA yang berkondensasi bersama protein
histon di dalam inti sel, membentuk struktur bernama nukleosom. DNA
(deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiriboneukleat merupakan substansi
pembawa pembentuk nukleosom. Nukleosom-nukleosom berkelompok dan
membentuk benang yang lebih kompak, yang dinamakan benang kromatin.
Kromatin akan terlihat sebagai benang yang mengandung struktur manik-manik
(beads on a string), yakni nukleosom.
Benang kromatin ini ditemukan di dalam inti sel. Ketika sel akan
membelah, benang kromatin membentuk pilinan yang semakin padat
sehingga dapat terlihat menggunakan mikroskop. Struktur yang dihasilkan
oleh pengompakan benang kromatin tersebut dikenal sebagai kromosom.
Sebelum sel membelah, molekul DNA dari setiap kromosom berduplikasi
sehingga terbentuk lengan kromosom ganda yang disebut kromatid.

Pada kromosom terdapat suatu daerah terang yang tidak mengandung
gen, dinamakan sentromer. Bagian ini memiliki peranan sangat penting pada
proses pembelahan sel. Di bagian inilah benang gelendong menempel untuk
bagian kromosom pada masing-masing kutub pembelahan yang berlawanan.
Benang gelendong melekat pada bagian sentromer, yakni kinetokor.
Berdasarkan letak sentromer, kromosom dapat dibedakan menjadi
beberapa bentuk. Ada kromosom yang memiliki satu lengan dan ada pula
yang memiliki dua lengan. Ada yang memiliki lengan sama panjang dan ada
pula yang tidak. Bentuk-bentuk kromosom tersebut adalah:
1) telosentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya berada di ujung
kromosom;
2) akrosentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya mendekati salah
satu ujung kromosom;
3) submetasentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya mendekati
bagian tengah kromosom;
4) metasentrik, yakni kromosom yang letak sentromernya berada di
tengah-tengah sehingga bentuk kromosom tampak seperti huruf V.

2. Tipe Kromosom
Setiap organisme memiliki jumlah kromosom yang berbeda-beda,
sebagai contohnya perhatikanlah Tabel 3.1. Sel tubuh manusia memiliki 23
pasang kromosom homolog. Jumlah macam kromosom homolog disebut
ploid. Pada sel tubuh jumlahnya selalu berpasangan atau 2 set sehingga
disebut diploid (di = dua) atau 2 n. Sel gamet atau sel kelamin memiliki
setengah dari jumlah kromosom tubuh atau 1 set kromosom akibat
pembelahan meiosis. Jadi, sel sperma dan sel telur manusia hanya memiliki
23 kromosom, sedangkan sel kelamin lalat buah hanya memiliki 4 kromosom.
Jumlah kromosom ini disebut haploid atau n.

Setiap makhluk hidup eukariotik selalu memiliki dua jenis kromosom,
yaitu gonosom (kromosom kelamin) dan autosom (kromosom tubuh). Kedua
jenis kromosom ini diperkenalkan kali pertama oleh T. H. Montgomery.
a. Kromosom Tubuh (Autosom)
Autosom berfungsi mengatur dan mengendalikan sifat-sifat tubuh
makhluk hidup. Kromosom ini tidak berperan dalam mengatur jenis kelamin.
Autosom terdapat pada individu jantan dan individu betina dengan jumlah
yang sama dan berpasangan (diploid).
b. Kromosom Kelamin (Gonosom)
Gonosom memiliki banyak nama lain, di antaranya aelosom atau
heterokromosom atau kromosom kelamin. Kromosom ini memiliki susunan
pasangan yang berbeda pada individu jantan dan betina. Pada manusia
gonosom berjumlah 1 pasang atau 2 buah kromosom. Jumlah tersebut sama
dengan gonosom yang terdapat pada lalat buah

Pada manusia dan lalat buah terdapat perbedaan gonosom antara jantan
dan betina. Pada lalat buah jantan, satu gonosom berbentuk batang diberi
simbol X dan satu gonosom berbentuk bengkok di beri simbol Y. Dengan demikian gonosom jantan disimbolkan dengan XY. Pada
betina kedua gonosom berbentuk batang dan disimbolkan dengan XX.
Oleh karena itu, jumlah kromosom lalat buah jantan dapat dituliskan 3AA
+ XY atau 6A + XY, sedangkan betina 3AA + XX atau 6A + XX. Adapun jumlah
kromosom manusia laki-laki 22 AA + XY atau 44A + XX, sedangkan perempuan
22AA + XY atau 44A + XX.
Jumlah kromosom tubuh dapat mengalami kelainan antara lain oleh mutasi
atau kanker. Jika jumlah kromosomnya 3 set disebut triploid, 4 set disebut
tetraploid, dan jika jumlahnya banyak disebut poliploid.
Sel kelamin (sel sperma atau sel telur) hanya memiliki satu kromosm
kelamin (gonosom) sehingga sel kelamin dari betina hanya memiliki gonosom
X. Adapun sel kelamin jantan memiliki gonosom X atau Y yang akan menentukan
jenis kelamin individu setelah terjadi fertilisasi.

B Gen
Gen adalah unit bahan genetis. Istilah gen dikemukakan pertama kali
oleh W. Johanssen (1909). Istilah ini sebagai pengganti istilah determinant
factor atau elemen yang dikemukakan oleh Gregor Mendel. Menurut Thomas
Hunt Morgan, gen merupakan materi yang kompak dan mengandung satuan
informasi genetik yang mengatur sifat-sifat menurun, memenuhi lokus suatu
kromosom. Gen mengatur berbagai macam karakter fisik maupun karakter
psikis. Contoh karakter fisik adalah morfologi, anatomi, dan fisiologi.
Sementara itu, contoh karakter psikis adalah pemalu, pemarah, dan pendiam.
1. Letak Gen dalam Kromosom
Gen terdiri atas DNA (deoxyribonucleic acid) yang diselubungi dan diikat
oleh protein sehingga secara kimia DNA adalah unit bahan genetis. Gen
akan diwariskan melalui pembelahan sel.
Gen terletak pada lokus-lokus yang berderet di dalam kromosom. Jarak
lokus ditentukan dari sentromernya, satuannya disebut unit atau millimorgan
(mM). Pada umumnya, kromosom ditemukan dalam keadaan berpasangan.
Pasangan kromosom tersebut dinamakan kromosom homolog. Suatu
kromosom akan berpasangan dengan kromosom lain yang memiliki kesamaan
bentuk, ukuran, maupun jumlah jenis gen yang dikandungnya. Pada pasangan
kromosom homolog terdapat pasangan lokus yang berada dalam satu garis
horizontal yang disebut lokus yang bersesuaian. Gen-gen yang terletak
pada lokus bersesuaian dengan pasangan kromosom homolognya dan memberikan
pengaruh yang berlawanan terhadap sifat yang dikendalikan,
disebut alel.
Penulisan kromosom digambarkan dengan garis vertikal beserta garis
pendek horizontal untuk menunjukkan posisi gen. Simbol gen tersebut
dilambangkan dengan huruf Latin yang berupa huruf kapital atau huruf
kecil, sesuai dengan dominansinya. Sebagai contoh, huruf kapital H berarti
kulit hitam, yang dominan terhadap gen h yang berarti kulit putih. Demikian,
pula dengan sifat lainnya yang dilambangkan dengan huruf lain pula.
Contohnya Aa, Bb, MmHh, AA, dan CC.

Pada contoh tersebut, Bb menunjukkan bahwa gen B dan gen b berada
pada satu pasang kromosom homolog. Dengan demikian, gen B adalah alel
bagi gen b dan gen b adalah alel bagi gen B. Dengan kata lain, gen B sealel
atau sepasang dengan gen b. Bb merupakan pasangan gen yang terletak
dalam pasangan bebas (alel bebas). Sementara itu, MmHh merupakan gen
yang bertautan atau gen berangkai (gen linked). MmHh menunjukkan bahwa
gen M, gen m, gen H, dan gen h berada dalam satu pasang kromosom
homolog. Gen M dan gen H merupakan pasangan gen yang bertautan karena
keduanya menempati pasangan kromosom homolog yang sama.
2. Gen Dominan dan Resesif
Susunan gen di dalam individu sel disebut genotipe, sedangkan ekspresi
genotipe tersebut dinamakan fenotipe. Lambang huruf besar merupakan
sifat dominan, sedangkan huruf kecil merupakan sifat resesif. Istilah dominan
digunakan karena gen ini dapat mengalahkan ekspresi gen alelnya. Contohnya,
gen T adalah simbol untuk sifat tanaman tinggi, sedangkan t untuk sifat
tanaman pendek. Dalam contoh tersebut, gen T mengalahkan ekspresi gen t
sehingga ekspresi tumbuhan yang bergenotipe Tt adalah tinggi, walaupun
di dalam tumbuhan tersebut mengandung gen t untuk sifat pendek.
Genotipe makhluk hidup bisa homozigot, misalnya TT dan tt. Selain
itu, ada pula genotipe atau heterozigot, misalnya Tt. Genotipe TT dinamakan
homozigot dominan, sedangkan tt dinamakan homozigot resesif. Adapun
genotipe Tt adalah heterozigot karena gen T untuk tinggi menutupi gen t
untuk pendek.

C Alel

Seperti yang telah Anda ketahui, alel adalah gen-gen yang terletak pada
lokus yang bersesuaian dari pasangan kromosom homolog, tetapi memiliki
pengaruh dalam cara yang berbeda. Contohnya, gen H sealel dengan h, gen
K sealel dengan k, dan gen b sealel dengan b. Gen sealel diberi simbol huruf
sama, tetapi dibedakan dengan huruf besar dan kecil jika pasangan
merupakan heterozigot. Huruf besar menunjukkan dominan, sedangkan
huruf kecil menunjukkan resesif. Contoh lain gen sealel misalnya, gen A
untuk pigmentasi kulit, sedangkan gen a tidak menghasilkan atau sedikit
pigmentasi kulit. Ini menunjukkan gen-gen tersebut bekerja berlawanan,
tetapi memiliki tugas yang sama yaitu mengatur pigmentasi kulit.
1. Alel Tunggal
Suatu alel dikatakan alel tunggal jika suatu gen memiliki satu gen sealel
sehingga hanya muncul satu sifat. Misalnya, gen T untuk sifat tinggi dan
gen t untuk sifat rendah maka variasinya adalah TT, Tt, dan tt. Ketiga macam
genotipe inilah yang disebut alel tunggal.
2. Alel Ganda
Suatu alel dikatakan alel ganda jika suatu gen memiliki lebih dari dua
pasangan gen yang sealel sehingga muncul beberapa sifat. Contoh sifat yang
dikontrol oleh alel ganda adalah golongan darah manusia sistem ABO dan
warna bulu kelinci.
a. Golongan Darah Manusia Sistem ABO
Golongan darah manusia bersifat menurun (herediter) dan ditentukan
oleh alel ganda. Alel pengendali golongan darah sistem ABO adalah IA, IB,
dan IO. Sistem golongan darah ABO ini diperkenalkan oleh Karl Landsteiner
(1868–1943). Penggolongan ini berdasarkan jenis antigennya yang terdapat
di dalam eritrosit. Antigen merupakan protein yang mampu merangsang
pembentukan antibodi. Golongan darah yang dikenalkan oleh Landsteiner,
adalah golongan darah A, B, AB, dan O.

kodominan sehingga IA tidak dominan terhadap IB dan IB tidak dominan
terhadap IA. Interaksi antara alel IA, IB, dan IO dapat menyebabkan terjadinya
4 macam fenotipe

b. Warna Bulu Kelinci
Warna pada bulu kelinci dikendalikan oleh alel ganda atau majemuk.
Warna bulu kelinci dikendalikan oleh 4 macam alel, yaitu C, cch, ch, dan c
dengan urutan dominansi alel adalah C > cch > ch > c. Warna bulu kelinci
tersebut terdiri atas:
1) warna polos (hitam/cokelat muda), genotipe CC, Ccch, Cch, Cc;
2) warna kelabu muda (chinchilla), genotipe cchcch, cchch, cchc;
3) warna dasar putih dengan warna hitam pada ujung hidung, telinga,
kaki, dan ekor (himalaya), genotipe chch, chc;
4) warna putih (albino), genotipe cc.

D DNA

DNA (Deoxyribonucleic acid) merupakan komponen yang paling penting
dalam kehidupan karena sebagai pembawa informasi genetik dari satu
generasi ke generasi lain. DNA berkaitan dengan semua aktivitas biologis
dan merupakan pusat kajian di dalam sitologi, genetik, biologi molekuler,
mikrobiologi, perkembangan biologis, biokimia, dan evolusi.
1. Struktur DNA
DNA merupakan polimer besar yang tersusun atas unit-unit nukleotida
yang berulang-ulang. Setiap nukleotida tersusun atas gugus fosfat, gula
pentosa, dan basa nitrogen. Gugus fosfat berfungsi menghubungkan antara
molekul gula yang satu dan molekul gula yang lain. Gula pentosa pada
nukleotida merupakan gula deoksiribosa karena salah satu atom C-nya
kehilangan gugus OH. Molekul gula ini terikat pada basa nitrogen.
Apa saja penyusun basa nitrogen itu? Basa nitrogen tersusun atas purin
dan pirimidin. Purin tersusun atas guanin (G) dan adenin (A), sedangkan
pirimidin tersusun atas timin (T) dan sitosin atau Cytosine (C). Basa-basa
nitrogen ini mengadakan persenyawaan kimia dengan gula pentosa
membentuk molekul deoksiribonukleosida (nukleosida). Deoksiribonukleosida
akan bergabung dengan gugus fosfat untuk membentuk
deoksiribonukleotida (nukleotida).

Monomer yang terdiri atas fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen
disebut nukleotida. Jadi, molekul DNA dapat mengandung ribuan
nukleotida (polinukleotida)

Adapun hubungan
monomer antara basa nitrogen dan gula pentosa dinamakan nukleosida.

Rangkaian nukleosida tersebut terdiri atas empat macam, yang namanya
bergantung pada jenis basa nitrogennya. Jika basanya adenin, nama
nukleosidanya deoksiadenosin. Jika basanya guanin, namanya deoksiguanosin.
Adapun jika basanya timin, namanya timidin, sedangkan jika basanya sitosin,
namanya deoksisitidin.

Orang yang pertama mengemukakan gagasan tentang struktur tiga
dimensional DNA adalah W.T. Atsbury. Ia menyimpulkan bahwa DNA itu
sangat padat. Polinukleotida yang menyusunnya berupa timbunan nukleotida
pipih yang teratur tegak lurus terhadap sumbu memanjang.
Wilkins melanjutkan kristalografi sinar X hasil Atsbury. Wilkins berhasil
mempersiapkan serabut-serabut DNA dan dapat dibuat foto melalui difraksi
sinar X oleh Rosalind Franklin.
Berdasarkan foto yang diambil Rosalind Franklin pada bulan April 1953,
Watson dan Crick mengambil kesimpulan bahwa struktur model DNA
terdiri atas dua rantai polinukleotida yang diikat oleh hidrogen di antara
basa nitrogen. Ikatan hidrogen antara adenin dan timin dihubungkan oleh
dua ikatan hidrogen. Sementara itu, antara sitosin dan guanin dihubungkan
oleh tiga ikatan hidrogen.

2. Replikasi DNA
DNA dapat berfungsi sebagai heterokatalis, artinya DNA dapat menyintesis
molekul lain, membentuk RNA. DNA juga berfungsi sebagai autokatalitik,
artinya DNA mampu membentuk dirinya sendiri.
Dengan fungsi otokatalitik, DNA dapat memperbanyak diri melalui suatu
proses yang dinamakan replikasi (Gambar 3.12). Replikasi DNA akan menghasilkan
DNA baru dari rantai DNA yang telah ada. Proses replikasi ini
memerlukan deoksiribonukleosida fosfat dan beberapa enzim (Campbell, et
al, 2006: 18).

Enzim nuklease menghidrolisis atau memecah rantai ganda polinukleotida
menjadi dua rantai tunggal mononukleotida. Enzim polimerase masingmasing
membentuk rantai baru sebagai pasangan rantai polinukleotida yang
telah terpisah sehingga terbentuk dua rantai DNA yang baru.
Model replikasi ini dikenal sebagai model semikonservatif. Karena
setengah dari molekul DNA induk masih tersimpan dalam setiap molekul
DNA anakan. Model replikasi ini dikemukakan oleh Watson dan Crick, dan
telah dibuktikan melalui penelitian pada tahun 1950-an.

E RNA
Selain DNA, sel yang bertipe prokariotik maupun eukariotik memiliki
asam nukleat berupa ribonucleic acid (RNA). Pada umumnya, RNA merupakan
hasil sintesis DNA, kecuali pada beberapa jenis virus.
1. Susunan Kimia RNA
RNA adalah polimer asam nukleotida dari empat jenis ribonukleotida. Molekul RNA dapat berbentuk pita tunggal atau pita ganda
yang tidak terpilin heliks, seperti halnya pada DNA (Gambar 3.14b). Setiap
pita RNA terdiri atas ribonukleotida (polinukleotida).
RNA mengandung gula pentosa, basa nitrogen, dan asam fosfat. Gula
pentosanya berupa ribosa. Basa nitrogen purinnya terdiri atas adenin (A)
dan guanin (G), sedangkan pirimidinnya terdiri atas sitosin (C) dan urasil
(U).

2. Jenis RNA
Pada dasarnya, terdapat dua kelompok utama RNA yang menyusun
makhluk hidup, yaitu RNA genetik dan RNA nongenetik. Apakah
perbedaan kedua RNA tersebut?
a. RNA genetik
RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yakni merupakan
molekul genetik yang secara keseluruhan bertanggung jawab dalam
membawa segala materi genetis, seperti yang dimiliki oleh DNA. Dengan
kata lain, RNA ini berfungsi sebagai DNA. RNA genetik ini hanya dimiliki
oleh makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, seperti pada
beberapa jenis virus.
b. RNA nongenetik
RNA nongenetik merupakan RNA yang tidak berperan sebagai DNA.  RNA nongenetik dimiliki oleh makhluk hidup yang materi
genetiknya diatur oleh DNA. Pada makhluk hidup kelompok ini, di dalam
selnya terdapat DNA dan RNA.

Berdasarkan letak serta fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi
tiga macam, yakni RNA duta, RNA ribosom, dan RNA transfer.
1) RNA duta atau “messenger RNA” (mRNA) merupakan asam nukleat yang
berbentuk pita tunggal dan merupakan RNA terbesar atau terpanjang
yang bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Fungsi
utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA ke
ribosom. mRNA juga berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis protein.

2) RNA transfer (tRNA) merupakan RNA terpendek yang bertindak sebagai
penerjemah kodon dari mRNA. Selain itu, tRNA berfungsi mengikat
asam-asam amino yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya
ke ribosom. Pada tRNA terdapat bagian yang berhubungan
dengan kodon yang disebut antikodon dan bagian yang berfungsi
sebagai pengikat asam amino.
3) RNA ribosom (rRNA) merupakan RNA dengan jumlah terbanyak dan
penyusun ribosom. RNA ini berupa pita tunggal, tidak bercabang, dan
fleksibel. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi rRNA sampai
sekarang masih belum banyak diketahui, tetapi diduga memiliki peranan
penting dalam proses sintesis protein.
3. Perbandingan DNA dan RNA
Komponen penyusun DNA dan RNA memiliki banyak kemiripan.
Namun, karena fungsinya berbeda, keduanya juga memiliki beberapa
perbedaan, terutama dalam hal letak, struktur, kadar, fungsi, dan komposisi
kimianya.

F Kode Genetik
DNA mengandung substansi genetik yang dapat memberi informasi
keturunan dari sel ke sel berikutnya, dan dari satu generasi ke generasi
berikutnya. Bagaimanakah pola informasi tersebut dapat disampaikan? Kode
genetik merupakan suatu informasi dengan menggunakan huruf sebagai
lambang dari basa nitrogen (A, T, C, dan G) yang dapat menerjemahkan
macam-macam asam amino di dalam tubuh.
Sampai sekarang telah dikenal 20 macam asam amino. Bagaimanakah
empat basa nitrogen itu dapat diterjemahkan ke dalam 20 macam asam
amino? Dugaan pertama, kode genetik tersebut disusun oleh satu kode huruf
atau kode singlet. Kode ini menyatakan bahwa sebuah nukleotida memberi
kode untuk sebuah asam amino. Mengingat asam amino nonesensial ada 20
macam, maka dugaan tersebut tidak bisa diterima.

Bagaimanakah jika setiap dua buah basa nitrogen mengkodekan satu
jenis asam amino? Kode yang akan diperoleh dari empat jenis basa nitrogen
adalah 42 = 16. Kode-kode ini belum mencukupi untuk 20 macam asam amino.
Kode-kode dari 16 macam asam amino dengan dua buah basa nitrogen ini
disebut kode duplet. Bagaimana jika tiga buah basa nitrogen mengode satu
asam amino? Jika hal ini dilakukan, kode yang akan diperoleh adalah 43 = 64
macam kode. Ini berarti, lebih dari cukup untuk 20 kode asam amino.
Percobaan Crick (1961) dengan menggunakan virus T4 (bakteriofage) dari
Escherichia coli membuktikan bahwa dengan menerapkan kode duplet, bakteri
ini tidak dapat menjalankan fungsinya secara normal. Berdasarkan keadaan
tersebut, dapat disimpulkan bahwa kode genetik haruslah dalam bentuk
kode triplet (urutan tiga macam basa nitrogen). Kode triplet disebut juga
kodon.
Rangkaian tiga basa nitrogen yang berfungsi membuat kode-kode
disebut kodogen (agen kode). Proses pembentukan kode-kode tersebut
dilakukan melalui transkripsi. Rantai polinukleotida DNA yang bertugas
mencetak kode-kode disebut rantai sense (DNA template), sedangkan rantai
pelengkapnya disebut rantai antisense.
Kode genetik triplet tersebut dinamakan “bahasa mRNA” (messenger
RNA) karena mRNA yang membawa kopi dari kode genetik yang terdapat
pada DNA. Dalam mRNA, timin (T) diganti dengan urasil (U), jadi kode
singlet pada mRNA menjadi A, G, C, dan U.

G Sintesis Protein

Suatu gen menentukan ada tidaknya suatu sifat. Dengan kata lain, kode
genetik merupakan penentu sifat apa yang akan muncul atau tampak pada
individu. Hubungan antara genotipe (kode genetik) dengan fenotipe (sifat
yang tampak) diperantarai oleh sintesis senyawa polimer asam amino yaitu
protein. Sebagai penyusun tubuh makhluk hidup, protein dapat ditemukan
antara lain sebagai enzim, hormon, pigmen keratin, dan hemoglobin.
Jenis dan rangkaian asam amino yang menyusun protein berbeda antara
protein yang satu dan protein yang lainnya. Mekanisme sintesis protein terjadi
melalui dua tahap, yakni transkripsi dan translasi

1. Transkripsi
Tahap pertama dari sintesis protein adalah transkripsi.
Proses ini berlangsung di dalam inti sel. Transkripsi merupakan proses
sintesis langsung RNA dari DNA.
Pada saat inti sel memerintahkan perlunya sintesis protein, informasi
DNA dialihkan melalui RNA pembawa pesan yang disebut RNA messenger
(mRNA). mRNA berisikan salinan langsung pasangan basa dari DNA. Tahap
inilah yang dinamakan dengan transkripsi. Transkrip berarti salinan. Kode

genetik disalin dari DNA untuk dibawa keluar dari nukleus menuju lokasi
pembuatan protein di ribosom yang berada di sitoplasma. Urutan basa
nitrogen yang dibawa ke luar nukleus dalam mRNA ini dinamakan sebagai
kodon. Dalam proses transkripsi, banyak proses enzimatik yang terjadi,
seperti pemutusan ikatan-ikatan hidrogen pada rantai DNA serta pembacaan
urutan basa nitrogen yang prosesnya mirip dengan duplikasi DNA.

Metabolisme

{ January 31, 2012 @ 4:33 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI KELAS XII }
{ Tags: , , , } · { Leave a Comment }

A Molekul yang Berperan dalam Metabolisme

Motor dapat bergerak karena adanya energi. Energi yang didapatkan
tersebut berasal dari bensin. Di dalam mesin motor, bensin mendapat energi
minimum untuk bereaksi menghasilkan energi dari percikan api yang dipicu
oleh busi. Suhu di dalam mesin pun dapat mencapai ratusan derajat celcius.
Energi minimum yang diperlukan suatu substrat untuk bereaksi
dinamakan sebagai energi aktivasi. Bagaimanakah dengan tubuh manusia
atau mahluk hidup lainnya? Tentu kita tidak dapat memenuhi kebutuhan
energi pemicu pada keadaan seperti di mesin. Akan tetapi, dengan suhu
yang cukup rendah, bahan makanan yang kita makan tetap dapat menghasilkan
energi untuk menunjang aktivitas kita. Ternyata, tubuh organisme
menyediakan molekul berenergi dan molekul yang dapat mempercepat
(mengkatalisasi) terjadinya reaksi kimia dalam tubuh. Molekul tersebut
adalah ATP (Adenosin trifosfat) dan enzim.
1. Molekul Energi
Dalam banyak reaksi tubuh, perpindahan energi dilakukan bersamaan
dengan dilepaskan atau dibentuknya senyawa dengan ikatan fosfat. Sumber
energi utama yang mengandung senyawa fosfat adalah ATP (Adenosin trifosfat)
yang memiliki 3 gugus fosfat. Senyawa ini menjadi sumber energi langsung
yang dibutuhkan oleh tubuh dalam melakukan usaha (aktivitas) karena
pelepasan satu gugus fosfat akan menghasilkan energi yang besar. Pada
kondisi laboratorium, satu mol ATP menghasilkan energi sebesar 7,3 kkal.
ATP terdiri atas gugus adenin yang mengandung gugus nitrogen, ribosa,
menghasilkan 5 molekul karbon gula, serta 3 molekul fosfat

Untuk menghasilkan energi, ATP mengalami fosforilasi yang dibantu oleh
enzim fosforilase menjadi ADP (Adenosin difosfat). Makhluk hidup yang
beraktivitas, menggunakan ATP terus-menerus. Akan tetapi, ATP tidak habis
karena merupakan sumber daya yang dapat diperbarui dengan menambahkan
satu gugus fosfat pada ADP. Hal ini dapat dilakukan melalui respirasi sel
pada hewan. Pada tumbuhan digunakan energi cahaya untuk membentuk
ATP kembali.

Dalam proses transfer energi, terdapat beberapa jenis molekul energi lainnya
yang berperan sebagai molekul penyimpan energi, yakni NADH2, FADH, dan
ATP. Semua molekul tersebut memiliki kesetaraan dengan produksi ATP. NADH
setara dengan 3 ATP dan FADH setara dengan 2 ATP.

2. Enzim
Enzim merupakan protein pengkatalis. Katalis adalah agen kimiawi yang
mempercepat laju reaksi tanpa mengubah struktur enzim itu sendiri. Tanpa
adanya enzim, reaksi kimia pada jalur metabolisme akan terhenti.
a. Struktur Enzim
Enzim memiliki sisi aktif, yakni bagian atau tempat pada enzim yang
berfungsi sebagai tempat menempelnya substrat. Kerja enzim sangat spesifik
karena sisi aktif dari enzim sangat selektif terhadap bentuk kimia dari substrat
yang akan dikatalisis. Ikatan yang terbentuk antara enzim dengan substrat
bersifat lemah sehingga reaksi dapat berlangsung bolak-balik. Substrat
menempel pada sisi aktif enzim dan akan menghasilkan produk baru.

Tubuh enzim terdiri atas beberapa bagian. Bagian utama enzim berupa
protein yang disebut apoenzim. Bagian lainnya adalah bagian yang tersusun
atas materi anorganik, seperti senyawa logam yang disebut gugus prostetik.
Beberapa enzim memerlukan molekul yang membantu kerja enzim
menguatkan ikatan dengan substrat, yakni kofaktor. Banyak molekul logam
anorganik yang berfungsi sebagai kofaktor, seperti ion logam Fe2+, Cu2+,
dan Mg2+.
Beberapa komponen kimia enzim yang tersusun atas molekul organik
nonprotein disebut koenzim. Koenzim membawa atom fungsional ketika
enzim bereaksi. Contoh koenzim yang berada pada bagian gugus prostetik
enzim adalah koenzim A, yang membawa sumber karbon ketika memecah
piruvat dan asam lemak. Ikatan antara apoenzim dan kofaktor disebut
holoenzim.
b. Sifat Enzim
Enzim bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi sehingga energi
awal minimun untuk sebuah reaksi dapat diperkecil

Enzim bukanlah penambah energi awal dalam bereaksinya substrat, tetapi
hanya sebagai pengikat sementara sehingga reaksi dapat berlangsung pada
keadaan di bawah energi aktivasinya. Hal ini menyebabkan reaksi akan
berjalan lebih cepat. Enzim merupakan protein yang dapat terdenaturasi
(struktur dan sifatnya berubah) oleh suhu, pH, atau logam berat.
Empat sifat umum enzim sebagai berikut.
1) Enzim bukanlah penyebab reaksi, namun enzim hanya mempercepat
reaksi. Tanpa adanya enzim, suatu reaksi tetap dapat terjadi. Akan tetapi,
diperlukan energi yang besar dan berlangsung sangat lambat.
2) Enzim tidak berubah secara permanen atau habis bereaksi. Enzim yang
sama dapat digunakan berulang-ulang.
3) Enzim yang sama dapat digunakan untuk reaksi kebalikannya. Suatu enzim
dapat mengubah substrat A menjadi molekul B dan C. Enzim yang sama
dapat bekerja sebaliknya membentuk substrat A dari molekul B dan C.
4) Setiap jenis enzim hanya bekerja pada zat tertentu saja.
c. Cara Kerja Enzim
Terdapat dua teori yang menerangkan cara kerja enzim, yakni teori lock
and key dan teori induced fit. Teori lock and key menganalogikan mekanisme
kerja enzim seperti kunci dengan anak kunci. Substrat masuk ke dalam sisi
aktif enzim. Jadi, sisi aktif enzim seolah-olah kunci dan substrat adalah anak
kunci. Adapun teori induced fit mengemukakan bahwa setiap molekul substrat
memiliki permukaan yang hampir pas dengan permukaan sisi aktif enzim.
Jika substrat masuk ke dalam sisi aktif enzim, akan terbentuk kompleks enzim
substrat yang pas.

d. Penamaan Enzim
Penamaan enzim umumnya disesuaikan dengan substrat yang diuraikan,
lalu dibubuhi akhiran ase. Sebagai contoh, enzim amilase menguraikan
amilum menjadi maltosa di mulut. Enzim lipase bekerja menguraikan lipid
(lemak) menjadi asam lemak.
e. Jenis enzim
Berdasarkan lokasi kerjanya, enzim dapat dibagi menjadi dua jenis,
sebagai berikut.
1) Eksoenzim, yakni enzim yang bekerja di luar sel, contohnya:
amilum 􀂶a􀂶mila􀂶se􀁬 maltosa
maltosa 􀂶m􀂶alta􀂶se􀁬 glukosa
2) Endoenzim, yakni enzim yang bekerja di dalam sel, contohnya:
glukosa 􀂶h􀂶ekso􀂶kin􀂶ase􀁬 glukosa-6-Phospat
f. Faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim
Seperti halnya protein yang lain, sifat enzim sangat dipengaruhi oleh kondisi
lingkungannya. Kondisi yang tidak sesuai dapat menyebabkan kerja enzim
terganggu. Berikut adalah beberapa faktor yang memengaruhi kerja enzim.
1) Temperatur
Enzim memiliki rentang temperatur tertentu agar dapat bereaksi dengan
optimal. Pada temperatur yang tinggi, enzim akan rusak (terdenaturasi) sebagai
sifat umum dari protein. Pada kondisi ini, struktur enzim sudah berubah dan
rusak sehingga tidak dapat digunakan lagi. Adapun pada temperatur yang
rendah, enzim berada pada kondisi inaktif (tidak aktif). Enzim akan bekerja
kembali dengan adanya kenaikan temperatur yang sesuai. Semua enzim
memiliki kondisi temperatur yang spesifik untuk bekerja optimal. Enzim
memiliki kecenderungan semakin meningkat seiring dengan kenaikan
temperatur hingga pada batas tertentu. Setelah itu, enzim kembali mengalami
penurunan kinerja. Pada saat kerja enzim optimal maka dapat dikatakan bahwa
pada temperatur tersebut temperatur optimum.
2) pH
Seperti halnya temperatur, pH dapat memengaruhi optimasi kerja enzim.
Setiap enzim bekerja pada kondisi pH yang sangat spesifik. Hal ini berkaitan
erat dengan lokasi enzim yang bekerja terhadap suatu substrat. Pada
umumnya, enzim akan bekerja optimum pada pH 6-8. Perubahan
pH lingkungan akan mengakibatkan terganggunya ikatan hidrogen yang
ada pada struktur enzim. Jika enzim berada pada kondisi pH yang tidak
sesuai, enzim dapat berada pada keadaan inaktif. Dengan adanya kondisi
pH yang spesifik ini, enzim tidak akan merusak sel lain yang berada di
sekitarnya. Contohnya, enzim pepsin yang diproduksi pankreas untuk
mencerna protein dalam lambung, tidak akan mencerna protein yang ada di
dinding pankreas karena enzim pepsin bekerja pada pH 2-4.

3) Konsentrasi Substrat dan Konsentrasi Enzim
Kerja enzim sangat cepat maka untuk mengoptimalkan hasilnya, perlu
perbandingan jumlah atau konsentrasi antara substrat dengan enzim yang
sesuai. Jumlah substrat yang terlalu banyak dan konsentrasi enzim sedikit
akan menyebabkan reaksi tidak optimal.

Konsentrasi enzim membatasi laju reaksi. Enzim akan “jenuh” jika sisi aktif
semua molekul enzim terpakai setiap waktu. Pada titik jenuh, laju reaksi tidak
akan meningkat meskipun substrat ditambahkan. Jika konsentrasi enzim
ditambahkan, laju reaksi akan meningkat hingga titik jenuh berikutnya

4) Kofaktor
Kofaktor dapat membantu enzim untuk memperkuat ikatan dengan
substrat atau kebutuhan unsur anorganik, seperti karbon. Selain itu, kofaktor
juga membantu proses transfer elektron.
5) Inhibitor Enzim
Inhibitor mengganggu kerja enzim. Berdasarkan pengertian dari kata
dasarnya (inhibit artinya menghalangi), inhibitor merupakan senyawa yang
dapat menghambat kerja enzim. Inhibitor secara alami dapat berupa bisa
(racun) yang dikeluarkan oleh hewan, seperti ular atau laba-laba. Inhibitor
akan mencegah sisi aktif untuk tidak bekerja. Beberapa obat-obatan juga
berfungsi sebagai inhibitor, seperti penisilin yang berguna menghambat kerja
enzim pada mikroorganisme.
Inhibitor terbagi atas dua macam, yakni inhibitor kompetitif dan inhibitor
nonkompetitif. Pada inhibitor kompetitif, inhibitor ini akan bersaing dengan
substrat untuk bergabung dengan enzim sehingga kerja enzim akan terganggu.
Sementara itu, inhibitor nonkompetitif tidak akan bersaing dengan substrat
untuk bergabung dengan enzim karena memiliki sisi ikatan yang berbeda
(Keeton and Gould, 1986: 81).

6) Kadar Air
Kerja enzim sangat dipengaruhi oleh air. Rendahnya kadar air dapat
menyebabkan enzim tidak aktif. Sebagai contoh, biji tanaman yang dalam
keadaan kering tidak akan berkecambah. Hal ini disebabkan oleh tidak aktifnya
enzim sebagai akibat dari rendahnya kadar air dalam biji. Biji akan berkecambah
jika direndam. Kadar air yang cukup dapat mengaktifkan kembali enzim.

B Metabolisme Karbohidrat

Keseluruhan reaksi kimia di dalam tubuh organisme yang melibatkan
perubahan energi disebut metabolisme. Sebagai makhluk hidup, energi dapat
dihasilkan dari sebuah proses, atau suatu proses justru memerlukan energi.
Pada umumnya, energi dilepaskan ketika tubuh organisme mencerna molekul
kompleks menjadi molekul yang sederhana. Proses tersebut dinamakan
katabolisme. Adapun proses pembentukan senyawa kompleks dari unsurunsur
penyusunnya dan reaksi tersebut memerlukan energi dinamakan
anabolisme.
1. Katabolisme Karbohidrat
Katabolisme merupakan reaksi penguraian atau pemecahan senyawa
kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana untuk menghasilkan energi.
Proses katabolisme yang terjadi pada makhluk hidup dibedakan menjadi
respirasi aerob dan respirasi anaerob. Apakah yang membedakan respirasi
aerob dengan respirasi anaerob?
Berdasarkan perubahan energinya, reaksi kimia dapat dibedakan menjadi
reaksi eksergonik dan reaksi endergonik. Pada reaksi eksergonik, terjadi
pelepasan energi. Katabolisme merupakan reaksi eksergonik. Jika energi yang
dilepaskan berupa panas, disebut reaksi eksoterm. Adapun pada reaksi
endergonik, terjadi penyerapan energi dari lingkungan. Anabolisme termasuk
reaksi endergonik karena memerlukan energi. Jika energi yang digunakan
dalam bentuk panas, disebut reaksi endoterm.
a. Respirasi Aerob
Respirasi bertujuan menghasilkan energi dari sumber nutrisi yang
dimiliki. Semua makhluk hidup melakukan respirasi dan tidak hanya berupa
pengambilan udara secara langsung. Respirasi dalam kaitannya dengan
pembentukan energi dilakukan di dalam sel. Oleh karena itu, prosesnya
dinamakan respirasi sel. Organel sel yang berfungsi dalam menjalankan tugas
pembentukan energi ini adalah mitokondria.
Respirasi termasuk ke dalam kelompok katabolisme karena di dalamnya
terjadi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih
sederhana, diikuti dengan pelepasan energi. Energi yang kita gunakan dapat
berasal dari hasil metabolisme tumbuhan. Oleh karena itu, tumbuhan
merupakan organisme autotrof, yang berarti dapat memproduksi makanan
sendiri. Adapun konsumen, seperti hewan dan manusia, yang tidak dapat
menyediakan makanan sendiri disebut organisme heterotrof.
Proses respirasi erat kaitannya dengan pembakaran bahan bakar berupa
makanan menjadi energi. Kondisi optimal akan tercapai dalam kondisi aerob
(ada oksigen).

Pembentukan energi siap pakai akan melalui beberapa tahap reaksi
dalam sistem respirasi sel pada mitokondria. Menurut Campbell, et al,
(2006: 93) reaksi-reaksi tersebut, yaitu:
1) glikolisis, yakni proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat;
2) dekarboksilasi oksidatif asam piruvat, yakni perombakan asam piruvat
menjadi asetil Co-A;
3) daur asam sitrat, yakni siklus perombakan asetil Ko-A menjadi akseptor
elektron dan terjadi pelepasan sumber energi;
4) transfer elektron, yakni mekanisme pembentukan energi terbesar dalam
proses respirasi sel yang menghasilkan produk sampingan berupa air.

1) Glikolisis
Tahap ini merupakan awal terjadinya respirasi sel. Molekul glukosa akan
masuk ke dalam sel melalui proses difusi. Agar dapat bereaksi, glukosa
diberi energi aktivasi berupa satu ATP. Hal ini mengakibatkan glukosa dalam
keadaan terfosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat yang dibantu oleh enzim
heksokinase. Secara singkat, glukosa-6-fosfat dipecah menjadi 2 buah
molekul gliseraldehid-3-fosfat (PGAL) dengan bantuan satu ATP dan enzim
fosfoheksokinase. Proses selanjutnya merupakan proses eksergonik. Hasilnya
adalah 4 molekul ATP dan hasil akhir berupa 2 molekul asam piruvat (C3).

Walaupun empat molekul ATP dibentuk pada tahap glikolisis, namun
hasil reaksi keseluruhan adalah dua molekul ATP. Ada dua molekul ATP
yang harus diberikan pada fase awal glikolisis. Tahap glikolisis tidak
memerlukan oksigen.
2) Dekarboksilasi Oksidatif
Setiap asam piruvat yang dihasilkan kemudian akan diubah menjadi
Asetil-KoA (koenzim-A). Asam piruvat ini akan mengalami dekarboksilasi
sehingga gugus karboksil akan hilang sebagai CO2 dan akan berdifusi keluar
sel. Dua gugus karbon yang tersisa kemudian akan mengalami oksidasi
sehingga gugus hidrogen dikeluarkan dan ditangkap oleh akseptor elektron
NAD+.  Gugus yang terbentuk, kemudian
ditambahkan koenzim-A sehingga menjadi asetil-KoA. Hasil akhir dari
proses dekarboksilasi oksidatif ini akan menghasilkan 2 asetil-KoA dan 2

molekul NADH. Pembentukan asetil-KoA memerlukan kehadiran vitamin
B1. Berdasarkan hal tersebut, dapat diketahui betapa pentingnya vitamin B
dalam tubuh hewan maupun tumbuhan.

3) Daur Asam Sitrat
Proses selanjutnya adalah daur asetil-KoA menjadi beberapa bentuk
sehingga dihasilkan banyak akseptor elektron. Selain disebut sebagai daur
asam sitrat, proses ini disebut juga daur Krebs. Hans A. Krebs adalah orang
yang pertama kali mengamati dan menjelaskan fenomena ini pada tahun 1930.

Setiap tahapan dalam daur asam sitrat dikatalis oleh enzim yang khusus.
Berikut adalah beberapa tahapan yang terjadi dalam daur asam sitrat.

a) Asetil-KoA akan menyumbangkan gugus asetil pada oksaloasetat
sehingga terbentuk asam sitrat. Koenzim A akan dikeluarkan dan
digantikan dengan penambahan molekul air.

b) Perubahan formasi asam sitrat menjadi asam isositrat akan disertai
pelepasan air.
c) Asam isositrat akan melepaskan satu gugus atom C dengan bantuan enzim
asam isositrat dehidrogenase, membentuk asam 􀁂-ketoglutarat. NAD+
akan mendapatkan donor elektron dari hidrogen untuk membentuk
NADH. Asam 􀁂-ketoglutarat selanjutnya diubah menjadi suksinil KoA.
d) Asam suksinat tiokinase membantu pelepasan gugus KoA dan ADP
mendapatkan donor fosfat menjadi ATP. Akhirnya, suksinil-KoA
berubah menjadi asam suksinat.
e) Asam suksinat dengan bantuan suksinat dehidrogenase akan berubah
menjadi asam fumarat disertai pelepasan satu gugus elektron. Pada
tahap ini, elektron akan ditangkap oleh akseptor FAD menjadi FADH2.
f) Asam Fumarat akan diubah menjadi asam malat dengan bantuan enzim
fumarase.
g) Asam malat akan membentuk asam oksaloasetat dengan bantuan enzim
asam malat dehidrogenase. NAD+ akan menerima sumbangan elektron
dari tahap ini dan membentuk NADH.
h) Dengan terbentuknya asam oksaloasetat, siklus akan dapat dimulai lagi
dengan sumbangan dua gugus karbon dari asetil KoA.
4) Transfer Elektron
Selama tiga proses sebelumnya, dihasilkan beberapa reseptor elektron
yang bermuatan akibat penambahan ion hidrogen. Reseptor-reseptor ini
kemudian akan masuk ke transfer elektron untuk membentuk suatu molekul
berenergi tinggi, yakni ATP.
Reaksi ini berlangsung di dalam membran mitokondria. Reaksi ini
berfungsi membentuk energi selama oksidasi yang dibantu oleh enzim
pereduksi. Transfer elektron merupakan proses kompleks yang melibatkan
NADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide), FAD (Flavin Adenine Dinucleotide),
dan molekul-molekul lainnya. Dalam pembentukan ATP ini, ada akseptor
elektron yang akan memfasilitasi pertukaran elektron dari satu sistem ke
sistem lainnya.
a) Enzim dehidrogenase mengambil hidrogen dari zat yang akan diubah
oleh enzim (substrat). Hidrogen mengalami ionisasi sebagai berikut.
Proton hidrogen mereduksi koenzim NAD melalui reaksi NAD + H+􀁬
NADH + H+. NADH dari matriks mitokondria masuk ke ruang
intermembran melewati membran dalam, kemudian memasuki sistem
rantai pernapasan.
b) NADH dioksidasi menjadi NAD+ dengan memindahkan ion hidrogen
kepada flavoprotein (FP), flavin mononukleotida (FMN), atau FAD yang
bertindak sebagai pembawa ion hidrogen. Dari flavoprotein atau FAD,
setiap proton atau hidrogen dikeluarkan ke matriks sitoplasma untuk
membentuk molekul H2O.
c) Elektron akan berpindah dari ubiquinon ke protein yang mengandung
besi dan sulfur (FeSa dan FeSb)􀁬 sitokrom b 􀁬 koenzim quinon 􀁬
sitokrom b2 sitokrom o 􀁬 sitokrom c 􀁬 sitokrom a 􀁬 sitokrom a3,
dan terakhir diterima oleh molekul oksigen sehingga terbentuk H2O

Di dalam rantai pernapasan, 3 molekul air (H2O) dihasilkan melalui
NADH dan 1 molekul H2O dihasilkan melalui FAD. Satu mol H2O yang
melalui NADH setara dengan 3 ATP dan 1 molekul air yang melalui FAD
setara dengan 2 ATP.

Walaupun ATP total yang tertera pada  adalah 38 ATP, jumlah
total yang dihasilkan pada proses respirasi adalah 36 ATP. Hal tersebut
disebabkan 2 ATP digunakan oleh elektron untuk masuk ke mitokondria.

b. Respirasi Anaerob
Setelah berolahraga atau mengerjakan suatu pekerjaan berat, napas Anda
menjadi terengah-engah karena suplai oksigen yang masuk tubuh menjadi
berkurang. Tubuh mengatasi keadaan ini dengan memperpendek jalur
pembentukan energi melalui proses respirasi anaerob. Cara ini ditempuh
agar tubuh tidak kekurangan pasokan energi ketika melakukan suatu
aktivitas berat. Respirasi anaerob dikenal juga dengan istilah fermentasi.
Fermentasi adalah perubahan glukosa secara anaerob yang meliputi
glikolisis dan pembentukan NAD. Fermentasi menghasilkan energi yang
relatif kecil dari glukosa. Glikolisis berlangsung dengan baik pada kondisi
tanpa oksigen. Fermentasi dibedakan menjadi dua tipe reaksi, yakni
fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.
Fermentasi alkohol maupun fermentasi asam laktat diawali dengan
proses glikolisis. Pada glikolisis, diperoleh 2 NADH + H+ + 2 ATP + asam
piruvat. Pada reaksi aerob, hidrogen dari NADH akan bereaksi dengan O2
pada transfer elektron. Pada reaksi anaerob, ada akseptor hidrogen
permanen berupa asetildehida atau asam piruvat.
1) Fermentasi Alkohol
Pada fermentasi alkohol, asam piruvat diubah menjadi etanol atau etil
alkohol melalui dua langkah reaksi. Langkah pertama adalah pembebasan
CO2 dari asam piruvat yang kemudian diubah menjadi asetaldehida. Langkah
kedua adalah reaksi reduksi asetaldehida oleh NADH menjadi etanol. NAD
yang terbentuk akan digunakan untuk glikolisis

Sel ragi dan bakteri melakukan respirasi secara anaerob. Hasil fermentasi
berupa CO2 dalam industri roti dimanfaatkan untuk mengembangkan adonan
roti sehingga pada roti terdapat pori-pori.
2) Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi asam laktat adalah fermentasi glukosa yang menghasilkan
asam laktat. Fermentasi asam laktat dimulai dengan glikolisis yang
menghasilkan asam piruvat, kemudian berlanjut dengan perubahan asam
piruvat menjadi asam laktat. Pada fermentasi asam laktat,
asam piruvat bereaksi secara langsung dengan NADH membentuk asam
laktat. Fermentasi asam laktat dapat berlangsung ketika pembentukan keju
dan yoghurt.
Pada sel otot manusia yang bersifat fakultatif anaerob, terbentuk ATP
dari fermentasi asam laktat jika kondisi kandungan oksigen sangat sedikit.
Pada pembentukan ATP yang berlangsung secara aerob, oksigennya berasal
dari darah. Sel mengadakan perubahan dari respirasi aerob menjadi
fermentasi. Hasil fermentasi berupa asam laktat akan terakumulasi dalam
otot sehingga otot menjadi kejang. Asam laktat dari darah akan diangkut
ke dalam hati yang kemudian diubah kembali menjadi asam piruvat secara
aerob. Fermentasi pada sel otot terjadi jika kandungan O2 rendah dan kondisi
dapat pulih kembali setelah berhenti melakukan olahraga.

2. Anabolisme Karbohidrat
Anabolisme merupakan proses penyusunan zat dari senyawa sederhana
menjadi senyawa yang kompleks. Proses tersebut berlangsung di dalam tubuh
makhluk hidup. Anabolisme merupakan kebalikan dari katabolisme. Proses
anabolisme memerlukan energi, baik energi panas, cahaya, atau energi kimia.
Anabolisme yang menggunakan energi cahaya disebut fotosintesis,
sedangkan anabolisme yang menggunakan energi kimia disebut kemosintesis.
Berikut ini akan dijelaskan mengenai fotosintesis dan kemosintesis.
a. Fotosintesis
Jika Anda pernah memasuki suatu daerah hutan atau jalanan yang
memiliki pepohonan rindang, tentu Anda akan merasa segar pada siang
hari yang panas. Akan tetapi, jika Anda melewati bagian yang telah gundul
atau tidak terdapat pepohonan, Anda akan lebih mudah merasa gerah. Semua
itu mungkin terjadi begitu saja tanpa Anda sadari. Proses apakah yang
sebenarnya sedang terjadi? Mengapa hal tersebut dapat tejadi?
Tumbuhan di sekitar kita mungkin hanyalah suatu makhluk tanpa daya
bagi sebagian orang. Akan tetapi, jika Anda telah mengetahui peristiwa
menakjubkan di dalamnya, Anda mungkin akan berubah pikiran mengenai
betapa pentingnya pepohonan dan hutan bagi kehidupan manusia di bumi.
Dari cahaya matahari yang menyinari bumi, dimulailah suatu proses
transfer energi di alam. Melalui daun-daunnya, tumbuhan hijau menangkap
cahaya tersebut sebagai bahan bakar pembuatan makanan. Air dan gas CO2
yang ditangkap, diolah menjadi sumber energi bagi kita dan konsumen
lainnya di planet bumi ini. Produk itu dapat berupa buah yang kita makan,
daun-daunan, ataupun bagian lain dari tumbuhan, seperti umbi dan bunga.
Satu hal yang tidak kalah pentingnya adalah tumbuhan menghasilkan oksigen
dalam proses fotosintesis

1) Perangkat Fotosintesis
Perangkat fotosintesis terdiri atas kloroplas, cahaya matahari dan
klorofil. Bagaimanakah peran ketiga perangkat fotosintesis tersebut?
a) Kloroplas
Seluruh bagian dari tumbuhan, termasuk batang dan buah, memiliki
kloroplas. Akan tetapi, daun merupakan tempat utama berlangsungnya
fotosintesis pada tumbuhan. Warna pada daun disebabkan adanya klorofil,
pigmen berwarna hijau yang terletak di dalam kloroplas. Klorofil dapat
menyerap energi cahaya yang berguna dalam sintesis molekul makanan pada
tumbuhan. Kloroplas banyak ditemukan pada mesofil. Setiap sel mesofil
dapat mengandung 10 hingga 100 butir kloroplas.
Kloroplas sebagai tempat klorofil berada, merupakan organel utama dalam
proses fotosintesis. Jika dilihat menggunakan mikroskop SEM (Scanning Electrone
Microscope), dapat diketahui bentuk kloroplas yang berlembar-lembar dan
dibungkus oleh membran. Bagian di sebelah dalam membran dinamakan

stroma, yang berisi enzim-enzim yang diperlukan untuk proses fotosintesis.
Di bagian ini, terdapat lembaran-lembaran datar yang saling berhubungan,
disebut tilakoid. Beberapa tilakoid bergabung membentuk suatu tumpukan
yang disebut grana.

Seperti halnya respirasi sel, reaksi dari fotosintesis ini merupakan reaksi
reduksi dan oksidasi

b) Cahaya matahari
Sumber energi alami yang digunakan pada fotosintesis adalah cahaya
matahari. Cahaya matahari memiliki berbagai spektrum warna. Setiap
spektrum warna memiliki panjang gelombang tertentu. Setiap spektrum
warna memiliki pengaruh yang berbeda terhadap proses fotosintesis
(perhatikan Gambar 2.18). Sinar yang efektif dalam proses fotosintesis adalah
merah, ungu, biru, dan oranye. Sinar hijau tidak efektif dalam fotosintesis.
Daun yang terlihat hijau oleh mata karena spektrum warna tersebut
dipantulkan oleh pigmen fotosintesis. Sinar infra merah berperan dalam
fotosintesis dan berfungsi juga meningkatkan suhu lingkungan.

c) Klorofil
Proses fotosintesis terjadi pada pigmen fotosintesis. Tanpa pigmen
tersebut, tumbuhan tidak mampu melakukan fotosintesis. Secara keseluruhan,
fotosintesis terjadi pada kloroplas yang mengandung pigmen klorofil. Pada
tubuh tumbuhan, fotosintesis dapat terjadi pada batang, ranting, dan daun
yang mengandung kloroplas.
Klorofil merupakan pigmen fotosintesis yang paling utama. Klorofil dapat
menyerap cahaya merah, oranye, biru, dan ungu dalam jumlah banyak. Adapun
cahaya kuning dan hijau diserap dalam jumlah sedikit. Oleh karena itu, cahaya
kuning dan hijau dipantulkan sehingga klorofil tampak berwarna hijau. Terdapat
beberapa jenis klorofil, yakni klorofil a, b, c, dan d. Dari semua jenis klorofil
tersebut, klorofil a merupakan pigmen yang paling utama dan hampir terdapat
disemua tumbuhan yang melakukan fotosintesis.
Pada tumbuhan, terdapat dua pusat reaksi fotosintesis yang berbeda,
yakni fotosistem I dan fotosistem II. Keduanya dibedakan berdasarkan
kemampuannya dalam menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang
berbeda. Perbedaan kemampuan tersebut disebabkan oleh perbedaan
kombinasi antara klorofil a dan klorofil b. Perbedaan kombinasi antara
klorofil a dan klorofil b berpengaruh terhadap panjang gelombang yang
diterima oleh klorofil. Fotosistem I dapat menerima cahaya dengan panjang
gelombang antara 680–700 nm, sedangkan fotosistem II dapat menerima
cahaya dengan panjang gelombang antara 340–680 nm.
2) Mekanisme Fotosintesis
Fotosintesis meliputi dua tahap reaksi, yakni tahap reaksi terang yang
diikuti dengan tahap reaksi gelap. Reaksi terang membutuhkan cahaya
matahari, sedangkan reaksi gelap tidak membutuhkan cahaya. Secara
keseluruhan, fotosintesis berlangsung dalam kloroplas.
a) Reaksi Terang
Reaksi terang merupakan salah satu langkah dalam fotosintesis untuk
mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Reaksi terang ini
berlangsung di dalam grana. Perlu diingat bahwa cahaya juga memiliki energi
yang disebut foton. Jenis pigmen klorofil berbeda-beda karena pigmen
tersebut hanya dapat menyerap panjang gelombang dengan besar
energi foton yang berbeda.
Klorofil berfungsi menangkap foton dari cahaya matahari
dan mengubahnya menjadi energi penggerak elektron. Pada
proses ini, terjadi pemecahan molekul air oleh cahaya sehingga
dilepaskan elektron, hidrogen dan oksigen. Proses ini dinamakan
fotolisis.
(1) Reaksi Siklik
Pada fotosistem I (P700), terjadi perputaran elektron yang
dihasilkan dan ditangkap oleh akseptor sebagai hasil dari reaksi
reduksi dan oksidasi. Elektron yang dieksitasikan oleh P700 akan
dipindahkan ke setiap akseptor hingga akhirnya kembali ke
sistem P700. Beberapa akseptor elektron yang terlibat dalam
fotosistem adalah feredoksin (fd), plastoquinon (pq), sitokrom
(cyt), dan plastosianin (pc). Proses ini menghasilkan ATP sebagai
hasil penambahan elektron pada ADP atau dikenal dengan nama
fotofosforilasi. Perputaran elektron pada fotosistem I ini disebut
sebagai fotofosforilasi siklik. Fotosistem I ini umumnya ditemukan pada
bakteri dan mikroorganisme autotrof lainnya. Sistem fotosintesis dengan
menggunakan fotofosforilasi siklik diduga sebagai awal berkembangnya
proses fotosintesis yang lebih kompleks

(2) Reaksi Nonsiklik
Reaksi nonsiklik ini memerlukan tambahan berupa fotosistem II (P680).
Sumber elektron utama diperoleh dari fotolisis air yang akan digunakan
oleh klorofil pada fotosistem II (P680). Reaksi ini menghasilkan dua elektron
dari hasil fotolisis air. Elektron ini akan diterima oleh beberapa akseptor
elektron, yakni plastoquinon (pq), sitokrom (cyt), dan plastosianin (pc).
Akhirnya, pompa elektron menggerakan satu elektron H+ yang akan
digunakan pada pembentukan ATP dari ADP atau fotofosforilasi. Pembentukan
ATP ini dibantu dengan adanya perbedaan elektron pada membran
tilakoid.
Beberapa akseptor elektron juga terlibat dalam fotosistem II, seperti
ferodoksin (fd) untuk menghasilkan NADPH dari NADP. Dengan demikian,
pada proses ini akan dihasilkan energi berupa satu ATP dan satu NADPH

b) Reaksi Gelap (Fiksasi CO2)
Reaksi gelap merupakan tahap sebenarnya dalam pembuatan bahan
makanan pada fotosintesis. Energi yang telah dihasilkan selama reaksi terang
akan digunakan sebagai bahan baku utama pembentukan karbohidrat proses
fiksasi CO2 di stroma.
Tumbuhan mengambil karbon dioksida melalui stomata. Anda tentu masih
ingat fungsi utama stomata dalam pertukaran gas pada tumbuhan. Karbon
dioksida diikat oleh suatu molekul kimia di dalam stroma yang bernama
ribulosa bifosfat (RuBP). Karbon dioksida akan berikatan dengan RuBP yang
mengandung 6 gugus karbon dan menjadi bahan utama dalam pembentukan
glukosa yang dibantu oleh enzim rubisko. Reaksi ini pertama kali diamati
oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson sehingga reaksi ini disebut juga
dengan siklus Calvin-Benson.
RuBP yang berikatan dengan karbon dioksida akan menjadi molekul yang
tidak stabil sehingga akan membentuk fosfogliserat (PGA) yang memiliki 3
gugus C. Energi yang berasal dari ATP dan NADPH akan digunakan oleh
PGA menjadi fosfogliseraldehid (PGAL) yang mengandung 3 gugus C. Dua
molekul PGAL ini akan menjadi bahan utama pembentukan glukosa yang
merupakan produk utama fotosisntesis, sedangkan sisanya akan kembali
menjadi RuBP dengan bantuan ATP. Jadi, reaksi gelap terjadi dalam tiga tahap,
yakni fiksasi CO2, reduksi, dan regenerasi.

3) Faktor-Faktor yang Memengaruhi Fotosintesis
Dengan mengetahui beberapa faktor yang terlibat dalam proses
fotosintesis ini, dapat diketahui beberapa hal yang menjadi faktor pembatas
fotosintesis, seperti faktor hereditas dan lingkungan.
a) Faktor Hereditas
Faktor hereditas merupakan faktor yang paling menentukan terhadap
aktivitas fotosintesis. Tumbuhan memiliki kebutuhan yang berbeda terhadap
kondisi lingkungan untuk menjalankan kehidupan normal. Tumbuhan yang
berbeda jenis dan hidup pada kondisi lingkungan sama, memiliki perbedaan
faktor genetis atau hereditas. Ada beberapa jenis tumbuhan tidak mampu
membentuk kloroplas albino. Hal tersebut disebabkan adanya faktor genetis
yang tidak memiliki potensi untuk membentuk kloroplas.
b) Faktor Lingkungan
Aktivitas fotosintesis sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, seperti
temperatur, intensitas cahaya matahari, kandungan air dan mineral, serta
kandungan CO2 dan O2.
(1) Temperatur
Aktivitas fofosintesis merupakan reaksi yang menggunakan enzim,
sedangkan kerja enzim dipengaruhi oleh temperatur. Aktivitas fotosintesis
tidak berlangsung pada suhu di bawah 5°C dan di atas 50°C. Mengapa
demikian? Temperatur optimum fotosintesis sekitar 28–30°C. Tumbuhan yang
hidup di daerah tropis memiliki enzim yang bekerja secara optimum karena
tumbuh di lingkungan yang memiliki kisaran suhu optimum.
(2) Intensitas Cahaya Matahari dan Lama Pencahayaan
Semakin tinggi intensitas cahaya matahari, semakin tinggi pula aktivitas
fotosintesis. Hal ini terjadi jika ditunjang oleh tersedianya CO2, H2O, dan

temperatur yang sesuai. Kenaikan aktivitas fotosintesis tidak akan terus
berlanjut, tetapi akan berhenti sampai batas keadaan tertentu karena
tumbuhan memiliki batas toleransi. Lama pencahayaan sangat berpengaruh
terhadap fotosintesis. Pada musim hujan, lama pencahayaan menjadi pendek
sehingga aktivitas fotosintesis akan berkurang.
(3) Kandungan Air dalam Tanah
Air merupakan bahan dasar pembentukan karbohidrat (C6H12O6). Air
merupakan media tanam, penyimpan mineral dalam tanah, dan mengatur
temperatur tumbuhan. Berkurangnya air dalam tanah akan menghambat
pertumbuhan tumbuhan. Kurangnya air juga akan menyebabkan kerusakan
pada klorofil sehingga daun menjadi berwarna kuning.
(4) Kandungan Mineral dalam Tanah
Mineral berupa Mg, Fe, N, dan Mn merupakan unsur yang berperan
dalam proses pembentukan klorofil. Tumbuhan yang hidup pada lahan yang
kekurangan Mg, Fe, N, Mn, dan H2O akan mengalami klorosis atau
penghambatan pembentukan klorofil yang menyebabkan daun berwarna
pucat. Rendahnya kandungan klorofil dalam daun akan menghambat
terjadinya fotosintesis.
(5) Kandungan CO2 di Udara
Kandungan CO2 di udara, sekitar 0,03%. Peningkatan konsentrasi CO2
hingga 0,10% meningkatkan laju fotosintesis beberapa tumbuhan hingga dua
kali lebih cepat. Akan tetapi, keuntungan ini terbatas karena stomata akan
menutup dan fotosintesis terhenti jika konsentrasi CO2 melebihi 0,15%.
(6) Kandungan O2
Rendahnya kandungan O2 di udara dan dalam tanah akan menghambat
respirasi dalam tubuh tumbuhan. Rendahnya respirasi akan menyebabkan
rendahnya penyediaan energi. Hal ini mengakibatkan aktivitas metabolisme
akan terlambat khususnya fotosintesis.
b. Kemosintesis
Selain melalui fotosintesis, reaksi pembentukan (anabolisme) molekul
berenergi pada beberapa makhluk hidup dapat juga terjadi melalui
kemosintesis. Hal ini terutama dilakukan oleh bakteri kemoautotrof. Berbeda
dengan fotosintesis yang mendapatkan energi dari sinar matahari,
kemosintesis mendapatkan energi dari reaksi molekul anorganik. Beberapa
organisme kemosintesis mereaksikan CO2 dengan H2 berenergi tinggi untuk
menghasilkan metana dan air melalui reaksi sebagai berikut.
CO2 + 4H2—— CH4 + 2H2O
Hasil reakasi ini berupa energi ikatan H2 yang dilepaskan dan dapat
digunakan sebagai sumber energi bagi sel. Reaksi yang menghasilkan energi
lainnya, menggunakan sulfur untuk melepaskan energi ikatan H2. Hal ini
dilakukan oleh bakteri sulfur yang terdapat di kawah-kawah gunung. Reaksi
ini menghasilkan gas hidrogen sulfida (H2S). Berikut ini rangkuman reaksi
yang terjadi.
H2 + S —–H2S + energi
Pertumbuhan makhluk hidup kemoautotrof terjadi secara lambat, karena
reaksi ini hanya menghasilkan sedikit energi. Tempat hidup bakteri
kemoautotrof lebih banyak dilingkungan yang sulit ditempati makhluk lain,
seperti di kawah-kawah gunung dan rekahan dasar laut.

C Hubungan antara Katabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein

Sebelumnya, Anda telah mengetahui bahwa glukosa merupakan bahan
baku utama dalam respirasi sel. Akan tetapi, molekul glukosa umumnya
tidak dapat diperoleh dari makanan secara langsung. Biasanya pada makanan
terdapat lemak, protein, dan karbohidrat berupa disakarida dan polisakarida.
Semua molekul tersebut dapat diperoleh jika Anda mengonsumsi makanan,
misalnya kacang atau jagung.
Sel dapat mengubah
karbohidrat melalui proses glikolisis. Enzim di dalam sistem percernaan dapat
menghidrolisis zat tepung (pati) menjadi glukosa. Glukosa tersebut akan
dicerna melalui proses glikolisis dan daur asam sitrat.
Protein dapat digunakan sebagai energi, tetapi harus dicerna terlebih dahulu
menjadi asam amino. Enzim akan mengubah asam amino menjadi asam piruvat, asetil-KoA, atau masuk ke dalam daur asam sitrat bergantung pada jenis asam aminonya. Pembentukan NH3 dari jalur protein disebabkan oleh proses deaminasi asam amino. Gugus amino dibuang dalam bentuk senyawa nitrogen, seperti NH3 dan urea. Setiap satu gram protein menghasilkan 4 kkal energi.

Lemak merupakan sumber energi utama karena mengandung banyak
atom hidrogen. Sel akan menghidrolisis lemak menjadi gliserol dan asam
lemak. Kemudian, gliserol diubah menjadi gliseraldehid–3–fosfat (G3P)
dalam proses glikolisis. Adapun asam amino akan dipecah menjadi dua
bagian karbon yang akan masuk ke daur asam sitrat sebagai asetil–KoA.
Lemak menghasilkan energi ATP dua kali lebih banyak daripada karbohidrat
pada jumlah berat yang sama. Oleh karena itu, makhluk hidup terutama
hewan menyimpan makanan cadangan dalam bentuk lemak tubuh (Campbell,
et al, 2006: 102). Setiap satu gram lemak dapat menghasilkan 9 kkal energi.
Berapa perbandingan energi yang dihasilkan lemak dan karbohidrat?
Beberapa senyawa yang dibentuk pada proses respirasi sel dapat
digunakan untuk membentuk senyawa lain, seperti asam lemak dan gliserol.
Asam lemak dan gliserol memiliki keterkaitan dengan sistem respirasi karena
dapat digunakan sebagai sumber energi. Begitu pula protein yang diserap
tubuh, dapat juga digunakan untuk daur Krebs.
1. Pembentukan gliserol
Gliserol dapat dibentuk dari senyawa antara fosfogliseraldehid pada
glikolisis.

2. Pembentukan asam lemak
Asam lemak disintesis dari senyawa antara asetil-KoA, yakni hasil dari
reaksi dekarboksilasi oksidatif asam piruvat.

Pertumbuhan dan Perkembangan

{ January 31, 2012 @ 3:32 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI KELAS XII }
{ Tags: , , , , , , } · { Leave a Comment }

A Pertumbuhan dan Perkembangan
pada Tumbuhan

Pertumbuhan mengandung pengertian pertambahan ukuran, dapat
berupa volume, massa, tinggi, dan ukuran lainnya yang dapat dinyatakan
dalam bilangan atau bentuk kuantitatif. Adapun perkembangan mengandung
pengertian bertambah dewasanya suatu individu (Gambar 1.1).
Makhluk hidup dikatakan dewasa jika alat-alat reproduksinya telah
berfungsi. Tumbuhan akan berbunga dan hewan akan menghasilkan sel-sel
kelamin. Ada pula yang mengartikan perkembangan sebagai perubahan akibat
proses diferensiasi yang menyebabkan perbedaan struktur dan fungsi organorgan
makhluk hidup sehingga semakin kompleks. Dengan demikian,
perkembangan merupakan perubahan kualitas suatu individu.
1. Pertumbuhan
Secara harfiah, pertumbuhan diartikan sebagai perubahan yang dapat
diketahui atau ditentukan berdasarkan sejumlah ukuran atau kuantitasnya.
Pertumbuhan meliputi bertambah besar dan bertambah banyaknya sel-sel
pada jaringan.
Proses yang terjadi pada pertumbuhan adalah suatu kegiatan yang
irreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula). Akan tetapi, pada beberapa
kasus, proses tersebut dapat reversible (terbalikkan) karena pada pertumbuhan
terjadi pengurangan ukuran dan jumlah sel akibat kerusakkan sel atau
dediferensiasi sel. Sebagai contoh, jika Anda akan memperbanyak tumbuhan
melalui cara vegetatif, bagian manakah yang akan Anda pakai? Bunga, buah,
ataukah batang? Pilihannya tentu akan jatuh pada batang. Walaupun semua
organ tersebut memiliki aktivitas pembelahan sel, semuanya disusun oleh
jenis sel yang berbeda. Bunga dan buah merupakan organ reproduksi yang
disusun oleh sel-sel reproduktif atau embrionik, sedangkan cabang atau
batang disusun oleh sel-sel tubuh atau somatik.
Sel-sel tubuh (somatik) memiliki potensi untuk tumbuh kembali
membentuk jaringan yang sama, sedangkan sel embrionik tidak. Dengan
aktivitas perbanyakan sel tersebut, akan dihasilkan kembali sel-sel
meristematis yang akan menjadi batang, akar, daun, dan bagian reproduktif.
Adapun sel embrionik akan mati karena tidak ada sokongan sel lainnya.
Selama proses tumbuhnya akar, batang, ataupun daun pertumbuhan dapat
dikuantifikasi dalam bentuk panjang akar, jumlah daun, tinggi tumbuhan,
atau bahkan berat total tumbuhan. Berdasarkan gambaran tersebut, dapat
ditarik suatu kesimpulan bahwa pertumbuhan merupakan perubahan
kuantitatif dari ukuran sel, organ, atau keseluruhan organisme.
2. Perkembangan
Perkembangan makhluk hidup lebih tepat diartikan sebagai suatu
perubahan kualitatif yang melibatkan perubahan struktur serta fungsi yang
lebih kompleks. Seperti yang telah Anda ketahui, organ kulit pada manusia
tumbuh bersamaan dengan bertambahnya ukuran tubuh. Akan tetapi, ketika
mencapai kedewasaan, hanya pada bagian tertentu dari tubuh kita mulai
bermunculan rambut tambahan. Selain itu, organ-organ tertentu mulai
tumbuh membesar, seperti bagian dada pada perempuan dan jakun pada
laki-laki. Mengapa semua itu hanya tumbuh pada masa tertentu saja, tidak
bersamaan dengan pertumbuhan organ lainnya? Suatu hal yang patut kita
pahami dalam perkembangan adalah adanya diferensiasi sel.

Diferensiasi dapat diartikan sebagai perubahan sel menjadi bentuk lainnya
yang berbeda baik secara fungsi, ukuran, maupun bentuk. Contoh mudah
mengenai diferensiasi dapat Anda temukan pada pembentukan bunga. Amati
dari mana bunga tersebut berasal. Apakah sama dengan awal mulanya tumbuh
tunas? Mengapa pada bagian tersebut yang tumbuh justru bunga? Diferensiasi
juga terjadi pada bagian tubuh manusia, yakni pada pembentukan sel-sel
kelamin (gonad) ketika embriogenesis. Contoh lainnya pada proses
pembentukan anak ayam dari embrio dalam telur. Pada proses diferensiasi,
dapat terjadi dua hal penting, yakni perubahan struktural yang akan
mengarah pada pembentukan organ, serta perubahan kimiawi yang dapat
meningkatkan kemampuan sel.
Dapatkah Anda menghitung perkembangan yang terjadi, baik dalam
jumlah maupun ukuran? Tentu akan sulit, karena semua proses tersebut terjadi
secara kualitatif dan hanya dapat dibandingkan secara subjektif tanpa ukuran
yang tepat. Proses perkembangan banyak berkaitan dengan faktor internal
yang terjadi pada waktu yang tidak bersamaan. Oleh karena itu, perkembangan
dapat didefinisikan sebagai suatu proses perubahan yang diikuti oleh
pendewasaan dan kematangan sel, serta diiringi oleh spesialisasi fungsi sel.
3. Macam-Macam Pertumbuhan dan Perkembangan
Pertumbuhan pada tumbuhan ada yang berupa pertumbuhan primer,
ada pula yang berupa pertumbuhan sekunder. Kedua pertumbuhan ini
sebenarnya berasal dari jaringan yang sama, yakni meristem. Meristem
merupakan suatu jaringan yang memiliki sifat aktif membelah. Pertumbuhan
primer berasal dari meristem primer, sedangkan pertumbuhan sekunder
berasal dari meristem sekunder. Adakah perbedaan lain di antara kedua
macam pertumbuhan tersebut?
a. Pertumbuhan Primer
Pertumbuhan yang terjadi selama fase embrio sampai perkecambahan
merupakan contoh pertumbuhan primer. Struktur embrio terdiri atas tunas
embrionik yang akan membentuk batang dan daun, akar embrionik yang
akan tumbuh menjadi akar, serta kotiledon yang berperan sebagai penyedia
makanan selama belum tumbuh daun.
Jika biji berkecambah, struktur yang pertama muncul adalah radikula
yang merupakan bakal akar primer. Radikula adalah bagian dari hipokotil
dan merupakan struktur yang berasal dari akar embrionik. Pada bagian ujung
atas, terdapat epikotil, yakni bakal batang yang berasal dari tunas embrionik.
Tahap awal pertumbuhan pada tumbuhan monokotil berbeda dengan
dikotil. Pada monokotil, akan tumbuh koleoptil sebagai pelindung ujung bakal
batang. Begitu koleoptil muncul di atas permukaan tanah, pucuk daun pertama
akan muncul menerobos koleoptil. Biji masih tetap berada di dalam tanah dan
memberi suplai makanan kepada kecambah yang sedang tumbuh. Perkecambahan
seperti ini dinamakan perkecambahan hipogeal

Bagaimanakah perkecambahan pada tumbuhan dikotil? Pada dikotil
tidak muncul koleoptil. Dari dalam tanah, kotiledonnya akan muncul ke
atas permukaan tanah bersamaan dengan munculnya daun pertama.
Kotiledon akan memberi makan bakal daun dan bakal akar sampai keduanya
dapat mengadakan fotosintesis. Itulah sebabnya, lama-kelamaan kotiledon
menjadi kecil dan kisut. Perkecambahan yang kotiledonnya terangkat ke
permukaan tanah dinamakan perkecambahan epigeal.

Pada ujung pucuk dan ujung akar, terdapat jaringan yang bersifat meristematik.
Jaringan meristem yang terletak di ujung akar menyebabkan
pemanjangan akar. Pertambahan panjang akar pada jagung mencapai 1 cm
per hari. Ujung akar akan menghasilkan tudung akar. Tudung akar akan
menghasilkan lendir yang dapat mempermudah akar menembus tanah.
Menurut Hopson (1990: 475), pada ujung akar terdapat tiga daerah
pertumbuhan berturut-turut dari ujung ke pangkal, yakni daerah pembelahan,
daerah pemanjangan, dan daerah diferensiasi.

Sel-sel di daerah pembelahan akan membelah secara mitosis sehingga selnya
bertambah banyak. Daerah pemanjangan akan membentuk bakal epidermis ke
arah luar. Pada daerah diferensiasi, sel-selnya akan berdiferensiasi membentuk
komponen pembuluh angkut, epidermis, dan bulu-bulu akar.
Ujung pucuk juga merupakan jaringan meristematik. Jaringan ini akan
berdiferensiasi menjadi epidermis, floem, xilem, korteks, dan empulur.
Meristem ini dilindungi oleh primordium daun. Letak primordium daun
pada batang mengikuti pola berhadapan atau pola bergantian yang nantinya
akan membentuk rangkaian daun sesuai dengan pola tersebut

b. Pertumbuhan Sekunder
Semakin tua, batang tumbuhan dikotil akan semakin membesar. Hal ini
disebabkan adanya proses pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder
ini tidak terjadi pada tumbuhan monokotil. Bagian yang paling berperan
dalam pertumbuhan sekunder ini adalah kambium dan kambium gabus
atau felogen. Ke arah dalam, kambium akan membentuk pembuluh kayu
(xilem), sedangkan ke arah luar kambium akan membentuk pembuluh tapis
(floem). Kambium pada posisi seperti ini dinamakan kambium intravaskular.
Sel-sel parenkim yang terdapat di antara pembuluh, lama-kelamaan
berubah menjadi kambium. Kambium ini dinamakan kambium intervaskular.

Kedua macam kambium tersebut lama-kelamaan akan bersambungan.
Posisi kambium yang semula terpisah-pisah, kemudian akan berbentuk
lingkaran. Kedua macam kambium ini akan terus berkembang membentuk
xilem sekunder dan floem sekunder sehingga batang menjadi semakin
besar.  Akibat semakin besarnya batang,
diperlukan jalan untuk mengangkut makanan ke arah samping (lateral).
Untuk keperluan tersebut, dibentuklah jari-jari empulur.
Aktivitas kambium bergantung pada keadaan lingkungan. Pada musim
kemarau, kambium tidak aktif. Walaupun aktif, kambium hanya akan
membentuk sel-sel xilem berdiameter sempit. Ketika air berlimpah, kambium
akan membentuk sel-sel xilem dengan diameter besar. Perbedaan ukuran
diameter ini akan menyebabkan terbentuknya lingkaran-lingkaran pada
penampang melintang batang. Lingkaran ini dikenal dengan lingkaran
tahun, yang dapat digunakan untuk memperkirakan umur tumbuhan

Sementara itu, kambium gabus atau felogen juga melakukan aktivitasnya.
Felogen ini akan membentuk lapisan gabus. Ke arah dalam, felogen membentuk
feloderm yang merupakan sel-sel hidup dan ke arah luar membentuk
felem (jaringan gabus) yang merupakan sel-sel mati. Lapisan gabus perlu
dibentuk karena fungsi epidermis sebagai pelindung tidak memadai lagi.
Hal ini diakibatkan oleh pertumbuhan sekunder yang dilakukan kambium
mendesak pertumbuhan ke arah luar. Hal tersebut mengakibatkan rusaknya
epidermis sehingga kulit batang menjadi pecah-pecah. Adanya lapisan gabus
mengakibatkan batang menjadi lebih terlindungi dari perubahan cuaca. Zat
suberin pada sel-sel gabus dapat mencegah penguapan air dari batang. Agar
pertukaran gas tetap berjalan lancar, di beberapa bagian dari permukaan
batang terdapat lentisel.

B Faktor-Faktor yang Memengaruhi
Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Pernahkah Anda memerhatikan pertumbuhan dan perkembangan
tumbuhan yang berada di daerah berbeda? Walaupun tumbuhan tersebut
satu jenis, pertumbuhan dan perkembangannya menunjukkan perbedaan,
bukan? Permasalahan tersebut umum kita temukan di bidang pertanian.
Meskipun pada prinsipnya pohon kelapa dapat tumbuh di mana saja, tetapi
hasil yang diperoleh akan bervariasi jika ditanam bertahap mulai dari daerah
pantai (dataran rendah) hingga ke daerah pegunungan (dataran tinggi). Iklim
yang sesuai diperlukan oleh tumbuhan agar dapat mengolah makanannya
secara optimal dan didukung oleh kondisi tanah yang merupakan sumber
makanan selama hidupnya.
Faktor lingkungan yang mendukung, ditambah dengan potensi dari
dalam tubuh tumbuhan merupakan kombinasi yang mengoptimalkan
produktivitas tumbuhan. Dengan demikian, ada dua hal yang berpengaruh
terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, yaitu:
1. faktor internal, contohnya hormon yang mengontrol pertumbuhan dan
perkembangan;
2. faktor eksternal, contohnya kondisi fisik kimia lingkungan, seperti
panjang pendeknya hari, temperatur, sumber nutrisi, dan pencahayaan.
Jadi, dapat dikatakan bahwa pertumbuhan dan perkembangan adalah hasil
dari interaksi antara faktor internal (potensi genetik) dengan faktor eksternal
(kondisi lingkungannya). Hilangnya pertumbuhan suatu organ atau jaringan
makhluk hidup dapat disebabkan oleh salah satu faktor di atas saja atau dapat
disebabkan oleh kedua-duanya.

Secara genetis, tumbuhan memiliki kloroplas. Akan tetapi, jika tidak Kata Kunci
ada cahaya, kloroplas tersebut tidak akan terbentuk. Tidak terbentuknya
kloroplas dapat disebabkan oleh faktor genetis dan faktor lingkungan.
Kloroplas pada tumbuhan dapat tidak terbentuk karena tidak diproduksinya
enzim yang diperlukan dalam pembentukan kloroplas atau karena
lingkungan tidak menyediakan cahaya atau mineral yang penting dalam
pembentukan kloroplas.
1. Faktor Internal
Faktor internal dipicu oleh serangkaian proses yang terjadi dalam sel,
seperti pembelahan, pemanjangan, dan diferensiasi. Umumnya, faktor-faktor
internal yang ada di dalam tubuh ini berupa senyawa biokimia, seperti
hormon dan enzim.
Hormon merupakan senyawa kimia yang diproduksi dalam konsentrasi
yang kecil oleh tubuh yang akan memengaruhi sel atau organ target. Pada
bahasan ini, kita akan mengenal beberapa hormon pada tumbuhan yang
membantu dalam proses pertumbuhan dan perkembangan (Moore, et al,
1995: 275).
a. Auksin
Pada 1800-an, Charles Darwin mengamati pertumbuhan rumput yang
selalu menuju arah datangnya cahaya matahari. Seorang ahli pertanian,
Ciesielski, juga mengamati perkembangan akar yang membelok menuju arah
bumi. Kedua kejadian ini menghasilkan pertumbuhan ujung-ujung tumbuhan
yang berbelok. Hal ini baru dimengerti setelah ditemukan hormon auksin
yang bertanggung jawab dalam pemanjangan sel (batang) serta gerakan
tropisme (gerakan sel bagian tumbuhan sesuai dengan arah datangnya
rangsangan) pada tumbuhan. Auksin sangat mudah terurai oleh cahaya
sehingga menimbulkan gerakan fototropisme (gerakan yang disebabkan oleh
rangsang cahaya), seperti yang terlihat pada Gambar 1.6. Auksin yang tidak
terurai oleh cahaya dapat menimbulkan pertumbuhan yang cepat di tempat
gelap atau disebut etiolasi.
Auksin didominasi oleh senyawa golongan IAA (Indol Asetic Acid). Dalam
konsentrasi sangat sedikit (10-5 M), auksin dapat memengaruhi tumbuhan,
di antaranya:
1) dapat memicu pembelahan sel dan pemanjangan sel;
2) memengaruhi dalam pembentukan pucuk atau tunas baru dan jaringan
yang luka.
b. Giberelin
Giberelin ditemukan secara tidak sengaja oleh seorang peneliti Jepang
bernama Fujikuro di tahun 1930-an. Ketika itu, ia sedang mengamati penyakit
Banane pada tumbuhan padi. Padi yang terserang oleh sejenis jamur memiliki
pertumbuhan yang cepat sehingga batangnya mudah patah. Jamur ini
kemudian diberi nama Gibberella fujikuroi yang menyekresikan zat kimia
bernama giberelin.
Giberelin ini kemudian diteliti lebih lanjut dan diketahui banyak berperan
dalam pembentukan bunga, buah, serta pemanjangan sel tumbuhan. Kubis
yang diberi hormon giberelin dengan konsentrasi tinggi, akan mengalami
pemanjangan batang yang mencolok. Beberapa fungsi dari
hormon giberelin adalah:
1) berperan dalam dominansi apikal, pemanjangan sel, perkembangan buah,
perbungaan, dan mobilisasi cadangan makanan dari dalam biji;
2) ikut berpengaruh terhadap pembentukan akar tumbuhan karena giberelin
umum terdapat di bagian meristematik pada akar.

c. Sitokinin
Aktivitas sitokinin pertama kali teramati ketika pembelahan sel oleh
Folke Skoog dari Universitas Wisconsin, Amerika Serikat. Sitokinin, sesuai
dengan namanya (sito= sel, kinin= pembelahan) berperan dalam pembelahan
sel, pemanjangan sel, morfogenesis, dominansi apikal, dan dormansi.
d. Asam absisat
Asam absisat ditemukan oleh peneliti yang bekerja pada penelitian
tentang dormansi pohon. Zat kimia yang diambil dari dedaunan sebuah
pohon ternyata memengaruhi pertumbuhan pucuk dan menginduksi
pembentukan tunas. Asam absisat berperan dalam penuaan, dormansi pucuk,
perbungaan, memacu sintesis etilen, dan menghambat pengaruh giberelin.
e. Etilen
Fenomena gas etilen pertama kali diamati oleh ilmuwan mulai abad ke-
19. Pada masa itu, sumber penerangan lampu jalanan yang digunakan berasal
dari pemanasan oleh batubara. Pepohonan yang berada di sekitar pembuangan
gas pembakaran diketahui menggugurkan daunnya secara tidak
wajar. Pada tahun 1901, sekelompok peneliti dari Rusia menemukan adanya
gas etilen pada pembakaran tersebut dan menyebabkan daun berguguran.
Kini, etilen telah secara luas digunakan sebagai zat pengatur tumbuh
pada tumbuhan. Pengaruh etilen ini adalah sebagai berikut.
1) Hormon ini akan menghambat pembelahan sel, menunda perbungaan,
dan menyebabkan absisi atau pengguguran daun.
2) Buah terlebih dahulu akan mengalami pematangan sebelum mengalami
pengguguran. Jadi, etilen membantu dalam proses pematangan buah.
2. Faktor Eksternal
Faktor-faktor eksternal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan
di antaranya adalah cahaya, temperatur, kandungan air, dan kesuburan tanah.
a. Makanan (Nutrisi)
Semua makhluk hidup membutuhkan makanan (nutrisi) untuk sumber
energi. Unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah besar yang disebut
elemen makro atau unsur makro. Elemen makro terdiri atas karbon, oksigen,
hidrogen, nitrogen, sulfur, fosfor, kalium, dan magnesium. Selain itu, ada
elemen yang disebut elemen mikro atau unsur mikro seperti besi, klor,
tembaga, seng, molibdenum, boron, dan nikel. Elemen mikro adalah unsur
yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah sedikit (Moore, et al, 1995: 470).

Keadaan fisiologis berupa kekurangan elemen makro atau mikro disebut
defisiensi. Defisiensi yang terjadi pada tumbuhan akan berpengaruh terhadap
proses pertumbuhan. Contohnya, daun tumbuhan akan menguning jika
kekurangan besi (Fe), karena Fe berfungsi dalam pembentukan klorofil. Selain
itu, besi merupakan salah satu unsur yang diperlukan pada pembentukan enzimenzim
pernapasan yang mengoksidasi karbohidrat menjadi karbondioksida
dan air. Contoh lainnya, jika tumbuhan kekurangan unsur fosfor, tepi daunnya
akan menggulung

Jadi, media tanam untuk tumbuhan harus memenuhi elemen-elemen
yang dibutuhkan tumbuhan. Pemupukan merupakan salah satu cara
penambahan nutrisi yang dibutuhkan tumbuhan.
Pengaruh nutrisi tumbuhan dapat terlihat jika bercocok tanam menggunakan
hidroponik. Hidroponik adalah istilah yang digunakan untuk
bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam. Media
tanam dapat berupa air, kerikil, pecahan genting, dan gabus putih. Media
kultur yang sering digunakan adalah kultur air. Tumbuhan ditanam pada
air yang telah dicampurkan berbagai mineral untuk menyuplai kebutuhan
tumbuhan. Jika tumbuhan yang ditanam pada kultur air kekurangan nutrisi,
tumbuhan tidak akan tumbuh baik.
b. Cahaya
Cahaya merah, biru, hijau, dan biru violet berperan sebagai sumber
energi dalam proses fotosintesis. Makanan hasil fotosintesis yang terdapat
pada tumbuhan akan digunakan untuk pertumbuhan. Biji yang ditanam dan
ditempatkan di tempat teduh akan tumbuh cepat, tetapi abnormal (tubuh
lemah). Peristiwa dinamakan etiolasi (lihat Gambar 1.10).
Cahaya dapat mengubah leukoplas menjadi kloroplas. Tersedianya cahaya
yang memadai akan meningkatkan pembentukan kloroplas. Pada tumbuhan
yang sama, tetapi hidup pada tempat yang berbeda pencahayaannya akan
menimbulkan perbedaan ukuran daun.
Daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang cukup mendapatkan
cahaya memiliki ukuran yang lebih sempit, tetapi jaringan mesofilnya lebih
tebal daripada daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang kurang
mendapatkan cahaya. Tinggi tumbuhan pada tempat yang kurang cahaya,
lebih tinggi daripada tumbuhan yang hidup pada tempat cukup cahaya. Hal
ini disebabkan pada tumbuhan yang hidup pada tempat yang kurang
mendapatkan cahaya, transpirasinya rendah sehingga kandungan air lebih
tinggi. Tingginya kandungan air memacu pembelahan sel dan pelebaran sel.
Akan tetapi, berat tumbuhan menjadi lebih rendah karena aktivitas fotosintesis
rendah. Stomata pada tumbuhan yang berada di tempat yang kurang
mendapatkan cahaya memiliki jumlah lebih sedikit, tetapi ukurannya besar.
Tumbuhan yang berada pada tempat yang mendapatkan cahaya cukup,
memiliki jumlah stomata lebih banyak dengan ukuran yang kecil. Sistem
perakaran tumbuhan yang hidup pada tempat yang cukup mendapatkan
cahaya lebih lebat dibandingkan dengan sistem perakaran tumbuhan yang
berada pada tempat kurang mendapatkan cahaya.
Adanya perbedaan letak geografis menyebabkan perbedaan lamanya
pencahayaan yang diterima oleh tumbuhan. Pada daerah yang memiliki
empat musim, kadang-kadang waktu siang lebih lama daripada waktu malam
atau waktu malam lebih lama daripada waktu siang.
Respons tumbuhan terhadap lama pencahayaan dinamakan fotoperiodisme.
Respons tumbuhan yang dimaksud adalah pertumbuhan,
perkembangan, dan produksi. Fotoperiodisme dikendalikan oleh fitokrom

yang ditemukan oleh Sterling B. Hendrik. Fitokrom adalah suatu protein
berwarna biru pucat yang terdistribusikan pada jaringan tumbuhan dengan
konsentrasi rendah serta mampu menerima cahaya merah (􀁍 = 660 nm) dan
infra merah (􀁍 = 730 nm).
Berdasarkan respon tumbuhan terhadap waktu terang atau waktu gelap,
tumbuhan dapat dibedakan menjadi tumbuhan hari pendek (short-day plant),
tumbuhan hari panjang (long-day plant), dan tumbuhan hari netral (neutralday
plant). Penggolongan ini sebenarnya bergantung waktu gelap.
Tumbuhan hari pendek adalah tumbuhan yang membentuk bunga jika
lamanya waktu malam lebih panjang daripada waktu siang. Tumbuhan yang
tergolong hari pendek adalah kedelai, tembakau, stroberi dan Chrysanthemum
indicum.
Tumbuhan hari panjang adalah tumbuhan yang membentuk bunga jika
lamanya waktu malam lebih pendek daripada waktu siang. Tumbuhan yang
termasuk long-day plant adalah gandum, bit, dan bayam.
Tumbuhan hari netral adalah tumbuhan yang berbunga jika lamanya
waktu siang sama dengan waktu malam. Tumbuhan yang tergolong neutralday
plant adalah jagung, kacang merah, mentimun, dan kapas.
c. Temperatur
Temperatur sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan. Hal
ini karena berkaitan dengan aktivitas enzim dan kandungan air dalam tubuh
tumbuhan. Semakin tinggi temperatur, semakin besar pula transpirasi. Akan
tetapi, kandungan air dalam tubuh tumbuhan akan semakin rendah sehingga
proses pertumbuhan akan semakin lambat. Temperatur yang rendah dapat
memecahkan masa istirahat pucuk atau biji. Perlakuan temperatur yang
rendah akan memacu pembentukan ruas yang lebih panjang daripada ruas
dari tumbuhan yang tumbuh di daerah bertemperatur tinggi. Perlakuan
dengan temperatur dapat merangsang perkecambahan biji, peristiwa ini
dinamakan vernalisasi.
Termoperiodis adalah perbedaan temperatur antara siang dan malam,
yang dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan suatu jenis tumbuhan.
Tumbuhan tomat akan tumbuh baik jika temperatur siang mencapai 26°C
dan temperatur malam mencapai 20°C. Pembentukan buah terjadi jika
temperatur malam mencapai 15°C. Akan tetapi, buah tidak terbentuk jika
temperatur malam mencapai 25°C.
d. Air
Air merupakan senyawa yang sangat penting bagi tumbuhan. Air
berfungsi membantu reaksi kimia dalam sel. Selain itu, air menunjang proses
fotosintesis dan menjaga kelembapan.
Kandungan air yang terdapat dalam tanah berfungsi sebagai pelarut
unsur hara sehingga unsur hara tersebut mudah diserap oleh tumbuhan.
Selain itu, air memelihara temperatur tanah yang berperan dalam proses
pertumbuhan. Pertumbuhan akan berlangsung lebih aktif pada malam hari
daripada siang hari karena pada malam hari kandungan air dalam tubuh
tumbuhan lebih tinggi daripada siang hari.
e. pH
Derajat keasaman tanah (pH tanah) sangat berpengaruh terhadap
ketersediaan unsur hara yang diperlukan oleh tumbuhan. Pada kondisi pH
tanah netral unsur-unsur yang diperlukan, seperti Ca, Mg, P, K cukup
tersedia. Adapun pada pH asam, unsur yang tersedia adalah Al, Mo, Zn,
yang dapat meracuni tubuh tumbuhan.

f. Oksigen
Keadaan kadar oksigen yang terdapat dalam tanah selalu berlawanan
dengan kadar air dalam tanah. Jika kandungan air tinggi, kandungan udara
akan rendah. Kandungan oksigen dalam tanah sangat penting untuk respirasi
sel-sel akar yang akan berpengaruh terhadap penyerapan unsur hara.

Sistem Reproduksi

{ January 30, 2012 @ 7:21 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI SMA KELAS XI }
{ Tags: , , , , , , , , , , } · { Leave a Comment }

A. Pendahuluan

Reproduksi merupakan proses menghasilkan individu baru dari

organisme sebelumnya. Organisme bereproduksi melalui dua cara, yaitu:

1. Repoduksi Aseksual ( Vegetatif)

Reproduksi aseksual adalah terbentuknya

individu baru tanpa melakukan peleburan sel

kelamin.

2. Reproduksi Seksual ( Generatif)

Umumnya melibatkan persatuan sel kelamin

( gamet) dari dua individu yang berbeda jenis

kelamin.

Pada reproduksi generatif terjadi persatuan

dua macam gamet dari dua individu yang berbeda

jenis kelaminnya, sehingga terjadi percampuran

materi genetik yang memungkinkan terbentuknya

individu baru dengan sifat baru. Pada organisme

tingkat tinggi mempunyai dua macam gamet,

gamet jantan atau spermatozoa dan gamet betina

atau sel telur. Kedua macam gamet tersebut dapat dibedakan baik dari bentuk,

ukuran, dan motilitasnya. Kondisi gamet yang demikian disebut heterogamet.

Peleburan dua macam gamet tersebut disebut singami. Peristiwa singami

didahului dengan peristiwa fertilisasi ( pembuahan), yaitu pertemuan sperma

dengan sel telur. Pada organisme sederhana tidak dapat dibedakan gamet

jantan dan gamet betina karena keduanya sama, maka disebut isogamet. Bila

salah satu lebih besar dari lainnya disebut anisogamet.

B. Reproduksi Manusia

Sistem reproduksi adalah suatu rangkaian interaksi organ dan zat dalam

organisme yang dipergunakan untuk berkembang biak. Sistem reproduksi

pada manusia berbeda antara pria dan wanita. Pria menghasilkan gamet

jantan atau spermatozoa yang dibentuk di dalam testis. Spermatozoa

berukuran sangat kecil dan berbentuk menyerupai berudu, sedangkan wanita

menghasilkan sel telur ( ovum) yang dibentuk di dalam ovarium. Semenjak

lahir, manusia memang telah dilengkapi alat (organ) reproduksi. Alat-alat

reproduksi akan berfungsi ketika mencapai kematangan, di mana seseorang

telah menginjak masa subur. Namun demikian, alat-alat reproduksi ini akan

berfungsi serta berproses secara baik jika seseorang dalam keadaan sehat.

1. Sistem Reproduksi Pria

Sistem reproduksi pria meliputi organ-organ reproduksi, spermatogenesis,

dan hormon-hormon pada pria. Organ reproduksi pria dirancang untuk dapat

menghasilkan, menyimpan, dan mengirimkan sperma. Sperma tersimpandalam cairan yang terlindung dan bergizi, yaitu air mani. Organ reproduksi

pria dibedakan menjadi dua bagian, yaitu organ reproduksi dalam dan luar.

a. Organ reproduksi dalam

Organ reproduksi dalam pada sistem reproduksi pria terdiri atas testis,

saluran pengeluaran, dan kelenjar asesoris. Berikut ini akan dijelaskan masingmasing

organ dalam tersebut.

1) Testis

Testis atau buah zakar adalah bagian dari

organ reproduksi pria, terletak di bawah penis,

dalam scrotum (kantung zakar). Pria memiliki

sepasang testis yang berbentuk oval berada di kiri

dan kanan untuk memproduksi sperma. Sepasang

testis ini dibungkus oleh lipatan kulit berbentuk

kantung yang disebut kantung zakar (skrotum).

Fungsi testis adalah alat untuk menghasilkan

sperma dan hormon kelamin jantan yang disebut

testoteron. Hormon inilah yang membuat ‘sifat jantan’, seperti otot-otot yang

menonjol, suara besar, dan sebagainya. Di dalam testis terdapat saluransaluran

halus yang disebut tubulus seminiferus yang merupakan tempat

pembentukan spermatozoa. Di belakang masing-masing terdapat epididimis.

Dari masa puber (akil balig) sampai sepanjang hidupnya pria memproduksi

sperma setiap waktu. Pria dapat melepaskan sperma saat ejakulasi atau waktu

puncak bersenggama.

2) Saluran pengeluaran

Saluran pengeluaran pada organ reproduksi dalam alat reproduksi pria

terdiri atas saluran epididimis, vas deferens, saluran ejakulasi, dan uretra.

a) Saluran epididimis

Di tempat ini, sperma mengalami pematangan. Selanjutnya dari sini,

sperma bergerak menuju kantung kemih (vesikula seminalis) melalui

saluran mani ( vas deferens). Sperma ditampung sementara waktu pada

kantung kemih.

b) Vas deferens

Vas deferens merupakan sambungan dari epididimis. Saluran ini tidak

menempel pada testis dan ujung salurannya terdapat di dalam kelenjar

prostat. Fungsi saluran ini adalah sebagai saluran tempat jalannya

sperma dari epididimis menuju kantung semen (kantung mani/ vesikula

seminalis).

c) Saluran ejakulasi

Saluran ejakulasi merupakan saluran pendek yang menghubungkan

kantung semen dengan uretra. Saluran ini berfungsi untuk mengeluarkan

sperma agar masuk ke dalam uretra.d) Uretra

Uretra adalah saluran yang menghubungkan kantung kemih ke

lingkungan luar tubuh. Uretra berfungsi sebagai saluran pembuangan

baik pada sistem kemih atau ekskresi maupun pada sistem seksual.

Pada pria, uretra berfungsi juga dalam sistem reproduksi sebagai saluran

pengeluaran air mani.

Pada pria, panjang uretra sekitar 20 cm dan berakhir pada akhir penis.

Uretra pada pria dibagi menjadi empat bagian, dinamakan sesuai dengan

letaknya, yaitu:

• Pars praprostatica, terletak sebelum kelenjar

prostat.

• Pars prostatica, terletak di prostat. Pada

bagian uretra ini terdapat pembukaan kecil,

di mana terletak muara vas deferens.

• Pars membranosa, panjang sekitar 1,5 cm

dan di bagian lateral terdapat kelenjar

bulbo uretralis.

• Pars spongiosa/ cavernosa, panjang sekitar

15 cm dan melintas di corpus spongiosum

penis.

3) Kelenjar asesoris

Pada waktu sperma melalui saluran pengeluaran, terjadi penambahan

berbagai getah kelamin yang dihasilkan oleh kelenjar asesoris. Kelenjar ini

berfungsi untuk mempertahankan hidup dan pergerakan sperma. Kelenjar

asesoris merupakan kelenjar kelamin yang terdiri atas:

a) Vesikula seminalis

Vesikula seminalis terletak di belakang kantung kemih disebut juga

kantung semen. Dinding vesikula menghasilkan zat makanan yang

merupakan sumber makanan bagi sperma.

b) Kelenjar prostat

Kelenjar prostat terletak di bawah kantung kemih dan merupakan

pertemuan antara uretra dengan vas deferens.

c) Kelenjar Cowper

Kelenjar Cowper terletak di belakang kelenjar prostat dan langsung

menuju uretra. Kelenjar prostat dan kelenjar Cowper berfungsi untuk

menghasilkan sekret (hasil produksi kelenjar) untuk memberi nutrisi dan

mempermudah gerakan spermatozoa.

b. Organ reproduksi luar

Sebagian besar, alat reproduksi laki-laki berada di bagian luar tubuh yang

terlihat langsung. Organ reproduksi luar pada laki-laki meliputi penis dan

scrotum.

1) Penis

Penis (dari bahasa Latin phallus yang artinya ekor) adalah alat kelamin

jantan dan juga berfungsi sebagai organ eksternal untuk urinasi.Penis terdiri atas tiga rongga yang berisi jaringan spons. Uretra pada

penis dikelilingi oleh jaringan erektil yang rongga-rongganya banyak

mengandung pembuluh darah dan ujung-ujung saraf perasa. Bila ada

suatu rangsangan, maka rongga tersebut akan terisi penuh oleh darah

sehingga penis menjadi tegang dan mengembang (ereksi).

2) Scrotum (kantung zakar)

Scrotum merupakan kantung yang di dalamnya berisi testis. Scrotum

berjumlah sepasang, yaitu scrotum kanan dan scrotum kiri. Di antara

scrotum kanan dan scrotum kiri dibatasi oleh sekat yang berupa jaringan

ikat dan otot polos.

c. Spermatogenesis

Spermatogenesis merupakan proses pembentukan dan pematangan

spermatozoa (sel benih pria). Proses ini berlangsung dalam testis (buah zakar)

dan lamanya sekitar 72 hari. Proses spermatogenesis sangat bergantung pada

mekanisme hormonal tubuh.

Spermatozoa ( sperma) yang normal memiliki kepala dan ekor, di mana

kepala mengandung materi genetik DNA, dan ekor yang merupakan alat

pergerakan sperma. Sperma yang matang memiliki kepala dengan bentuk

lonjong dan datar serta memiliki ekor bergelombang yang berguna mendorong

sperma memasuki air mani. Kepala sperma mengandung inti yang memiliki

kromosom dan juga memiliki struktur yang disebut akrosom. Akrosom

mampu menembus lapisan jelly yang mengelilingi telur dan membuahinya

bila perlu. Sperma diproduksi oleh organ yang bernama testis dalam kantung

zakar. Hal ini menyebabkan testis terasa lebih dingin dibandingkan anggota

tubuh lainnya. Pembentukan sperma berjalan lambat pada suhu normal, tapi

terus-menerus terjadi pada suhu yang lebih rendah dalam kantung zakar.Pada tubulus seminiferus testis terdapat sel-sel induk spermatozoa

atau spermatogonium. Selain itu juga terdapat sel Sertoli yang berfungsimemberi makan spermatozoa juga sel Leydig yang terdapat di antara tubulus

seminiferus. Sel Leydig berfungsi menghasilkan testosteron.

d. Proses spermatogenesis

Spermatogonium berkembang menjadi sel spermatosit primer. Sel

spermatosit primer bermiosis menghasilkan spermatosit sekunder. Spermatosit

sekunder membelah lagi menghasilkan spermatid. Spermatid berdeferensiasi

menjadi spermatozoa masak. Bila spermatogenesis sudah selesai, maka ABP

(Androgen Binding Protein) testosteron tidak diperlukan lagi, sel Sertoli akan

menghasilkan hormon inhibin untuk memberi umpan balik kepada hipo􀅿 sis

agar menghentikan sekresi FSH dan LH.

Kemudian spermatozoa akan keluar melalui uretra bersama-sama dengan

cairan yang dihasilkan oleh kelenjar vesikula seminalis, kelenjar prostat,

dan kelenjar Cowper. Spermatozoa bersama cairan dari kelenjar-kelenjar

tersebut dikenal sebagai semen atau air mani. Pada waktu ejakulasi, seorang

laki-laki dapat mengeluarkan 300 – 400 juta sel spermatozoa. Pada laki-laki,

spermatogenesis terjadi seumur hidup dan pelepasan spermatozoa dapat

terjadi setiap saat.

e. Hormon reproduksi pada pria

Proses pembentukan spermatozoa dipengaruhi oleh kerja beberapa

hormon. Hormon-hormon tersebut adalah sebagai berikut:

1) Testosteron

Testosteron adalah hormon yang bertanggung jawab terhadap

pertumbuhan seks sekunder pria seperti pertumbuhan rambut di wajah

(kumis dan jenggot), pertambahan massa otot, dan perubahan suara. Hormon

ini diproduksi di testis, yaitu di sel Leydig. Produksinya dipengaruhi oleh

FSH (Follicle Stimulating Hormone), yang dihasilkan oleh hipo􀅿 sis. Hormon ini

penting bagi tahap pembelahan sel-sel germinal untuk membentuk sperma,

terutama pembelahan meiosis untuk membentuk spermatosit sekunder.

2) Luteinizing Hormone/LH

Hormon ini dihasilkan oleh kelenjar hipo􀅿 sis anterior. Fungsi LH adalah

merangsang sel Leydig untuk menghasilkan hormon testosteron. Pada

masa pubertas, androgen/testosteron memacu tumbuhnya sifat kelamin

sekunder.

Pada pria, awal pubertas antara usia 13 sampai 15 tahun terjadi

peningkatan tinggi dan berat badan yang relatif cepat bersamaan dengan

pertambahan lingkar bahu dan pertambahan panjang penis dan testis.

Rambut pubis dan kumis serta jenggot mulai tumbuh. Pada masa ini, pria

akan mengalami mimpi basah.

3) Follicle Stimulating Hormone/FSH

Hormon ini dihasilkan oleh kelenjar hipo􀅿 sis anterior. FSH berfungsi

untuk merangsang sel Sertoli menghasilkan ABP (Androgen Binding Protein)

yang akan memacu spermatogonium untuk memulai proses spermatogenesis.Proses pemasakan spermatosit menjadi spermatozoa disebut spermiogenesis.

Spermiogenesis terjadi di dalam epididimis dan membutuhkan waktu selama

2 hari.

4) Estrogen

Estrogen dibentuk oleh sel-sel Sertoli ketika distimulasi oleh FSH. Selsel

Sertoli juga mensekresi suatu protein pengikat androgen yang mengikat

testoteron dan estrogen serta membawa keduanya ke dalam cairan pada

tubulus seminiferus. Kedua hormon ini tersedia untuk pematangan sperma.

5) Hormon Pertumbuhan

Hormon pertumbuhan diperlukan untuk mengatur metabolisme testis.

Hormon pertumbuhan secara khusus meningkatkan pembelahan awal pada

spermatogenesis.

2. Sistem Reproduksi Wanita

Sistem reproduksi wanita meliputi kumpulan organ- organ reproduksi,

proses oogenesis, fertilisasi, kehamilan, dan persalinan. Organ reproduksi

perempuan adalah alat atau bagian tubuh perempuan yang berkaitan erat

dengan kehamilan atau kemampuan beranak.

Organ reproduksi wanita terbagi dua yaitu di dalam dan di bagian luar tubuh.

Organ reproduksi dalam tubuh tidak dapat dilihat secara langsung, sebaliknya

alat reproduksi luar dapat dilihat. Setiap bagian dari alat reproduksi ini

menyambungkan dengan setiap bagian yang lainnya. Semua alat reproduksi

dalam ini ditopang oleh tulang pinggul.a. Organ reproduksi dalam

Organ reproduksi dalam membentuk sebuah jalur (saluran kelamin), yang

terdiri atas sepasang indung telur ( ovarium), sepasang saluran telur (tuba

fallopii), dan rahim ( uterus).

1) Sepasang indung telur (ovarium)

Ovarium atau indung telur adalah kelenjar kelamin wanita. Setiap wanita

memiliki sepasang ovarium. Masing-masing ovarium berada di sisi kanan dankiri rahim serta berukuran sama besar, yaitu sebesar kacang kecil. Sepasang

ovarium ini secara bergantian memiliki tugas memproduksi telur setiap bulan.

Dalam ovarium terdapat folikel de Graaf yang akan berkembang menjadi sel

telur (ovum). Proses perkembangan sel telur disebut oogenesis. Pada manusia,

perkembangan oogenesis mulai dari oogonium sampai menjadi oosit terjadi

pada embrio dalam kandungan. Oosit tidak akan berkembang menjadi ovum

sampai dimulainya masa pubertas.

Ovarium memulai tugasnya pada saat seorang anak wanita mulai

mengalami haid, sekitar umur 10-12 tahun. Di dalam ovarium ini, sebenarnya

terdapat ratusan sel telur, tetapi setiap bulannya hanya ada satu sel telur

yang matang, entah dari ovarium sebelah kiri atau sebelah kanan. Telur

yang matang ini hanya bertahan hidup selama 24 jam (satu hari). Jika sperma

berjumpa dan berhasil menembus sel telur yang matang, yang masih hidup,

maka terjadi pembuahan (ovulasi). Sel telur yang berhasil dibuahi oleh sel

spermatozoa akan membentuk zigot. Selanjutnya akan berkembang sampai

menjadi bayi selama sembilan bulan lebih beberapa hari dalam kandungan.

Setiap janin wanita pada usia kehamilan 20 minggu memiliki 6-7 juta oosit

(sel telur yang sedang tumbuh) dan ketika lahir akan memiliki 2 juta oosit.

Pada masa puber, tersisa sebanyak 300.000-400.000 oosit yang mulai

mengalami pematangan menjadi sel telur, tetapi hanya sekitar 400 sel telur

yang dilepaskan selama masa reproduktif wanita, biasanya setiap siklus

menstruasi dilepaskan 1 telur. Ribuan oosit yang tidak mengalami proses

pematangan secara bertahap akan hancur dan akhirnya seluruh sel telur akan

hilang pada masa menopause.

Sebelum dilepaskan, sel telur tertidur di dalam folikelnya. Sel telur yang

tidur tidak dapat melakukan proses perbaikan seluler seperti biasanya,

sehingga peluang terjadinya kerusakan pada sel telur semakin meningkat

sejalan dengan bertambahnya usia wanita. Karena itu kelainan kromosom

maupun kelainan genetik lebih mungkin terjadi pada wanita yang hamil pada

usianya yang telah lanjut.

Selain itu, ovarium memproduksi juga dua hormon penting dalam

kehidupan perempuan. Kedua hormon tersebut adalah estrogen dan

progesteron. Hormon-hormon ini berpengaruh besar pada pertumbuhan,

pembangunan, dan berfungsi untuk semua organ tubuh perempuan terutama

alat-alat reproduksi. Misalnya, hormonlah yang menyebabkan pertumbuhan

payudara dan penyebab haid (menstruasi) setiap bulan.

2) Sepasang saluran telur (tuba fallopii)

Wanita memiliki sepasang saluran telur, yang masing-masing

menyambungkan antara masing-masing ovarium dengan rahim pada setiap

sisinya. Panjang masing-masing saluran telur ini, sekitar 10-12 sentimeter dari

tepi atas rahim ke arah ovarium. Ujung kiri dan kanan dari saluran telur ini

membentuk corong sehingga memiliki lubang yang lebih besar agar sel telur

jatuh ke dalamnya ketika dilepaskan dari ovarium.

Ovarium tidak menempel pada saluran telur tetapi menggantung dengan

bantuan sebuah ligamen. Sel telur bergerak di sepanjang saluran telur dengan

bantuan silia (rambut getar) dan otot pada dinding tuba. Jika di dalam tuba

fallopii sel telur bertemu dengan sperma dan dibuahi, maka sel telur yang

telah dibuahi ini mulai membelah. Selama 4 hari, embrio yang kecil terus

membelah sambil bergerak secara perlahan menuruni saluran dan masuk ke

dalam rahim. Untuk sampai di rahim, telur ini membutuhkan waktu lima hari,

sejak dilepaskan dari ovarium. Embrio lalu menempel ke dinding rahim dan

proses ini disebut implantasi.

3) Rahim (uterus)

Rahim terletak di belakang kandung kemih

dan di depan rektum. Rahim diikat oleh 6 ligamen.

Rahim merupakan saluran berongga yang lebih

besar dengan bagian ujungnya bersatu membentuk

saluran sempit, yaitu vagina. Rahim terletak di

bagian pusat sistem, berbentuk kantung tempat

bayi berkembang. Tanpa bayi di dalamnya rahim

sangat kecil hanya 7 hingga 9 cm dengan berat 60

gram. 

Rahim terbagi menjadi 2 bagian, yaitu:

a) Serviks (leher rahim)

Serviks terletak di puncak vagina. Serviks merupakan uterus bagian

bawah yang membuka ke arah vagina. Sebuah saluran yang melalui serviks

yang memungkinkan sperma masuk ke dalam rahim dan darah menstruasi

keluar. Serviks biasanya merupakan penghalang yang baik bagi bakteri,

kecuali selama masa menstruasi dan selama masa ovulasi (pelepasan sel telur).

Saluran di dalam serviks adalah sempit, bahkan terlalu sempit sehingga selama

kehamilan janin tidak dapat melewatinya. Tetapi pada proses persalinan

saluran ini akan meregang sehingga bayi bisa melewatinya.

Saluran serviks dilapisi oleh kelenjar penghasil lendir. Lendir ini tebal dan

tidak dapat ditembus oleh sperma kecuali sesaat sebelum terjadinya ovulasi.

Pada saat ovulasi, konsistensi lendir berubah sehingga sperma bisa

menembusnya dan terjadilah pembuahan (fertilisasi). Selain itu, pada saat

ovulasi kelenjar penghasil lendir di serviks juga mampu menyimpan sperma

yang hidup selama 2 – 3 hari. Sperma ini kemudian dapat bergerak ke atas

melalui korpus dan masuk ke tuba fallopii untuk membuahi sel telur. Oleh

karena itu, hubungan seksual yang dilakukan dalam waktu 1 -2 hari sebelum

ovulasi bisa menyebabkan kehamilan.

Selama masa reproduktif, lapisan lendir vagina memiliki permukaan

yang berkerut-kerut. Sebelum pubertas dan sesudah menopause, lapisan

lendir menjadi licin.

b) Korpus (badan rahim)

Korpus biasanya bengkok ke arah depan. Selama masa reproduktif,

panjang korpus adalah 2 kali dari panjang serviks. Korpus merupakan

jaringan kaya otot yang bisa melebar untuk menyimpan janin. Selama prosespersalinan, dinding ototnya mengerut sehingga bayi terdorong keluar melalui

serviks dan vagina.

Lapisan dalam dari korpus disebut endometrium. Setiap bulan setelah

siklus menstruasi, endometrium akan menebal. Jika tidak terjadi kehamilan,

maka endometrium akan dilepaskan dan terjadilah perdarahan. Ini yang

disebut dengan siklus menstruasi.

Telur yang terbuahi di saluran telur akan melekat sendiri dan menanamkan

diri (nidasi) dalam selaput lendir di sisi dalam atau rongga rahim.Telur yang

tertanam ini tidak mudah lepas atau rontok, karena lapisan dinding rahim

cukup tebal. Telur ini akan tumbuh menjadi janin. Selanjutnya, rahim akan

melindunginya dan memelihara kehidupan baru sampai pada saat kelahiran

bayi.

Selama kehamilan, rahim sedikit demi sedikit tumbuh menjadi pegangan

bagi pertumbuhan bayi, dengan kantung cairan di sekelilingnya dan

dihubungkan oleh plasenta (ari-ari). Berbeda dengan sebelum kehamilan,

pada saat kelahiran bayi, berat rahim sendiri mendekati satu kilogram.

Sedangkan berat bayi, plasenta, dan cairan yang mengelilinginya, semuanya

sekitar lima kilogram.

4) Liang senggama (vagina)

Vagina (dari bahasa Latin yang makna literalnya pelindung atau selongsong)

adalah saluran berbentuk tabung yang menghubungkan uterus ke bagian luar

tubuh. Dalam keadaan normal, dinding vagina bagian depan dan belakang

saling bersentuhan sehingga tidak ada ruang di dalam vagina kecuali jika

vagina terbuka (misalnya selama pemeriksaan atau selama melakukan

hubungan seksual).

Lubang pada vagina disebut introitus dan daerah berbentuk separuh

bulan di belakang introitus disebut forset. Jika ada rangsangan, dari saluran

kecil di samping introitus akan keluar cairan (lendir) yang dihasilkan oleh

kelenjar bartolin. Uretra terletak di depan vagina dan merupakan lubang

tempat keluarnya air kemih dari kandung kemih.

b. Organ reproduksi luar

Organ kelamin luar wanita memiliki dua fungsi, yaitu sebagai jalan masuk

sperma ke dalam tubuh wanita dan sebagai pelindung organ kelamin dalam

dari organisme penyebab infeksi. Saluran kelamin wanita memiliki lubang

yang berhubungan dengan dunia luar, sehingga mikroorganisme penyebab

penyakit bisa masuk dan menyebabkan infeksi kandungan. Mikroorganisme

ini biasanya ditularkan melalui hubungan seksual.

Organ reproduksi luar wanita terdiri atas vulva, klitoris, dan perineum.

Berikut ini merupakan penjelasan yang lebih terperinci dari organ reproduksi

luar wanita tersebut.

1) Vulva

Vulva dibatasi oleh labium mayor (sama dengan scrotum pada pria).

Labium mayor terdiri dari kelenjar keringat dan kelenjar sebasea ( penghasilminyak). Setelah puber labium mayor akan

ditumbuhi rambut. Labium minor terletak tepat di

sebelah dalam dari labium mayor dan mengelilingi

lubang vagina dan uretra.

2) Klitoris

Klitoris merupakan penonjolan kecil yang

sangat peka (sama dengan penis pada pria). Klitoris

merupakan pertemuan antara labium minor

kiri dan kanan yang bertemu di depan. Klitoris

dibungkus oleh sebuah lipatan kulit yang disebut

preputium (sama dengan kulit depan pada ujung penis pria). Klitoris sangat

sensitif terhadap rangsangan dan bisa mengalami ereksi.

3) Perineum

Perineum merupakan suatu jaringan 􀅿 bromuskuler di antara vagina dan

anus. Perineum merupakan pertemuan labium mayor kiri dan kanan yang

bertemu di bagian belakang. Kulit yang membungkus perineum dan labium

mayor sama dengan kulit di bagian tubuh lainnya, yaitu tebal dan kering

dan bisa membentuk sisik. Sedangkan selaput pada labium minor dan vagina

merupakan selaput lendir, lapisan dalamnya memiliki struktur yang sama

dengan kulit, tetapi permukaannya tetap lembap karena adanya cairan yang

berasal dari pembuluh darah pada lapisan yang lebih dalam.

Pada wanita, awal pubertas biasanya dimulai pada usia 9 sampai 16

tahun. Pada usia ini, tingkat pertumbuhan remaja putri meningkat pesat,

disertai pembesaran payudara dan tumbuhnya rambut pubis. Dalam waktu

1 hingga 2 tahun setelah perubahan ini, tumbuh bulu ketiak dan keputihan

normal ( leukorea 􀅿 siologis). Beberapa bulan kemudian periode menstruasi

pertama ( menarkhe) pun dimulai yang akhirnya akan menjadi menstruasi

siklik. Kejadian menarkhe ini berbeda pada tiap individu.

c. OogenesisOogenesis merupakan proses pembentukan ovum di dalam ovarium.

Di dalam ovarium janin, sudah terkandung sel pemula atau oogonium.

Oogonium akan berkembang menjadi oosit primer. Saat bayi dilahirkan, oosit

primer dalam fase profase pada pembelahan meiosis. Oosit primer kemudian

mengalami masa istirahat hingga masa pubertas.

Pada masa pubertas terjadilah oogenesis. Oosit primer membelah secara

meiosis, menghasilkan 2 sel yang berbeda ukurannya. Sel yang lebih kecil, yaitu

badan polar pertama membelah lebih lambat, membentuk 2 badan polar. Sel

yang lebih besar yaitu oosit sekunder, melakukan pembelahan meiosis kedua

yang hanya berlangsung sampai terjadi ovulasi. Jika tidak terjadi fertilisasi,

oosit sekunder akan mengalami degenerasi. Tetapi, jika ada penetrasi sperma,

maka pembelahan meiosis II pada oosit sekunder akan dilanjutkan kembali.

Pembelahan meiosis II pada oosit sekunder menghasilkan ovum tunggal dan

badan polar kedua. Ovum berukuran lebih besar dari badan polar kedua.

Pada wanita, ovulasi hanya berlangsung sampai umur sekitar 45 – 50

tahun. Seorang wanita hanya mampu menghasilkan paling banyak 400 ovum

selama hidupnya, meskipun ovarium seorang bayi perempuan sejak lahir

sudah berisi 500 ribu sampai 1 juta oosit primer.

Setiap bulan, wanita melepaskan satu sel telur dari salah satu ovariumnya.

Bila sel telur ini tidak dibuahi maka akan dikeluarkan melalui proses

menstruasi. Menstruasi terjadi secara periodik satu bulan sekali. Saat wanita

tidak mampu lagi melepaskan ovum karena sudah habis tereduksi, menstruasi

pun menjadi tidak teratur lagi, sampai kemudian terhenti sama sekali. Masa

ini disebut menopause.

d. Siklus menstruasi pada wanita

Menstruasi bisa menjadi salah satu pertanda bahwa seorang wanita

sudah memasuki masa suburnya. Secara biologis, menstruasi menandakan

sudah terbuangnya sel telur miliknya yang sudah matang. Pembuangan ini

dilakukan karena ada proses pergantian sel telur dengan sel telur yang baru.

Bayangkan saja, kalau seandainya tubuh tidak mengeluarkan sel telur yang

sudah matang ini, maka akan menjadi sel telur yang busuk.

Menstruasi terjadi pada semua wanita yang sehat dan memiliki organ

reproduksi yang sehat juga. Menstruasi bisa menjadi salah satu pertanda

bahwa wanita memiliki organ reproduksi yang sehat, dan merupakan salah

satu indikator kesuburan.

Ada beberapa faktor yang bisa menyebabkan

siklus dan pola menstruasi menjadi tidak teratur,

yaitu:

1) kondisi hormonal belum stabil,

2) kondisi 􀅿 sik terganggu,

3) kondisi psikis terganggu,

4) kurangnya asupan gizi,

5) hamil.Umumnya siklus menstruasi terjadi secara periodik setiap 28 hari (ada pula

setiap 21 hari dan 30 hari). Pada hari ke-1 sampai hari ke-14 terjadi pertumbuhan

dan perkembangan folikel primer yang dirangsang oleh hormon FSH. Pada

saat tersebut sel oosit primer akan membelah dan menghasilkan ovum yang

haploid. Saat folikel berkembang menjadi folikel de Graaf yang masak, folikel

ini juga menghasilkan hormon estrogen yang merangsang keluarnya LH dari

hipo􀅿 sis. Estrogen yang keluar berfungsi merangsang perbaikan dinding

uterus, yaitu endometrium yang habis terkelupas waktu menstruasi. Selain

itu estrogen menghambat pembentukan FSH dan memerintahkan hipo􀅿 sis

menghasilkan LH yang berfungsi merangsang folikel de Graaf yang masak

untuk mengadakan ovulasi yang terjadi pada hari ke-14. Waktu di sekitar

terjadinya ovulasi disebut fase estrus.Selain itu, LH merangsang folikel yang telah kosong untuk berubah

menjadi badan kuning (korpus luteum). Badan kuning menghasilkan hormon

progesteron yang berfungsi mempertebal lapisan endometrium yang kaya

dengan pembuluh darah untuk mempersiapkan datangnya embrio. Periode

ini disebut fase luteal. Selain itu progesteron juga berfungsi menghambat

pembentukan FSH dan LH, akibatnya korpus luteum mengecil dan

menghilang, pembentukan progesteron berhenti sehingga pemberian nutrisi

kepada endometrium terhenti. Selanjutnya, endometrium akan terkelupas

dan terjadilah perdarahan (menstruasi) pada hari ke-28. Fase ini disebut fase

perdarahan atau fase menstruasi. Oleh karena tidak ada progesteron, maka

FSH mulai terbentuk lagi dan terjadilan proses oogenesis kembali.

e. Fertilisasi

Peristiwa fertilisasi terjadi di saat spermatozoa membuahi ovum di tuba

fallopii, maka terjadilah zigot. Kira-kira 24 sampai 30 jam setelah proses

pembuahan, zigot menyelesaikan pembagian sel pertamanya. Proses mitosis,

satu sel terbagi menjadi dua, dua menjadi empat, delapan, enam belas, dan

seterusnya. Pada saat 32 sel disebut morula, di dalam morula terdapat rongga

yang disebut blastosoel yang berisi cairan yang dikeluarkan oleh tuba fallopii,bentuk ini kemudian disebut blastula. Lapisan terluar blastula disebut trofoblas

merupakan dinding blastula yang berfungsi untuk menyerap makanan

dan merupakan calon tembuni atau ari-ari (plasenta). Plasenta atau ari-ari

berbentuk seperti cakram dengan garis tengah 20 cm, dan tebal 2,5 cm. Ukuran

ini dicapai pada waktu bayi akan lahir tetapi pada waktu hari ke-28 setelah

fertilisasi, plasenta berukuran kurang dari 1 mm. Plasenta berperan dalam

pertukaran gas, makanan, dan zat sisa antara ibu dan fetus. Pada sistem

hubungan plasenta, darah ibu tidak pernah berhubungan dengan darah janin,

meskipun begitu virus dan bakteri dapat melalui penghalang (barier) berupa

jaringan ikat dan masuk ke dalam darah janin.Masa di dalam blastula disebut simpul embrio (embrionik knot) merupakan

calon janin. Blastula ini bergerak menuju uterus untuk mengadakan implantasi

(perlekatan dengan dinding uterus).

Pada hari ke-4 atau ke-5 sesudah ovulasi, blastula sampai di rongga

uterus, hormon progesteron merangsang pertumbuhan uterus, dindingnya

tebal, lunak, banyak mengandung pembuluh darah, serta mengeluarkan

sekret seperti air susu (uterin milk) sebagai makanan embrio.

Enam hari setelah fertilisasi, trofoblas me nempel pada dinding uterus

(melakukan implantasi) dan melepaskan hormon korionik gonadotropin. Hormon

ini melindungi kehamilan dengan cara menstimulasi produksi hormon

estrogen dan progesteron sehingga mencegah terjadinya menstruasi. Trofo blas

kemudian menebal beberapa lapis, permukaannya

berjonjot dengan tujuan memperluas daerah penyerapan

makanan. Embrio telah kuat menempel

setelah hari ke-12 dari fertilisasi.

Setelah satu minggu, sel-sel pada kumpulan

sel sebelah dalam membentuk dua lapisan yang

disebut hipoblas dan epiblas. Hipoblas tumbuh

menjadi kantung inti telur yang menjadi salah satu

bagian tempat lewatnya nutrisi yang diberikan

oleh ibu pada embrio muda. Sel-sel dari epiblas

membentuk suatu selaput yang disebut amnion, di

mana di dalamnya ada embrio dan kemudian janin

berkembang sampai lahir.1) Pembuatan lapisan lembaga

Setelah hari ke-12, tampak dua lapisan jaringan

di sebelah luar disebut ektoderm dan di sebelah

dalam endoderm. Endoderm tumbuh ke dalam

blastosoel membentuk bulatan penuh. Dengan

demikian terbentuklah usus primitif dan kemudian

terbentuk pula kantung kuning telur (Yolk Sac) yang

membungkus kuning telur. Pada manusia, kantung ini tidak berguna, maka

tidak berkembang. Namun, kantung ini sangat berguna pada hewan ovipar

(bertelur), misalnya ayam dan bebek, karena kantung ini berisi persediaan

makanan bagi embrio.

Di antara lapisan ektoderm dan endoderm terbentuk lapisan mesoderm.

Proses terbentuknya lapisan ektoderm, endoderm, dan mesoderm disebut

gastrulasi. Ketiga lapisan tersebut merupakan lapisan lembaga ( germ layer).

Semua bagian tubuh manusia akan dibentuk oleh ketiga lapisan tersebut.

Ektoderm akan membentuk epidermis kulit dan sistem saraf, endoderm

membentuk saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan, mesoderm

membentuk antara lain rangka, otot, sistem peredaran darah, sistem ekskresi,

dan sistem reproduksi.2) Membran ( lapisan embrio)

Membran embrio meliputi 4 macam, yaitu kantung kuning telur ( yolk sac),

amnion, alantois, dan korion.

a) Kantung kuning telur (yolk sac)

Kantung kuning telur merupakan pelebaran

endodermis yang berisi persediaan makanan

bagi hewan ovipar, misalnya ayam dan bebek.

Pada manusia hanya terdapat sedikit dan tidak

berguna.

b) Amnion

Amnion merupakan kantung yang berisi

cairan tempat embrio mengapung, gunanya

melindungi janin dari tekanan atau benturan.c) Alantois

Alantois berfungsi sebagai organ respirasi dan

pembuangan sisa metabolisme. Pada mamalia

dan manusia, alantois merupakan kantung

kecil dan masuk ke dalam jaringan tangkai

badan, yaitu bagian yang akan berkembang

menjadi tali pusat.

d) Korion

Korion adalah dinding berjonjot yang terdiri

dari mesoderm dan trofoblas. Jonjot korion

menghilang pada hari ke-28, kecuali pada

bagian tangkai badan, pada tangkai badan

jonjot trofoblas masuk ke dalam daerah dinding

uterus membentuk ari-ari (plasenta). Setelah

semua membran dan plasenta terbentuk, maka

embrio disebut janin/fetus.

f. Kehamilan dan perasalinan

Kehamilan dapat terjadi jika sel telur matang dibuahi oleh sel sperma.

Kemudian, sel telur yang dibuahi tadi diantarkan dan disimpan oleh tubuh

kita ke dalam rahim untuk kemudian tumbuh dan berkembang menjadi

bayi. Wanita yang sudah dalam keadaan hamil tidak mungkin mengalami

menstruasi, karena hormon yang biasa digunakan untuk mematangkan sel

telur berubah fungsinya menjadi penyedia makanan bagi bayi. Kehamilan

pada manusia biasanya kurang lebih sekitar 38 minggu dihitung sejak saat

fertilisasi atau pembuahan, sampai saat kelahiran.

Kehidupan dalam rahim memiliki tiga tahapan, yaitu:

1) Tahap preembrionik (dua setengah minggu pertama)

Pada tahap pertama, zigot tumbuh membesar melalui pembelahan sel,

dan terbentuklah segumpalan sel yang kemudian membenamkan diri pada

dinding rahim. Seiring pertumbuhan zigot yang semakin membesar, selsel

penyusunnya pun mengatur diri mereka sendiri guna membentuk tiga

lapisan. Sekitar 2½ minggu, epiblas sudah membentuk 3 jaringan khusus, atau

lapisan kuman, yang disebut ektoderm, endoderm, dan mesoderm. Ektoderm

tumbuh menjadi beberapa struktur termasuk otak, urat saraf tulang belakang,

syaraf, kulit, kuku, dan rambut. Endoderm membuat lapisan pelindung

sistem pernapasan dan alat percernaan, dan membentuk bagian dari organorgan

tubuh yang penting seperti hati dan pankreas. Mesoderm membentuk

jantung, ginjal, tulang, tulang rawan, otot-otot, sel-sel darah, dan strukturstruktur

lainnya.

2) Tahap embrionik (sampai akhir minggu ke delapan)

Tahap kedua ini berlangsung selama lima setengah minggu. Pada masa

ini bayi disebut sebagai embrio. Pada tahap ini, organ, dan sistem tubuh bayi

mulai terbentuk dari lapisan-lapisan sel tersebut.Setelah 3 minggu otak terbagi menjadi tiga bagian utama yang disebut

dengan otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Perkembangan sistem

pernapasan dan sistem pencernaan juga sedang berlangsung. Sel-sel darah

pertama muncul pada kantung inti telur, pembuluh darah terbentuk pada

keseluruhan embrio, dan saluran jantung timbul. Hampir bersamaan jantung

yang tumbuh dengan cepat masuk dengan sendirinya karena bilik yang

terpisah sudah mulai berkembang. Jantung mulai berdenyut tiga minggu

satu hari setelah proses pembuahan.

Otak, urat saraf tulang belakang, dan jantung embrio mulai muncul

dan dapat diidenti􀅿 kasikan dengan mudah pada kantung inti telur antara

3 sampai 4 minggu. Pertumbuhan yang cepat menyebabkan pelipatan pada

embrio. Proses ini menyatukan sebagian kantung inti telur ke dalam lapisan

pelindung sistem pencernaan dan membentuk rongga dada dan rongga perut

manusia.

Setelah 4 minggu, amnion yang jernih menyelimuti embrio dalam

suatu kantung yang berisi cairan. Cairan steril ini disebut cairan amniotik

yang memberikan embrio perlindungan dari kecelakaan. Jantung biasanya

berdenyut sekitar 113 kali per menit. Jantung akan berdenyut sekitar 54 juta

kali sebelum kelahiran dan lebih dari 3,2 milyar kali sepanjang hidup dengan

perkiraan umur sekitar 80 tahun. Pada masa ini, pertumbuhan otak yang cepat

terlihat dengan adanya perubahan pada otak depan, otak tengah, dan otak

belakang.

Perkembangan anggota tubuh bagian atas dan bawah dimulai dengan

tampilnya permulaan tubuh pada janin setelah 4 minggu. Kulit terlihat

transparan pada saat ini karena tebalnya hanya satu sel saja. Setelah kulit

semakin menebal, kulit akan kehilangan transparansinya. Organ tubuh bagian

dalam yang sedang berkembang hanya dapat dilihat dalam satu bulan lagi

saja.

Antara 4 sampai 5 minggu, otak terus tumbuh dengan cepat dan membagi

menjadi lima bagian yang berbeda. Kepala mengambil bagian sebesar 1/3 total

ukuran embrio. Hemisfer cerebral muncul, secara berangsur-angsur menjadi

bagian otak yang paling penting. Sejumlah fungsi dikontrol hemisfer cerebral

termasuk berpikir, belajar, ingatan, percakapan, penglihatan, pendengaran,

gerakan yang disengaja, dan penyelesaian masalah.

Pada sistem pernapasan, batang tenggorok sebelah kanan dan kiri sudah

ada dan akhirnya akan menghubungkan trakea atau pipa udara dengan paruparu.

Ginjal yang permanen muncul setelah 5 minggu. Selain itu, kantung inti

telur berisi sel-sel reproduktif awal.

Setelah 5 minggu, sel-sel reproduktif awal bermigrasi ke organ-organ

reproduksi yang berada di samping ginjal. Di minggu kelima juga, embrio

mengembangkan piringan tangan, dan mulai membentuk formasi tulang

rawan setelah 5½ minggu. Di sini akan terlihat piringan tangan sebelah kiri

dan pergelangan tangan setelah 5 minggu 6 hari.

Setelah enam minggu, hemisfer cerebral tumbuh lebih cepat dan tidak

seimbang bila dibanding bagian otak lainnya. Embrio mulai membuat gerakgerak spontan dan gerak-gerak re􀆀 eks. Gerakan semacam itu penting untuk

meningkatkan perkembangan otot saraf yang normal. Sentuhan pada daerah

mulut menyebabkan embrio secara re􀆀 ektif menggerakkan kepalanya mundur.

Kemudian telinga luar mulai terbentuk. Formasi sel darah berlangsung

di dalam hati di mana limfosit sekarang telah ada. Jenis sel darah putih ini

merupakan penentu perkembangan sistem kekebalan tubuh. Sebagian dari

usus menonjol keluar untuk sementara, ke dalam tali pusat. Proses normal ini

disebut herniasi psikologis, membuat ruang untuk perkembangan organ-organ

lain di dalam abdomen.

Piringan tangan mengembang jadi agak mendatar. Gelombang otak telah

tercatat sejak 6 minggu dua hari. Puting susu muncul di samping batang

tubuh tidak lama sebelum mencapai tempat yang sesungguhnya di bagian

depan dada.

Setelah 6½ minggu, siku terlihat jelas, jarijari

mulai menyebar, dan gerakan tangan sudah

bisa dilihat. Pembentukan tulang disebut dengan

osi􀅿 kasi, dimulai di antara klavikula atau tulang

bahu, tulang-tulang rahang atas, dan rahang

bawah.

Sejak minggu ketujuh, gerakan-gerakan kaki

dapat dilihat seiring dengan respon terkejut. Empat

bilik pada jantung hampir sempurna. Jantung pada

minggu ini rata-rata berdenyut 167 kali per menit.

Aktivitas elektrik jantung mulai berfungsi

pada minggu ke-7½. Pada saat ini jantung telah

memperlihatkan pola bergelombang seperti

jantung yang dimiliki orang dewasa. Setelah

minggu ke-7½ ini, di selaput jala mata mulai

muncul zat warna yang terlihat jelas. Bersamaan dengan ini, kelopak mata

juga mengalami pertumbuhan dengan cepat. Selain itu, jari-jari tangan mulai

terpisah, akhirnya tangan juga dapat menangkup seperti kaki. Jari-jari kaki

menyatu di bagian pangkal saja dan sendi lutut mulai tumbuh.

Pada minggu ke-8, otak telah berkembang semakin jauh dan beratnya

hampir setengah dari berat badan embrio. Pertumbuhan ini terus berlangsung

dengan cepat. Setelah minggu ke-8, 75% dari embrio memperlihatkan

dominasi tangan kanan, sedangkan yang 25% dari embrio memperlihatkan

dominasi tangan kiri. Hal inilah yang menyebabkan munculnya kebiasaan

tangan kiri atau tangan kanan.

Antara minggu ke-7 dan ke-8, kelopak mata atas dan bawah tumbuh

dengan cepat dan hampir menyatu sehingga menutupi mata. Setelah 8

minggu, embrio kadang-kadang menunjukkan gerak bernapas, meskipun

tidak ada udara di dalam uterus. Ginjal juga telah memproduksi urine yang

disalurkan ke dalam cairan amniotik. Pada embrio laki-laki, testis yang

berkembang mulai memproduksi dan melepaskan hormon testosteron.Pada saat ini, tulang, sendi, otot, saraf, danpembuluh darah di berbagai anggota tubuh sudah

menyerupai orang dewasa. Kulit ari atau kulit luar

menjadi suatu membran yang berlapis-lapis dan

semakin tebal. Alis mata juga mulai tumbuh yang

berupa rambut-rambut halus. Masa ini merupakan

masa berakhirnya embrionik. Akhirnya, embrio

manusia sudah tumbuh dari satu sel hingga

mencapai 1 milyar sel yang membentuk sekitar

4.000 struktur anatomi yang mempunyai ciri khas.

Pada saat ini, embrio memiliki lebih dari 90% dari

struktur yang ada seperti yang dimiliki oleh orang

dewasa.

3) Tahap fetus (dari minggu ke delapan sampai kelahiran)

Dimulai dari tahap ini dan seterusnya, bayi disebut sebagai fetus. Tahap ini

dimulai sejak kehamilan bulan kedelapan dan berakhir hingga masa kelahiran.

Ciri khusus tahapan ini adalah terlihatnya fetus menyerupai manusia dengan

wajah, kedua tangan, dan kakinya. Meskipun pada awalnya memiliki panjang

3 cm, semua organnya telah nampak. Tahap ini berlangsung selama kurang

lebih 30 minggu, dan perkembangan berlanjut hingga minggu kelahiran.

Setelah 9 minggu, janin mulai mengisap jempol dan janin dapat menelan

cairan amniotik. Janin juga dapat menggenggam sesuatu, menggerakkan

kepala ke depan dan ke belakang, buka tutup rahang, gerakkan lidah,

mendesah, dan merenggangkan badan. Saraf penerima di wajah, telapak

tangan, dan telapak kaki dapat merasakan sentuhan ringan. “Dalam merespon

suatu sentuhan ringan di telapak kaki,” janin akan menekuk pinggul dan lutut

serta menangkupkan jari kaki. Sekarang kelopak mata tertutup dengan rapat.

Dalam laring, kemunculan pita suara menunjukkan dimulainya perkembangan

pita suara. Pada janin perempuan, rahim bisa diidenti􀅿 kasikan dan sel-sel

reproduksi awal ( oogonia), saling meniru dalam ovarium. Alat kelamin luar

mulai membuat perbedaan mendasar sebagai laki-laki atau perempuan.

Persalinan merupakan proses kelahiran bayi. Pada persalinan, uterus

secara perlahan menjadi lebih peka sampai akhirnya berkontraksi secara

berkala hingga bayi dilahirkan.

Pada masa persalinan, hormon yang memengaruhi peningkatan kepekaan

yaitu:

• Estrogen, dihasilkan oleh plasenta yang kontraksinya meningkat pada

saat persalinan.

• Oksitoksin, dihasilkan oleh hipo􀅿 sis ibu dan janin dan berfungsi untuk

kontraksi uterus.

• Prostaglandin, dihasilkan oleh membran pada janin.

• Relaksin, dihasilkan oleh korpus luteum pada ovarium dan plasenta serta

berfungsi untuk relaksasi atau melunakkan serviks dan melonggarkan

tulang panggul sehingga mempermudah persalinan.g. Pemberian air susu ibu (ASI)

Alam telah menyediakan makanan paling

lengkap dan berlimpah untuk melindungi

pertumbuhan dan kesehatan bayi melalui ibu. Air

susu ibu memenuhi seluruh kebutuhan biologis

bayi. Menyusui adalah cara pemberian makan bayi

yang paling baik karena semua unsur gizi yang

diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan

bayi normal ada di dalamnya. Pada saat yang sama,

tindakan menyusui membangun hubungan intim

dan hangat antara ibu dan bayinya. Hal ini sangat

penting bagi perkembangan psikologis yang sehat

dari sang bayi. Sebaiknya sejak awal kehamilan

seorang ibu sudah harus mempunyai keinginan

ini.

Untuk menyusui dengan baik, seorang ibu harus

mengonsumsi makanan yang sehat. Mengonsumsi

makanan seimbang harus dilakukan selama masa

hamil dan menjadi makin penting pada waktu

menyusui. Ada kemungkinan seorang ibu harus

meningkatkan asupan makanan sebanyak 500

sampai 600 kalori per hari. Susu, air, dan jus juga

penting dikonsumsi untuk meningkatkan produksi

air susu.

Selain memberikan gizi lengkap secara alami,

air susu ibu juga memberikan banyak keuntungan

penting. Keseimbangan yang tepat antara protein,

karbohidrat, lemak, dan mineral menyebabkan air

susu ibu mudah dicerna, sehingga jarang sekali

menimbulkan gangguan pencernaan seperti diare

dan konstipasi.

Bayi-bayi yang disusui jarang sekali mengalami

kelebihan berat badan, kemungkinan menderita

dehidrasi serta akibat-akibat lainnya. Jarang di

antara mereka yang menderita alergi ataupun

infeksi karena bakteri. ASI memberikan proteksi

alamiah dengan cara mengalirkan antibodi penting

dari ibu ke bayinya. Menyusui memberikan manfaat

psikologis kepada bayi karena melalui menyusui ia

merasakan kehangatan dan kedekatan 􀅿 sik ibunya,

menikmati suara dan wajah ibunya, sekaligus

memuaskan kebutuhan untuk mengisap.C. Kontrasepsi

Kontrasepsi adalah suatu cara yang bertujuan

mencegah terjadinya pembuahan. Kontrasepsi

memiliki beberapa metode, antara lain:

1. Tanpa alat bantu

Kontrasepsi dengan cara tidak melakukan

koitus pada masa subur wanita (hari 12 – 16

siklus haid). Cara ini dikenal dengan nama

sistem kalender atau abstinensi.

2. Menggunakan alat bantu

Pada cara ini, mencegah pertemuan ovum

dengan spermatozoa, dapat dilakukan dengan

berbagai alat bantu, misalnya: kondom, spiral,

jelly, dan lain-lain.

Kontrasepsi dengan menggunakan alat bantu

dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:

a. Secara mekanik, yaitu dengan cara mencegah

bertemunya sperma dengan ovum. Pada lakilaki

menggunakan kondom, sedangkan pada wanita bisa menggunakan

diafragma, spiral, IUD (Intra Uterine Device).

b. Secara kimiawi, yaitu dengan menggunakan spermisida senyawa kimia

yang dapat membunuh sel-sel sperma. Misalnya bisa berbentuk jelly,

busa, dan lain-lain.

c. Secara hormonal, yaitu dengan cara memengaruhi kesuburan wanita,

misalnya dengan KB suntik, susuk dan pil KB. Bahkan kini juga sudah

dikembangkan teknik hormonal (pada laki-laki).

3. Sterilisasi

Sterilisasi dilakukan dengan mengikat/me motong saluran vas deferens

dikenal dengan istilah vasektomi, atau mengikat/memotong tuba fallopii

dikenal dengan istilah tubektomi.

D. Gangguan pada Sistem Reproduksi

Sistem reproduksi manusia dapat mengalami gangguan, baik disebabkan

oleh kelainan maupun penyakit. Gangguan sistem reproduksi dapat terjadi

baik pada wanita maupun pria.

1. Gangguan pada Sistem Reproduksi Wanita

Gangguan pada sistem reproduksi wanita dapat berupa gangguan

menstruasi, kanker genitalia, endometriosis, dan infeksi vagina.a. Gangguan menstruasi

Gangguan menstruasi terdiri atas amenore primer dan amenore sekunder.

Amenore primer adalah tidak terjadinya manarkhe (menstruasi) sampai

usia 17 tahun dengan atau tanpa perkembangan seksual sekunder. Amenore

sekunder adalah tidak terjadinya menstruasi selama 3 – 6 bulan atau lebih

pada orang yang telah mengalami siklus menstruasi.

b. Kanker genitalia

Kanker genitalia pada wanita dapat terjadi pada vagina, serviks, dan

ovarium. Kanker vagina tidak diketahui penyebabnya, mungkin karena

iritasi yang disebabkan oleh virus. Pengobatannya dengan kemoterapi dan

bedah laser.

Kanker serviks terjadi bila pertumbuhan sel-sel yang abnormal di seluruh

lapisan epitel serviks. Penanganannya dengan pengangkatan uterus, oviduk,

ovarium, sepertiga bagian atas vagina, dan kelenjar limfa panggul.

Kanker ovarium gejalanya tidak jelas. Biasanya dapat berupa rasa pegal

pada panggul, perubahan fungsi saluran pencernaan, atau mengalami

pendarahan vagina abnormal. Penanganannya dengan kemoterapi dan

pembedahan.

c. Endometriosis

Endometriosis adalah keadaan di mana jaringan endometrium terdapat

di luar rahim, yaitu dapat tumbuh di sekitar ovarium, oviduk, atau jalur di

luar rahim. Gejalanya berupa nyeri perut, pinggang terasa sakit, dan nyeri

pada saat menstruasi. Jika tidak ditangani akan menyebabkan sulit terjadinya

kehamilan. Penanganannya dengan pemberian obat-obatan, laparoskopi, atau

bedah laser.

d. Infeksi vagina

Gejalanya berupa keputihan dan timbul gatal-gatal. Infeksi ini menyerang

wanita usia produktif terutama yang menikah. Penyebabnya adalah akibat

hubungan kelamin.

2. Gangguan pada sistem Reproduksi Pria

Gangguan pada sistem reproduksi pria dapat berupa hipogonadisme,

kriptorkidisme, prostatitis, epididimitis, dan orkitis.

a. Hipogonadisme, merupakan penurunan fungsi testis yang disebabkan

oleh gangguan interaksi hormon, seperti hormon androgen dan estrogen.

Gangguan ini menyebabkan infertilitas, impotensi, dan tidak adanya

tanda-tanda kepriaan. Penanganannya dapat dilakukan dengan terapi

hormon.

b. Kriptorkidisme, merupakan kegagalan dari satu atau kedua testis untuk

turun dari rongga abdomen ke dalam scrotum pada waktu bayi.

Penangannya dapat dilakukan dengan pemberian hormon human chorionic

gonadotropin untuk merangsang testoteron.c. Uretritis, peradangan uretra dengan gejala rasa gatal pada penis dan sering

buang air kecil. Penyebabnya adalah Chlamydia trachomatis, Ureplasma

urealyticum, atau virus herpes.

d. Prostatitis, merupakan peradangan prostat. Penyebabnya adalah bakteri

Escherichia coli ataupun bukan bakteri.

e. Epididimitis, merupakan infeksi yang sering terjadi pada saluran

reproduksi pria. Penyebabnya adalah E. coli dan Chlamydia.

f. Orkitis, merupakan peradangan pada testis yang disebabkan oleh virus

parotitis. Jika terjadi pada pria dewasa dapat menyebabkan infertilitas.

Sistem Regulasi

{ January 30, 2012 @ 7:12 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI SMA KELAS XI }
{ Tags: , , , } · { Leave a Comment }

 

Sistem pengatur yang ada pada

tubuh manusia adalah sistem saraf, sistem endokrin, dan sistem indra kelenjar

endokrin.Sistem saraf memiliki pusat pengaturan yang

disebut sistem saraf pusat. Untuk menyampaikan

suatu pengaturan, sistem saraf pusat dibantu oleh

sistem saraf tepi. Fungsi sistem saraf pada manusia

adalah sebagai berikut:

1. Mengatur organ-organ atau alat-alat tubuh

agar terjadi keserasian kerja.

2. Menerima rangsangan sehingga dapat mengetahui

dengan cepat keadaan dan perubahan

yang terjadi di lingkungan sekitar.

3. Mengendalikan dan memberikan reaksi terhadap

rangsangan yang terjadi pada tubuh.

Sistem kelenjar endokrin akan menghasilkan

hormon. Disebut sistem kelenjar endokrin karena

organ ini berupa kelenjar yang tidak mempunyai

saluran khusus. Hormon yang dihasilkan oleh

kelenjar endokrin akan mengatur pertumbuhan,

reproduksi, metabolisme, dan tingkah laku.

Sistem indra merupakan alat yang dapat

mengatur tubuh kita guna mengenali dunia luar.

Seperti saat kalian sedang menonton TV, maka

kalian akan menggunakan indra penglihatan (mata) dan pendengaran

(telinga) sehingga kalian dapat menikmati acara TV tersebut.B. Sistem Saraf

Tubuh manusia terdiri atas berbagai macam alat tubuh atau organ.

Masing-masing organ memiliki fungsi tertentu dalam menunjang aktivitas

tubuh. Semua aktivitas tubuh kita seperti berjalan, menggerakkan tangan,

mengunyah makanan, dan lainnya, diatur dan dikendalikan oleh satu sistem

yang disebut sistem pengatur ( regulasi). Sistem pengatur yang ada pada

tubuh manusia adalah sistem saraf, sistem endokrin, dan sistem indra kelenjar

endokrin.

Sistem saraf tersusun atas berjuta-juta sel saraf yang mempunyai bentuk

bervariasi. Sistem saraf menerima berjuta-juta informasi yang berasal dari

berbagai organ. Semua rangsangan tersebut akan bersatu untuk memberikan

respon. Rangsangan dapat berasal dari dalam tubuh dan dari luar tubuh.

Untuk bereaksi terhadap rangsangan, tubuh kita memerlukan reseptor, sistem

saraf, dan efektor. Dalam kegiatannya, saraf mempunyai hubungan kerja

seperti mata rantai (berurutan) antara reseptor, sistem saraf, dan efektor.Reseptor adalah satu atau sekelompok sel

saraf dan sel lainnya yang berfungsi mengenali

rangsangan tertentu yang berasal dari luar atau

dari dalam tubuh. Sistem saraf berperan menerima,

mengolah, dan meneruskan hasil olahan

rangsangan ke efektor.

Alat penerima rangsang ( reseptor) meliputi:

1. Reseptor luar/eksoreseptor, berfungsi menerima

rangsang bau, rasa, sentuhan, cahaya,

suhu, dan lain-lain.

2. Reseptor dalam/ interoreseptor, berfungsi menerima

rangsang rasa lapar, kenyang, nyeri,

kelelahan, dan lain-lain.

Sistem saraf terdiri atas 3 macam sel, yaitu:

1. Neuron, bertugas mengantarkan impuls.

2. Sel Schwann, merupakan pembungkus sebagian

besar akson pada sistem saraf perifer

(sistem saraf tepi).

3. Sel penyokong (neuroglia), merupakan sel

yang terdapat di antara neuron dan sistem

saraf pusat.

Efektor adalah sel atau organ yang menghasilkan

tanggapan terhadap rangsangan. Efektor yang

berperan penting dalam sistem regulasi adalah

otot dan kelenjar.

1. Struktur Sel Saraf

Sistem saraf terdiri dari jutaan sel saraf (neuron).

Fungsi sel saraf adalah mengirimkan pesan

(impuls) yang berupa rangsang atau tanggapan.

Setiap neuron terdiri dari satu badan sel yang

di dalamnya terdapat sitoplasma dan inti sel.

Perhatikan gambar 8.2. Lokasi badan sel terletak

di sistem saraf pusat, beberapa ada juga yang

terletak di sistem saraf perifer. Di sistem saraf

pusat badan sel neuron berkelompok menjadi

nukleus, sedangkan badan sel yang berkelompok

selain di badan pusat disebut ganglion. Dari badan

sel keluar dua macam serabut saraf, yaitu dendrit

dan akson (neurit).

Dendrit berfungsi mengirimkan impuls ke

badan sel saraf, sedangkan akson berfungsi mengirimkan

impuls dari badan sel ke jaringan lain. Akson

biasanya sangat panjang. Sebaliknya, dendrit

pendek.Setiap neuron hanya mempunyai satu akson dan minimal satu dendritKedua serabut saraf ini berisi plasma sel. Pada bagian

luar akson terdapat lapisan lemak disebut mielin yang merupakan kumpulan

sel Schwann yang menempel pada akson. Sel Schwann adalah sel glia yang

membentuk selubung lemak di seluruh serabut saraf mielin. Pada urat saraf

yang datang dari otak dan sumsum tulang belakang serta yang menuju ke

arah bagian lain dari tubuh, mielin tertutup oleh suatu membran pelindung

yang tipis dan semitransparan yang disebut neurilema. Fungsi mielin

adalah melindungi akson dan memberi nutrisi. Bagian dari akson yang

tidak terbungkus mielin disebut nodus Ranvier, yang berfungsi mempercepat

penghantaran impuls.

Kelompok-kelompok serabut saraf, akson, dan dendrit bergabung

dalam satu selubung dan membentuk urat saraf. Sedangkan badan sel saraf

berkumpul membentuk ganglion atau simpul saraf.Berdasarkan struktur dan fungsinya, sel saraf dapat dibagi menjadi 3

kelompok, yaitu sel saraf sensori, sel saraf motor, dan sel saraf intermediet

(asosiasi).

a. Sel saraf sensori

Fungsi sel saraf sensori adalah menghantar impuls dari reseptor ke sistem

saraf pusat, yaitu otak ( ensefalon) dan sumsum belakang ( medula spinalis). Ujung

akson dari saraf sensori berhubungan dengan saraf asosiasi ( intermediet).

b. Sel saraf motor

Fungsi sel saraf motor adalah mengirim impuls dari sistem saraf pusat

ke otot atau kelenjar yang hasilnya berupa tanggapan tubuh terhadap

rangsangan. Badan sel saraf motor berada di sistem saraf pusat. Dendritnyasangat pendek berhubungan dengan akson saraf asosiasi, sedangkan aksonnya

dapat sangat panjang.

c. Sel saraf intermediet

Sel saraf intermediet disebut juga sel saraf asosiasi. Sel ini dapat ditemukan

di dalam sistem saraf pusat dan berfungsi menghubungkan sel saraf motor

dengan sel saraf sensori atau berhubungan dengan sel saraf lainnya yang

ada di dalam sistem saraf pusat. Sel saraf intermediet menerima impuls dari

reseptor sensori atau sel saraf asosiasi lainnya.2. Mekanisme Penghantar Impuls

Impuls dapat dihantarkan melalui beberapa cara, di antaranya melalui

sel saraf dan sinapsis. Perhatikan gambar 8.5. Berikut ini akan dibahas secara

rinci kedua cara tersebut.

a. Penghantaran impuls melalui sel saraf

Penghantaran impuls baik yang berupa rangsangan ataupun tanggapan

melalui serabut saraf (akson) dapat terjadi karena adanya perbedaan

potensial listrik antara bagian luar dan bagian dalam sel. Pada waktu sel saraf

beristirahat, kutub positif terdapat di bagian luar dan kutub negatif terdapat

di bagian dalam sel saraf.

Diperkirakan bahwa rangsangan (stimulus) pada indra menyebabkan

terjadinya pembalikan perbedaan potensial listrik sesaat. Perubahan

potensial ini (depolarisasi) terjadi berurutan sepanjang serabut saraf. Kecepatan

perjalanan gelombang menyebabkan perbedaan potensial bervariasi antara 1

sampai dengan 120 m per detik, tergantung pada diameter akson dan ada atau

tidaknya selubung mielin.Bila impuls telah lewat, maka untuk sementara serabut saraf tidak dapat

dilalui oleh impuls, karena terjadi perubahan potensial kembali seperti semula

(potensial istirahat). Untuk dapat berfungsi kembali diperlukan waktu 1/500

sampai 1/1000 detik. Energi yang digunakan dalam proses penghantaran

rangsang berasal dari hasil pernapasan sel yang dilakukan oleh mitokondria

dalam sel saraf.Stimulasi yang kurang kuat atau di bawah ambang (threshold) tidak

akan menghasilkan impuls yang dapat merubah potensial listrik. Tetapi bila

kekuatannya di atas ambang, maka impuls akan dihantarkan sampai ke ujung

akson. Stimulasi yang kuat dapat menimbulkan jumlah impuls yang lebih

besar pada periode waktu tertentu daripada stimulasi yang lemah.

b. Penghantaran impuls melalui sinapsis

Titik temu antara terminal akson salah satu neuron dengan neuron lain

dinamakan sinapsis. Setiap terminal akson membengkak membentuk tonjolan

sinapsis. Di dalam sitoplasma tonjolan sinapsis terdapat struktur kumpulan

membran kecil berisi neurotransmiter yang disebut vesikula sinapsis. Neuron

yang berakhir pada tonjolan sinapsis disebut neuron prasinapsis. Membran

ujung dendrit dari sel berikutnya yang membentuk sinapsis disebut

postsinapsis. Bila impuls sampai pada ujung neuron, maka vesikula bergerak

dan melebur dengan membran prasinapsis. Vesikula akan melepaskan

neurotransmiter berupa asetilkolin. Neurotransmiter adalah suatu zat kimia

yang dapat menyeberangkan impuls dari neuron prasinapsis ke postsinapsis.

Neurotransmiter ada bermacam-macam, misalnya asetilkolin yang terdapat di

seluruh tubuh, noradrenalin terdapat di sistem saraf simpatik, dan dopamin

serta serotonin yang terdapat di otak. Asetilkolin kemudian berdifusi melewati

celah sinapsis dan menempel pada reseptor yang terdapat pada membran

postsinapsis. Penempelan asetilkolin pada reseptor menimbulkan impuls padasel saraf berikutnya. Bila asetilkolin sudah melaksanakan tugasnya maka

akan diuraikan oleh enzim asetilkolinesterase yang dihasilkan oleh membran

postsinapsis.Di antara

saraf motor dan otot terdapat sinapsis berbentuk cawan dengan membran

prasinapsis dan membran postsinapsis yang terbentuk dari sarkolema yang

mengelilingi sel otot. Prinsip kerjanya sama dengan sinapsis saraf-saraf

lainnya.

3. Terjadinya Gerak Biasa dan Gerak Re􀆀 eks

Gerak merupakan pola koordinasi yang sangat sederhana untuk

menjelaskan penghantaran impuls oleh saraf. Gerak pada umumnya terjadi

secara sadar, namun ada pula gerak yang terjadi tanpa disadari, yaitu gerak

re􀆀 eks. Impuls pada gerakan sadar melalui jalan panjang, yaitu dari reseptorke saraf sensori dibawa ke otak untuk selanjutnya diolah oleh otak, kemudian

hasil olahan oleh otak berupa tanggapan dibawa oleh saraf motor sebagai

perintah yang harus dilaksanakan oleh efektor.

Impuls gerak re􀆀 eks berjalan sangat cepat dan tanggapan terjadi secara

otomatis terhadap rangsangan, tanpa memerlukan kontrol dari otak. Jadi

dapat dikatakan gerakan terjadi tanpa dipengaruhi kehendak atau tanpa disadari

terlebih dahulu. Contoh gerak re􀆀 eks misalnya berkedip, bersin, atau

batuk.

Pada gerak re􀆀 eks, impuls melalui jalan pendek atau jalan pintas, yaitu

dimulai dari diterimanya impuls oleh sel saraf penghubung (asosiasi) tanpa

diolah di dalam otak kemudian langsung dikirim tanggapan ke saraf motor

untuk disampaikan ke efektor, yaitu otot atau kelenjar. Jalan pintas ini disebut

lengkung refleks. Perhatikan gambar 8.8. Gerak refleks dapat dibedakan atas

re􀆀 eks otak bila saraf penghubung (asosiasi) berada di dalam otak, misalnya,

gerak mengedip atau mempersempit pupil bila ada sinar, dan re􀆀 eks sumsum

tulang belakang bila sel saraf penghubung berada di dalam sumsum tulang

belakang, misalnya re􀆀 eks pada lutut.4. Sistem Saraf pada Manusia

Pada umumnya, saraf manusia dibedakan menjadi sistem saraf pusat

dan sistem saraf tepi. Sistem saraf pusat meliputi otak dan sumsum tulang

belakang. Perhatikan gambar 8.9. Sistem saraf tepi dibagi menjadi sistem saraf

sadar dan sistem saraf tak sadar (autonom). Sedangkan sistem saraf tak sadar

( autonom) terdiri dari sistem saraf simpatik dan sistem saraf parasimpatik.

Materi berikut akan menjelaskan bagian-bagian tersebut lebih terperinci.a. Sistem saraf pusat

Sistem saraf pusat meliputi otak ( ensefalon) dan sumsum tulang belakang

( medula spinalis). Keduanya merupakan organ yang sangat lunak, dengan

fungsi yang sangat penting, sehingga perlu perlindungan. Selain tengkorak

dan ruas-ruas tulang belakang, otak juga dilindungi 3 lapisan selaput

meninges. Bila membran ini terkena infeksi, maka akan terjadi radang yang

disebut meningitis.Ketiga lapisan membran meninges dari luar ke dalam adalah sebagai

berikut.

1) Durameter; merupakan selaput yang kuat dan bersatu dengan tengkorak.

2) Arachnoid; disebut demikian karena bentuknya seperti sarang labalaba.

Di dalamnya terdapat cairan serebrospinalis; semacam cairan limfa

yang mengisi sela-sela membran Arachnoid. Fungsi selaput Arachnoid

adalah sebagai bantalan untuk melindungi otak dari bahaya kerusakan

mekanik.

3) Piameter; merupakan lapisan yang penuh dengan pembuluh darah dan

sangat dekat dengan permukaan otak. Lapisan ini berfungsi untuk

memberi oksigen dan nutrisi serta mengangkut bahan sisa metabolisme.

Otak dan sumsum tulang belakang mempunyai 3 materi esensial, yaitu:

1) Badan sel, yang membentuk bagian materi kelabu (substansi grissea).

2) Serabut saraf, yang membentuk bagian materi putih (substansi alba).

3) Sel-sel neuroglia, yaitu jaringan ikat yang terletak di antara sel-sel saraf di

dalam sistem saraf pusat.

Walaupun otak dan sumsum tulang belakang mempunyai materi sama

tetapi susunannya berbeda. Pada otak, materi kelabu terletak di bagian luar

atau kulitnya (korteks) dan bagian putih terletak di tengah. Pada sumsum

tulang belakang bagian tengah berupa materi kelabu berbentuk kupu-kupu,

sedangkan bagian korteks berupa materi putih.1) Otak

Otak mempunyai lima bagian utama, yaitu: otak besar (serebrum), otak

tengah (mesensefalon), otak kecil (serebelum), sumsum sambung ( medula

oblongata), dan jembatan varol ( pons varolii).a) Otak besar (serebrum)

Otak besar mempunyai fungsi dalam pengaturan

semua aktivitas mental, yaitu

yang berkaitan dengan kepandaian (intelegensi),

ingatan (memori), kesadaran,

dan pertimbangan.

Otak besar merupakan sumber dari semua

kegiatan/gerakan sadar atau sesuai dengan

kehendak, walaupun ada juga beberapa

gerakan re􀆀 eks otak. Pada bagian korteks

serebrum yang berwarna kelabu terdapat

bagian penerima rangsang (area sensor)

yang terletak di sebelah belakang area

motor yang berfungsi mengatur gerakan

sadar atau merespon rangsangan.

Selain itu, terdapat area asosiasi yang menghubungkan

area motor dan sensorik. Area

ini berperan dalam proses belajar, me nyimpan ingatan, membuat kesimpulan,

dan belajar berbagai bahasa. Di sekitar kedua area tersebut

adalah bagian yang mengatur kegiatan psikologi yang lebih tinggi.

Misalnya bagian depan merupakan pusat proses berpikir, yaitu

mengingat, analisis, berbicara, kreativitas, dan emosi. Pusat penglihatan

terdapat di bagian belakang.

b) Otak tengah (mesensefalon)

Otak tengah terletak di depan otak kecil dan jembatan varol. Di

depan otak tengah terdapat talamus dan kelenjar hipo􀅿 sis yang

mengatur kerja kelenjar-kelenjar endokrin. Bagian atas (dorsal) otaktengah merupakan lobus optikus yang mengatur re􀆀 eks mata seperti

penyempitan pupil mata, dan juga merupakan pusat pendengaran.

c) Otak kecil (serebelum)

Serebelum mempunyai fungsi utama dalam koordinasi gerakan otot

yang terjadi secara sadar, keseimbangan, dan posisi tubuh. Bila ada

rangsangan yang merugikan atau berbahaya, maka gerakan sadar

yang normal tidak mungkin dilaksanakan.d) Jembatan varol (pons varolii)

Jembatan varol berisi serabut saraf yang menghubungkan otak kecil

bagian kiri dan kanan, juga menghubungkan otak besar dan sumsum

tulang belakang.

e) Sumsum sambung (medula oblongata)

Sumsum sambung berfungsi menghantar impuls yang datang dari

medula spinalis menuju ke otak. Sumsum sambung juga mengatur

gerak re􀆀 eks 􀅿 siologi, seperti detak jantung, tekanan darah, volume,

dan kecepatan respirasi, gerak alat pencernaan, dan sekresi kelenjar

pencernaan. Selain itu, sumsum sambung juga mengatur gerak re􀆀 eks

yang lain, seperti bersin, batuk, dan berkedip.

2) Sumsum tulang belakang (medula spinalis)

Pada penampang melintang sumsum tulang belakang tampak bagian

luar berwarna putih, sedangkan bagian dalam berbentuk kupu-kupu

dan berwarna kelabu.Pada penampang melintang sumsum tulang belakang ada bagian seperti sayap

yang terbagi atas sayap atas disebut tanduk dorsal dan sayap bawah disebut

tanduk ventral. Impuls sensori dari reseptor dihantar masuk ke sumsum tulang

belakang melalui tanduk dorsal. Sedangkan impuls motor dihantar keluar

dari sumsum tulang belakang melalui tanduk ventral menuju efektor. Pada

tanduk dorsal terdapat badan sel saraf penghubung (asosiasi konektor) yang

akan menerima impuls dari sel saraf sensori dan akan menghantarkannya ke

saraf motor.

Pada bagian putih sumsum tulang belakang terdapat serabut saraf asosiasi.

Kumpulan serabut saraf membentuk saraf ( urat saraf). Urat saraf yang

membawa impuls ke otak merupakan saluran ascenden. Sedangkan urat saraf

yang membawa impuls yang berupa perintah dari otak merupakan saluran

desenden.b. Sistem saraf tepi

Sistem saraf tepi pada dasarnya adalah lanjutan dari neuron yang bertugas

membawa impuls saraf menuju ke dan dari sistem saraf pusat. Dilihat dari

arah impuls yang dibawanya, sistem saraf tepi dibedakan atas:

1) Sistem saraf aferen, yang membawa impuls saraf dari reseptor menuju ke

sistem saraf pusat.

2) Sistem saraf eferen, yang membawa impuls saraf dari sistem saraf pusat ke

efektor.

Sistem saraf tepi meliputi sistem saraf sadar (somatik) dan sistem saraf

tak sadar ( autonom).

1) Sistem saraf sadar (somatik)

Sistem saraf sadar (somatik) terdiri dari 12 pasang saraf otak dan 31

pasang saraf sumsum tulang belakang. Dua belas pasang saraf otak itu

antara lain:

a) Nervus olfaktori, saraf sensorik selaput lendir hidung.

b) Nervus optik, saraf sensorik retina mata.

c) Nervus okulomotor, saraf sensorik proprioseptor otot bola mata.

d) Nervus troklear, saraf sensorik proprioseptor.

e) Nervus trigeminal, saraf sensorik gigi dan kulit muka.

f) Nervus abdusen, saraf sensorik proprioseptor otot bola mata.

g) Nervus fasial, saraf sensorik ujung pengecap di ujung lidah.

h) Nervus auditori, saraf sensorik koklea dan saluran semiserkuler.

i) Nervus glosofaring, saraf sensorik ujung pengecap di lidah

belakang.

j) Nervus vagus, saraf sensorik alat dalam (paru dan lambung).

k) Nervus spinal, saraf sensorik otot di belikat.

l) Nervus hipoglosal, saraf sensorik otot lidah.2) Sistem saraf tak sadar

Sistem saraf tak sadar disebut juga saraf autonom, karena bekerja tanpa

diperintah oleh sistem saraf pusat. Sistem saraf otonom mengontrol

kegiatan organ-organ dalam, misalnya kelenjar keringat, otot perut, paruparu,

jantung, otot polos, sistem pencernaan, dan otot polos pembuluh

darah. Susunan saraf otonom bersifat motorik atau digolongkan ke dalam

saraf eferen.

Berdasarkan sifat kerjanya, sistem saraf otonom dibedakan menjadi:

a) Saraf simpatik

Saraf simpatik memiliki ganglion yang terletak di sepanjang tulang

punggung dan menempel pada sumsum tulang belakang. Saraf

simpatik memiliki serabut praganglion yang pendek dan serabut

pascaganglion yang panjang.

b) Saraf parasimpatik

Saraf parasimpatik memiliki serabut praganglion panjang dan serabut

pascaganglion pendek. Susunan saraf parasimpatik berupa susunan

saraf yang berhubungan dengan ganglion-ganglion yang tersebar di

seluruh tubuh. Fungsi saraf parasimpatik merupakan kebalikan dari

fungsi saraf parasimpatik.

5. Kelainan pada Sistem Sarafa. Parkinson

Penyebab penyakit ini adalah ketidakseimbangan

kimia dalam sistem saraf. Parkinson

diperkirakan bersifat genetik dan dapat pula

disebabkan oleh pukulan keras pada kepala.

Penyakit ini umumnya diderita oleh orang yang

berusia di atas 60 tahun. Tetapi belakangan ini

banyak ditemukan pada orang dewasa di bawah

usia 60 tahun. Salah satu penyebabnya adalah

paparan terhadap herbisida secara berlebihan.

Gejala-gejala parkinson atara lain kontraksi

otot tak terkendali pada leher, bahu, dan bibir.

Penderita mengalami tremor (gerak tak terkendali)

pada kepala, tangan, dan kaki.

b. Multipel Sklerosis

Multiple Sklerosis adalah keadaan terjadinya degenerasi mielin pada

sistem saraf pusat. Adanya penghantaran impuls saraf menjadi terhambat dan

terjadi gejala seperti hilangnya koordinasi tubuh, gangguan penglihatan, dan

gangguan bicara. Penyakit ini dapat berkembang perlahan tetapi dapat pula

menyerang secara tiba-tiba. Penyebabnya diperkirakan berupa kerentanan

yang bersifat genetik, infeksi virus, dan gangguan sistem kekebalan tubuh.c. Polio

Penyakit ini disebabkan oleh infeksi virus

polio pada sumsum tulang belakang. Virus ini

menye rang anak-anak, menimbulkan demam, dan

sakit kepala yang berakhir pada hilangnya re􀆀 eks,

kelumpuhan, dan mengecilnya otot. Bila sudah

terjadi, polio tidak dapat diobati, tetapi penyakit

ini dapat dicegah dengan imunisasi polio.

Di Indonesia virus polio muncul di Sukabumi

pada tahun 2005. Kemunculan virus polio ini

sangat mengejutkan, karena semenjak diadakannya

imunisasi polio pada anak-anak baru pada tahun

tersebut terdapat anak yang menderita polio dalam

jumlah besar. Diduga virus yang menyerang adalah jenis virus polio liar.C. Hormon

Hormon adalah zat kimia yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin atau

kelenjar buntu. Kelenjar ini merupakan kelenjar yang tidak mempunyai

saluran sehingga sekresinya akan masuk aliran darah dan mengikuti

peredaran darah ke seluruh tubuh. Apabila sampai pada suatu organ target,

maka hormon akan merangsang terjadinya perubahan. Pada umumnya

pengaruh hormon berbeda dengan saraf. Hormon mengatur aktivitas seperti

metabolisme, reproduksi, dan pertumbuhan.Perubahan yang dikontrol oleh hormon biasanya merupakan perubahan

yang memerlukan waktu panjang, yaitu pada hitungan bulan bahkan tahun.

Misalnya pada pertumbuhan dan pemasakan seksual. Hal ini dapat dilihat pada

proses munculnya tanda-tanda kelamin sekunder pada laki-laki. Tanda-tanda

kelamin sekunder pada laki-laki muncul setelah menginjak masa pubertas dan

berjalan perlahan. Tanda-tanda kelamin sekunder ini dipengaruhi hormontestosteron. Tetapi hormon dapat juga berpengaruh dalam waktu pendek,

misalnya dalam hitungan detik, jam, hari, ataupun minggu. Hal ini dapat

dilihat ketika kita mengalami kejadian yang menakutkan. Saat kejadian

menakutkan terjadi maka kita akan berusaha menghindarinya, salah satunya

dengan berlari. Saat berlari tanpa terasa kita telah dibantu kerja hormon

adrenalin yang mempertinggi frekuensi dan memperkuat denyut jantung.

Hormon yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin mengikuti peredaran

darah ke seluruh tubuh, tetapi hanya sel yang mengandung reseptor yang

khusus terhadap hormon tersebut yang akan terpengaruh. Kadar hormon

dalam darah sangat rendah, karena hormon yang dihasilkan oleh kelenjar

endokrin sangat sedikit. Adapun ciri-ciri hormon adalah sebagai berikut:

• Diproduksi dan disekresikan ke dalam darah oleh sel kelenjar endokrin

dalam jumlah yang sangat sedikit.

• Diangkut oleh darah menuju ke sel/jaringan target.

• Mengadakan interaksi dengan reseptor khusus yang terdapat di sel

target.

• Mempunyai pengaruh mengaktifkan enzim khusus.

• Mempunyai pengaruh tidak hanya terhadap satu sel target tetapi dapat

juga memengaruhi beberapa sel target yang berlainan.

1. Kelenjar Endokrin dan Hormon yang Dihasilkan

Dalam tubuh manusia ada tujuh kelenjar endokrin yang penting, yaitu

hipo􀅿 sis, tiroid, paratiroid, kelenjar adrenalin ( anak ginjal), pankreas, ovarium,

dan testis. Berikut ini akan dibahas lebih rinci tiap-tiap kelenjar tersebut.

a. Hipo􀅿 sis

Kelenjar ini terletak pada dasar otak besar dan menghasilkan bermacammacam

hormon yang mengatur kegiatan kelenjar lainnya. Oleh karena itu,

kelenjar hipofisis disebut kelenjar pengendali ( master of gland). Kelenjar

hipo􀅿 sis dibagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian anterior, bagian tengah,

dan bagian posterior.

1) Hipo􀅿 sis bagian anterior1. Hormon somatotropin

(STH), hormon

pertumbuhan (Growth

Hormone/GH)

Merangsang sintesis protein dan metabolisme lemak,

serta merangsang pertumbuhan tulang (terutama

tulang pipa) dan otot. Kekurangan hormon ini

pada anak-anak menyebabkan pertumbuhannya

terhambat atau kerdil (kretinisme). Bila kelebihan

akan menyebabkan perumbuhan raksasa (gigantisme).

Jika kelebihan terjadi pada saat dewasa

akan menyebabkan pertumbuhan tidak seimbang

pada tulang jari tangan, jari kaki, rahang, ataupun

tulang hidung yang disebut akromegali.

2. Hormon tirotropin atau

Thyroid Stimulating

Hormone (TSH)

Mengontrol pertumbuhan dan perkembangan

kelenjar gondok atau tiroid serta merangsang

sekresi tiroksin.

3. Adrenocorticotropic

Hormone (ACTH)

Mengontrol pertumbuhan dan perkembangan aktivitas

kulit ginjal dan merangsang kelenjar adrenal

untuk mensekresikan glukokortikoid (hormon

yang dihasilkan untuk metabolisme karbohidrat).

4. Prolaktin (PRL) atau

Lactogenic Hormone

(LTH)

Memelihara korpus luteum (kelenjar endokrin

sementara pada ovarium) untuk memproduksi

progesteron dan air susu ibu

5. Hormon gonadotropin

pada wanita meliputi:

• Follicle Stimulating

Hormone (FSH)

• Lutenizing Hormone

(LH)

Merangsang pematangan folikel dalam ovarium

dan menghasilkan hormon estrogen.

Memengaruhi pematangan folikel dalam ovarium

dan menghasilkan hormon progesteron.

6. Hormon gonadotropin

pada pria meliputi:

• FSH

• Interstitial Cell

Stimulating Hormone

(ICTH)

Merangsang terjadinya spermatogenesis (proses

pematangan sperma).

Merangsang sel-sel interstisial testis untuk memproduksi

testoteron dan androgen.2) Hipo􀅿 sis bagian tengah

Kelenjar ini menghasilkan hormon perangsang melanosit atau melanosit

stimulating hormone (MSH). Apabila hormon ini banyak dihasilkan maka

menyebabkan kulit menjadi hitam. Sekresi MSH juga dirangsang oleh faktor

pengatur yang disebut faktor perangsang pelepasan hormon melanosit dan

dihambat oleh faktor inhibisi hormon melanosit (MIF).3) Hipo􀅿 sis bagian posterior

Hipofisis bagian posterior menghasilkan oksitosin dan vasopresin.

Oksitosin berperan dalam merangsang otot polos yang terdapat di uterus,

sedangkan vasopresin disebut juga hormon antidiuretik (ADH) berpengaruh

pada proses reabsorpsi urine pada tubulus distal sehingga mencegah

pengeluaran urine yang terlalu banyak.

b. Tiroid (kelenjar gondok)

Tiroid merupakan kelenjar yang berbentuk

cuping kembar dan di antara keduanya terdapat

daerah yang tersusun berlapis seperti susunan

genting pada atap rumah. Kelenjar ini terdapat

di bawah jakun di depan trakea. Kelenjar tiroid

menghasilkan hormon tiroksin yang memengaruhi

metabolisme sel tubuh dan pengaturan suhu

tubuh.

Tiroksin mengandung banyak yodium. Kekurangan

yodium dalam makanan dalam waktu

panjang mengakibatkan pembesaran kelenjar

gondok karena kelenjar ini harus bekerja keras

untuk membentuk tiroksin. Kekurangan tiroksin

menurunkan kecepatan metabolisme sehingga

pertumbuhan lambat dan kecerdasan menurun.

Bila ini terjadi pada anak-anak mengakibatkan

kretinisme, yaitu kelainan 􀅿 sik dan mental yang

menyebabkan anak tumbuh kerdil dan idiot.

Kekurangan yodium yang masih ringan dapat

diperbaiki dengan menambahkan garam yodium di dalam makanan.

Produksi tiroksin yang berlebihan menyebabkan penyakit eksoftalmik

tiroid (Morbus Basedowi) dengan gejala sebagai berikut; kecepatan metabolisme

meningkat, denyut nadi bertambah, gelisah, gugup, dan merasa demam.

Gejala lain yang nampak adalah bola mata menonjol keluar (eksoftalmus)

dan kelenjar tiroid membesar.

c. Paratiroid/kelenjar anak gondok

Paratiroid menempel pada kelenjar tiroid. Kelenjar ini menghasilkan

parathormon yang berfungsi mengatur kandungan fosfor dan kalsium dalam

darah. Kekurangan hormon ini menyebabkan tetani dengan gejala: kadar

kapur dalam darah menurun, kejang di tangan dan kaki, jari-jari tangan

membengkok ke arah pangkal, gelisah, sukar tidur, dan kesemutan.

Tumor paratiroid menyebabkan kadar parathormon terlalu banyak di

dalam darah. Hal ini mengakibatkan terambilnya fosfor dan kalsium dalam

tulang, sehingga urine banyak mengandung kapur dan fosfor. Pada orang

yang terserang penyakit ini tulang mudah sekali patah. Penyakit ini disebut

von Recklinghousen.d. Kelenjar adrenal/suprarenal/anak ginjal

Kelenjar ini berbentuk bola, menempel pada bagian atas ginjal. Pada setiap

ginjal terdapat satu kelenjar suprarenal yang dibagi menjadi dua bagian, yaitu

bagian luar (korteks) dan bagian tengah (medula).

Kelenjar bagian korteks menghasilkan hormon kortison yang terdiri atas

mineralokortikoid yang membantu metabolisme garam natrium dan kalium

serta menjaga keseimbangan hormon seks; dan glukokortikoid yang berfungsi

membantu metabolisme karbohidrat.

Kelenjar bagian medula menghasilkan hormon adrenalin dan hormon

noradrenalin. Hormon adrenalin menyebabkan meningkatnya denyut

jantung, kecepatan pernapasan, dan tekanan darah (menyempitkan pembuluh

darah). Hormon noradrenalin bekerja secara antagonis terhadap adrenalin,

yaitu berfungsi menurunkan tekanan darah dan denyut jantung.

Kerusakan pada bagian korteks mengakibatkan penyakit Addison dengan

gejala-gejala: timbul kelelahan, nafsu makan berkurang, mual, muntahmuntah,

terasa sakit di dalam tubuh. Dalam keadaan ketakutan atau dalam

keadaan bahaya, produksi adrenalin meningkat sehingga denyut jantung

meningkat dan memompa darah lebih banyak. Gejala lainnya adalah

melebarnya saluran bronkiolus, melebarnya pupil mata, kelopak mata terbuka

lebar, dan diikuti dengan rambut berdiri.

e. Pankreas

Ada beberapa kelompok sel pada pankreas yang dikenal sebagai pulau

Langerhans. Bagian ini berfungsi sebagai kelenjar endokrin yang menghasilkan

hormon insulin. Hormon ini berfungsi mengatur konsentrasi glukosa dalam

darah. Kelebihan glukosa akan dibawa ke sel hati dan selanjutnya akan

dirombak menjadi glikogen untuk disimpan. Kekurangan hormon ini akan

menyebabkan penyakit diabetes yang ditandai dengan meningkatnya kadar

glukosa dalam darah. Kelebihan glukosa tersebut dikeluarkan bersama

urine. Tanda-tanda diabetes melitus yaitu sering mengeluarkan urine dalam

jumlah banyak, sering merasa haus dan lapar, serta badan terasa lemas. Selain

menghasilkan insulin, pankreas juga menghasilkan hormon glukagon yang

bekerja antagonis dengan hormon insulin.

f. Hormon yang dihasilkan kelenjar gonad

Pada manusia, gonad atau kelenjar seks berbeda antara laki-laki dan

perempuan. Pada laki-laki disebut testis, sedangkan pada perempuan disebut

ovarium. Testis dan ovarium mensekresikan hormon seks yang berperan

dalam produksi sel-sel kelamin.

1) Ovarium

Ovarium merupakan organ reproduksi wanita. Selain menghasilkan sel

telur, ovarium juga menghasilkan hormon. Ada dua macam hormon yang

dihasilkan ovarium yaitu:

a) Estrogen

Hormon ini dihasilkan oleh Folikel de Graaf. Pembentukan estrogen

dirangsang oleh FSH. Fungsi estrogen adalah menimbulkan dantelinga),

mempertahankan tanda-tanda kelamin sekunder pada wanita. Tandatanda

kelamin sekunder adalah ciri-ciri yang dapat membedakan

wanita dengan pria tanpa melihat kelaminnya. Contohnya,

perkembangan pinggul, payudara, dan kulit menjadi bertambah

halus.

b) Progesteron

Hormon ini dihasilkan oleh korpus luteum. Pembentukannya

dirangsang oleh LH. Progesteron berfungsi menyiapkan dinding

uterus agar dapat menerima telur yang sudah dibuahi.

2) Testis

Seperti halnya ovarium, testis adalah organ reproduksi khusus pada pria.

Selain menghasilkan sperma, testis berfungsi sebagai kelenjar endokrin

yang menghasilkan hormon androgen, yaitu testosteron. Testosteron

berfungsi menimbulkan dan memelihara kelangsungan tanda-tanda

kelamin sekunder. Misalnya suara yang membesar, mempunyai kumis,

dan jakun.

2. Faktor-Faktor Pengatur Sekresi Hormon

Ada dua faktor yang berfungsi mengatur sekresi hormon, yaitu saraf dan

faktor bahan kimia.

a. Faktor saraf

Bagian medula kelenjar suprarenal mendapat pelayanan dari saraf

otonom. Oleh karena itu sekresinya diatur oleh saraf otonom.

b. Faktor kimia

Susunan bahan kimia atau hormon lain dalam aliran darah memengaruhi

sekresi hormon tertentu. Contohnya, sekresi insulin dipengaruhi oleh jumlah

glukosa di dalam darah.

D. Sistem Indra

 

Alat indra merupakan suatu alat tubuh yang mampu menerima rangsang

tertentu. Indra mempunyai sel-sel reseptor khusus untuk mengenali

perubahan lingkungan sehingga fungsi utama indra adalah mengenal

lingkungan luar atau berbagai rangsang dari lingkungan di luar tubuh kita.

Dengan memiliki indra kita mampu mengenal lingkungan dan menanggapi

perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungan. Oleh karena itu, kita dapat

melindungi tubuh kita terhadap gangguan-gangguan dari luar tubuh.

Setiap indra yang kita miliki terdiri dari alat penerima rangsang dan

urat saraf. Alat indra terdiri dari bagian-bagian yang berfungsi menerima,

mengolah, dan menjawab rangsang. Manusia memiliki lima macam indra,

yaitu:

1. indra penglihatan (mata),

2. indra pendengaran (telinga),3. indra peraba (kulit),

4. indra pengecap (lidah),

5. indra pembau (hidung).

Kelima indra tersebut berfungsi untuk mengenali perubahan lingkungan

luar, oleh karenanya disebut eksoreseptor. Reseptor yang berfungsi untuk

mengenali lingkungan dalam, misalnya nyeri, kadar oksigen atau karbon

dioksida, kadar glukosa dan sebagainya, disebut interoreseptor. Sel-sel

interoreseptor, misalnya terdapat pada sel otot, tendon, ligamentum, sendi,

dinding saluran pencernaan, dinding pembuluh darah, dan lain sebagainya.

Walaupun demikian, sesungguhnya interoreseptor terdapat di seluruh tubuh

manusia. Interoreseptor yang membantu koordinasi dalam sikap tubuh

disebut kinestesis.

1. Indra Penglihatan (Mata)

a. Bola Mata

Bola mata mempunyai 3 lapis dinding yang mengelilingi rongga bola

mata. Ketiga lapis dinding ini dari luar ke dalam adalah sebagai berikut.

1) Sklera

Sklera merupakan jaringan ikat dengan serat yang kuat; berwarna putih

buram (tidak tembus cahaya), kecuali di bagian depan bersifat transparan.

Bagian yang transparan tersebut disebut kornea. Konjungtiva adalah lapisan

transparan yang melapisi kornea dan kelopak mata. Lapisan ini berfungsi

melindungi bola mata dari gangguan.Mata mempunyai reseptor khusus untuk me ngenali perubahan sinar dan

warna. Sesungguhnya yang disebut mata bukanlah hanya bola mata, tetapi

termasuk otot-otot penggerak bola mata, kotak mata (rongga tempat mata

berada), kelopak, dan bulu mata.2) Koroid

Koroid berwarna cokelat kehitaman sampai hitam, merupakan lapisan

yang berisi banyak pembuluh darah yang memberi nutrisi dan oksigen

terutama untuk retina. Warna gelap pada koroid berfungsi untuk mencegah

re􀆀 eksi (pemantulan sinar). Di bagian depan, koroid membentuk badan siliaris

yang berlanjut ke depan membentuk iris yang berwarna. Di bagian depan iris

bercelah membentuk pupil (anak mata). Pupil berfungsi sebagai jalan sinar

masuk. Iris berfungsi sebagai diafragma, yaitu pengontrol ukuran pupil

untuk mengatur sinar yang masuk. Badan siliaris membentuk ligamentum

yang berfungsi mengikat lensa mata. Kontraksi dan relaksasi dari otot badan

siliaris akan mengatur cembung pipihnya lensa.3) Retina

Lapisan ini peka terhadap sinar. Pada seluruh bagian retina berhubungan

dengan badan sel-sel saraf yang serabutnya membentuk urat saraf optik yang

memanjang sampai ke otak. Bagian yang dilewati urat saraf optik tidak peka

terhadap sinar dan daerah ini disebut bintik buta.

Adanya lensa dan ligamentum pengikatnya menyebabkan rongga bola mata

terbagi dua, yaitu bagian depan terletak di depan lensa berisi cairan yang

disebut aqueous humor dan bagian belakang terletak di belakang lensa berisivitreous humor. Kedua cairan tersebut berfungsi menjaga lensa agar selalu

dalam bentuk yang benar.

Bagian-bagian mata yang lain yaitu: kotak mata pada tengkorak berfungsi

melindungi bola mata dari kerusakan. Selaput transparan yang melapisi

kornea dan bagian dalam kelopak mata disebut konjungtiva. Selaput ini peka

terhadap iritasi. Konjungtiva penuh dengan pembuluh darah dan serabut

saraf. Radang konjungtiva disebut konjungtivitis. Untuk mencegah kekeringan,

konjungtiva dibasahi dengan cairan yang keluar dari kelenjar air mata (kelenjar

lakrimal) yang terdapat di bawah alis.

Air mata mengandung lendir, garam, dan antiseptik dalam jumlah

kecil. Air mata berfungsi sebagai alat pelumas dan pencegah masuknya

mikroorganisme ke dalam mata.

b. Otot mata

Ada enam otot mata yang berfungsi memegang sklera. Empat di antaranya

disebut otot rektus ( rektus inferior, rektus superior, rektus eksternal, dan rektus

internal). Otot rektus berfungsi menggerakkan bola mata ke kanan, ke kiri,

ke atas, dan ke bawah. Dua lainnya adalah otot obliq atas (superior) dan otot

obliq bawah (inferior).

c. Fungsi mata

Sinar yang masuk ke mata sebelum sampai di retina mengalami pembiasan

lima kali, yaitu waktu melalui konjungtiva, kornea, aqueous humor, lensa,

dan vitreous humor. Pembiasan terbesar terjadi di kornea. Bagi mata normal,

bayang-bayang benda akan jatuh pada bintik kuning, yaitu bagian yang

paling peka terhadap sinar.

Ada dua macam sel reseptor pada retina, yaitu sel kerucut (sel konus) dan

sel batang (sel basilus). Sel konus berisi pigmen lembayung dan sel batang berisi

pigmen ungu. Kedua macam pigmen akan terurai bila terkena sinar, terutama

pigmen ungu yang terdapat pada sel batang. Oleh karena itu, pigmen pada

sel basilus berfungsi untuk situasi kurang terang, sedangkan pigmen dari sel

konus berfungsi lebih pada suasana terang, yaitu untuk membedakan warna,

makin ke tengah maka jumlah sel batang makin berkurang, sehingga di daerah

bintik kuning hanya ada sel konus saja.

Pigmen ungu yang terdapat pada sel basilus disebut rodopsin, yaitu

suatu senyawa protein dan vitamin A. Apabila terkena sinar, misalnya

sinar matahari, maka rodopsin akan terurai menjadi protein dan vitamin

A. Pembentukan kembali pigmen terjadi dalam keadaan gelap. Untuk

pembentukan kembali memerlukan waktu yang disebut adaptasi gelap (disebut

juga adaptasi rodopsin). Pada waktu adaptasi, mata sulit untuk melihat.

Pigmen lembayung dari sel konus merupakan senyawa iodopsin yang

merupakan gabungan antara retinin dan opsin. Ada tiga macam sel konus,

yaitu sel yang peka terhadap warna merah, hijau, dan biru. Dengan ketiga

macam sel konus tersebut mata dapat menangkap spektrum warna. Kerusakan

salah satu sel konus akan menyebabkan buta warna.

Jarak terdekat yang dapat dilihat dengan jelas disebut titik dekat (punctum
proximum). Jarak terjauh saat benda tampak jelas tanpa kontraksi disebut titik
jauh (punctum remotum). Jika kita sangat dekat dengan objek, maka cahaya
yang masuk ke mata tampak seperti kerucut, sedangkan jika kita sangat jauh
dari objek, maka sudut kerucut cahaya yang masuk sangat kecil sehingga sinar
tampak paralel. Baik sinar dari objek yang jauh maupun yang dekat harus
direfraksikan (dibiaskan) untuk menghasilkan titik yang tajam pada retina
agar objek terlihat jelas. Pembiasan cahaya untuk menghasilkan penglihatan
yang jelas disebut pemfokusan.
Cahaya dibiaskan jika melewati konjungtiva kornea. Cahaya dari objek
yang dekat membutuhkan lebih banyak pembiasan untuk pemfokusan
dibandingkan objek yang jauh. Mata mamalia mampu mengubah derajat
pembiasan dengan cara mengubah bentuk lensa. Cahaya dari objek yang jauh
difokuskan oleh lensa tipis panjang, sedangkan cahaya dari objek yang dekat
difokuskan dengan lensa yang tebal dan pendek. Perubahan bentuk lensa ini
akibat kerja otot siliari. Saat melihat dekat, otot siliari berkontraksi sehingga
memendekkan apertura yang mengelilingi lensa. Akibatnya lensa menebal
dan pendek. Saat melihat jauh, otot siliari relaksasi sehingga apertura yang
mengelilingi lensa membesar dan tegangan ligamen suspensor bertambah.
Akibatnya ligamen suspensor mendorong lensa sehingga lensa memanjang
dan pipih. Proses pemfokusan objek pada jarak yang berbeda-beda disebut
daya akomodasi. Cara kerja mata manusia pada dasarnya sama dengan cara
kerja kamera, kecuali cara mengubah fokus lensa.d. Gangguan pada mata
Mata manusia dapat mengalami kelainan atau gangguan. Gangguan atau
kelainan tersebut dapat diakibatkan karena penyakit, kebiasaan yang buruk,
de􀅿 siensi, dan faktor usia. Berikut ini akan dijelaskan beberapa gangguan dan
kelainan pada mata.
1) Miopi adalah cacat mata yang disebabkan oleh lensa mata terlalu cembung
sehingga bayangan dari benda yang jauh jatuh di depan retina. Miopi
disebut pula rabun jauh, karena tidak dapat melihat benda yang jauh
dengan jelas. Penderita miopi hanya mampu melihat jelas benda yang
dekat. Untuk menolong penderita miopi dipakai kacamata lensa cekung
( lensa negatif).
2) Hipermetropi adalah cacat mata yang disebabkan oleh lensa mata terlalu
pipih sehingga bayangan dari benda yang dekat jatuh di belakang retina.
Hipermetropi disebut juga rabun dekat karena tidak dapat melihat benda
yang jaraknya dekat. Penderita hipermetropi hanya mampu melihat benda
yang jauh. Untuk menolongnya digunakan kacamata lensa cembung.
3) Presbiopi umumnya terjadi pada orang berusia lanjut. Keadaan ini
disebabkan lensa mata terlalu pipih. Selain itu, daya akomodasi mata
sudah lelah sehingga tidak dapat memfokuskan bayangan benda yang
berada dekat mata.
4) Astigmatisma adalah cacat mata yang disebabkan oleh kecembungan
permukaan kornea atau permukaan lensa mata yang tidak rata sehingga
sinar yang datang tidak difokuskan pada satu titik. Untuk menolong
orang yang cacat mata seperti ini dipakai kacamata lensa silindris yang
memiliki beberapa fokus.
5) Katarak adalah cacat mata yang disebabkan adanya pengapuran pada
lensa mata sehingga daya akomodasi berkurang dan penglihatan menjadi
kabur. Katarak umumnya terjadi pada orang yang sudah berusia lanjut
dan dapat menimbulkan kebutaan.
6) Hemeralopi (rabun senja) adalah penyakit pada mata yang disebabkan
oleh kekurangan vitamin A. Penderita rabun senja tidak dapat melihat
dengan jelas pada senja hari. Bila keadaan demikian dibiarkan berlanjut
akan mengakibatkan kornea mata rusak dan dapat menyebabkan
kebutaan.
7) Buta warna merupakan kelainan penglihatan mata yang bersifat menurun.
Penderita buta warna tidak mampu membedakan warna-warna tertentu,
misalnya warna merah, hijau, atau biru. Seseorang yang buta warna total
hanya dapat membedakan warna hitam dan putih saja.
8) Keratomalasia timbul karena kornea menjadi putih dan rusak.2. Indra Pendengaran (Telinga)
Telinga mempunyai reseptor khusus untuk mengenali getaran bunyi
dan untuk keseimbangan. Ada tiga bagian utama dari telinga manusia, yaitu
bagian telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam.
Telinga luar berfungsi menangkap getaran bunyi, dan telinga tengah
meneruskan getaran dari telinga luar ke telinga dalam. Reseptor yang ada
pada telinga dalam akan menerima rangsang bunyi dan mengirimkannya
berupa impuls ke otak untuk diolah.a. Susunan telinga
Telinga tersusun atas tiga bagian, yaitu telinga luar, telinga tengah, dan
telinga dalam.
1) Telinga luar
Telinga luar terdiri dari daun telinga, saluran luar, dan membran timpani
(gendang telinga). Daun telinga manusia mempunyai bentuk yang khas, tetapi
bentuk ini kurang mendukung fungsinya sebagai penangkap dan pengumpul
getaran suara. Bentuk daun telinga yang sangat sesuai dengan fungsinya
adalah daun telinga pada anjing dan kucing, yaitu tegak dan membentuk
saluran menuju gendang telinga. Saluran luar yang dekat dengan lubang
telinga dilengkapi dengan rambut-rambut halus yang menjaga agar benda
asing tidak masuk. Selain itu, terdapat kelenjar lilin yang menjaga agar
permukaan saluran luar dan gendang telinga tidak kering.b. Cara kerja indra pendengaran
Gelombang bunyi yang masuk ke dalam telinga luar menggetarkan
gendang telinga. Getaran ini akan diteruskan oleh ketiga tulang pendengaran
ke jendela oval. Getaran struktur koklea pada jendela oval diteruskan ke
cairan limfa yang ada di dalam saluran vestibulum. Getaran cairan tadi akan
menggerakkan membran Reissner dan menggetarkan cairan limfa dalam
saluran tengah. Perpindahan getaran cairan limfa di dalam saluran tengah
menggerakkan membran basiler yang dengan sendirinya akan menggetarkan
cairan dalam saluran timpani. Perpindahan ini menyebabkan melebarnya
membran pada jendela bundar. Getaran dengan frekuensi tertentu akan
menggetarkan selaput-selaput basiler, yang akan menggerakkan sel-sel
rambut ke atas dan ke bawah. Ketika rambut-rambut sel menyentuh membran
tektorial, terjadilah rangsangan (impuls). Getaran membran tektorial dan
membran basiler akan menekan sel sensori pada organ Korti dan kemudian
menghasilkan impuls yang akan dikirim ke pusat pendengar di dalam otak
melalui saraf pendengaran.c. Susunan dan cara kerja alat keseimbangan
Bagian dari alat vestibulum atau alat keseimbangan berupa tiga saluran
setengah lingkaran yang dilengkapi dengan organ ampula (kristal) dan organ
keseimbangan yang ada di dalam utrikulus dan sakulus.
Ujung dari setiap saluran setengah lingkaran membesar dan disebut
ampula yang berisi reseptor. Pangkalnya berhubungan dengan utrikulus yang
menuju ke sakulus. Utrikulus maupun sakulus berisi reseptor keseimbangan.
Alat keseimbangan yang ada di dalam ampula terdiri dari kelompok sel saraf
sensori yang mempunyai rambut dalam tudung gelatin yang berbentuk kubah.
Alat ini disebut kupula. Saluran semisirkuler (saluran setengah lingkaran) peka
terhadap gerakan kepala.
Alat keseimbangan di dalam utrikulus dan sakulus terdiri dari sekelompok
sel saraf yang ujungnya berupa rambut bebas yang melekat pada otolith, yaitu
butiran natrium karbonat. Posisi kepala mengakibatkan desakan otolith pada
rambut yang menimbulkan impuls yang akan dikirim ke otak.
d. Gangguan dan penyakit pada telinga
Indra pendengaran (telinga) dapat mengalami gangguan atau kelainan.
Gangguan tersebut dapat berupa tersumbatnya telingan oleh kotoran dan
hilangnya pendengaran akibat pencemaran suara.
1) Tersumbatnya telinga oleh kotoran
Telinga bagian luar memiliki kelenjar yang menghasilkan minyak.
Minyak ini berguna untuk mencegah air dan kotoran masuk ke dalam telinga.
Biasanya, minyak bersama kotoran mengggumpal dan akan mengering.
Selanjutnya, kotoran telinga ini akan keluar dengan sendirinya. Namun,
kadangkala kotoran telinga mengumpul terlalu banyak dan menyumbat
telinga. Jika keadaan demikian, harus konsultasi dengan dokter.2) Hilangnya pendengaran akibat pencemaran suara
Suara yang terlalu keras dapat menyebabkan kerusakan telinga bagian
dalam. Akibatnya, pendengaran dapat terganggu dan bahkan pendengaran
hilang. Rusaknya telinga akibat suara yang terlalu keras dapat dicegah dengan
tidak mendengarkan dan menghindari sumber pencemaran suara atau
menggunakan alat penutup telinga yang dapat mengurangi intensitas suara.
3. Indra Peraba (Kulit)
Kulit pada manusia dapat berfungsi sebagai organ ekskresi maupun
sebagai indra peraba. Kulit merupakan indra peraba yang mempunyai
reseptor khusus untuk sentuhan, panas, dingin, sakit, dan tekanan.a. Susunan kulit
Kulit terdiri dari lapisan luar yang disebut epidermis dan lapisan dalam
yang disebut lapisan dermis. Perhatikan gambar 8.26. Pada epidermis tidak
terdapat pembuluh darah dan sel saraf. Epidermis tersusun atas empat lapis
sel. Dari bagian dalam ke bagian luar, pertama adalah stratum germinativumberfungsi membentuk lapisan di sebelah atasnya. Kedua, yaitu di sebelah
luar lapisan germinativum terdapat stratum granulosum yang berisi sedikit
keratin yang menyebabkan kulit menjadi keras dan kering. Selain itu sel-sel
dari lapisan granulosum umumnya menghasilkan pigmen hitam (melanin).
Kandungan melanin menentukan derajat warna kulit, kehitaman, atau
kecokelatan. Lapisan ketiga merupakan lapisan yang transparan disebut
stratum lusidum. Lapisan keempat (lapisan terluar) adalah lapisan tanduk
disebut stratum korneum.
Pada lapisan dalam, lapisan dermis merupakan jaringan penyokong yang
terdiri dari serat yang berwarna putih dan serat yang berwarna kuning. Serat
kuning bersifat elastis/lentur, sehingga kulit dapat mengembang.
Stratum germinativum mengadakan pertumbuhan ke daerah dermis
membentuk kelenjar keringat dan akar rambut. Akar rambut berhubungan
dengan pembuluh darah yang membawakan makanan dan oksigen. Selain
itu juga berhubungan dengan serabut saraf. Pada setiap pangkal akar rambut
melekat otot penggerak rambut. Pada waktu dingin atau merasa takut, otot
rambut mengerut dan rambut menjadi tegak. Di sebelah dalam dermis
terdapat timbunan lemak yang berfungsi sebagai bantalan untuk melindungi
bagian dalam tubuh dari kerusakan mekanik.
b. Fungsi kulit
Kulit berfungsi sebagai alat pelindung bagian dalam, misalnya otot dan
tulang; sebagai alat peraba dengan dilengkapi dengan bermacam reseptor
yang peka terhadap berbagai rangsangan; sebagai alat ekskresi; serta pengatur
suhu tubuh.
Sehubungan dengan fungsinya sebagai alat peraba, kulit dilengkapi
dengan reseptor-reseptor khusus. Reseptor untuk rasa sakit ujungnya
menjorok masuk ke daerah epidermis. Reseptor untuk tekanan (korpuskula
Pacini) ujungnya berada di dermis yang jauh dari epidermis. Reseptor untuk
rangsang sentuhan dan panas (korpuskula Ru􀅿 ni) ujung reseptornya terletak
di dekat epidermis. Kemudian reseptor untuk rangsang dingin (ujung saraf
Krause) dan reseptor yang lain misalnya korpuskula Meissner.
c. Gangguan dan penyakit pada kulit
Kulit sebagai indra peraba dapat mengalami gangguan atau kelainan.
Kelainan tersebut disebabkan karena kotoran, penyakit, atau kesalahan
kosmetik. Berikut ini akan dijelaskan beberapa kelainan dan penyakit pada
kulit.
1) Jerawat
Jerawat biasanya muncul di wajah, leher, punggung, bahu, dada, dan
bahkan di lengan atas. Jerawat biasanya terjadi karena tersumbatnya
pori-pori kulit oleh kotoran.
2) Dermatitis
Dermatitis atau eksim merupakan penyakit peradangan kulit. Dermatitis
secara umum ditandai dengan kulit yang membengkak, memerah,
dan gatal-gatal. Dermatitis dapat disebabkan oleh benda-benda yang
menyebabkan alergi pada kulit (misalnya sabun, logam, atau kosmetik).
3) Ketombe
Ketombe adalah sejenis eksim yang mengenai kulit kepala. Ditandai
dengan terbentuknya sisik halus yang mudah lepas dari kulit.
4) Panu
Panu diakibatkan oleh jamur. Infeksi jamur dapat bermacam-macam,
pengobatannya biasanya membutuhkan waktu lama, paling sedikit 30
hari dengan obat khusus jamur.4. Indra Pengecap (Lidah)
Lidah mempunyai reseptor khusus yang ber kaitan dengan rangsangan
kimia. Lidah merupa kan organ yang tersusun dari otot. Permukaan lidah
dilapisi dengan lapisan epitelium yang banyak mengandung kelenjar lendir
dan reseptor pengecap berupa tunas pengecap. Tunas pengecap terdiri atas
sekelompok sel sensori yang mempunyai tonjolan seperti rambut.
Permukaan atas lidah penuh dengan tonjolan ( papila). Tonjolan itu dapat
dikelompokkan menjadi tiga macam bentuk, yaitu bentuk benang, bentuk
dataran yang dikelilingi parit-parit, dan bentuk jamur. Tunas pengecap terdapat
pada parit-parit pa pila bentuk dataran, di bagian samping dari papila
berbentuk jamur, dan di permukaan papila berbentuk benang.Gangguan dan penyakit pada lidah
Penyakit yang dapat menyerang lidah misalnya kanker. Penyebab kanker
belum diketahui dengan pasti. Namun terdapat beberapa faktor yang diduga
menyebabkan kanker lidah, yaitu merokok dan minum-minuman beralkohol
terlalu banyak.
5. Indra Pembau (Hidung)
Indra pembau berupa kemoreseptor yang terdapat di permukaan dalam
hidung, yaitu pada lapisan lendir bagian atas. Reseptor pencium tidak
bergerombol seperti tunas pengecap.Epitelium pembau mengandung 20 juta sel-sel
olfaktori yang khusus dengan akson-akson yang
tegak sebagai serabut-serabut saraf pembau. Di
akhir setiap sel pembau pada permukaan epitelium
mengandung beberapa rambut-rambut pembau
yang bereaksi terhadap bahan kimia bau-bauan di
udara.Gangguan dan penyakit pada hidung
Sinusitis adalah peradangan pada rongga hidung bagian atas. Gejalagejala
sinusitis adalah sakit kepala, rasa sakit di bagian wajah, demam, keluar
ingus bening, rasa sesak di rongga dada, tenggorokan sakit, dan batuk.
Sinusitis disebabkan oleh segala sesuatu yang mengganggu atau
menghambat aliran udara ke dalam rongga hidung atau keluarnya mukus
(cairan) hidung keluar dari hidung. Mukus yang terkumpul merupakan lahan
yang subur untuk pertumbuhan bakteri. Akibatnya, timbullah peradangan.

 

 

Sistem Ekskresi

{ January 30, 2012 @ 6:43 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI SMA KELAS XI }
{ Tags: , , , , , , , , , } · { Leave a Comment }

Metabolisme akan menghasilkan

zat yang berguna bagi tubuh dan zat-zat sisa yang tidak digunakan

tubuh. Sisa hasil metabolisme dikeluarkan melalui alat-alat pengeluaran.

Apabila sisa hasil metabolisme tersebut tidak dikeluarkan maka dapat menyebabkan

tubuh keracunan. Zat-zat sisa yang dikeluarkan tubuh antara lain

karbon dioksida (CO2), amonia (NH4), dan air (H2O). Proses pengeluaran sisa

metabolisme yang tidak berguna tersebut disebut ekskresi.

Ekskresi melibatkan alat-alat khusus dan membentuk suatu sistem yang

disebut sistem ekskresi. Setiap makhluk hidup memiliki alat ekskresi yang

berbeda-beda. Kalian akan mempelajarinya pada bab ini.

Sistem ekskresi sangat berperan penting untuk menjaga keseimbangan

cairan dalam tubuh (homeostatis) dengan cara osmoregulasi. Osmoregulasi,

yaitu mekanime untuk mengatur konsentrasi bahan terlarut dalam cairan sel

atau cairan tubuh.

B. Sistem Ekskresi ManusiaEkskresi berarti pengeluaran zat buangan

atau zat sisa hasil metabolisme yang berlangsung

dalam tubuh organisme (makhluk hidup). Zat

sisa metabolisme dikeluarkan dari tubuh oleh alat

ekskresi. Alat pengeluaran pada makhluk hidup

berbeda-beda sesuai dengan jenisnya. Semakin

tinggi tingkatan makhluk hidup maka semakin

kompleks alat pengeluarannya. Alat pengeluaran

pada manusia dan vertebrata terdiri atas ginjal,

kulit, paru-paru, dan hati. Perhatikan gambar 7.1.

Sedangkan alat pengeluaran pada hewan yang

lebih rendah tingkatannya antara lain berupa buluh

Malpighi, nefridia, sel api, dan rongga berdenyut.

Sistem ekskresi membantu memelihara homeostatis dengan tiga cara,

yaitu melakukan osmoregulasi, mengeluarkan sisa metabolisme, dan

mengatur konsentrasi sebagian besar penyusun cairan tubuh.

Zat sisa metabolisme adalah hasil pembongkaran zat makanan yang

bermolekul kompleks. Zat sisa ini sudah tidak berguna lagi bagi tubuh. Sisa

metabolisme antara lain, CO2, H2O, NH3, zat warna empedu, dan asam urat.

Karbon dioksida dan air merupakan sisa oksidasi atau sisa pembakaran

zat makanan yang berasal dari karbohidrat, lemak, dan protein. Kedua

senyawa tersebut tidak berbahaya bila kadarnya tidak berlebihan. Walaupun

CO2 berupa zat sisa namun sebagian masih dapat dipakai sebagai penjagakestabilan pH dalam darah. Demikian juga H2O dapat digunakan untuk

berbagai kebutuhan, misalnya sebagai pelarut.

Amonia (NH3), hasil pembongkaran/pemecahan protein, merupakan zat

yang beracun bagi sel. Oleh karena itu, zat ini harus dikeluarkan dari tubuh.

Namun demikian, jika untuk sementara disimpan dalam tubuh zat tersebut

akan dirombak menjadi zat yang kurang beracun, yaitu dalam bentuk urea.

Zat warna empedu adalah sisa hasil perombakan sel darah merah yang

dilakukan oleh hati dan disimpan pada kantung empedu. Zat inilah yang

akan dioksidasi jadi urobilinogen yang berguna memberi warna pada tinja

dan urine.

Asam urat merupakan sisa metabolisme yang mengandung nitrogen

(sama dengan amonia). Asam urat mempunyai daya racun lebih rendah

dibandingkan amonia, karena daya larutnya di dalam air rendah.

Tugas pokok alat ekskresi adalah membuang sisa metabolisme walaupun

alat pengeluarannya berbeda-beda. Sistem ekskresi pada manusia dan

vertebrata lainnya melibatkan organ paru-paru, kulit, ginjal, dan hati. Namun

yang terpenting dari keempat organ tersebut adalah ginjal.

1. Ginjal

Fungsi utama ginjal adalah mengekskresikan

zat-zat sisa metabolisme yang mengandung

nitrogen misalnya amonia. Amonia adalah hasil

pemecahan protein dan bermacam-macam garam,

melalui proses deaminasi atau proses pembusukan

mikroba dalam usus. Selain itu, ginjal juga

berfungsi mengeksresikan zat yang jumlahnya

berlebihan, misalnya vitamin yang larut dalam

air; mempertahankan cairan ekstraseluler dengan

jalan mengeluarkan air bila berlebihan; serta

mempertahankan keseimbangan asam dan basa.

Hasil ekskresi dari ginjal berupa urine.a. Struktur ginjal

Bentuk ginjal seperti kacang merah, jumlahnya sepasang dan terletak

di dorsal kiri dan kanan tulang belakang di daerah pinggang. Berat ginjal

diperkirakan 0,5% dari berat badan, dan panjangnya ± 10 cm. Setiap menit

20-25% darah dipompa oleh jantung yang mengalir menuju ginjal. Perhatikan

gambar 7.2.

Ginjal terdiri atas tiga bagian utama yaitu:

1. korteks (bagian luar),

2. medula (sumsum ginjal),

3. pelvis renalis (rongga ginjal).

Bagian korteks ginjal mengandung banyak sekali nefron (± 100 juta)

sehingga permukaan kapiler ginjal menjadi luas, akibatnya perembesanzat buangan menjadi banyak. Setiap nefron terdiri atas badan Malpighi

dan tubulus (saluran) yang panjang. Pada badan Malpighi terdapat kapsul

Bowman yang bentuknya seperti mangkuk atau piala yang berupa selaput

sel pipih. Kapsul Bowman membungkus glomerulus. Glomerulus berbentuk

jalinan kapiler arterial. Tubulus (pembuluh) pada badan Malpighi adalah

tubulus proksimal yang bergulung dekat kapsul Bowman di mana pada

dinding selnya terdapat banyak sekali mitokondria. Tubulus yang kedua

adalah tubulus distal.

Pada rongga ginjal bermuara pembuluh pengumpul. Rongga ginjal

dihubungkan oleh ureter (berupa saluran) ke kantung kemih (vesika urinaria)

yang berfungsi sebagai tempat penampungan sementara urine sebelum keluar

tubuh. Dari kantung kemih, urine dikeluarkan dari tubuh melewati saluran

yang disebut uretra.

b. Proses-proses di dalam ginjal

Di dalam ginjal terjadi rangkaian proses 􀅿 ltrasi, reabsorpsi, dan augmentasi.

Keseluruhan proses tersebut akan membentuk urine.

1) Penyaringan (􀅿 ltrasi)

Filtrasi terjadi pada kapiler glomerulus kapsul Bowman. Pada glomerulus

terdapat sel-sel endotelium kapiler yang berpori (podosit) sehingga

mempermudah proses penyaringan. Beberapa faktor yang mempermudah

proses penyaringan adalah tekanan hidrolik dan permeabilitias yang tinggi

pada glomerulus. Selain penyaringan, di glomelurus terjadi pula pengikatan

kembali sel-sel darah, keping darah, dan sebagian besar protein plasma.

Bahan-bahan kecil terlarut dalam plasma, seperti glukosa, asam amino,

natrium, kalium, klorida, bikarbonat, garam lain, dan urea melewati saringan

tersebut dan menjadi bagian dari endapan.

Hasil penyaringan di glomerulus berupa 􀅿 ltrat glomerulus (urine primer)

yang komposisinya serupa dengan darah tetapi tidak mengandung protein.

Pada 􀅿 ltrat glomerulus masih dapat ditemukan asam amino, glukosa, natrium,

kalium, dan garam-garam lainnya.

2) Penyerapan kembali ( Reabsorpsi)

Volume urine manusia hanya 1% dari 􀅿 ltrat

glomerulus. Oleh karena itu, 99% 􀅿 ltrat glomerulus

akan direabsorpsi secara aktif pada tubulus kontortus

proksimal dan terjadi penambahan zat-zat sisa

serta urea pada tubulus kontortus distal.

Substansi yang masih berguna pada urine

primer seperti glukosa dan asam amino dikembalikan

ke darah melalui pembuluh kapiler yang

berada di sekitar pembuluh. Glukosa dan asam

amino diabsorpsi pada tubulus proksimal dan tubulus

distal. Selain itu air yang terdapat pada 􀅿 ltrat

glomerulus juga diserap kembali melalui prosesosmosis. Penyerapan air terjadi di dalam tubulus distal, lengkung Henle,

dan pembuluh pengumpul. Substansi yang tidak berguna, kelebih an garam,

dan bahan lain pada 􀅿 ltrat dikeluarkan dalam urine. Tiap hari tabung ginjal

mereabsorpsi lebih dari 178 liter air, 1.200 gram garam, dan 150 gram glukosa.

Sebagian besar dari zat-zat ini direabsorpsi beberapa kali.

Setelah terjadi reabsorpsi maka tubulus akan

menghasilkan urine sekunder yang komposisinya

sangat berbeda dengan urine primer. Pada urine

sekunder, zat-zat yang masih diperlukan tidak akan

ditemukan lagi. Sebaliknya, konsentrasi zat-zat sisa

metabolisme yang bersifat racun bertambah, misalnya

ureum dari 0,03% dalam urine primer dapat

mencapai 2% dalam urine sekunder.

3) Augmentasi

Pada proses augmentasi, urine sekunder dari

lengkung Henle akan masuk ke tubulus distal. Di

dalam tubulus distal urine mengalami augmentasi,

yaitu proses penambahan zat yang tidak diperlukan

tubuh ke dalam tubulus kontortus distal. Komposisi

urine yang dikeluarkan lewat ureter adalah 96% air,

1,5% garam, 2,5% urea, dan sisanya substansi lain,

misalnya pigmen empedu yang berfungsi memberi

warna dan bau pada urine.

c. Hal-hal yang memengaruhi produksi urine

Hormon antidiuretik (ADH) yang dihasilkan

oleh kelenjar hipo􀅿 sis posterior akan memengaruhi

penyerapan air pada bagian tubulus distal karena

meningkatkan permeabilitias sel terhadap air.

Jika hormon ADH rendah maka penyerapan air

berkurang sehingga urine menjadi banyak dan

encer. Sebaliknya, jika hormon ADH banyak,

penyerapan air banyak sehingga urine sedikit

dan pekat. Kehilangan kemampuan mensekresi

ADH menyebabkan penyakit diabetes insipidus.

Penderitanya akan menghasilkan urine yang

sangat encer.

Selain ADH, banyak sedikitnya urine dipengaruhi

pula oleh faktor-faktor sebagai berikut:

1) Jumlah air yang diminum

Akibat banyaknya air yang diminum, akan

menurunkan konsentrasi protein yang dapat

menyebabkan tekanan koloid protein menurun,

sehingga tekanan 􀅿 ltrasi kurang efektif.

Hasilnya, urine yang diproduksi banyak.2) Saraf

Rangsangan pada saraf ginjal akan menyebabkan penyempitan duktus

aferen sehingga aliran darah ke glomerulus berkurang. Akibatnya, 􀅿 ltrasi

kurang efektif karena tekanan darah menurun.

3) Banyak sedikitnya hormon insulin

Apabila hormon insulin kurang (penderita

diabetes melitus), kadar gula dalam darah akan

dikeluarkan lewat tubulus distal. Kelebihan

kadar gula dalam tubulus distal mengganggu

proses penyerapan air, sehingga orang akan

sering mengeluarkan urine.2. Paru-Paru ( Pulmo)

Paru-paru memiliki fungsi utama sebagai alat

pernapasan. Akan tetapi, karena mengekskresikan

zat sisa metabolisme maka dibahas pula dalam

sistem ekskresi. Karbon dioksida dan air hasil

metabolisme di jaringan diangkut oleh darah

lewat vena untuk dibawa ke jantung, dari jantung

akan dipompakan ke paru-paru untuk berdifusi

di alveolus. Selanjutnya, H2O dan CO2 berdifusi

atau dieksresikan ke alveolus paru-paru karena

pada alveolus bermuara banyak kapiler yang

mempunyai selaput tipis.

Karbon dioksida dari jaringan, sebagian besar (75%) diangkut oleh plasma

darah dalam bentuk senyawa HCO3, sedangkan sekitar 25% lagi diikat oleh

Hb yang membentuk karboksihemoglobin (HbCO2).3. Hati ( Hepar)

Hati disebut juga sebagai alat ekskresi di

sam ping berfungsi sebagai kelenjar dalam sistem

pencernaan. Perhatikan gambar 7.5. Hati menjadi

bagian dari sistem ekskresi karena menghasilkan

empedu. Hati juga berfungsi merombak hemoglobin

menjadi bilirubin dan biliverdin, setelah

mengalami oksidasi akan berubah menjadi urobilin

yang memberi warna kekuningan pada feses.

Demikian juga kreatinin hasil pemecahan protein,

pembuangannya diatur oleh hati kemudian diangkut

oleh darah ke ginjal.

Jika saluran empedu tersumbat karena adanya endapan kolesterol, maka

cairan empedu akan masuk dalam sistem peredaran darah sehingga cairan

darah menjadi lebih kuning. Penderita yang mengalami gejala tersebut

mengalami sakit kuning.

4. Kulit

Kulit berfungsi sebagai organ ekskresi karena mengandung kelenjar

keringat (glandula sudorifera) yang mengeluarkan 5% sampai 10% dari seluruh

sisa metabolisme. Pusat pengatur suhu pada susunan saraf pusat akan

mengatur aktivitas kelenjar keringat dalam mengeluarkan keringat.

Keringat mengandung air, larutan garam, dan urea. Pengeluaran keringat

yang berlebihan bagi pekerja berat menimbulkan hilangnya garam-garam

mineral sehingga dapat menyebabkan kejang otot dan pingsan.

Kulit selain berfungsi mengekskresikan keringat, juga berfungsi sebagai

pelindung terhadap kerusakan 􀅿 sik, penyinaran, serangan kuman, penguapan,

sebagai organ penerima rangsang (reseptor), serta pengatur suhu tubuh. Kulit

terdiri atas dua bagian utama yaitu: epidermis dan dermis.a. Epidermis (lapisan terluar) dibedakan lagi atas:

Epidermis memiliki lapisan-lapisan (stratum) penyusun, yaitu:

1. stratum korneum berupa zat tanduk (sel mati) dan selalu mengelupas,

2. stratum lusidum,

3. stratum granulosum yang mengandung pigmen, bersama stratum lusidum

mengganti sel-sel di lapisan straum korneum,

4. stratum germinativum adalah lapisan yang selalu membentuk sel-sel kulit

ke arah luar.

b. Dermis

Dermis memiliki 2 lapisan, yaitu stratum papilar dan stratum retikularis.

Baik stratum papilar dan stratum retikularis tersusun atas serabut-serabut

kolagen, elastis, dan retikulus. Serabut kolagen memberikan kekuatan pada

kulit. Serabut elastis bertujuan memberi kelenturan kulit. Serabut retikulus

memberikan kekuatan pada alat di sekitar kelenjar dan folikel rambut.

Dermis merupakan bagian yang terdapat akar rambut, kelenjar minyak,

pembuluh darah, serabut saraf, serta otot penegak rambut. Kelenjar keringat

akan menyerap air dan garam mineral dari kapiler darah karena letaknya

yang berdekatan. Selanjutnya, air dan garam mineral akan dikeluarkan di

permukaan kulit (pada pori) sebagai keringat. Keringat yang keluar akan

menyerap panas tubuh sehingga suhu tubuh akan tetap.

Dalam kondisi normal, keringat yang keluar sekitar 50 cc per jam. Jumlah

ini akan berkurang atau bertambah jika ada faktor-faktor tertentu, misalnya

suhu lingkungan yang tinggi, gangguan dalam penyerapan air pada ginjal

(gagal ginjal), kelembapan udara, aktivitas tubuh yang meningkat sehingga

proses metabolisme berlangsung lebih cepat untuk menghasilkan energi,

gangguan emosional, dan menyempitnya pembuluh darah akibat rangsangan

pada saraf simpatik.5. Kelainan dan Penyakit pada Sistem Ekskresi

a. Kelainan dan penyakit pada ginjal

1) Gagal ginjal

Ginjal dapat rusak akibat infeksi bakteri. Jika

salah satu ginjal tidak berfungsi, ginjal lainnya

mengambil alih tugas penyaringan darah. Jika

kedua ginjal tidak berfungsi, dapat berakibat

fatal karena urea akan tertimbun di dalam tubuh.

Kadar urea yang tinggi meracuni tubuh dan dapat

mengakibatkan kematian.

Jika terjadi penimbunan urea, penderita

mempunyai dua pilihan, yaitu cangkok ginjal

atau cuci darah secara rutin. Cuci darah biasanya

dilakukan sampai penderita mendapatkan donor

ginjal. Organ donor harus memiliki kesesuaian

jaringan dengan organ penderita, agar tidak terjadi

penolakan.

2) Diabetes melitus

Diabetes melitus (kencing manis) adalah penyakit

yang ditandai adanya kadar gula (glukosa)

yang tinggi dalam darah. Hal ini terjadi karena

hormon insulin di dalam tubuh sangat rendah.Rendahnya hormon insulin menyebabkan perombakan glukosa menjadi

glikogen terganggu, sehingga glukosa dalam darah meningkat. Penderita

diabetes melitus selalu merasa kehausan. Beberapa penderita diabetes sering

mengeluhkan sakit kepala, mual, dan muntah.

3) Diabetes insipidus

Diabetes insipidus adalah penyakit yang ditandai dengan pengeluaran

urine yang berlebih. Penyebab diabetes insipidus, yaitu kekurangan ADH.

Kurangnya ADH mengakibatkan pening katan pengeluaran urine, peningkatan

dehidrasi pada penderita, rasa haus terus-menerus, dan tekanan darah

rendah.

4) Batu ginjal

Batu ginjal adalah penyakit karena adanya batu (endapan garam kalsium)

di dalam rongga ginjal, saluran ginjal, atau di dalam kantung kemih. Adanya

batu tersebut menyulitkan keluarnya urine dan menimbulkan rasa nyeri.

Batu ginjal dapat disebabkan oleh kurangnya cairan yang masuk ke dalam

tubuh, kegiatan yang berlebihan disertai dehidrasi, dan konsumsi obat-obatan

yang mengandung asam urik.

5) Nefritis

Nefritis yaitu kerusakan pada nefron ( glomerulus) karena infeksi kuman.

Penyakit ini menyebabkan ginjal tidak dapat bekerja sesuai fungsinya.Akibatnya, urea masuk ke dalam darah dan gejala ini

disebut uremia. Uremia menyebabkan penyerapan

air terganggu sehingga terjadi penimbunan air di

kaki (kaki membesar) yang disebut edema. Penyakit

inilah yang sering disebut gagal ginjal.

b. Kelainan dan penyakit pada hati

Kelainan dan penyakit yang mengganggu

fungsi hati sebagai alat ekskresi adalah hepatitis.

Hepatitis adalah radang hati yang disebabkan

oleh virus. Ada bermacam-macam virus, misalnya

virus hepatitis A, B, C, D, E, F, dan G. Hepatitis

yang disebabkan oleh virus hepatitis B lebih berat

daripada yang disebabkan oleh virus hepatitis A.

Hepatitis A disebabkan oleh infeksi hepatitis

A virus (HAV). Hepatitis A menular melalui

makanan, air, dan peralatan yang terkontaminasi

HAV. Hepatitis B disebabkan oleh infeksi hepatitis

B virus (HBV). Hepatitis B dapat menular melalui

darah, misalnya melalui transfusi darah. Hepatitis

C disebabkan oleh virus yang belum diketahui

secara pasti.

c. Kelainan dan penyakit pada kulit

1) Biduran

Udara dingin bisa menyebabkan kulit kita

menjadi gatal dan timbul bengkak-bengkak dengan

bentuk yang tidak teratur. Kondisi seperti ini disebut

biduran. Biduran dapat berlangsung beberapa

jam hingga beberapa hari dan tidak meninggalkan

bekas. Alergi terhadap bahan kimia, makanan, atau

obat-obatan dapat pula menyebabkan biduran.

2) Kaki atlet (athlete’s foot)

Penyakit ini disebabkan oleh infeksi jamur pada kaki. Keadaan lembap

dan berkeringat pada kaki merupakan kondisi yang mendukung pertumbuhan

jamur ini. Menjaga agar kaki kita tidak lembap dan segera melepaskan

sepatu atau kaus kaki setelah beraktivitas dapat membantu mencegah penyakit

kaki atlet.

3) Ringworm

Selain menginfeksi kulit, jamur penyebab ringworm dapat menginfeksi

kuku dan kulit kepala. Ciri dari infeksi jamur ini adalah membentuk bekas

melingkar di kulit. Penyakit ini dapat dikurangi dengan menggunakan obat

antijamur. Cara yang paling tepat untuk mencegah penyakit ini dengan

menjaga kebersihan diri dan menjaga agar kulit tetap kering dan tidak

lembap.4) Kutu dan cacing

Selain jamur, parasit yang umum ditemui pada kulit manusia berupa kutu

dan cacing. Kutu dan cacing menyebabkan iritasi dan gatal. Parasit ini dapat

berpindah ke orang lain sehingga bisa menular.

5) Psoriasis

Penderita psoriasis mengalami gejala seperti kulit kemerahan dan bersisik

yang dapat terjadi pada kulit kepala, sikut, lutut, atau punggung. Gejala ini

sering berulang dan hingga saat ini psoriasis belum dapat disembuhkan secara

total.

6) Kanker kulit

Dari semua jenis kanker, kanker kulit adalah jenis kanker yang paling

sering dijumpai. Paparan terhadap sinar matahari yang berlebihan dapat

memicu timbulnya kanker kulit. Penyakit ini lebih sering menyerang

orang dengan kulit yang berwarna terang yang lebih sensitif terhadap sinar

matahari. Pencegahan dapat dilakukan dengan menggunakan tabir surya atau

membatasi lamanya kulit terpapar sinar matahari.

C. Alat Ekskresi pada Hewan

Alat ekskresi pada hewan avertebrata berbeda dengan hewan vertebrata.

Pada hewan avertebrata belum terdapat sistem ekskresi. Namun, hewanhewan

avertebrata mempunyai alat dan cara tersendiri dalam melakukan

proses ekskresi. Misalnya sel-sel api pada Platyhelminthes, nefridia pada

Annelida, dan saluran/pembuluh malpighi pada serangga. Protozoa juga

memiliki alat ekskresi berupa vakuola kontraktil.

Sistem ekskresi pada vertebrata sudah memiliki alat-alat yang lebih

spesi􀅿 k. Misalnya pisces dan am􀅿 bi dengan sepasang ginjal opistonefros,

reptilia, aves, dan mamalia dengan sepasang ginjal metanefros. Berikut ini

akan dibahas alat ekskresi belalang anggota hewan avertebrata dan alat

ekskresi ikan anggota hewan vertebrata.

1. Alat Ekskresi pada Belalang

Alat ekskresi belalang adalah pembuluh Malpighi. Pembuluh Malpighi yaitu

alat pengeluaran yang berfungsi seperti ginjal pada vertebrata. Pembuluh

Malpighi berupa kumpulan benang halus yang berwarna putih kekuningan

dan pangkalnya melekat pada pangkal dinding usus. Di samping pembuluh

Malpighi, serangga juga memiliki sistem trakea untuk mengeluarkan zat sisa

hasil oksidasi yang berupa CO2. Sistem trakea ini berfungsi seperti paru-paru

pada vertebrata.

Belalang tidak dapat mengekskresikan amonia dan harus memelihara

konsentrasi air di dalam tubuhnya. Amonia yang diproduksinya diubah

menjadi bahan yang kurang toksik yang disebut asam urat. Asam urat

berbentuk kristal yang tidak larut.Pembuluh Malpighi terletak di antara usus tengah dan usus belakang.

Darah mengalir lewat pembuluh Malpighi. Saat cairan bergerak lewat bagian

proksimal pembuluh Malpighi, bahan yang mengandung nitrogen diendapkan

sebagai asam urat, sedangkan air dan berbagai garam diserap kembali secara

osmosis dan transpor aktif. Asam urat dan sisa air masuk ke usus halus dan

sisa air akan diserap lagi. Kristal asam urat dapat diekskresikan lewat anus

bersama dengan feses.2. Alat Ekskresi pada Ikan

Ikan memiliki saluran ginjal dan saluran kelaminnya bermuara dan

bersatu pada suatu lubang yang dinamakan urogenital yang terletak di

belakang anus. Ikan mengeluarkan zat sisa yang berupa cairan.

Pada ikan yang bernapas dengan insang, urine dikeluarkan melalui kloaka

atau porus urogenitalis, dan karbon dioksida dikeluarkan melalui insang.

Sedangkan pada ikan yang bernapas dengan paru-paru, karbon dioksida

dikeluarkan melalui paru-paru dan urine dikeluarkan melalui kloaka.

Sistem pengeluaran pada ikan air laut dan ikan air tawar sedikit berbeda.

Pada ikan air tawar, ginjal mengandung sejumlah besar glomerulus.

Penyaringan berjalan cepat kemudian amonia akan dikeluarkan bersama urine

yang sangat encer dan banyak. Pada ikan air laut bertulang keras, ginjalnya

hanya sedikit mengandung glomerulus. Penyaringan berjalan lambat dan

nitrogen sisa berupa urea diekskresikan bersama urine. Urine tersebut hanya

sedikit dan bersifat isotonik dengan cairan tubuh.

Sistem Pencernaan

{ January 30, 2012 @ 6:35 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI SMA KELAS XI }
{ Tags: , , , , } · { Leave a Comment }

Pernapasan adalah proses pertukaran gas

antara makhluk hidup dengan lingkungannya.

Dalam proses pernapasan, oksigen merupakan

zat kebutuhan utama. Oksigen untuk pernapasan

A. Pendahuluan

B. Sistem Pernapasan Manusia

Proses pernapasan pada manusia berjalan tidak secara langsung, artinya

udara tidak berdifusi langsung masuk ke dalam sel tubuh melalui permukaan

kulit. Udara masuk ke dalam tubuh melalui saluran pernapasan. Berikut ini

akan dijelaskan alat-alat pernapasan dan mekanismenya.

1. Alat Pernapasan

Alat pernapasan adalah alat atau bagian tubuh tempat O2 dapat berdifusi

masuk dan sebaliknya CO2 dapat berdifusi keluar pada respirasi aerob. Alat

pernapasan pada manusia terdiri atas rongga hidung, faring ( tekak), laring

( pangkal tenggorokan), bronkus (cabang batang tenggorokan), dan pulmo

(paru-paru).

a. Rongga hidung ( cavum nasalis)

Udara dari luar akan masuk lewat rongga hidung (cavum nasalis). Rongga

hidung berlapis selaput lendir. Selaput lendir berfungsi menangkap benda

asing yang masuk lewat saluran pernapasan. Selain itu, terdapat juga rambut

pendek dan tebal yang berfungsi menyaring partikel kotoran yang masuk

bersama udara. Juga terdapat konka yang mempunyai banyak kapiler darah

yang berfungsi menghangatkan udara yang masuk. Jadi, rongga hidung

berfungsi untuk: menyaring udara, melembapkan udara, dan memanaskan

udara.

diperoleh dari lingkungan sekitar. Oksigen diperlukan untuk oksidasi

(pembakaran) zat makanan, yaitu gula (glukosa). Proses oksidasi makanan

bertujuan untuk menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan digunakan

untuk aktivitas hidup, misalnya pertumbuhan, mempertahankan suhu tubuh,

pembakaran sel-sel tubuh, dan kontraksi otot. Selain menghasilkan energi,

pernapasan juga menghasilkan karbon dioksida, dan uap air.b. Faring ( tekak)

Udara dari rongga hidung masuk ke faring.

Faring berbentuk seperti tabung corong, terletak di

belakang rongga hidung dan mulut, dan tersusun

dari otot rangka. Faring berfungsi sebagai jalannyaudara dan makanan. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu saluran

pernapasan ( nasofaring) pada bagian depan dan saluran pencernaan ( orofaring)

pada bagian belakang.c. Laring (pangkal tenggorokan)

Laring terletak antara faring dan trakea. Laring tersusun atas sembilan

buah tulang rawan. Bagian dalam dindingnya digerakkan oleh otot untuk

menutup serta membuka glotis. Glotis adalah lubang mirip celah yang

menghubungkan trakea dengan faring. Laring memiliki katup yang disebut

epiglotis. Pada saat menelan makanan, epiglotis tertutup sehingga makanan

tidak masuk ke tenggorokan tetapi menuju kerongkongan. Makan sambil

berbicara dapat mengakibatkan makanan masuk ke saluran pernapasan karena

saluran pernapasan pada saat tersebut sedang terbuka. Walaupun demikian,

saraf kita akan mengatur agar peristiwa menelan, bernapas, dan berbicara

tidak terjadi bersamaan sehingga mengakibatkan gangguan kesehatan.

Di dalam laring, selain terdapat epiglotis juga ditemukan adanya pita

suara. Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar

dan terdengar sebagai suara.

d. Tenggorokan ( trakea)

Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian

di leher dan sebagian di rongga dada. Dinding tenggorokan tipis dan kaku,

dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada bagian dalam rongga bersilia.

Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang masuk ke saluran

pernapasan.e. Cabang-cabang tenggorokan ( bronkus)

Tenggorokan ( trakea) bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus

kanan dan bronkus kiri. Struktur lapisan mukosa bronkus sama dengan

trakea, hanya tulang rawan bronkus bentuknya tidak teratur dan pada bagian

bronkus yang lebih besar cincin tulang rawannya melingkari lumen dengan

sempurna. Bronkus bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus. Dinding

bronkiolus tipis dan tidak bertulang rawan.

f. Paru-paru ( pulmo)

Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas. Di bagian samping

paru-paru dibatasi oleh otot dan rusuk, sedangkan di bagian bawah dibatasi

oleh diafragma yang berotot kuat. Diafragma adalah sekat rongga badan yang

membatasi rongga dada dan rongga perut.

Paru-paru ada dua bagian yaitu paru-paru kanan ( pulmo dekster) yang

terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri ( pulmo sinister) yang terdiri atas 2

lobus. Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang tipis, disebut pleura.

Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura

dalam ( pleura visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang

bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar ( pleura parietalis).Di dalam paru-paru terdapat bronkus dan bronkiolus. Bronkiolus

bercabang-cabang menjadi pembuluh halus yang berakhir pada gelembung

paru-paru yang disebut alveolus. Dinding alveolus sangat tipis dan elastis,

serta terdiri dari satu lapis sel yang diliputi oleh pembuluh-pembuluh

kapiler darah. Pada alveolus terjadi pertukaran oksigen dan karbon dioksida.2. Mekanisme Pernapasan Manusia

Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi

secara otomatis walau dalam keadaan tertidur

sekalipun, karena sistem pernapasan dipengaruhi

oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat

terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat

dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan

pernapasan dalam.

Pernapasan luar adalah pertukaran udara

yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan

darah dalam kapiler. Pernapasan dalam adalah

pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapilerdengan sel-sel tubuh. Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi

oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di

luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih besar, maka udara akan

masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka

udara akan keluar.Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam

pemasukkan udara ( inspirasi) dan pengeluaran

udara ( ekspirasi) maka mekanisme pernapasan

dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada

dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut

terjadi secara bersamaan.a. Pernapasan Dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang

melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya

dapat dibedakan sebagai berikut.

1). Fase inspirasi

Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang

rusuk sehingga rongga dada mengembang.

Pengembangan rongga dada menyebabkan volume

paru-paru juga mengembang akibatnya tekanan

dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada

tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya

oksigen masuk.

2) Fase ekspirasi

Fase ini merupakan fase relaksasi atau

kembalinya otot antartulang rusuk ke posisi semula

yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga

rongga dada menjadi kecil. Rongga dada yang

mengecil menyebabkan volume paru-paru juga

mengecil sehingga tekanan di dalam rongga dada

menjadi lebih besar daripada tekanan luar. Hal

tersebut menyebabkan udara dalam rongga dada

yang kaya karbon dioksida keluar.

b. Pernapasan Perut

Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan

aktivitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada.

Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua fase, yakni:

1) Fase inspirasi

Fase inspirasi merupakan kontraksi otot diafragma sehingga mengembang,

akibatnya paru-paru ikut mengembang. Hal tersebut menyebabkan rongga

dada membesar dan tekanan udara di dalam paru-paru lebih kecil daripada

tekanan udara luar sehingga udara luar dapat masuk ke dalam.

2) Fase ekspirasi

Fase ekspirasi merupakan fase relaksasi otot diafragma (kembali ke posisi

semula) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan udara di dalam paruparu

lebih besar daripada tekanan udara luar, akibatnya udara keluar dari

paru-paru.3. Kapasitas Paru-Paru

Kapasitas paru-paru adalah kemampuan paru-paru menampung udara

pernapasan. Kapasitas paru-paru dapat diuraikan sebagai berikut:

a. Udara tidal, yaitu udara yang keluar masuk paru-paru pada saat

pernapasan biasa. Jumlah volume udaranya sebesar 500 ml.

b. Udara komplementer, yaitu udara yang masih dapat dihirup setelah

inspirasi biasa. Besar volume udaranya sekitar 1,5 liter.

c. Udara suplementer, yaitu udara yang masih dapat dikeluarkan setelah

melakukan ekspirasi biasa. Besar volume udaranya sekitar 1,5 liter.

d. Kapasitas vital paru-paru, yaitu kemampuan paru-paru untuk melakukan

respirasi sekuat-kuatnya atau merupakan jumlah udara tidal, udara

komplementer, dan udara suplementer. Jadi besarnya volume kapasitas

vital paru-paru kurang lebih 4 liter.

e. Udara residu, yaitu udara yang masih terdapat di dalam paru-paru setelah

melakukan respirasi sekuat-kuatnya. Jumlahnya kurang lebih 500 ml.

f. Kapasitas total paru-paru, yaitu seluruh udara yang dapat ditampung oleh

paru-paru.

Dalam keadaan normal, volume udara paru-paru manusia mencapai

4.500 cc. Udara ini dikenal sebagai kapasitas total udara pernapasan manusia.

Walaupun demikian, kapasitas vital udara yang digunakan dalam proses

bernapas mencapai 3.500 cc, yang 1.000 cc merupakan sisa udara yang tidak

dapat digunakan tetapi senantiasa mengisi bagian paru-paru sebagai residu

atau udara sisa. Kapasitas vital setiap orang berbeda-beda. Kapasitas vital

dapat kalian rasakan saat kalian menghirup napas sedalam mungkin dan

kemudian menghembuskanya sekuat mungkin. Cara mengukurnya dapat

dilakukan dengan alat spirometer. Spirometer merupakan alat pengukur

kapasitas paru-paru seseorang. Perhatikan gambar 6.6. Spirometer yang

konvensional terbuat seperti tangki yang memiliki selang. Seseorang yang

ingin mengetahui kapasitas paru-parunya dapat menghembuskan napas padaselang. Pada alat yang lebih modern, spirometer

telah dihubungkan dengan komputer.

Dalam keadaan normal, kegiatan inspirasi dan

ekspirasi dalam bernapas hanya menggunakan

sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas

tidal ± 500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara

yang keluar masuk paru-paru pada pernapasan

normal. Dalam keadaan luar biasa, inspirasi

maupun ekspirasi menggunakan sekitar 1.500

cc udara pernapasan (expiratory reserve volume

= inspiratory reserve volume = 1.500 cc). Dengan

demikian, udara yang digunakan dalam proses

pernapasan memiliki volume antara 500 cc hingga

sekitar 3.500 cc. Dari 500 cc udara inspirasi/

ekspirasi biasa, hanya sekitar 350 cc udara yangmencapai alveolus, sedangkan sisanya mengisi saluran pernapasan.

Besarnya volume udara pernapasan tersebut dapat dipengaruhi oleh

beberapa faktor, antara lain ukuran alat pernapasan, kemampuan dan

kebiasaan bernapas, serta kondisi kesehatan.

4. Pertukaran O2 dan CO2 dalam Pernapasan

Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada

kebutuhan dan hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran

tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan. Pekerjapekerja

berat termasuk atlit lebih banyak membutuhkan oksigen dibanding

pekerja ringan. Hal ini karena pekerja berat lebih banyak memerlukan energi

sehingga untuk menghasilkan energi yang banyak, tubuh membutuhkan

oksigen yang banyak pula untuk membakar bahan sumber energi. Demikian

juga seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar, dengan sendirinya

membutuhkan oksigen lebih banyak. Seseorang yang memiliki kebiasaan

memakan lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen

daripada seseorang yang memakan sayur-sayuran.

Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan sekitar 300 cc oksigen sehari

(24 jam) atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus

dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi biasa, kecuali dalam keadaan

tertentu saat konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena hal

lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah berkurang.

Di dalam proses pertukaran O2 dan CO2, oksigen yang dibutuhkan

berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus.

Selanjutnya, sebagian besar oksigen diikat oleh zat warna darah atau pigmen

darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh.

Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh hemoglobin dapat diperlihatkan

menurut persamaan reaksi bolak-balik berikut ini:

Proses difusi
oksigen ke dalam arteri demikian juga difusi CO2 dari arteri dipengaruhi oleh
tekanan O2 dalam udara inspirasi.Tekanan seluruh udara lingkungan sekitar 1 atmosfer atau 760 mm Hg,
sedangkan tekanan O2 di lingkungan sekitar 160 mm Hg. Tekanan oksigen di
lingkungan lebih tinggi daripada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru
dan arteri yang hanya 104 mm Hg. Oleh karena itu, oksigen dapat masuk ke
paru-paru secara difusi.Dari paru-paru, O2 akan mengalir lewat vena pulmonalis yang tekanan O2
-nya 104 mm Hg; menuju ke jantung. Dari jantung, O2 mengalir lewat arteri
sistemik yang tekanan O2 -nya 104 mm Hg menuju ke jaringan tubuh yang
tekanan O2 -nya 0 – 40 mm Hg. Di jaringan, O2 ini akan dipergunakan. Dari
jaringan, CO2 akan mengalir melalui vena sistemik ke jantung. Tekanan CO2
di jaringan di atas 45 mm Hg, lebih tinggi dibandingkan vena sistemik yang
hanya 45 mmHg. Dari jantung, CO2 mengalir lewat arteri pulmonalis yang
tekanan O2 -nya sama, yaitu 45 mm Hg. Dari arteri pulmonalis, CO2 masuk
ke paru-paru lalu dilepaskan ke udara bebas.Setiap 100 mm3 darah dengan tekanan oksigen 100
mm Hg dapat mengangkut 19 cc oksigen. Bila tekanan oksigen hanya 40 mm
Hg maka hanya ada sekitar 12 cc oksigen yang bertahan dalam darah vena.
Dengan demikian kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen adalah
7 cc per 100 mm3 darah.Tiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc CO2 sehingga memengaruhi
pH darah menjadi 4,5 karena terbentuknya asam karbonat yang menyebabkan
darah bersifat asam. Keasaman tersebut dinetralkan oleh ion-ion natrium dan
kalium dalam darah.Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 cara, yakni
sebagai berikut:a. Karbon dioksida larut dalam plasma, dan membentuk asam karbonat
dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh CO2).
b. Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino
hemoglobin (23% dari seluruh CO2).
c. Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui
proses berantai pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2).Gangguan terhadap pengangkutan CO2 dapat mengakibatkan munculnya
gejala asidosis karena turunnya kadar basa dalam darah. Hal tersebut dapat
disebabkan karena keadaan pneumoni. Sebaliknya apabila terjadi akumulasi
garam basa dalam darah maka muncul gejala alkalosis.
5. Energi dalam Pernapasan
Energi yang digunakan dalam kegiatan respirasi bersumber dari ATP
(Adenosin Tri Fosfat) yang ada pada masing-masing sel. ATP berasal dari
bahan-bahan karbohidrat yang diubah menjadi fosfat melalui tiga tahapan.
Mula-mula, pada tahap I proses glikolisis oleh enzim glukokinase membentuk
piruvat pada siklus glukosa. Kemudian tahap II, yakni siklus Krebs (TCA =
Tri Carboxylic Acid Cycle). Kemudian tahap III, yakni tahap sistem transpor
elektron. Glikolisis terjadi di sitoplasma, sedangkan siklus Krebs dan sistem
transpor elektron terjadi di mitokondria.
6. Gangguan pada Pernapasan
Beberapa gangguan pada sistem pernapasan disebabkan gangguan
pada alat-alat pernapasan. Gejala umum adanya gangguan pada saluran
pernapasan ditandai dengan batuk.
a. As􀅿 ksi, yaitu gangguan pada sistem pernapasan yang disebabkan karena
terganggunya pengangkutan O2 ke sel-sel atau jaringan tubuh. As􀅿 ksi ada
bermacam-macam, misalnya terisinya alveolus dengan cairan limfa karena
infeksi Diplococcus pneumonia atau Pneumococcus yang menyebabkan
penyakit pneumonia. As􀅿 ksi dapat pula disebabkan karena penyumbatan
saluran pernapasan oleh kelenjar limfa, misalnya polip, amandel, dan
adenoid.
Pada orang yang tenggelam, alveolusnya terisi air sehingga difusi oksigen
sangat sedikit bahkan tidak ada sama sekali sehingga mengakibatkan
orang tersebut shock dan pernapasannya dapat terhenti. Orang seperti
itu dapat ditolong dengan mengeluarkan air dari saluran pernapasannya.
Kemudian melakukan pernapasan buatan tanpa alat dengan cara dari
mulut ke mulut dengan irama tertentu dengan menggunakan metode
Silvester dan Hilger Neelsen.b. Sinusitis, yaitu peradangan pada rongga hidung bagian atas.
c. Selesma, suatu keadaan di mana hidung tersumbat, ingus mengalir, bersinbersin,
serta tenggorokan terasa gatal. Selesma disebabkan oleh infeksi
virus pada saluran pernapasan atas.
d. Flu (influenza), suatu keadaan di mana hidung beringus, bersin-bersin,
tenggorokan meradang, sakit kepala, demam, otot terasa sakit dan lelah.
In􀆀 uenza disebabkan oleh infeksi virus pada saluran pernapasan atas.
e Bronkitis, yaitu peradangan pada lapisan dinding bronkus (cabang
tenggorok) yang disebabkan oleh infeksi virus. Peradangan ini
menimbulkan batuk yang dalam, menghasilkan dahak berwarna abu-abu
kekuningan dari paru-paru.
f. Asma, yaitu penyempitan saluran pernapasan utama pada paru-paru.
Asma merupakan penyakit keturunan dan tidak menular. Penyebab atau
pemicu serangan asma umumnya karena reaksi alergi terhadap kondisi
lingkungan, misalnya debu, bahan-bahan kimia, serbuk sari, jamur, hawa
dingin, dan serpihan kulit mati dari hewan.
g. Tuberkulosis (TBC), yaitu penyakit yang menyerang paru-paru sehingga
pada bagian dalam alveolus terbentuk bintil-bintil karena terjadi
peradangan pada dinding alveolus. TBC disebabkan oleh infeksi bakteri
Mycobacterium tuberculosis.
h. Pneumonia, yaitu suatu peradangan pada paru-paru khususnya pada
alveolus yang disebabkan oleh bakteri, virus, atau jamur. Akibat
peradangan tersebut, alveolus dipenuhi nanah, lendir, atau cairan lainnya
sehingga oksigen sulit mencapai aliran darah.
i. Pleuritis, yaitu suatu peradangan pada selaput pembungkus paru-paru
(pleura). Peradangan ini biasanya timbul akibat infeksi dari paru-paru
atau organ lain yang berdekatan dengan paru-paru. Akibat peradangan
ini, terdapat cairan yang berlebihan pada pleura sehingga penderitanya
akan merasa nyeri dada ketika bernapas.
j. Em􀅿 sema, yaitu penyakit pernapasan yang sering terjadi karena susunan
dan fungsi alveolus yang abnormal.Oleh karena itu, paru-paru harus dirawat
dengan baik. Walaupun tampak tidak bekerja
keras karena hanya mengembang dan mengempis,
tanpa organ tubuh ini seseorang akan kehilangan
nyawanya dalam beberapa menit saja.
Jenis olahraga yang baik adalah olahraga yang
dapat membuat pernapasan lebih cepat dan lebih
dalam. Lakukan pembersihan darah pada paruparu
beberapa kali dalam sehari. Pembersihan
darah dapat dilakukan dengan menarik napas
dalam-dalam lalu hembuskan kembali sampai
habis. Walaupun kelihatannya sangat sederhana,
latihan ini dapat menambah semangat dan energi.C. Alat Pernapasan pada Hewan
Hewan memiliki alat pernapasan yang bermacam-macam, disesuaikan
dengan perkembangan struktur tubuh dan tempat hidupnya. Alat-alat
pernapasan berperan dalam proses pemasukan oksigen dari lingkungan
luar ke dalam tubuh serta pengeluaran karbon dioksida dari tubuh ke
lingkungan luar.
Berikut ini akan diuraikan sistem dan alat pernapasan pada berbagai
kelompok organisme mulai dari Protozoa sampai dengan hewan golongan
vertebrata.1. Sistem Pernapasan pada Protozoa
Protozoa (hewan bersel satu) tidak memiliki alat
pernapasan khusus. Pernapasan dilakukan melalui
seluruh permukaan selnya. O2 dan CO2 masuk dan
keluar secara difusi. Perhatikan gambar 6.8.
2. Sistem Pernapasan pada Avertebrata
a. Sistem pernapasan pada Moluska
Hewan anggota 􀅿 lum Moluska terdapat dua
kelompok, yaitu:
􀀐􀀃 􀀃Moluska yang hidup di darat, misalnya bekicot
(Achatina fulica) bernapas dengan paru-paru.
􀀐􀀃 Moluska yang hidup di air, misalnya kerang (kelas Bivalvia) bernapas dengan
insang.
b. Sistem pernapasan pada Echinodermata
Hewan-hewan Echinodermata hidup di air laut, contohnya bintang laut,
landak laut, dan mentimun laut. Hewan-hewan ini bernapas dengan insang
dermal atau insang kulit.d. Sistem pernapasan pada Arthropoda
Filum Arthropoda meliputi 4 kelas, yaitu:
􀀐􀀃 􀀃Crustacea (golongan udang dan kepiting)
bernapas dengan insang.
􀀐􀀃 Myriapoda (golongan lipan dan luwing)
bernapas dengan trakea.
􀀐􀀃 Arachnida (golongan laba-laba dan
kalajengking) bernapas dengan paru-paru
buku.
􀀐􀀃 Insekta (golongan serangga) bernapas dengan
trakea.
Pada pernapasan dengan trakea, udara masuk melalui stigma/spirakel
yang terletak pada setiap ruas tubuh serangga menuju ke pembuluh trakea
yang bercabang-cabang sampai ke pembuluh halus yang mencapai seluruh
bagian tubuh. Pada Insekta, oksigen tidak diedarkan oleh darah. Darah
hanya berfungsi mengedarkan sari-sari makanan dan hormon. Begitu juga
CO2 keluar dari tubuh melalui pembuluh trakea menuju stigma hingga ke
lingkungan.
3. Sistem Pernapasan pada Vertebrata
a. Sistem pernapasan ikanIkan memiliki alat pernapasan berupa insang.
Ikan bertulang rawan, misalnya ikan hiu dan ikan
pari memiliki 5 – 7 pasang insang, pada teleostei (ikan
bertulang sejati) terdapat 4 pasang dan memiliki
tutup insang ( operkulum), contoh pada ikan mas
dan ikan mujahir. Pada beberapa jenis ikan, rongga
insangnya mempunyai perluasan ke atas yang
disebut labirin yang berfungsi untuk menyimpan
udara, sehingga ikan tersebut dapat hidup di
air yang kekurangan oksigen. Contoh pada ikan
gabus, gurami, dan betok. Proses respirasi pada
ikan adalah sebagai berikut: pada waktu mulut
ikan membuka, air masuk ke dalam rongga mulut,
tutup insang menutup dan air kemudian mengalir
melalui insang. Air tersebut disaring terlebih
dahulu oleh rigi-rigi pada lengkung insang kemudian masuk ke insang.
Insang mempunyai lembaran-lembaran halus yang mengandung pembuluhpembuluh
darah. Pengikatan oksigen dan pelepasan karbon dioksida terjadi
di dalam insang, oksigen diikat oleh eritrosit sedang CO2 meninggalkan darah
dan larut dalam air.
b. Sistem pernapasan am􀅿 bi
Salah satu contoh hewan am􀅿 bi adalah katak. Katak pada waktu masih
larva bernapas dengan insang luar, sedang pada masa berudu terbentuk insangdalam sebagai alat pernapasan. Katak dewasa bernapas dengan paru-paru dan
kulit. Mekanisme pernapasan paru-paru terdiri dari inspirasi dan ekspirasi
yang berlangsung dengan mulut tertutup. Katak tidak memiliki tulang-tulang
rusuk dan sekat rongga badan sehingga mekanisme pernapasannya diatur
oleh otot-otot rahang bawah dan otot perut.􀀔􀀌􀀃 Fase inspirasi. Fase inspirasi merupakan fase masuknya udara bebas
melalui celah hidung (koane) menuju rongga mulut kemudian ke paruparu.
Mula-mula celah tekak dan mulut dalam keadaan tertutup dan otot
rahang bawah mengendur. Otot sterno hioideus berkontraksi sehingga
rongga mulut membesar. Dengan membesarnya rongga mulut, kemudian
udara masuk ke dalam rongga mulut dan melalui koane. Setelah udara
masuk koane tertutup oleh suatu klep, diikuti kontraksi otot rahang
bawah dan otot genio hioideus, sehingga rongga mulut mengecil dan udara
masuk ke celah-celah yang terbuka menuju ke paru-paru. Kemudian
terjadi pertukaran gas, O2 diikat oleh eritrosit dalam kapiler dinding
paru-paru.
􀀕􀀌􀀃 Fase ekspirasi. Mula-mula otot rahang bawah mengendur, otot sterno
hioideus dan otot-otot perut berkontraksi, akibatnya udara di dalam
paru-paru tertekan keluar, masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak
menutup dan koane membuka, otot rahang bawah berkontraksi diikuti
otot hioideus sehingga rongga mulut mengecil dan udara dari paru-paru
(CO2) keluar melalui koane.
c. Sistem pernapasan pada reptil
Reptilia memiliki alat pernapasan berupa paru-paru. Pada kura-kura
selain dengan paru-paru, pengambilan oksigen dibantu oleh lapisan kulit tipis
dengan banyak kapiler darah yang ada di sekitar kloaka. Mekanisme respirasi
adalah sebagai berikut:􀀔􀀌􀀃 Fase inspirasi: otot tulang rusuk berkontraksi sehingga rongga dada
membesar yang diikuti paru-paru mengembang, akibatnya udara dari
luar masuk melalui lubang hidung, trakea, bronkus, dan paru-paru.
􀀕􀀌􀀃 Fase ekspirasi: otot tulang rusuk relaksasi sehingga rongga dada dan paruparu
mengecil, akibatnya udara dari paru-paru keluar melalui paru-paru,
bronkus, trakea, dan lubang hidung.
d. Sistem pernapasan pada avesBurung pada umumnya dapat terbang. Pada waktu terbang, otot-otot
dada menggerakkan sayap sehingga mengganggu pengambilan napas oleh
paru-paru. Maka dari itu di samping memiliki paru-paru, burung memiliki
alat bantu pernapasan berupa kantung udara ( sakus pneumatikus). Letak
kantung udara:
1) pangkal leher (servikal),
2) ruang dada bagian depan ( toraks anterior),
3) antartulang selangka (korakoid),
4) ruang dada bagian belakang ( toraks posterior),
5) rongga perut ( saccus abdominalis) dan ketiak (saccus axilliaris).
Fungsi kantung udara:
1) membantu pernapasan, terutama saat terbang;
2) menyimpan cadangan udara ( oksigen);
3) memperbesar atau memperkecil berat jenis pada saat berenang;
4) mencegah hilangnya panas tubuh yang terlalu banyak.
Mekanisme pernapasan:
􀅦 Fase inspirasi: otot antartulang rusuk berkontraksi, rongga dada
membesar, paru-paru mengembang sehingga udara luar masuk. Udara
luar yang masuk sebagian kecil menuju paru-paru dan sebagian besar
menuju ke kantung udara sebagai cadangan udara.
􀅦 Fase ekspirasi: otot antartulang rusuk relaksasi, rongga dada mengecil,
paru-paru mengempis, akibatnya tekanan udara dalam paru-paru
meningkat sehingga udara dari paru-paru yang kaya CO2 keluar.

Sistem Pencernaan

{ January 30, 2012 @ 6:27 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI SMA KELAS XI }
{ Tags: , , , , , , , , , , , } · { Comments (2) }

Zat Makanan
Makanan berisi zat-zat gizi yang memberikan tubuh energi untuk bergerak
dan bahan pembangun untuk pertumbuhan. Kita semua membutuhkan
berbagai macam zat gizi agar tetap bugar dan sehat. Makanan yang beragam
ini disebut diet berimbang. Tanpa asupan gizi yang cukup maka kemungkinan
besar kita mudah terkena penyakit, misalnya penyakit yang menyerang
pencernaan.
Fungsi makanan bagi tubuh kita adalah:
– Penghasil bahan bakar atau sumber energi (karbohidrat, lemak, dan
protein).
– Bahan pembangun tubuh dan menggantikan sel-sel tubuh yang rusak
(protein dan mineral).
– Pengatur proses yang terjadi dalam tubuh dan sebagai pelindung tubuh
terhadap berbagai macam penyakit (protein, vitamin, dan mineral).
Tubuh manusia membutuhkan zat makanan dalam jumlah yang berbeda.
Ada yang dibutuhkan dalam jumlah banyak ( makronutrien), yaitu karbohidrat,
protein, lemak, dan air. Ada pula yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit,
( mikronutrien) misalnya vitamin dan mineral.
1. Karbohidrat
Karbohidrat merupakan sumber kalori utama bagi tubuh kita karena 80%
dari kalori yang diperlukan tubuh berasal dari karbohidrat. Sebagai penghasil
energi setiap satu gram karbohidrat menghasilkan 4,1 kalori. Karbohidrat

tersusun atas unsur-unsur karbon (C), hidrogen
(H), dan oksigen (O). Sumber utama karbohidrat
adalah beras, jagung, sagu, gandum, singkong, ubi,
kentang, talas, dan gula.
Karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi 3
macam, yaitu:
a. Monosakarida, adalah karbohidrat yang terdiri
atas satu molekul gula dan merupakan karbohidrat
yang paling sederhana. Contoh: glukosa
dan fruktosa.
b. Disakarida, adalah karbohidrat yang terdiri
atas dua molekul gula atau terdiri atas dua
unit monosakarida. Contoh: sukrosa/gula putih
(gabungan glukosa dan fruktosa), maltosa
(gabungan glukosa dan glukosa), dan laktosa
(gabungan glukosa dan galaktosa).
c. Polisakarida, adalah karbohidrat yang terdiri atas banyak gugus gula atau
terdiri atas banyak unit monosakrida. Contoh: pati ( amilum), glikogen
(gula otot), dan selulosa (pembentuk dinding sel tumbuhan).
Karbohidrat yang diserap oleh tubuh manusia berbentuk monosakarida.
Salah satu monosakarida adalah glukosa. Di dalam hati, sebagian glukosa
diubah menjadi glikogen untuk disimpan.
Fungsi karbohidrat:
– Sumber energi.
– Menjaga keseimbangan asam basa di dalam tubuh.
– Berperan penting dalam proses metabolisme di dalam tubuh.
– Pembentuk struktur sel dengan mengikat protein dan lemak.
2. Protein
Protein tersusun dari unsur-unsur karbon (C),
hidrogen (H), oksigen (O), dan nitrogen (N). Beberapa
protein tertentu selain mengandung unsurunsur
tersebut juga mengandung unsur belerang
(S) dan fosfor (P).
Protein dibentuk oleh berbagai macam asam
amino (esensial dan nonesensial). Asam amino
yang dibutuhkan tubuh ada 20 macam. Asam amino
esensial adalah asam amino yang tidak dapat
dibentuk oleh tubuh, jadi harus didatangkan dari
luar. Misalnya: leusin, lisin, metionin, fenilalanin,
dan sebagainya. Asam amino nonesensial adalah
asam amino yang dapat dibuat sendiri oleh tubuh.
Menurut sumbernya, protein dibagi menjadi
dua golongan, yaitu protein yang berasal dari
hewan disebut protein hewani dan dari tumbuhan

disebut protein nabati. Protein hewani merupakan protein sempurna karena
mengandung asam amino esensial. Protein hewani dapat diperoleh dari
daging, ikan, susu, dan telur. Sebaliknya, protein nabati merupakan protein
tidak sempurna karena kandungan asam amino esensialnya kurang lengkap.
Jumlahnya kurang untuk memenuhi keperluan tubuh, kecuali dari kacangkacangan,
terutama kedelai.
Setelah melalui proses pencernaan, protein diserap oleh usus halus
dalam bentuk asam amino. Kebutuhan protein setiap orang berbeda-beda
sesuai dengan tingkat pertumbuhan dan kondisi orang tersebut. Faktor
yang memengaruhi kebutuhan protein antara lain usia, berat badan, jenis
kelamin, kondisi tubuh, dan penyakit. Jika kebutuhan tersebut berlebih, maka
kelebihannya akan dibuang melalui ginjal dalam bentuk urea.
Fungsi protein:
– Bahan pembangun sel-sel dalam jaringan tubuh.
– Mengganti atau memperbaiki sel-sel dalam jaringan tubuh yang rusak.
– Penghasil energi.
– Membuat substansi penting, misalnya enzim dan hormon yang membantu
metabolisme tubuh.
– Menjaga keseimbangan asam basa dalam tubuh.
3. Lemak (Lipid)
Lemak tersusun atas unsur-unsur karbon (C),
hidrogen (H), dan oksigen (O). Komponen lemak
adalah asam lemak dan gliserol. Setiap satu gram
lemak menghasilkan 9,3 kalori. Kebutuhan lemak
untuk orang dewasa adalah 0,5 – 1 gram/kg.BB/
hari.
Lemak yang kita makan bisa berasal dari hewan
disebut lemak hewani atau tumbuhan disebut lemak
nabati. Bahan makanan yang mengandung lemak
hewan antara lain daging, telur, susu, ikan, keju,
dan mentega. Bahan makanan yang mengandung
lemak nabati antara lain kelapa, kemiri, alpukat,
durian, biji bunga matahari, kacang tanah, dan
kacang-kacangan lainnya.
Fungsi lemak adalah:
– Sumber energi.
– Pelarut beberapa vitamin, yaitu vitamin A, D, E, dan K.
– Pelindung terhadap organ dalam tubuh.
– Pelindung tubuh dari suhu rendah.
– Cadangan makanan yang tersimpan di bawah kulit.
– Sebagai komponen bagian sel tertentu, misalnya membran sel.

4. Garam-Garam Mineral
Mineral adalah bahan kimia yang terdapat dalam bahan makanan yang
diperlukan oleh tubuh kita. Perhatikan tabel 5.1. Mineral tidak menghasilkan
energi. Kebutuhan tubuh terhadap berbagai jenis mineral berbeda-beda.
Untuk kesehatan dan pertumbuhan yang normal diperlukan mineral yang
sesuai dengan kebutuhan tubuh. Kekurangan salah satu mineral dalam tubuh
dapat menimbulkan penyakit yang disebut de􀅿 siensi mineral.
Fungsi mineral adalah:
– Zat pengatur sehingga menyebabkan proses metabolisme dalam tubuh
berjalan normal, misalnya kalsium dan zat kapur.
– Zat pembangun tubuh karena dapat memengaruhi bentuk rangka, yaitu
kalsium dan fosfor.
– Mengatur tekanan osmosis dalam tubuh.
– Memberi elektrolit untuk kerja otot dan saraf.

5. Vitamin
Vitamin merupakan zat organik dalam makanan yang diperlukan oleh
tubuh sebagai pelengkap. Vitamin mutlak diperlukan oleh tubuh manusia
dalam jumlah yang sangat kecil. Vitamin tidak menghasilkan energi. Vitamin
berfungsi untuk pertumbuhan yang normal dan membantu metabolisme
tubuh. Peranan vitamin tidak dapat digantikan oleh zat lain. Kekurangan
vitamin dapat menyebabkan penyakit de􀅿 siensi.
Berdasarkan kelarutannya, vitamin dapat dikelompokkan ke dalam dua
golongan, yaitu vitamin yang larut dalam air (B dan C) dan vitamin yang larut
dalam lemak (A, D, E, dan K).

6. Air
Air terdapat dalam jumlah besar pada tubuh manusia, meskipun air
bukan zat gizi. Sekitar 60 – 70% berat tubuh kita adalah air. Fungsi air bagi
tubuh adalah sebagai berikut:
– Sebagai pelarut reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh.
– Sebagai pelarut zat-zat sisa yang keluar dari tubuh dalam bentuk
larutan.
– Sebagai pengangkut hasil metabolisme ke seluruh tubuh (air merupakan
bagian terbesar yang menyusun darah).
– Mempertahankan suhu tubuh (37 °C).
Air dapat diperoleh tubuh baik secara langsung maupun tidak langsung.
Secara langsung air diperoleh dari air minum, sedangkan secara tidak
langsung dari makanan yang kita makan. Seorang dewasa memerlukan air
sekitar 2 liter per hari.
Tubuh kita kehilangan air melalui urine, keringat, feses, dan pernapasan.
Jika kehilangan air dari tubuh tidak digantikan, maka dapat menyebabkan
dehidrasi atau tubuh kekurangan air. Dehidrasi dapat menyebabkan kejang
otot dan tubuh menjadi lemah.

C. Sistem Pencernaan Makanan
Proses pencernaan pada manusia dapat dibedakan menjadi dua macam,
yaitu:
1. Pencernaan mekanik, adalah proses pengubahan makanan dari bentuk
kasar menjadi bentuk kecil atau halus. Proses ini dilakukan dengan
menggunakan gigi di dalam mulut.
2. Pencernaan kimiawi, adalah proses perubahan makanan dari zat yang
kompleks menjadi zat-zat yang lebih sederhana dengan enzim, yang
terjadi mulai dari mulut, lambung, dan usus. Enzim adalah zat kimia yang
dihasilkan oleh tubuh yang berfungsi mempercepat reaksi-reaksi kimia
dalam tubuh.
Proses pencernaan makanan pada manusia melibatkan alat-alat pencernaan
makanan. Alat-alat pencernaan makanan pada manusia adalah organorgan
tubuh yang berfungsi mencerna makanan yang kita makan. Alat pencernaan
makanan dibedakan atas saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan.

1. Mulut
Proses pencernaan makanan dimulai sejak makanan masuk ke dalam
mulut. Di dalam mulut terdapat alat-alat yang membantu dalam proses
pencernaan, yaitu gigi, lidah, dan kelenjar ludah. Perhatikan gambar 5.5. Di
dalam rongga mulut, makanan mengalami pencernaan secara mekanik dan
kimiawi.

Makanan yang kita makan pertama masuk ke mulut yang kemudian
menjadi halus karena telah dikunyah dengan geligi kita dan dibantu oleh
kelenjar ludah. Setelah halus barulah dapat kita telan dengan cepat melalui
bagian bawah tekak dan kerongkongan.
a. Gigi
Tanpa adanya gigi, manusia akan sulit memakan makanan yang dimakannya.
Gigi tumbuh di dalam lesung pada rahang dan memiliki jaringan seperti
pada tulang, tetapi gigi bukanlah bagian dari kerangka. Menurut perkembangannya,
gigi lebih banyak persamaannya dengan kulit daripada dengan
tulang.

1) Jenis gigi
Manusia memiliki empat jenis gigi untuk
berbagi tugas mengunyah makanan (perhatikan
gambar 5.6), yaitu:
a) Gigi seri: berbentuk pipih dan tajam untuk
mengiris makanan.
b) Gigi taring: ujungnya yang runcing untuk
mencabik dan menyobek makanan.
c) Gigi premolar (geraham depan): bentuknya berlekuk-
lekuk untuk mengiris dan melembutkan
makanan.
d) Gigi molar (geraham belakang): bentuknya berlekuk-lekuk untuk melembutkan
makanan.
2) Susunan gigi
a) Gigi sementara
Jenis ini juga disebut gigi susu. Susunannya yang lengkap terdiri dari 20
buah gigi:
–􀀃 Delapan gigi seri
– Empat gigi taring
– Delapan geraham depan
Gigi-gigi ini mulai muncul pada usia 6 sampai 30 bulan. Biasanya pada
usia 7 sampai 12 tahun gigi-gigi tersebut tanggal (copot) dan digantikan
dengan susunan yang tetap.
b) Gigi tetap
Susunan gigi tetap pada orang dewasa berjumlah 32 buah:
– Delapan gigi seri
– Empat gigi taring
– Delapan geraham depan
– Dua belas geraham belakang
Gigi yang pertama muncul adalah gigi molar pertama pada usia 6-7 tahun.
Yang terakhir tumbuh ialah gigi molar ketiga, pada usia 17-25 tahun.

Jika kita tidak merawat dan jarang menggosok gigi, maka gigi kita akan
menjadi rusak karena sisa-sisa makanan yang menempel dalam gigi bisa
membuat gigi berkarang bahkan berlubang.

b. Lidah
Lidah berfungsi untuk mengaduk makanan di
dalam rongga mulut dan membantu mendorong
makanan (proses penelanan) serta menghasilkan
kelenjar ludah. Selain itu, lidah juga berfungsi sebagai
alat pengecap yang dapat merasakan manis,
asin, pahit, dan asam.
c. Kelenjar Ludah
Kelenjar ludah menghasilkan ludah atau air
liur ( saliva). Kelenjar ludah dalam mulut ada tiga
pasang, yaitu:
1) Kelenjar parotis, terletak di bawah telinga.
Kelenjar parotis menghasilkan ludah yang berbentuk
cair.
2) Kelenjar submandibularis, terletak di rahang
bawah.
3) Kelenjar sublingualis, terletak di bawah lidah.
Kelenjar submandibularis dan kelenjar sublingualis
menghasilkan getah yang mengandung
air dan lendir.
Ludah berfungsi untuk memudahkan penelanan
makanan, membasahi, dan melumasi makanan
sehingga mudah ditelan. Selain itu, ludah juga
melindungi selaput mulut terhadap panas, asam,
dan basa.
Di dalam ludah terdapat enzim ptialin ( amilase) yang berfungsi mengubah
makanan dalam mulut yang mengandung zat karbohidrat ( amilum) menjadi
gula sederhana jenis maltosa. Enzim ptialin bekerja dengan baik pada pH
antara 6.8 – 7 dan suhu 37 °C.
2. Kerongkongan
Kerongkongan bentuknya seperti pipa yang panjangnya pada orang
dewasa kira-kira 25 cm. Pangkalnya adalah di leher, di belakang tenggorok,
kemudian di daerah dada di belakang jantung, menembus sekat rongga badan
di depan tulang belakang dan bermuara dalam lambung.
Kerongkongan berfungsi sebagai jalan bagi makanan yang telah dikunyah
dari mulut menuju ke lambung. Pada kerongkongan tidak terjadi proses
pencernaan. Bagian pangkal kerongkongan ( faring) berotot lurik dan bekerja
secara sadar menurut kehendak kita. Makanan berada di dalam kerongkongan
hanya sekitar enam detik.
Otot kerongkongan dapat berkontraksi secara bergelombang sehingga
mendorong makanan masuk ke dalam lambung. Gerakan kerongkongan ini
disebut gerak peristaltik. Gerak ini terjadi karena otot yang memanjang dan
melingkari dinding kerongkongan secara bergantian. Jadi gerak peristaltik

merupakan gerakan kerongkongan untuk mendorong makanan masuk ke
dalam lambung.
3. Lambung
Lambung merupakan saluran pencernaan makanan yang melebar seperti
kantung, terletak di bagian atas rongga perut sebelah kiri, dan sebagian
tertutup oleh hati dan limpa. Makanan yang ditelan terkumpul dalam
lambung dan bercampur dengan getah lambung, sehingga makanan menjadi
encer seperti bubur. Jalan keluar lambung tertutup rapat karena tebalnya
lapisan otot lingkar yang sewaktu-waktu terbuka untuk melewatkan bubur
makanan sedikit demi sedikit ke dalam usus halus.

Lambung terdiri atas empat bagian, yaitu bagian kardiak, fundus, badan
lambung, dan pilorus. Kardiak berdekatan dengan hati dan berhubungan
dengan kerongkongan. Pilorus berhubungan langsung dengan usus dua
belas jari. Di bagian ujung kardiak terdapat klep atau spingter yang disebut
spingter esofageal, sedangkan di ujung pilorus terdapat spingter pilorus. Spingter
esofageal berfungsi untuk menjaga makanan agar tetap di lambung dan hanya
akan terbuka pada saat makanan masuk atau pada saat muntah.

Dinding lambung terdiri atas otot-otot yang tersusun melingkar, memanjang,
dan menyerong yang menyebabkan lambung berkontraksi. Dinding
lambung mengandung sel-sel kelenjar yang berfungsi menghasilkan
getah lambung. Makanan yang masuk ke dalam lambung tersimpan selama
2 – 5 jam. Selama makanan ada di dalam lambung, makanan dicerna secara
kimiawi dan bercampur dengan getah lambung. Proses pencampuran tersebut
dipengaruhi oleh gerak peristaltik.
Getah lambung adalah campuran zat-zat kimia yang sebagian besar
terdiri atas air, asam lambung ( HCl), serta enzim pepsin, renin, dan lipase.
Getah lambung bersifat asam karena mengandung banyak asam lambung.

Asam lambung berfungsi untuk membunuh kuman penyakit atau bakteri
yang masuk bersama makanan, mengubah sifat protein, dan mengaktifkan
pepsinogen menjadi pepsin.
Pepsin berfungsi memecah protein menjadi pepton dan proteosa. Enzim
renin berfungsi menggumpalkan protein susu (kasein) yang terdapat dalam
susu. Lipase adalah enzim yang menghidrolisis trigliserida menjadi asam
lemak dan gliserol. Dinding lambung juga menghasilkan hormon gastrin yang
berfungsi untuk pengeluaran ( sekresi) getah lambung.
Makanan dicerna oleh otot lambung dan enzim sehingga makanan
menjadi lembut seperi bubur dan disebut kim. Otot pilorus yang membentuk
klep akan mengatur keluarnya kim sedikit demi sedikit dari lambung ke
duodenum. Otot pilorus yang mengarah ke lambung akan mengendur jika
tersentuh kim yang bersifat asam, sebaliknya otot pilorus yang mengarah ke
duodenum akan mengerut jika tersentuh kim.
4. Hati
Hati adalah alat yang besar, terletak di bawah sekat rongga badan dan
mengisi sebagian besar bagian atas rongga perut sebelah kanan. Hati membuat
empedu yang terkumpul dalam kantung empedu. Empedu tersebut
menjadi kental karena airnya diserap kembali oleh dinding kantung empedu.
Pada waktu tertentu, empedu dipompakan ke dalam usus dua belas jari melalui
pipa empedu.

Dalam metabolisme karbohidrat, hati berfungsi untuk:
– Menyimpan glikogen.
– Mengubah galaktosa dan fruktosa menjadi glukosa.
– Glukoneogenesis (pengubahan molekul-molekul lemak, protein, dan
laktat menjadi glukosa).
– Membentuk senyawa kimia penting dari hasil perantara metabolisme
karbohidrat

Hati berfungsi sangat penting terutama untuk mempertahankan konsentrasi
gula dalam darah. Pada metabolisme protein, hati berfungsi untuk:
– Pembentukan sebagian besar lipoprotein.
– Pembentuk sejumlah besar kolesterol dan fosfolipid.
– Mengubah sejumlah besar karbohidrat dan protein menjadi lemak.
Pada metabolisme protein, hati berfungsi untuk:
– Deaminasi asam amino, yaitu pengurangan gugus amin (-NH2) pada asam
amino.
– Pembentukan urea, untuk mengeluarkan amonia dari cairan tubuh.
– Pembentukan plasma protein.
– Interkonversi di antara asam amino yang berbeda untuk proses
metabolisme tubuh.
Hati mempunyai kecenderungan untuk menyimpan vitamin. Vitamin
yang disimpan di hati adalah A, D, dan Vitamin B12.
5. Kelenjar Pankreas
Kelenjar pankreas adalah sebuah alat yang
panjang melintang pada dinding belakang perut
dan berjalan ke kiri sampai pada limpa. Perhatikan
gambar 5.10. Ujungnya terletak dalam lengkung
usus dua belas jari. Saluran pankreas bermuara di
dalam usus dua belas jari bersama dengan saluran
empedu. Sebagian jaringan pada pankreas dapat
mengeluarkan getahnya yaitu insulin. Insulin akan
dicurahkan langsung ke dalam darah. Karena itu,
maka pankreas disebut juga kelenjar buntu. Bubur
makanan yang keluar dari lambung dan masuk
ke dalam usus halus bercampur dengan empedu
dan getah pankreas sehingga pencernaan makanan

berlangsung terus. Bubur makanan itu disiapkan untuk diserap zat-zat
makanannya oleh dinding usus. Penyerapan ini juga terjadi pada usus halus
lainnya, yang terletak berliku-liku dalam rongga perut bagian bawah.
Peran kelenjar pankreas dalam pencernaan adalah menghasilkan getah
pankreas. Getah pankreas dialirkan ke dalam saluran pencernaan pada
duodenum melalui ductus coledochus bersama cairan empedu. Getah pankreas
mengandung lipase, garam karbonat, dan tripsinogen.
Lipase adalah enzim yang digunakan untuk memecah lemak menjadi asam
lemak dan gliserol. Tripsinogen adalah enzim yang belum aktif, jika sudah aktif
akan menjadi tripsin dan berperan mencerna protein secara kimiawi. Garam
karbonat berperan dalam pencernaan lemak.
6. Usus halus
Usus halus terdiri atas tiga bagian, yaitu duodenum (usus dua belas jari),
jejunum, dan ileum (usus penyerapan). Bagian pertama dari usus halus adalah

usus duodenum (dua belas jari) yang melengkung seperti ladam. Panjangnya
kira-kira 30 cm. Pada duodenum bermuara dua saluran, yaitu dari pankreas
dan kantung empedu sehingga terjadi proses pencernaan secara kimiawi.

Di dalam jejunum makanan mengalami pencernaan secara kimiawi oleh
enzim yang dihasilkan oleh usus halus. Enzim-enzim tersebut adalah:
a. Enterokinase, berfungsi mengaktifkan tripsinogen yang dihasilkan
pankreas.
b. Laktase, berfungsi mengubah laktosa menjadi glukosa.
c. Erepsin atau dipeptidase, berfungsi mengubah dipeptida atau pepton
menjadi asam amino.
d. Maltase, berfungsi mengubah maltosa menjadi glukosa.
e. Disakarase, berfungsi mengubah disakarida menjadi monosakarida.
f. Peptidase, berfungsi mengubah polipeptida menjadi asam amino.
g. Sukrase, berfungsi mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa.
h. Lipase, berfungsi mengubah trigliserida menjadi gliserol dan asam
lemak.
Di dalam ileum banyak terdapat jonjot usus yang berfungsi untuk
memperluas permukaan usus halus sehingga proses penyerapan makanan
akan menjadi lebih sempurna. Zat makanan berupa glukosa, asam amino,
vitamin, mineral, dan air setelah diserap oleh usus halus akan dibawa oleh
darah melalui pembuluh vena porta hepatika ke hati. Selanjutnya dari hati ke
jantung kemudian diedarkan ke seluruh tubuh.
Asam lemak dan gliserol bersama empedu membentuk suatu larutan yang
disebut misel. Selanjutnya asam lemak dan gliserol dibawa oleh pembuluh
getah bening ( pembuluh kil) dan akhirnya masuk ke dalam peredaran
darah. Garam empedu yang masuk ke darah menuju ke hati dibuat empedu
kembali.

Vitamin yang larut dalam lemak (A, D, E, K) diserap oleh usus halus
dan diangkut melalui pembuluh getah bening. Selanjutnya vitamin-vitamin
tersebut masuk ke peredaran darah.
Umumnya sari makanan diserap saat mencapai akhir usus halus. Sisa
makanan yang tidak diserap, secara perlahan-lahan bergerak ke usus besar.
Seluruh usus halus panjangnya beberapa meter. Ujungnya bermuara
ke dalam sisi usus besar sehingga terbentuk usus buntu, yaitu suatu bagian
pendek usus besar yang buntu.
7. Usus Besar
Di sebelah kanan dalam rongga perut terdapat usus besar naik, dalam
rongga perut sebelah atas terdapat lanjutannya sebagai usus besar melintang,
dan dalam rongga perut sebelah kiri dijumpai usus besar turun yang berlanjut
sebagai usus besar bentuk “S”. Perhatikan gambar 5.12. Setelah usus besar
berbentuk S terdapat poros usus (rektum). Di dalam usus besar sisa-sisa
makanan yang tidak dapat dicerna lagi menjadi kental, karena airnya diserap
kembali oleh dinding usus besar. Sisa makanan tersebut sampai ke dalam
poros usus yang terletak pada dinding belakang panggul kecil. Perjalanan
makanan di dalam usus besar dapat mencapai 4 – 5 jam. Namun, di usus besar
makanan dapat disimpan sampai 24 jam.

Di dalam usus besar terdapat bakteri Escherichia coli. Bakteri ini membantu
dalam proses pembusukan sisa makanan menjadi feses. Selain itu, E. coli juga
menghasilkan vitamin K yang berperan penting dalam proses pembekuan
darah.

8. Anus
Di dalam usus besar, feses didorong secara teratur dan lambat oleh
gerakan peristaltik menuju ke rektum (poros usus) yang merupakan bagian
akhir dari saluran pencernaan. Bagian bawah poros usus itu akhirnya
bermuara pada lubang dubur yang nantinya mengeluarkan feses. Gerakan
peristaltik dikendalikan oleh otot polos (otot tak sadar). Akan tetapi, pada saat
buang air besar otot spingter di anus dipengaruhi oleh otot lurik (otot sadar).
Jadi, proses defekasi (buang air besar) dilakukan dengan sadar, yaitu dengan
adanya kontraksi otot dinding perut yang diikuti dengan mengendurnya
otot spingter anus dan kontraksi kolon serta rektum. Akibatnya, feses dapat
terdorong ke luar anus.

D. Gangguan Sistem Pencernaan
Gangguan pada sistem pencernaan makanan dapat disebabkan oleh pola
makan yang salah, infeksi bakteri, dan kelainan alat pencernaan. Di antara
gangguan-gangguan ini adalah diare, sembelit, tukak lambung, peritonitis,
kolik, sampai pada infeksi usus buntu (apendisitis).
Kelainan dan penyakit pada sistem pencernaan antara lain sebagai
berikut:
1. Diare
Diare merupakan keadaan buang air besar yang terjadi terlalu sering
dengan feses yang banyak mengandung air. Diare menyebabkan tubuh
kehilangan banyak air. Diare yang berlangsung lama menyebabkan dehidrasi.
Dehidrasi akan menyebabkan tubuh terasa lemas karena banyak kehilangan
air dan garam mineral.
Penyebab penyakit diare antara lain ansietas (stres), peradangan usus
(misalnya kolera, disentri), kekurangan gizi (misalnya kelaparan, kekurangan
zat putih telur), keracunan makanan atau tidak tahan terhadap makanan
tertentu.

2. Sembelit
Sembelit terjadi jika kim masuk ke usus dengan sangat lambat. Akibatnya,
air terlalu banyak diserap usus, maka feses menjadi keras dan kering. Sembelit
ini disebabkan karena kurang mengonsumsi makanan yang berupa tumbuhan
atau berserat.
Beberapa faktor penyebab sembelit adalah:
a. Kurang minum.
b. Kurang makanan berserat.
c. Tidak membiasakan diri buang air besar setiap
hari.
d. Usia.
e. Kurangnya aktivitas 􀅿 sik.
f. Kehamilan.
g. Dalam kondisi sakit.
h. Stres.
Untuk mencegah sembelit, sebaiknya banyak
minum air putih dan makan makanan yang banyak
mengandung serat.
3. Tukak Lambung ( Maag)
Tukak lambung adalah luka pada lapisan lambung atau usus dua belas
jari yang dikenal dengan sakit maag. Luka akan lebih parah kalau lambung
dalam keadaan kosong akibat makan tidak teratur yang pada akhirnya akan
mengakibatkan pendarahan pada lambung. Dinding lambung diselubungi
mukus yang di dalamnya juga terkandung enzim. Jika pertahanan mukus
rusak, enzim pencernaan akan menghidrolisis atau mengikis bagian-bagian
kecil dari lapisan permukaan lambung. Hasil dari kegiatan ini adalah
terjadinya tukak lambung. Tukak lambung menyebabkan berlubangnya
dinding lambung sehingga isi lambung jatuh di rongga perut. Sebagian besar
tukak lambung ini disebabkan oleh infeksi bakteri jenis tertentu (terutama
bakteri Helicobacter pylori) dan produksi HCl yang berlebihan. Gejala umum
penyakit maag adalah pegal-pegal di punggung selama beberapa hari atau
beberapa minggu. Gejala ini terjadi 2 – 3 jam setelah makan atau terjadi
tengah malam ketika perut kosong. Gejala-gejala lainnya yaitu berat badan
berkurang, kurang nafsu makan, mual, dan muntah-muntah.
4. Radang Usus Buntu
Radang usus buntu akibat dari infeksi yang terjadi pada usus buntu.
Gejala penyakit ini adalah sakit perut. Sakit perut yang dirasakan biasanya di
perut bagian bawah sebelah kanan.
Radang usus buntu terjadi jika lubang yang menghubungkan usus buntu
dengan usus besar tersumbat. Penyumbatan dapat terjadi karena lendir yang
menebal atau masuknya benda keras. Lendir ini lama-kelamaan akan mengeras

dan menyumbat lubang usus buntu. Selanjutnya, bakteri yang secara alami
berada dalam usus buntu menginfeksi dinding usus buntu. Infeksi inilah yang
menyebabkan usus buntu meradang dan menimbulkan rasa sakit.
5. Radang pada Dinding Lambung (Gastritis)
Radang dinding lambung merupakan peradangan yang terjadi pada
membran mukus yang melapisi lambung. Gejala radang dinding lambung
misalnya kesulitan bernapas, feses hitam bercampur darah, sakit kepala,
dan rasa tidak nyaman di perut bagian atas. Radang dinding lambung dapat
disebabkan oleh alergi terhadap makanan tertentu, alkohol, obat-obatan,
racun, dan bakteri tertentu.
E. Sistem Pencernaan Hewan Ruminansia
Pola sistem pencernaan pada hewan memamah biak (ruminansia) umumnya
sama dengan manusia, yaitu terdiri atas mulut, faring, esofagus, lambung,
dan usus. Perbedaannya terletak pada susunan dan fungsi gigi serta lambungnya.
Susunan giginya terdiri atas:
1. Gigi seri ( incicivus) memiliki bentuk untuk menjepit makanan berupa
tetumbuhan seperli rumput.
2. Geraham belakang ( molar) memiliki bentuk datar dan lebar.
3. Rahang yang dapat bergerak menyamping untuk menggiling makanan.
Struktur lambung memiliki empat ruangan, yaitu: rumen (perut besar),
retikulum (perut jala), omasum (perut kitab), dan abomasum (perut masam).
Namun demikian, struktur alat pencernaan kadang-kadang berbeda antara
hewan yang satu dengan hewan yang lain.

Berdasarkan susunan gigi di atas, terlihat bahwa sapi (hewan memamah
biak) tidak mempunyai gigi seri bagian atas dan gigi taring, tetapi memiliki
gigi geraham lebih banyak dibandingkan dengan manusia sesuai dengan
fungsinya untuk mengunyah makanan berserat, yaitu penyusun dinding sel
tumbuhan yang terdiri atas 50% selulosa.
Jika dibandingkan dengan kuda, faring pada sapi lebih pendek. Esofagus
(kerongkongan) pada sapi sangat pendek dan lebar serta lebih mampu
berdilatasi (membesar). Esofagus berdinding tipis dan panjangnya bervariasi
diperkirakan sekitar 5 cm.

Lambung sapi sangat besar, diperkirakan sekitar 3/4 dari isi rongga
perut. Lambung mempunyai peranan penting untuk menyimpan makanan
sementara yang akan dimamah kembali (kedua kali). Selain itu, pada lambung
juga terjadi proses pembusukan dan peragian.
Lambung ruminansia terdiri atas 4 bagian, yaitu rumen, retikulum, omasum,
dan abomasum dengan ukuran yang bervariasi sesuai dengan umur dan
makanan alamiahnya. Kapasitas rumen 80%, retikulum 5%, omasum 7-8%,
dan abomasum 7-8%. Pembagian ini terlihat dari bentuk gentingan pada saat
otot spingter berkontraksi.
Makanan dari kerongkongan akan masuk rumen yang berfungsi sebagai
gudang sementara bagi makanan yang tertelan. Di rumen terjadi pencernaan
protein, polisakarida, dan fermentasi selulosa oleh enzim selulase yang
dihasilkan oleh bakteri dan jenis protozoa tertentu. Dari rumen, makanan akan
diteruskan ke retikulum dan di tempat ini makanan akan dibentuk menjadi
gumpalan-gumpalan yang masih kasar disebut bolus. Bolus akan dimuntahkan
kembali ke mulut untuk dimamah kedua kali. Dari mulut, makanan akan
ditelan kembali untuk diteruskan ke omasum. Pada omasum terdapat kelenjar
yang memproduksi enzim yang akan bercampur dengan bolus. Akhirnya
bolus akan diteruskan ke abomasum, yaitu perut yang sebenarnya dan di
tempat ini masih terjadi proses pencernaan bolus secara kimiawi oleh enzim.
Selulase yang dihasilkan oleh mikroba (bakteri dan protozoa) akan
menghancurkan selulosa. Mikroba penghasil selulase tidak tahan hidup di
abomasum karena pH yang sangat rendah, akibatnya bakteri ini akan mati,
namun dapat dicernakan untuk menjadi sumber protein bagi hewan pemamah
biak. Dengan demikian, rumimansia tidak memerlukan asam amino esensial
seperti pada manusia.
Hewan seperti kuda, kelinci, dan marmut tidak
mempunyai struktur lambung seperti pada
sapi untuk fermentasi selulosa. Proses fermentasi
atau pembusukan yang dilaksanakan oleh bakteri
terjadi pada sekum yang banyak mengandung bakteri.
Proses fermentasi pada sekum tidak seefektif
fermentasi yang terjadi di lambung. Akibatnya kotoran
kuda, kelinci, dan marmut lebih kasar karena
proses pencernaan selulosa hanya terjadi satu kali,
yakni pada sekum. Sedangkan pada sapi proses
pencernaan terjadi dua kali, yakni pada lambung
dan sekum yang kedua-duanya dilakukan oleh
bakteri dan protozoa tertentu.

Pada kelinci dan marmut, kotoran yang telah keluar tubuh seringkali
dimakan kembali. Kotoran yang belum tercerna tadi masih mengandung
banyak zat makanan, yang akan dicernakan lagi oleh kelinci.
Sekum pada pemakan tumbuh-tumbuhan lebih besar dibandingkan
dengan sekum karnivora. Hal itu disebabkan karena makanan herbivora

bervolume besar, sedangkan pada karnivora volume makanan kecil dan
pencernaan berlangsung dengan cepat.
Usus pada sapi sangat panjang, usus halusnya bisa mencapai 40 meter.
Hal itu dipengaruhi oleh makanannya yang sebagian besar terdiri dari
serat ( selulosa). Enzim selulase yang dihasilkan oleh bakteri ini tidak hanya
berfungsi untuk merombak selulosa, tetapi juga dapat menghasilkan biogas
yang berupa CH4 yang dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif.
Tidak tertutup kemungkinan bakteri yang ada di sekum akan keluar dari
tubuh organisme bersama feses, sehingga di dalam feses (tinja) hewan yang
mengandung bahan organik akan diuraikan dan dapat melepaskan gas CH4
(gas bio).

Sistem Peredaran Darah

{ January 30, 2012 @ 4:30 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI SMA KELAS XI }
{ Tags: , , , , , , , , , , , , , } · { Leave a Comment }

Organ Penyusun Sistem Peredaran Darah
Darah mengalir ke seluruh tubuh melalui sistem peredaran darah. Agar
darah dapat mengalir ke seluruh tubuh, maka perlu didukung oleh alat-alat
peredaran darah, yaitu jantung dan pembuluh darah. Darah selalu beredar di
dalam pembuluh darah yaitu pembuluh nadi dan pembuluh balik sehingga
disebut dengan peredaran tertutup.
1. Darah
Darah berbentuk cairan yang berwarna merah dan agak kental. Darah
mengalir di seluruh tubuh kita, dan berhubungan langsung dengan sel-sel di
dalam tubuh kita. Darah terbentuk dari beberapa komponen, yaitu plasma
darah, sel darah merah, sel darah putih, dan keping darah.
a. Komposisi darah
1) Plasma darah
Plasma darah merupakan komponen terbesar dalam darah, karena lebih
dari separuh darah mengandung plasma darah. Hampir 90% bagian dari plasma
darah adalah air. Plasma darah berfungsi untuk mengangkut sari makanan
ke sel-sel serta membawa sisa pembakaran dari sel ke tempat pembuangan.
Fungsi lainnya adalah menghasilkan zat kekebalan tubuh terhadap penyakit
atau zat antibodi.
Plasma darah terdiri atas air dan protein darah (4% albumin, 2,7% globulin,
dan 0,3% 􀅿 brinogen). Cairan yang tidak mengandung unsur 􀅿 brinogen

disebut serum darah. Protein dalam serum inilah yang bertindak sebagai
antibodi terhadap adanya benda asing ( antigen). Zat antibodi adalah senyawa
gama globulin yang terdapat dalam plasma darah dan berfungsi dalam sistem
kekebalan tubuh.

2) Sel darah merah ( eritrosit)
Sel darah merah merupakan bagian utama dari sel darah. Jumlah pada
pria dewasa sekitar 5 juta sel/cc darah dan pada wanita sekitar 4 juta sel/cc
darah. Jumlah eritrosit bervariasi tergantung pada jenis kelamin dan usia.
Eritrosit berbentuk cakram bikonkaf, berdiameter kira-kira 8 􀁺m, dan tidak
mempunyai nukleus. Warna merah disebabkan oleh hemoglobin (Hb) yang
berwarna merah tua. Hemoglobin berfungsi untuk mengikat oksigen. Setiap
hemoglobin terdiri atas protein yang disebut globin dan pigmen non protein

yang disebut heme. Setiap heme berikatan dengan
rantai polipeptida yang mengandung besi (Fe2+).
Kadar 1 Hb inilah yang dijadikan patokan dalam
menentukan penyakit anemia.
Fungsi utama hemoglobin adalah mengangkut
oksigen dari paru-paru membentuk oksihemoglobin
yang beredar ke seluruh jaringan-jaringan tubuh.
Jika kadar oksigen dalam jaringan tubuh lebih rendah
daripada dalam paru-paru maka oksihemoglobin
dibebaskan dan oksigen digunakan dalam proses
metabolisme sel. Hemoglobin juga penting dalam pengangkutan karbon
dioksida dari jaringan ke paru-paru. Selain itu, hemoglobin berperan dalam
menjaga keseimbangan asam basa (penyangga asam basa).
Pembentukan eritrosit disebut juga eritropoeisis yang terjadi di sumsum
tulang dan diatur oleh hormon glikoprotein yang disebut eritropoietin. Eritrosit
berusia sekitar 120 hari. Sel yang telah tua dihancurkan di limpa atau hati,
dan sumsum merah pada tulang pipih. Sel darah merah yang sudah mati
dihancurkan di dalam hati. Hemoglobin dirombak kemudian dijadikan
pigmen bilirubin ( pigmen empedu) yang berwarna kehijauan. Pigmen empedu
diekskresikan oleh hati ke dalam empedu. Zat besi dari hemoglobin tidak
diekskresikan tetapi digunakan kembali untuk membuat eritrosit baru.

3) Sel darah putih ( leukosit)
Sel darah putih bentuknya tidak tetap. Sel darah
putih dibuat di sumsum merah, dan kelenjar
limpa. Jumlah sel pada orang dewasa berkisar antara
6000 – 9000 sel/cc darah. Leukosit berumur
12 hari. Fungsi utama dari sel tersebut adalah
untuk fagosit (pemakan) bibit penyakit/benda
asing yang masuk ke dalam tubuh. Fungsi fagosit
sel darah tersebut terkadang harus mencapai benda
asing/kuman jauh di luar pembuluh darah. Jumlah
sel tersebut bergantung dari bibit penyakit/benda
asing yang masuk tubuh. Kemampuan leukosit untuk
menembus dinding pembuluh darah ( kapiler)
untuk mencapai daerah tertentu disebut diapedesis.
Peningkatan jumlah leukosit merupakan petunjuk
adanya infeksi, misalnya radang paru-paru.
Leukosit memiliki satu nukleus, bening (tidak
berwarna), dan gerakannya mirip dengan Amoeba disebut gerak amuboid.
Perhatikan gambar 4.2. Jumlah leukosit di dalam darah dapat berkurang atau
bertambah. Berkurangnya jumlah leukosit sampai di bawah 6.000 sel/cc darah
disebut leukopeni. Sedangkan bertambahnya jumlah leukosit melebihi normal
di atas 9.000 sel/cc darah disebut leukositosis. Leukosit dibagi menjadi:
a) Granulosit: leukosit yang di dalam sitoplasmanya memiliki butir-butir
kasar ( granula). Jenisnya adalah eosino􀅿 l, baso􀅿 l, dan netro􀅿 l.

(1) Eosino􀄙 l mengandung granula berwarna
merah (warna eosin) disebut juga asido􀄙 l.
Berfungsi pada reaksi alergi (terutama
infeksi cacing).
(2) Basofil mengandung granula berwarna
biru (warna basa). Berfungsi pada reaksi
alergi.
(3) Neutro􀄙 l (ada dua jenis sel yaitu neutro􀄙 l
batang dan neutrofil segmen). Disebut
juga sebagai sel-sel PMN (Poly Morpho
Nuclear). Berfungsi sebagai fagosit.
b) Agranulosit: leukosit yang sitoplasmanya tidak memiliki granula. Jenisnya
adalah limfosit dan monosit.
(1) Limfosit (ada dua jenis sel yaitu sel T dan sel B). Keduanya berfungsi
untuk menyelenggarakan imunitas (kekebalan) tubuh.
Limfosit yang tetap berada di sumsum tulang berkembang menjadi sel
B (imunitas humoral), sedangkan limfosit yang berasal dari sumsum
tulang dan pindah ke timus berkembang menjadi sel T (imunitas
seluler).
(2) Monosit merupakan leukosit dengan ukuran paling besar. Monosit
dapat berpindah dari darah ke jaringan. Di dalam jaringan, monosit
membesar dan bersifat fagosit menjadi makrofag. Makrofag bersama
dengan neutro􀅿 l merupakan leukosit fagosit utama, paling efektif,
dan berumur panjang.
Dari kelima jenis leukosit tersebut, neutro􀅿 l merupakan sel-sel yang paling
banyak menyusun leukosit.
4) Keping darah ( trombosit)
Bentuk keping darah tidak teratur dan tidak
mempunyai inti. Diproduksi pada sumsum merah,
serta berperan penting pada proses pembekuan
darah. Trombosit disebut juga sel darah pembeku.
Jumlah sel pada orang dewasa sekitar 200.000
– 500.000 sel/cc. Di dalam trombosit terdapat
banyak sekali faktor pembeku (hemostasis) antara
lain adalah Faktor VIII (Anti Haemophilic Factor).
Jika seseorang secara genetis trombositnya tidak
mengandung faktor tersebut, maka orang tersebut
menderita Hemo􀅿 li

b. Proses pembekuan darah
Jika suatu jaringan tubuh terluka maka trombosit pada permukaan
yang luka akan pecah dan mengeluarkan enzim trombokinase (tromboplastin).
Enzim ini akan mengubah protrombin menjadi trobin dengan bantuan ion
kalsium dan vitamin K. Protrombin merupakan protein yang tidak stabil
yang dibentuk di hati dan dengan mudah dapat pecah menjadi senyawasenyawa
yang lebih kecil, salah satunya adalah trombin. Selanjutnya, trombin

mengubah 􀅿 brinogen (larut dalam plasma darah) menjadi 􀅿 brin (tidak larut
dalam plasma darah) yang berbentuk benang-benang halus. Benang-benang
halus ini menjerat sel-sel darah merah dan membentuk gumpalan sehingga
darah membeku. Jika luka seseorang hanya di permukan otot, biasanya darah
cepat membeku. Tetapi, bila luka lebih dalam, diperlukan waktu yang lebih
lama agar darah membeku.

c. Golongan darah
Darah dibagi menjadi beberapa golongan berdasarkan
tipe antigen yang terdapat di dalam sel. Karl Landsteiner (1868–
1943) mengelompokkan golongan darah manusia berdasarkan ada tidaknya
aglutinogen, yaitu golongan darah A, B, AB, dan O.
1) Golongan darah A, jika eritrosit mengandung aglutinogen A dan aglutinin
􀁅 dalam plasma darah.
2) Golongan darah B, jika eritrosit mengandung aglutinogen B dan aglutinin
􀁄 dalam plasma darah.
3) Golongan darah AB, jika eritrosit mengandung aglutinogen A dan B, dan
dalam plasma darah tidak mengandung aglutinin.
4) Golongan darah O, jika eritrosit tidak mengandung aglutinogen A dan B,
dan plasma darah memiliki aglutinin 􀁄 dan 􀁅.

Transfusi darah adalah pemberian darah seseorang kepada orang lain.
Orang yang berperan sebagai pemberi darah disebut donor dan yang menerima
darah disebut resipien. Sel darah yang diberikan kepada resipien merupakan
senyawa protein. Bila senyawa protein tidak sesuai dengan golongan darah
resipien, maka darah resipien akan menolak darah donor. Penolakan tersebut
ditandai dengan penggumpalan darah ( aglutinasi) yang dapat membahayakan
jiwa resipien. Jadi donor perlu memerhatikan jenis aglutinogen di dalam

eritrosit, sedangkan resipien perlu memerhatikan
jenis aglutinin dalam plasma darah.

Aglutinin 􀁄 akan menggumpalkan darah yang
mengandung aglutinogen A, dan aglutinin 􀁅 akan
menggumpalkan darah yang mengandung aglutinogen
B. Bila seseorang yang bergolongan darah
A mentransfusikan darahnya kepada seseorang
yang bergolongan darah B maka akan terjadi penggumpalan.
Hal ini disebabkan karena resipien yang
bergolongan darah B memiliki aglutinin 􀁄. Aglutinin
􀁄 merupakan zat anti A (anti aglutinogen A).
Padahal aglutinogen A dimiliki oleh donor yang
bergolongan darah A, sehingga aglutinin 􀁄 resipien
akan menggumpalkan aglutinogen A donor. Jadi,
jika aglutinogen dan aglutinin yang sesuai bercampur
maka terjadi reaksi aglutinasi.
Golongan Darah O merupakan donor universal,
karena golongan darah O dapat memberikan
darahnya pada semua jenis golongan darah yang
lain. Sedangkan golongan darah AB merupakan
resipien universal karena golongan darah AB dapat
menerima darah dari semua jenis golongan darah
yang lain.
Transfusi darah yang terbaik adalah tranfusi dari golongan darah yang
sejenis. Jika transfusi dilakukan dengan jenis golongan darah yang berbeda,
meskipun itu memungkinkan, misalnya golongan darah O ditransfusikan
ke golongan darah A, B, atau AB masih mungkin terjadi penggumpalan
meskipun sedikit.
Alasan terbanyak dilakukan transfusi darah adalah karena penurunan
volume darah. Transfusi juga sering digunakan untuk mengobati anemia
atau untuk memberi resipien beberapa unsur lain dari darah misalnya orang
yang menderita demam berdarah membutuhkan trombosit karena turunnya
jumlah trombosit.

Sistem golongan darah yang lain adalah sistem rhesus yang dikemukakan
oleh Landsteiner. Nama rhesus diambil dari sejenis kera Macacca rhesus di
India. Prinsipnya adalah terdapatnya antibodi terhadap antigen D (anti-
D). Antigen D bersifat sangat antigenik dibandingkan dengan antigen Rh
lainnya. Oleh karena itu, orang yang mempunyai antigen ini dikatakan Rh
positif, sebaliknya orang yang tidak memiliki antigen D dikatakan Rh negatif
(diturunkan secara genetis, Rh+ dominan terhadap Rh-).
Eritroblastosis fetalis adalah kelainan pada
bayi di mana telah terjadi ketidaksesuaian faktor
rhesus (bayi Rh+ dan ibu Rh–). Gejala penyakit
ini ditemukan oleh Levine. Pertolongan pada bayi
tersebut adalah dengan cara transfusi eksanguinasi
(exchange transfussion).
Sekitar 99% penduduk Benua Asia memiliki
faktor Rh positif, sedangkan 85% dari seluruh
bangsa berkulit putih memiliki Rh negatif. Dengan demikian, sebaiknya
sepasang suami istri harus memiliki jenis faktor Rh yang sama, yaitu samasama
negatif atau sama-sama positif demi keselamatan keturunannya. Seorang
ibu dengan Rh negatif yang mengandung bayi Rh positif yang didapat dari
ayahnya, akan membentuk zat antibodi untuk melawan Rh si bayi jika darah
si bayi sempat bercampur dengan darah si ibu sewaktu mengandung. Jika
kemudian si ibu yang sama mengandung bayi kedua dengan Rh positif, maka
antibodi Rh positif si ibu akan membunuh sel-sel darah merah bayi yang
dikandungnya. Dengan demikian, sangat kecil kemungkinan bagi si ibu untuk
melahirkan bayi kedua itu dalam keadaan hidup. Hal ini dapat dicegah dengan
menyuntikkan antibodi Rh positif ke tubuh si ibu sesaat setelah melahirkan
anak pertama. Antibodi ini akan menghancurkan darah Rh positif si bayi yang
sempat masuk. Sekali sel-sel Rh positif ini dimusnahkan pembentukannya,
antibodi Rh positif oleh tubuh si ibu selanjutnya dapat dicegah. Akan tetapi,
jika sebelumnya tubuh si ibu telah sempat membentuk antibodi Rh positif,
akan lebih baik jika si ibu tidak hamil lagi. Tindak lanjut di samping sistem
ABO dan sistem Rh, penggolongan darah juga dapat dilakukan dengan sistem
MN.

2. Alat Peredaran Darah
Fungsi darah dalam metabolisme tubuh kita antara lain sebagai alat transportasi/
pengangkut/pengedar sari makanan, oksigen, karbon dioksida, sampah
dan air, termoregulasi (pengatur suhu tubuh), imunologi (mengan dung
antibodi tubuh), serta homeostasis (mengatur keseimbangan zat, pH regulator).
Darah didukung berbagai alat yang disebut alat peredaran darah untuk
melakukan tugas-tugasnya.

a. Jantung
Jantung terletak di rongga dada sebelah kiri dan terdiri atas tiga lapisan,
yaitu perikardium (lapisan luar), miokardium (lapisan tengah/otot jantung),
dan endokardium (lapisan dalam). Jantung berfungsi sebagai alat pemompa
darah. Oleh karena itu, jantung mempunyai otot yang kuat. Jantung juga
merupakan pusat peredaran darah pada tubuh kita, karena dari jantunglah
darah dialirkan ke seluruh bagian tubuh.

Ruang jantung manusia terdiri atas empat ruang, yaitu: serambi kiri
(atrium sinister), serambi kanan ( atrium dekster), bilik kiri ( ventrikel sinister),
dan bilik kanan (ventrikel dekster). Jantung manusia pada saat masih janin
mempunyai lubang yang disebut foramen oval. Lubang ini terletak di antara
serambi kiri dan serambi kanan.
Antara serambi kiri dengan bilik kiri terdapat katup dua daun ( valvula
bicuspidalis), yang berfungsi agar darah dari bilik kiri tidak mengalir kembali
ke serambi kiri. Antara serambi kanan dengan bilik kanan dihubungkan
katup tiga daun ( valvula tricuspidalis). Fungsi katup adalah menjaga agar darah
dari bilik kanan tidak mengalir kembali ke serambi kanan. Jantung mendapat
makanan (oksigenasi) melalui pembuluh arteri koronaria.
Dinding jantung bagian bilik memiliki otot yang lebih tebal dibandingkan
dengan dinding jantung bagian serambi. Hal ini disebabkan kerja bilik jantung
lebih berat, yaitu memompa darah ke seluruh tubuh.
Jantung bekerja sangat teratur, yaitu dengan mengembang dan mengempis.
Hal ini terjadi karena ada otot-otot jantung yang mengendur ( relaksasi) dan
berkerut ( kontraksi).
Cara kerja jantung adalah sebagi berikut:
1) Darah dari paru-paru yang banyak mengandung oksigen masuk ke dalam
serambi kiri. Dari serambi kiri darah diteruskan ke bilik kiri. Selanjutnya
darah di bilik kiri dipompa keluar dari jantung menuju ke seluruh tubuh,
membawa oksigen.

2) Setelah oksigen digunakan untuk proses
pembakaran di dalam sel-sel tubuh, darah
kembali ke jantung dengan membawa karbon
dioksida dan air.
3) Darah dari seluruh tubuh masuk ke serambi
kanan. Dari serambi kanan darah masuk ke
bilik kanan. Selanjutnya dari bilik kanan,
darah dipompa keluar dari jantung menuju ke
paru-paru untuk melepas karbon dioksida dan mengambil oksigen.

Gerakan jantung disebut denyut jantung. Denyut jantung terjadi jika otot
jantung berkontraksi. Denyut jantung dapat kita rasakan pada pembuluh nadi
(arteri) di dekat permukaan kulit, seperti di pergelangan tangan dan leher.
Denyut jantung secara normal berkisar tujuh puluh kali per menit. Denyut
jantung pada setiap orang berbeda-beda tergantung pada kondisi setiap
orang. Usia, berat badan, jenis kelamin, kesehatan, dan kegiatan berpengaruh
terhadap denyut jantung seseorang. Bayi memiliki denyut jantung yang lebih
cepat dibanding orang dewasa dalam keadaan normal.
Tekanan darah biasanya menunjukkan tekanan dalam arteri utama.
Tekanan darah pada saat jantung mengembang dan darah mengalir ke
dalam jantung disebut diastol. Sebaliknya, tekanan darah saat otot jantung
berkontraksi, sehingga jantung mengempis dan darah dipompa keluar dari
jantung disebut sistol. Tekanan darah dapat diukur dengan menggunakan
tensimeter atau spignomonometer. Tekanan darah pada orang normal antara
120 mm Hg pada sistol dan 80 mm Hg pada diastol (120/80 mm Hg). Dengan
mengetahui tekanan darah seseorang, kita mengetahui kekuatan jantung
ketika memompa darah.

b. Pembuluh darah
Pembuluh darah adalah suatu saluran yang berfungsi untuk mengalirkan
darah dari jantung ke seluruh tubuh dan dari seluruh tubuh kembali ke
jantung. Berdasarkan fungsinya, pembuluh darah terdiri atas: pembuluh nadi
(arteri), pembuluh balik (vena), dan pembuluh kapiler.
1) Pembuluh nadi (arteri)
Pembuluh nadi (arteri) adalah pembuluh yang membawa darah keluar
dari jantung ke jaringan. Dinding pembuluh nadi tebal, kuat dan elastis.
Lapisan paling dalam dari arteri adalah endotelium yang dikelilingi oleh otot
polos. Letaknya agak dalam, tersembunyi dari permukaan tubuh. Denyutnya
terasa, misalnya di pergelangan tangan atau di leher, dan mempunyai satu
katup dekat jantung. Katup berfungsi menjaga agar darah tidak mengalir
kembali ke jantung.
Darah yang keluar dari jantung melalui dua pembuluh nadi. Pembuluh
nadi pertama, keluar dari bilik kiri ( ventrikel kiri). Pembuluh nadi ini membawa
darah yang kaya oksigen untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Pembuluh darah
ini disebut nadi besar ( aorta). Pembuluh nadi kedua, keluar dari bilik kanan
(ventrikel kanan). Pembuluh nadi ini membawa darah dari seluruh tubuh
yang kaya karbon dioksida menuju ke paru-paru. Pembuluh darah ini disebut
pembuluh nadi paru-paru.
2) Pembuluh balik ( vena)
Pembuluh balik (vena) adalah pembuluh darah yang membawa darah
dari kapiler menuju jantung. Letaknya dekat permukaan kulit dan tampak
kebiru-biruan. Dinding pembuluhnya tipis dan tidak elastis. Lapisan dalamnya
bersifat licin karena dilapisi endotelium yang dikelilingi oleh otot polos.
Denyut pembuluh balik tidak terasa.
Pembuluh balik mempunyai katup di sepanjang pembuluhnya. Katup ini
berfungsi agar aliran darah berlangsung satu arah, yaitu ke jantung. Selain itu,
katup ini juga menjaga agar darah tetap mengalir karena tidak ada pompa
pada aliran darah di pembuluh darah balik.
Pada manusia, pembuluh balik dapat dibedakan menjadi dua macam,
yaitu:
a) Pembuluh balik paru-paru
Pembuluh balik paru-paru ( vena pulmonalis) adalah pembuluh balik yang
membawa darah dari paru-paru ke serambi kiri (atrium kiri) jantung.
Pembuluh balik paru-paru membawa darah yang kaya oksigen.
b) Pembuluh balik tubuh
Pembuluh balik tubuh berukuran besar, terdiri atas pembuluh balik
atas (vena kava superior) dan pembuluh balik bawah ( vena kava inferior).
Pembuluh balik atas membawa darah dari tubuh bagian atas, misalnya
kepala dan lengan. Pembuluh balik bawah membawa darah dari tubuh
bagian bawah. Kedua pembuluh balik tersebut bermuara ke serambi
kanan (atrium kanan) jantung dan membawa darah yang kaya karbon

dioksida. Karbon dioksida merupakan sisa pembakaran yang terjadi pada
seluruh jaringan tubuh.

3) Pembuluh kapiler

Pembuluh kapiler merupakan pembuluh darah
yang sangat halus dan langsung berhubungan
dengan sel-sel jaringan tubuh. Pembuluh kapiler
menghubungkan ujung pembuluh nadi yang terkecil
dan ujung pembuluh balik yang terkecil. Pembuluh
kapiler sangat halus dan tipis karena hanya
terdiri dari satu lapis sel. Lebar pembuluh kapiler
ini hanya selebar 1 sel darah merah sehingga sel
darah merah beriringan dalam pembuluh kapiler. Di dalam pembuluh kapiler
inilah terjadi pertukaran oksigen dan karbon dioksida.
Selama jantung masih bekerja, darah kita akan selalu beredar di sepanjang
tubuh. Peredaran darah tersebut merupakan peredaran darah tertutup, karena
darah manusia selalu berada dalam pembuluh, tidak pernah langsung masuk
ke dalam jaringan tubuh.
C. Sistem Peredaran Darah Manusia
Peredaran darah pada manusia disebut peredaran darah ganda atau
peredaran darah rangkap, karena setiap satu kali beredar ke seluruh tubuh
darah melewati jantung sebanyak dua kali. Peredaran darah rangkap atau
peredaran darah ganda terdiri atas peredaran darah besar dan peredaran
darah kecil.
1. Peredaran Darah Besar (Peredaran Darah Sistemik)
Peredaran darah besar adalah peredaran darah dari jantung ke seluruh
tubuh, kecuali paru-paru. Peredaran darah besar dimulai dari bilik kiri jantung
menuju ke tubuh bagian atas dan bagian bawah dengan membawa oksigen ke

seluruh sel-sel tubuh. Selanjutnya, darah masuk kembali ke jantung melalui
serambi kanan dengan membawa karbon dioksida.
Pada sistem peredaran darah besar, ada suatu sistem peredaran darah yang
disebut sistem porta hepatica. Dalam sistem porta ini, sebelum darah kembali
ke jantung darah terlebih dahulu masuk ke dalam hati untuk dibersihkan
dari racun-racun yang diserap oleh usus halus. Selanjutnya, darah kembali ke
jantung melalui pembuluh balik (vena).
2. Peredaran Darah Kecil (Peredaran Darah Pulmonalis)
Peredaran darah kecil adalah peredaran darah dari jantung ke paru-paru
dan kembali ke jantung. Peredaran darah kecil dimulai dari bilik kanan jantung,
mengangkut karbon dioksida menuju ke paru-paru kanan dan paru-paru kiri.
Itulah sebabnya darah yang berasal dari paru-paru kanan dan kiri kaya akan
oksigen. Selanjutnya darah kembali ke jantung melalui serambi kiri.

D. Sistem Limfatik atau Peredaran Getah Bening
Sistem limfatik atau peredaran getah bening merupakan suatu cara di
mana cairan dapat mengalir dari jaringan ke dalam darah. Sistem limfatik
dapat mengangkut protein dan zat-zat berpartikel besar keluar dari jaringan
yang tidak dapat diabsorpsi langsung ke dalam kapiler darah. Peredaran
getah bening merupakan peredaran terbuka, karena selama peredarannya
getah bening tidak selalu berada di dalam pembuluh.
1. Cairan limfa (Getah Bening)
Sel tubuh selalu dikelilingi cairan yang menjaga kelembapan sel, mensuplai
makanan, dan mengumpulkan sisa metabolisme. Cairan ini berasal dari
plasma darah yang keluar dari pembuluh darah ke jaringan tubuh. Cairan
ini kemudian masuk ke cabang-cabang halus pembuluh limfa yang terbuka
ujungnya.
Cairan tubuh yang masuk ke dalam pembuluh kapiler limfa disebut cairan
limfa atau getah bening. Cairan ini berwarna kekuningan dan mengandung
leukosit yang berfungsi untuk membunuh kuman-kuman penyakit yang
masuk ke dalam tubuh.
2. Pembuluh Limfa dan Kelenjar Limfa
Pembuluh limfa terletak di sela-sela otot. Pembuluh ini bermula dari
pembuluh besar kemudian bercabang-cabang menjadi cabang yang halus.
Cabang-cabang yang halus bagian ujungnya terbuka. Melalui ujung pembuluh
yang terbuka ini, cairan jaringan tubuh masuk ke dalam pembuluh limfa.
Pembuluh limfa dibedakan atas pembuluh limfa kanan dan pembuluh limfa
dada.
a. Pembuluh limfa kanan (ductus limfaticus dexter)
Pembuluh limfa kanan merupakan kumpulan pembuluh limfa yang
berasal dari kepala, leher, dada, jantung, paru-paru, dan lengan bagian kanan.
Pembuluh ini bermuara di pembuluh balik di bawah tulang selangka kanan.
b. Pembuluh limfa dada (ductus toraxicus)
Pembuluh limfa dada merupakan pembuluh limfa yang berasal dari
bagian kiri tubuh, saluran pencernaan, dan sisi kanan bagian bawah tubuh.
Pembuluh ini bermuara di pembuluh balik di bawah tulang selangka kiri.
Di sepanjang pembuluh limfa terdapat beberapa kelenjar limfa, terutama
pada pangkal paha, ketiak, dan leher. Kelenjar limfa menghasilkan sel darah
putih dan berfungsi untuk mencegah infeksi lebih lanjut. Pada saat memerangi
infeksi, kelenjar limfa sering membengkak.
Peredaran limfa dimulai ketika cairan jaringan tubuh masuk ke ujung
pembuluh limfa yang terbuka dan berakhir pada pembuluh balik (vena)
di bawah tulang selangka (dekat leher). Oleh karena itu, peredaran limfa
disebut peredaran terbuka. Pembuluh limfa hanya berupa vena, dan tidak
ada arterinya. Peredaran limfa hanya satu arah, yaitu dari jaringan tubuh ke

vena di sekitar leher. Dalam peredaran limfa, aliran cairan limfa hanya ke satu
arah karena di sepanjang pembuluh limfa terdapat katup-katup.
3. Organ-Organ Limfa
a. Limpa
Limpa terletak di dalam rongga perut di belakang lambung. Limpa
berfungsi antara lain sebagai:
1) tempat pembentukan sel darah putih (leukosit) dan antibodi,
2) tempat membunuh kuman penyakit,
3) tempat pembongkaran sel darah merah yang sudah mati, dan
4) tempat cadangan sel darah. Jika ada bagian tubuh yang kekurangan darah,
limfa akan mengeluarkan cadangannya.
b. Tonsil
Tonsil terletak di bagian belakang rongga mulut sebelah kanan dan kiri
serta di rongga hidung bagian belakang. Tonsil di rongga mulut disebut
amandel sedangkan di rongga hidung disebut polip. Tonsil berfungsi sebagai
pertahanan tubuh dari kuman yang masuk ke dalam mulut dan hidung. Bila
terjadi infeksi, amandel, dan polip meradang dan membengkak. Pembengkakan
tonsil dapat mengganggu pernapasan sehingga harus dibuang dengan jalan
operasi.
c. Timus
Timus merupakan kelenjar yang sebagian besar terdiri atas jaringan
limfa. Timus tersusun atas sel-sel epitel yang menyerupai limfosit. Timus
memproduksi hormon yang berfungsi untuk merangsang produksi limfosit
dalam organ-organ limfa.

E. Sistem Kekebalan Tubuh
Kuman penyakit seperti bakteri dan virus selalu berusaha memasuki
tubuh manusia. Jika berhasil, mereka akan menginfeksi tubuh kita dan
menyebabkan penyakit. Untungnya, tubuh manusia mempunyai kemampuan
pertahanan untuk melawan berbagai macam kuman penyakit yang disebut
dengan kekebalan/imunitas. Bila ada kuman atau bakteri yang masuk, sel
darah putih akan memburu dan menghancurkannya.
Pada dasarnya di dalam tubuh dapat dijumpai dua macam kekebalan
yang berhubungan erat satu sama lainnya, yaitu:
1. Antibodi, merupakan molekul globulin yang mampu menyerang agen
penyakit.
2. Pembentukan sel limfosit dalam jumlah besar yang secara khusus
dirancang untuk menghancurkan benda asing. Kekebalan ini disebut
kekebalan seluler.
Tiap antibodi bersifat spesi􀅿 k terhadap antigen dan reaksinya bermacammacam.
Antibodi yang dapat menggumpalkan antigen disebut presipitin,
antibodi yang dapat menguraikan antigen disebut lisin, dan antibodi yang
dapat menawarkan racun disebut antitoksin. Antibodi bekerja melalui dua cara
yang berbeda untuk mempertahankan tubuh terhadap penyebab penyakit,
yaitu:
1. dengan menyerang langsung penyebab penyakit tersebut
2. dengan mengaktifkan sistem komplemen yang kemudian akan merusak
penyebab penyakit tersebut. Antibodi dapat melemahkan penyebab
penyakit dengan salah satu cara berikut:
a. Aglutinasi, terbentuknya gumpalan-gumpalan yang terdiri atas
struktur besar berupa antigen pada permukaannya.
b. Presipitasi, terbentuknya molekul yang besar antara antigen yang
larut, misalnya racun tetanus dengan antibodi sehingga berubah
menjadi tidak larut dan akan mengendap.
c. Netralisasi, antibodi yang bersifat antigenik akan menutupi tempattempat
yang toksik dari agen penyebab penyakit.
d. Lisis, beberapa antibodi yang bersifat antigenik yang sangat kuat
kadang-kadang mampu langsung menyerang membran sel agen
penyebab penyakit sehingga menyebabkan sel tersebut rusak.
Kekebalan pada tubuh manusia terdiri atas kekebalan bawaan dan
kekebalan buatan.
1. Kekebalan Bawaan
Kekebalan bawaan adalah kekebalan yang disebabkan oleh proses umum
dan bukan disebabkan proses melawan organisme penyebab penyakit yang
spesi􀅿 k. Kekebalan bawaan meliputi beberapa mekanisme antara lain:
a. Fagositosis yang dilakukan oleh leukosit dan sel pada sistem makrofag
jaringan terhadap bakteri serta penyebab penyakit lainnya.

b. Perusakan oleh asam yang disekresikan oleh lambung dan enzim
pencernaan terhadap organisme yang masuk ke dalam lambung.
c. Daya tahan kulit terhadap serangan organisme penyebab penyakit.
d. Adanya senyawa-senyawa kimia tertentu di dalam darah yang akan
melekat pada organisme asing atau toksin dan akan menghancurkannya.
Senyawa-senyawa tersebut adalah lisozim. Lisozim merupakan suatu
polisakarida yang menyerang bakteri sehingga bakteri tersebut menjadi
larut, polipeptida dasar yang akan bereaksi dengan mengaktifkan
beberapa macam bakteri gram positif tertentu, dan kompleks komplemen
yang terdiri atas kurang lebih 20 protein yang dapat diaktifkan dengan
bermacam-macam cara untuk merusak bakteri.
2. Kekebalan buatan
Sebagian besar dari kekebalan disebabkan oleh suatu sistem imun khusus.
Sistem imun tersebut membentuk antibodi atau limfosit yang diaktifkan dan
akan menghancurkan organisme atau toksin tertentu. Kekebalan semacam
ini disebut kekebalan buatan. Kekebalan buatan dapat dilakukan dengan
pemberian imunisasi atau vaksin.
Imunisasi diartikan pengebalan (terhadap penyakit). Kalau dalam istilah
kesehatan imunisasi diartikan pemberian vaksin untuk mencegah terjadinya
penyakit tertentu. Biasanya imunisasi bisa diberikan dengan cara disuntikkan
maupun diteteskan pada mulut anak balita (bawah lima tahun).
Vaksin adalah suatu obat yang diberikan untuk membantu mencegah
suatu penyakit. Vaksin membantu tubuh untuk menghasilkan antibodi.
Antibodi ini berfungsi melindungi tubuh terhadap penyakit. Vaksin tidak
hanya menjaga agar anak tetap sehat, tetapi juga membantu membasmi
penyakit yang serius yang timbul pada masa kanak-kanak. Vaksin secara
umum cukup aman. Keuntungan perlindungan yang diberikan vaksin jauh
lebih besar daripada efek samping yang mungkin timbul. Dengan adanya
vaksin maka banyak penyakit masa kanak-kanak yang serius, sekarang ini
sudah jarang ditemukan.
Kekebalan buatan sering dapat memberikan perlindungan yang hebat.
Contohnya, kekebalan buatan dapat melindungi tubuh dari efek toksin tetanus
sampai 100.000 kali dari dosis. Toksin tetanus dapat menimbulkan kematian
bila tidak ada kekebalan.
Adapun jenis-jenis imunisasi adalah sebagai berikut:
a. Imunisasi BCG
Vaksinasi BCG memberikan kekebalan aktif terhadap penyakit tuberkulosis
(TBC). BCG diberikan 1 kali sebelum anak berumur 2 bulan. Vaksin ini
mengandung bakteri Bacillus calmette-guerrin hidup yang dilemahkan,
sebanyak 50.000-1.000.000 partikel/dosis.
b. Imunisasi DPT
Imunisasi DPT adalah suatu vaksin three in one yang melindungi tubuh
terhadap difteri, pertusis, dan tetanus. Difteri adalah suatu infeksi bakteri

yang menyerang tenggorokan dan dapat menyebabkan komplikasi yang
serius atau fatal. Pertusis (batuk rejan) adalah infeksi bakteri pada saluran
udara yang ditandai dengan batuk hebat yang menetap serta bunyi pernapasan
yang melengking. Pertusis berlangsung selama beberapa minggu
dan dapat menyebabkan serangan batuk hebat sehingga anak tidak dapat
bernapas, serta makan atau minum. Pertusis juga dapat menimbulkan
komplikasi serius, seperti pneumonia, kejang, dan kerusakan otak. Tetanus
adalah infeksi bakteri yang bisa menyebabkan kekakuan pada rahang
serta kejang.
c. Imunisasi DT
Imunisasi DT memberikan kekebalan aktif terhadap toksin yang dihasilkan
oleh kuman penyebab difteri dan tetanus. Vaksin DT dibuat untuk
keperluan khusus, misalnya pada anak yang tidak boleh atau tidak perlu
menerima imunisasi pertusis, tetapi masih perlu menerima imunisasi
difteri dan tetanus.
d. Imunisasi TT
Imunisasi tetanus (TT, tetanus toksoid) memberikan kekebalan aktif terhadap
penyakit tetanus. ATS (Anti Tetanus Serum) juga dapat digunakan
untuk pencegahan (imunisasi pasif) maupun pengobatan penyakit tetanus.
e. Imunisasi campak
Imunisasi campak memberikan kekebalan aktif terhadap penyakit campak
(tampek). Imunisasi campak diberikan sebanyak 1 dosis pada saat anak
berumur 9 bulan atau lebih.
f. Imunisasi MMR
Imunisasi MMR memberi perlindungan terhadap campak, gondongan,
dan campak Jerman. Imunisasi ini disuntikkan sebanyak 2 kali. Campak
menyebabkan demam, ruam kulit, batuk, hidung meler, dan mata berair.
Campak juga menyebabkan infeksi telinga dan pneumonia. Campak juga
bisa menyebabkan masalah yang lebih serius, seperti pembengkakan
otak dan bahkan kematian. Gondongan menyebabkan demam, sakit
kepala, dan pembengkakan pada salah satu maupun kedua kelenjar liur
utama yang disertai nyeri. Gondongan bisa menyebabkan meningitis
(infeksi pada selaput otak dan korda spinalis) dan pembengkakan otak.
Kadang gondongan juga menyebabkan pembengkakan pada buah zakar
sehingga terjadi kemandulan. Campak Jerman (Rubella) menyebabkan
demam ringan, ruam kulit, dan pembengkakan kelenjar getah bening
leher. Rubella juga bisa menyebabkan pembengkakan otak atau gangguan
perdarahan.
g. Imunisasi Hib
Imunisasi Hib membantu dalam mencegah infeksi oleh Haemophilus
in􀆀 uenza tipe b. Organisme ini bisa menyebabkan meningitis, pneumonia,
dan infeksi tenggorokan berat yang bisa menyebabkan anak tersedak.

h. Imunisasi varisella
Imunisasi varisella memberikan perlindungan terhadap cacar air. Cacar air
ditandai dengan ruam kulit yang membentuk lepuhan, kemudian secara
perlahan mengering dan membentuk keropeng yang akan mengelupas.
i. Imunisasi HBV
Imunisasi HBV memberikan kekebalan terhadap hepatitis B. Hepatitis
B adalah suatu infeksi hati yang bisa menyebabkan kanker hati dan
kematian.
j. Imunisasi pneumokokus konjugata
Imunisasi pneumokokus konjugata melindungi anak terhadap sejenis
bakteri yang sering menyebabkan infeksi telinga. Bakteri ini juga dapat
menyebabkan penyakit yang lebih serius, seperti meningitis dan bakteremia
(infeksi darah).

Gangguan pada Sistem Peredaran Darah dan
Kekebalan Tubuh

1. Gangguan pada Sistem Peredaran Darah
Kelainan dan penyakit pada sistem peredaran darah sering kita jumpai
pada seseorang. Kelainan dan penyakit tersebut dapat disebabkan oleh faktor
keturunan (genetik), adanya kerusakan pada sistem peredaran darah, dan
faktor-faktor lain yang belum diketahui. Kelainan dan penyakit tersebut
antara lain:
a. Anemia
Anemia sering disebut sebagai penyakit kurang darah. Kurang darah
terjadi karena kandungan hemoglobin (Hb) dalam sel darah merah rendah
atau berkurangnya sel darah merah. Berkurangnya kandungan Hb dapat
disebabkan makanan yang kurang mengandung zat besi. Berkurangnya
sel darah merah sering terjadi pada penderita penyakit malaria. Hal ini
karena plasmodium sebagai penyebab penyakit malaria memakan sel darah
merah. Demikian pula penderita penyakit cacing tambang sering mengalami
anemia.
b. Talasemia
Talasemia merupakan penyakit yang diturunkan. Talasemia sering terdapat
pada bayi dan anak-anak. Pada penderita talasemia, daya ikat sel darah
merahnya terhadap oksigen rendah karena kegagalan pembentukan hemoglobin.
Penderita talasemia berat membutuhkan transfusi darah setiap bulan.
c. Hemo􀅿 li
Hemo􀅿 li merupakan penyakit yang menyebabkan darah sukar membeku
bila terjadi luka. Kelainan ini disebabkan oleh faktor keturunan ( genetik). Kelainan
tidak dapat diobati, tetapi dapat dicegah. Penderita harus menghindari
terjadinya pendarahan agar darah tidak mengalir terus.

d. Leukemia
Leukemia atau kanker darah adalah penyakit bertambahnya sel darah
putih yang tidak terkendali.
Beberapa gejala leukemia yaitu:
1) Demam, kedinginan, dan gejala seperti 􀆀 u.
2) Badan lemah dan sakit kepala.
3) Sering mengalami infeksi.
4) Kehilangan berat badan.
5) Berkeringat, terutama malam hari.
6) Nyeri tulang atau sendi.
Sampai saat ini, belum diketahui secara pasti penyebab leukemia. Namun,
para peneliti menduga penyebab leukemia antara lain radiasi energi tinggi,
misalnya bom nuklir, bahan kimia benzena yang mengenai seseorang dalam
jangka waktu lama, dan keadaan genetik seseorang, misalnya penderita
sindrom Down lebih banyak menderita leukemia dibanding orang normal.
e. Hipertensi
Hipertensi disebabkan oleh tekanan darah yang tinggi di dalam arteri.
Hipertensi atau tekanan darah tinggi terjadi bila nilai ambang tekanan sistolik
antara 140 – 200 mmHg atau lebih dan nilai ambang tekanan ambang diastolik
antara 90 – 110 mmHg atau lebih.
Beberapa penderita tidak menunjukkan gejala-gejala akibat tekanan darah
tinggi. Namun, beberapa orang ada yang mengalami gejala-gejala, yaitu sakit
kepala, napas pendek, dan penglihatan kabur. Penyebab hipertensi berkaitan
dengan umur, kegemukan, dan keturunan.
f. Koronariasis

Koronariasis merupakan penyempitan atau penyumbatan
nadi tajuk (arteri koronari) pada jantung.
Melalui nadi tajuk tersebut, jantung mendapat
makan dan oksigen. Nadi tajuk berukuran kecil
sehingga bila tersumbat, denyut jantung dapat
terganggu atau terhenti. Penderita yang terkena
koronariasis akan merasakan sakit di bagian dada
(jantung).
Koronariasis disebabkan oleh terbentuknya
gumpalan darah pada dinding dalam arteri koronaria.
Gumpalan ini disebabkan oleh menumpuknya
kolesterol di dalam dinding arteri.
g. Varises
Varises merupakan pelebaran pembuluh balik (vena). Varises biasanya
terjadi di kaki terutama di bagian betis. Varises yang terdapat di bagian anus
disebut ambeien. Varises merupakan hal yang biasa terjadi dan tidak berbahaya.

Penyebab varises tidak diketahui secara keseluruhan. Dalam beberapa
kasus, varises dapat disebabkan oleh pembengkakan pada vena. Varises tidak
perlu diobati. Namun jika terjadi varises atau ambeien yang parah, dapat
dilakukan operasi.
h. Hemoroid/Wasir/Ambien
Hemoroid merupakan pelebaran pembuluh darah balik pada daerah anus.
Wasir dapat disebabkan terlalu banyak duduk, kurang gerak, dan terlalu kuat
mengejan, akibatnya aliran darah tidak lancar.
2. Gangguan dan Kelainan Sistem Kekebalan Tubuh
Penyakit dan Kelainan Sistem Imunitas.
a. Alergi
Alergi adalah respon yang hipersensitif terhadap antigen tertentu yang
berasal dari lingkungan. Antigen yang memicu terjadinya reaksi alergi disebut
dengan alergen. Alergi dapat disebabkan karena terkena jenis tumbuhan
tertentu yang menyebabkan gatal. Reaksi alergi juga dapat timbul dalam diri
seseorang setelah memakan jenis makanan tertentu, misalnya udang, tiram,
umbi, atau buah-buahan tertentu.
Terdapat dua macam kategori utama reaksi alergi, yaitu reaksi alergi cepat
dan reaksi alergi yang tertunda. Reaksi alergi cepat, misalnya karena tersengat
lebah, menghirup tepung sari, atau binatang kesayangan. Reaksi alergi
cepat ini disebabkan oleh mekanisme kekebalan humoral, yaitu diproduksinya
imunoglobulin E (IgE). Reaksi alergi yang kedua adalah reaksi alergi
lambat atau hipersensitif tipe tertunda DTH (Delayed Type Hypersensitivity).
Contoh DTH ekstrim terjadi ketika makrofag tidak bisa dengan mudah menghancurkan
substansi benda asing akibatnya sel T diaktifkan dan mendorong
peradangan jaringan tubuh.
b. Penolakan Transplantasi (Pencangkokan)
Di dalam dunia kedokteran kadang-kadang dilakukan tindakan penyelamatan
pasien dengan melakukan pencangkokan (transplantasi organ) untuk
menggantikan suatu organ yang sudah mengalami disfungsi. Tetapi tindakan
ini tidak mudah sebab bisa menimbulkan reaksi penolakan dari tubuh resipien
terhadap organ donor yang diberikan kepadanya. Hal ini terjadi karena setiap
individu mempunyai histon kompatibilitas mayor (MHC = major histon compatibility)
yaitu sidik jari protein yang unik yang bertanggung jawab terhadap
stimulasi penolakan pencangkokan jaringan dan organ.
c. Penurunan Kekebalan
Penyakit menurunnya kekebalan tubuh disebut dengan penyakit AIDS
(Acquired Immunode􀅿 ciency Syndrome). Penyakit ini disebabkan oleh virus
HIV (Human Immunode􀅿 ciency Virus). Virus ini merupakan virus yang
paling berbahaya. Tidak seperti virus lainnya, mikroorganisme ini benar-benar
menonaktifkan sistem pertahanan. Virus HIV menimbulkan kerusakan yang
tak dapat diperbaiki pada tubuh manusia dengan menyebabkan runtuhnya

sistem pertahanan. Keadaan ini membuat manusia sangat mudah diserang
oleh segala jenis penyakit, yang akhirnya menyebabkan berbagai kondisi
fatal.
Penyakit AIDS pernah diklaim sebagai penyakit sosial, karena awalnya
diketahui penyakit ini ditularkan melalui hubungan seksual pada pasangan
yang tidak resmi baik homoseksual maupun heteroseksual. Sebenarnya
penularan virus HIV dapat terjadi dengan beberapa cara yaitu:
1) hubungan seksual dengan penderita baik homoseksual maupun
heteroseksual,
2) transfusi darah dari donor penderita,
3) penggunaan jarum suntik bekas dari penderita,
4) penularan dari ibu hamil kepada anaknya.
d. Penyakit Autoimunitas
Penyakit autoimunitas merupakan penyakit yang menyebabkan gagalnya
antibodi membedakan antigen asing dengan antigen dari dalam tubuh sendiri.
Akibatnya, bisa menyebabkan terjadinya perusakan zat-zat yang dianggap
sebagai antigen yang berada dalam tubuhnya sendiri. Penyakit autoimunitas
terjadi karena sistem kekebalan kehilangan toleransinya terhadap diri sendiri
dan melancarkan perlawanan terhadap molekul-molekul tertentu di dalam
tubuh.
Beberapa penyakit yang tergolong autoimunitas antara lain, sebagai
berikut:
1) Eritematosus lupus sistemik (lupus)
Penyakit ini menyebabkan sistem kekebalan membangkitkan antibodi
yang dikenal sebagai autoantibodi terhadap semua jenis molekul sendiri.
Bahkan protein histon dan DNA yang dibebaskan oleh perombakan sel
normal dalam tubuh juga dilawan. Ciri-ciri penyakit lupus antara lain:
terjadinya ruam kulit, demam, artritis, dan kegagalan fungsi ginjal.
2) Artritis reumatoid
Penyakit ini menyebabkan kerusakan dan peradangan yang sangat
menyakitkan pada tulang rawan dan tulang-tulang pada persendian.
e. Multiple sclerosis (MS)
Penyakit ini banyak dijumpai di negara-negara maju. Pada penderita
penyakit ini menyebabkan sel limfosit T bersifat reaktif terhadap mielin serta
memasuki sistem saraf pusat dan merusak selubung mielin dari neuron.
Akibatnya penderita akan mengalami gangguan abnormalitas neurologis
yang serius.

Sistem Gerak pada Manusia

{ January 30, 2012 @ 4:12 am } · { MATERI & SOAL BIOLOGI SMA KELAS XI }
{ Tags: , , , , , , , , , , , , } · { Leave a Comment }

Gerak adalah hasil
interaksi antara tulang, otot, dan persendian tulang. Alat gerak pada manusia
meliputi alat gerak pasif berupa tulang dan alat gerak aktif berupa otot.
Alat gerak pasif manusia yang berupa tulang terdiri atas tulang rawan dan
tulang keras. Semua tulang ini akan bersama-sama menyusun rangka yang
dikelompokkan menjadi tiga bagian, yaitu rangka kepala, rangka badan, dan
rangka anggota gerak. Tulang-tulang yang menyusun sebuah rangka akan
dihubungkan dengan sendi.
Sementara alat gerak aktif manusia yang berupa otot, terdiri atas otot polos,
otot lurik, dan otot jantung. Otot ini memiliki kemampuan untuk berkontraksi
untuk menciptakan gerakan. Kontraksi otot dipengaruhi oleh kerja saraf serta
energi yang diperoleh dari proses metabolisme saat melakukan respirasi.

B. Kerangka Tubuh Manusia

Kerangka manusia tersusun dari tulang-tulang, baik tulang yang panjang
maupun tulang pendek. Tulang-tulang tersebut membentuk rangka dalam
(endoskeleton) yang berfungsi:
– Memberikan bentuk tubuh.
– Menahan dan menegakkan tubuh.
– Menjaga agar organ tubuh tetap berada di tempatnya.
– Melindungi organ-organ tubuh seperti otak, jantung, dan paru-paru.
– Untuk bergerak ketika dikehendaki otot.
– Menghasilkan sel darah di dalam sumsum tulang.
Endoskeleton pada manusia dibagi menjadi 2 yaitu:
– Kerangka sumbu (skeleton aksial): tengkorak dan badan.
– Kerangka apendikular (tangan dan kaki)
1. Jenis Tulang
Tulang merupakan alat gerak pasif karena tidak dapat bergerak tanpa
bantuan otot. Berdasarkan jenisnya, tulang dibedakan menjadi dua, yaitu
tulang rawan (kartilago) dan tulang keras (tulang/osteon/sejati).

a. Tulang rawan
Tulang rawan bersifat lentur, tersusun atas sel-sel tulang rawan (kondrosit)
yang mensekresikan matriks (kondrin) berupa hialin atau kolagen. Pada
tulang rawan banyak mengandung zat perekat berupa kolagen dan sedikit
mengandung zat kapur. Itulah sebabnya tulang rawan bersifat lentur. Sel-sel
tulang rawan atau kondrosit dibentuk oleh kondroblas.
Pada masa bayi atau masa pertumbuhan sebagian besar tulang masih
berupa tulang rawan. Seiring dengan pertumbuhan bayi dan pertambahan
usia, tulang-tulang rawan mengalami penulangan (osi􀅿 kasi) sehingga tulang
tidak lentur lagi, melainkan tumbuh menjadi keras. Akan tetapi, tidak
semua mengalami penulangan dan tetap berupa tulang rawan. Misalnya,
pada bagian persendian, daun telinga, cuping hidung, dan ruas-ruas tulang
belakang.
Tulang rawan memiliki tiga tipe, yaitu hialin, fibrosa, dan elastis.

1) Tulang rawan hialin
Tulang rawan hialin bersifat lentur, semi transparan, dan berwarna putih
kebiruan. Tulang rawan ini merupakan penyusun rangka embrio yang
akan berkembang menjadi tulang keras. Selain pada embrio, tulang rawan
hialin juga terdapat pada sendi gerak ujung tulang rusuk, hidung, bronki,
dan trakea.
2) Tulang rawan 􀅿 brosa
Tulang rawan 􀅿 brosa memiliki banyak serabut kolagen dalam matriks.
Matriksnya berwarna keruh dan gelap, serta kuat dan kaku. Tulang rawan
􀅿 brosa terdapat pada tendon dan ligamen.
3) Tulang rawan elastis
Tulang rawan elastis berwarna kekuningan. Matriksnya mengandung
serabut elastis. Tulang rawan elastis terdapat pada daun telinga.

b. Tulang keras (tulang sejati)
Pembentukan tulang keras berawal dari kartilago (berasal dari mesenkim).
Tulang keras tersusun dari jaringan tulang keras, yang terdiri dari sel-sel
tulang ( osteosit) yang membentuk lingkaran. Di tengah-tengah sel tulang
terdapat saluran Havers. Di dalam saluran Havers terdapat pembuluh kapiler
yang berfungsi untuk mengangkut sari makanan dan oksigen pada sel tulang.
Pada tulang keras banyak mengandung zat kapur (kalsium) dan sedikit
mengandung zat perekat. Matriks akan mengeluarkan kapur dan fosfor
yang menyebabkan tulang menjadi keras. Proses pengerasan tulang disebut
penulangan atau osi􀅿 kasi. Perhatikan gambar 3.2. Jenis osi􀅿 kasi adalah desmal
dan kondral. Kondral meliputi perikondral dan enkondral. Desmal merupakan
penulangan pada tulang keras, sedangkan kondral adalah penulangan pada
tulang rawan.

Sel-sel tulang keras yang telah mati akan membentuk rongga bekas sel
tulang yang disebut lakuna. Setiap lakuna dapat berhubungan satu sama
lainnya melalui saluran-saluran kecil yang disebut kanalikuli.

Tulang keras terdapat pada seluruh tulang anggota gerak. Lapisan
luarnya keras (tulang kompak) dan mengelilingi rongga yang disebut rongga
sumsum. Jadi, tulang tidak rapat, tetapi berongga di tengahnya. Seandainya
semua tulang rapat tanpa rongga, tubuh kita sangat berat dan akan sulit
digerakkan.
2. Bentuk Tulang
Berdasarkan bentuknya, tulang terbagi atas tulang pipa, tulang pipih, dan
tulang pendek.
a. Tulang pipa
Tulang pipa mempunyai ciri-ciri:

– Bentuknya bulat panjang seperti pipa.
– Pada kedua ujungnya berbonggol.
– Di dalamnya berisi sumsum kuning dan lemak.
Sumsum kuning merupakan cadangan untuk
pembentukan sumsum merah.
– Contoh: tulang paha, tulang lengan atas, tulang
kering, tulang betis, ruas-ruas jari tangan/ruas
jari kaki, tulang hasta, dan tulang pengumpil.
Tulang pipa terbagi menjadi 3 bagian, yaitu:
– Bagian ujung yang disebut epi􀅿 sis.
– Bagian tengah yang disebut dia􀅿 sis.
– Di antara epi􀅿 sis dan dia􀅿 sis terdapat cakra
Sumber: Kamus visual, 2004, Hal. 157.
Gambar 3.5 Tulang pipih
Sumber: Kamus visual, 2004, Hal. 157.
Gambar 3.6 Tulang pendek
3. Susunan Tulang
Rangka tubuh manusia tersusun oleh 206 potong tulang yang saling
berhubungan. Tulang-tulang yang menyusun rangka
tubuh tersebut terdiri atas tiga kelompok besar, yaitu:
epi􀅿 sis (discus epiphysealis). Cakra ini kaya akan osteoblas dan menentukan
pertumbuhan tinggi.
Di pusatnya terdapat rongga yang berisi sumsum tulang. Rongga
terbentuk karena aktivitas osteoklas (perombak tulang).

b. Tulang pipih
– Berbentuk pipih atau tipis.
– Di dalamnya berisi sumsum merah, tempat pembuatan sel darah merah
dan sel darah putih.
– Contoh: tulang kepala ( tengkorak), tulang rusuk, tulang dada, dan tulang
belikat.
c. Tulang pendek
– Bentuk pendek dan bulat.
– Di dalamnya berisi sumsum merah, tempat pembuatan sel darah merah
dan sel darah putih.
– Contoh: ruas-ruas tulang belakang, tulang pergelangan tangan, dan
pergelangan kaki.

3. Susunan Tulang
Rangka tubuh manusia tersusun oleh 206 potong tulang yang saling
berhubungan. Tulang-tulang yang menyusun rangka tubuh tersebut terdiri atas tiga kelompok besar, yaitu:

a. Tulang tengkorak (cranium)
Tulang tengkorak berbentuk pipih, saling berhubungan, dan membentuk
rongga. Tulang-tulang ini mengelilingi dan melindungi otak yang ada
di dalamnya. Tulang tengkorak terdiri atas 22 tulang. Delapan tulang
membentuk tengkorak bagian kepala/tempurung kepala dan 14 tulang
tengkorak bagian muka/wajah.
Tulang tempurung kepala tersusun dari tulang dahi (os.frontal), tulang
kepala belakang (os.oksipital), tulang ubun-ubun ( os.parietal), tulang baji
(os.sphenoid), tulang tapis (os.ethmoid), dan tulang pelipis (os. temporal).

Tulang muka terdapat pada bagian depan kepala. Tulang-tulang muka
membentuk rongga mata untuk melindungi mata, membentuk rongga hidung
serta langit-langit, dan memberi bentuk wajah. Tulang muka terdiri atas dua
tulang rahang atas ( maksila), dua tulang rahang bawah ( mandibula), dua tulang
pipi ( zigomatik), dua tulang air mata ( lakrimal), dua tulang hidung ( nasal), dua
tulang langit-langit ( palatum), dan satu tulang pangkal lidah (hioid).

Hubungan antara tulang-tulang pada
tempurung kepala merupakan hubungan tulang
yang tidak dapat digerakkan. Hanya rahang bawah
yang dapat bergerak dengan bebas sehingga kalian
dapat makan dan berbicara. Pada bayi yang baru
lahir, kedua tulang ubun-ubun, yaitu kiri dan
kanan, belum menyatu sempurna sehingga terasa
lembut bila dipegang. Dalam pertumbuhannya,
tulang tengkorak bayi akan menyatu sempurna.

b. Tulang Badan
Tulang pembentuk badan terdiri atas ruas-ruas tulang belakang,
tulang dada, tulang rusuk, tulang gelang bahu, dan tulang gelang pinggul/
panggul.
1) Tulang belakang berada di bagian tengah tubuh yang berfungsi
untuk menopang seluruh tubuh, dan tempat pelekatan tulang rusuk.

Setiap segmen atau
ruas tulang belakang dapat bergerak sedikit.
Tulang belakang berbentuk tulang pendek dan
berjumlah 33 ruas yang terdiri atas:
a) tujuh ruas tulang leher (vertebra servikalis),
b) dua belas ruas tulang punggung (vertebra
dorsalis),
c) lima ruas tulang pinggang (vertebra
lumbalis),
d) lima ruas tulang kelangkang (vertebra
sakralis),
e) empat ruas tulang ekor (coxigeus).

Struktur dan ruas tulang belakang bervariasi karena secara khusus
masing-masing memiliki fungsi yang berbeda-beda.
2) Tulang dada merupakan tempat melekatnya tulang rusuk bagian depan.
Tulang dada terdiri atas 3 bagian, yaitu bagian hulu dada (manubrium
sterni), bagian dada (corpus sterni), dan bagian taju pedang (prosesus
xyphoideus).
3) Tulang rusuk ( iga), terdiri atas tiga jenis tulang, yaitu tujuh pasang tulang
rusuk sejati, tiga pasang tulang rusuk palsu, dan dua pasang tulang rusuk
melayang.
4) Tulang gelang bahu, terdiri atas dua tulang belikat dan dua tulang
selangka. Tulang belikat melekat pada tulang rusuk. Tulang belikat
berbentuk segitiga pipih dan memiliki tonjolan yang menyerupai paruh
burung gagak, disebut prosesus korakoid. Sedangkan tulang selangka
melekat pada tulang dada.
5) Tulang gelang panggul, terdiri atas dua tulang pinggul, dua tulang
duduk, dan dua tulang kemaluan. Ketiga tulang tersebut berkaitan erat
sehingga membentuk suatu lingkaran yang berlubang.
c. Tulang anggota gerak
Tulang anggota gerak pada manusia terdiri atas tungkai depan/tulang
anggota gerak atas yang bersambungan dengan gelang bahu tungkai dan
tulang anggota gerak bawah yang bersambungan dengan gelang pinggul.

1) Tulang anggota gerak bagian atas
Tulang anggota gerak bagian atas terdiri atas
gelang bahu, dua tulang lengan atas, dua
tulang pengumpil, dua tulang hasta, enam
belas tulang pergelangan tangan, sepuluh
tulang telapak tangan, dan 28 tulang jari
tangan. Tulang hasta dan tulang pengumpil
merupakan tulang lengan bawah. Tulang
hasta letaknya searah dengan sisi kelingking,
sedangkan tulang pengumpil letaknya searah
dengan ibu jari. Tulang pengumpil dapat
digerakkan di atas tulang hasta (memutar).

2) Tulang anggota gerak bagian bawah
Tulang anggota gerak bagian bawah terdiri atas
gelang panggul, dua tulang paha, dua tulang
tempurung lutut, dua tulang kering, dua tulang
betis, empat belas tulang pergelangan kaki,
sepuluh tulang telapak kaki, dan 28 tulang jari
kaki. Kaki atau tungkai memiliki fungsi utama
untuk menopang berat tubuh dan mengatur
gerak tubuh ketika berjalan.

4. Sumsum Tulang
Sumsum tulang mengisi rongga bagian dalam
tulang. Ada dua macam sumsum tulang, yaitu:
a. Sumsum tulang merah (medulla ossia rubra),
merupakan tempat pembuatan sel darah
merah. Pada anak-anak, sumsum merah
terdapat pada tulang tengkorak. Pada
orang dewasa, sumsum merah terdapat
antara lain pada tulang tengkorak, ruas
tulang belakang, dan tulang rusuk.
b. Sumsum tulang kuning (medulla ossia 􀆀 ava),
terdapat pada tulang anggota gerak orang
dewasa. Sumsum kuning ini terbentuk
dari campuran sel jaringan ikat, misalnya
jaringan lemak dan sumsum merah.
Untuk kesehatan dan pertumbuhan selsel,
tulang membutuhkan vitamin D. Proses
pembentukan vitamin D dalam tubuh sangat
dipengaruhi oleh sinar ultrviolet. Sinar ultraviolet
yang jatuh mengenai kulit tubuh manusia dapat
mengubah provitamin D yang terdapat pada tubuh
menjadi vitamin D.

5. Sendi
Terbentuknya kerangka tubuh manusia dapat terjadi karena adanya
hubungan antara tulang yang satu dengan tulang yang lain. Hubungan
antartulang dinamakan artikulasi. Hubungan antartulang yang memungkinkan
pergerakan disebut persendian.
Dari sifat geraknya, maka persendian dapat dibagi menjadi 3 macam,
yaitu:
a. Sendi mati (sinartrosis) adalah hubungan antartulang yang sudah tidak
dapat digerakkan lagi, misalnya persendian pada tulang tengkorak
kepala. Sinartrosis terdiri atas:
– Sinkondrosis: kedua ujung tulang dihubungkan dengan kartilago.
– Sin􀅿 brosis: kedua ujung tulang dihubungkan dengan serabut.
b. Sendi kaku (am􀅿 artrosis) adalah hubungan antartulang yang memungkinkan
adanya sedikit gerakan (terbatas). Misalnya persendian pada pergelangan

tangan dan kaki, hubungan antara tulang rusuk
dan tulang belakang dan tulang tulang dada,
dan hubungan tulang kemaluan.
c. Sendi gerak ( diartrosis) adalah hubungan
antartulang yang memungkinkan gerakan
lebih bebas. Diartrosis memudahkan tulang
untuk bergerak karena struktur tertentu dan juga karena adanya bentukbentuk
tertentu dari ujung-ujung tulang yang berhubungan yang disebut
persendian. Diartrosis memiliki struktur yang terdiri atas bonggol sendi,
tulang rawan sendi, dan mangkuk sendi. Mangkuk sendi berisi cairan
sendi (minyak sinovial) yang berfungsi sebagai minyak pelumas.
Sendi gerak dapat dibedakan sebagai berikut:
1) Sendi engsel adalah persendian yang memungkinkan gerakan satu
arah, seperti gerakan pada pintu, contohnya pada siku dan lutut.
2) Sendi peluru merupakan hubungan dua tulang, yang satu berbentuk
mangkuk sendi, sedangkan tulang yang lain berbentuk bonggol
yang bersesuaian. Selain itu juga terdapat cairan sendi (sinovial) yang
berfungsi sebagai pelumas dan jaringan ikat sendi (ligamen). Sendi
peluru merupakan persendian yang dapat bergerak ke segala arah.
Misalnya persendian pada lengan atas dengan gelang bahu, tulang
paha dengan gelang pinggul.
3) Sendi putar merupakan persendian yang mengakibatkan salah satu
tulang dapat berputar terhadap tulang yang lain sebagai poros sendi.
Misalnya persendian pada tulang atlas dan tulang pemutar, serta
tulang hasta dan tulang pengumpil.
4) Sendi pelana merupakan persendian yang memungkinkan gerakan ke
dua arah. Misalnya persendian pada tulang telapak tangan dengan
ibu jari.
5) Sendi ovoid/ellips kedua ujung tulang berbentuk oval. Misalnya pada
pergelangan tangan.

Di bagian bawah tempurung kepala terdapat rongga khusus yang
disebut foramen magnum yang menjadi tempat masuk dan keluarnya pembuluh
saraf serta darah yang kemudian menuju ke sumsum tulang belakang.

C. Otot Manusia

1. Macam-Macam Otot
Menurut bentuk dan cara kerjanya, terdapat 3 macam otot, yaitu:
a. Otot polos
Otot polos disebut juga otot alat-alat dalam tubuh, karena otot ini terletak
pada saluran alat-alat dalam tubuh, seperti saluran pencernaan, pembuluh
darah, saluran kelamin, dan dinding rahim. Bekerja di luar kesadaran tanpa

perintah otak. Otot ini dipengaruhi oleh saraf
otonom, yaitu saraf simpatik dan parasimpatik.
Ciri-ciri otot polos:
– Berinti satu.
– Berbentuk gelendong dengan kedua ujungnya
meruncing.
– Bekerja di luar kesadaran, bekerja lambat,
teratur, dan tidak cepat lelah.

b. Otot lurik/serat lintang
Otot lurik disebut juga otot rangka karena otot
ini melekat menutupi rangka. Ciri-ciri otot lurik:
– Sel berinti banyak.
– Bentuknya silindris. Sel otot tampak lurik
karena adanya kandungan protein otot yang
berbeda, yaitu aktin dan miosin.
– Bekerja atas kesadaran atau menurut perintah
otak.

Berdasarkan mioglobin, otot rangka dibedakan
menjadi otot merah dan otot putih. Otot merah
mempunyai lebih banyak mioglobin dibandingkan
otot putih. Mioglobin adalah pigmen otot yang
berfungsi mengikat oksigen. Oksigen yang diikat
oleh mioglobin berfungsi untuk respirasi sel-sel
otot rangka yang akan menghasilkan energi untuk
melakukan aktivitas.
c. Otot jantung/ miokardium (involunter)

Ciri-ciri otot jantung:
– Berbentuk serabut lurik yang bercabangcabang,
jumlah inti selnya banyak, terletak di
tengah serabut.
– Bekerja di luar kesadaran atau di luar perintah
otak.

Keistimewaan otot jantung adalah mempunyai struktur seperti otot
lurik tetapi bekerja seperti otot polos. Kontraksi dan relaksasi otot jantung
menyebabkan serambi dan bilik jantung melebar dan menyempit sehingga
menimbulkan denyut jantung. Dengan adanya kontraksi dan relaksasi, darah
kita dapat dipompa ke dalam pembuluh-pembuluh darah dan dialirkan ke
seluruh tubuh.

2. Bagian-Bagian Otot
Otot-otot merupakan sebuah jaringan di dalam tubuh yang memiliki 3
karakteristik, yaitu:
a. Kontraktibilitas: kemampuan untuk memendek.
b. Ekstensibilitas: kemampuan untuk memanjang.
c. Elastisitas: kemampuan untuk kembali ke ukuran semula setelah
memendek atau memanjang.
Otot terdiri atas benang-benang atau serabut otot. Saat dilihat di bawah
mikroskop serabut otot terlihat bergaris-garis. Masing-masing serabut terdiri
dari ribuan benang-benang yang disebut mio􀅿 bril. Masing-masing mio􀅿 bril
terdiri dari filamen protein. Ada 2 tipe filamen yaitu aktin dan miosin.

Apabila dilihat tanpa bantuan mikroskop maka otot terdiri dari:
– Tendon: urat otot, bagian ujung otot yang mengecil.
– Ventrikel: empal otot, bagian tengah otot yang menggembung.
– Origo: ujung otot yang melekat pada tempat yang tidak bergerak.
– Insersio: ujung otot yang melekat pada tempat yang bergerak.
– Diskus interkalaris: bagian khas otot jantung yang merupakan batas.
3. Cara Kerja Otot
Tulang-tulang dapat digerakkan karena adanya otot yang berkontraksi.
Bagian otot yang berkontraksi sebenarnya adalah sel-sel otot. Otot berkontraksi
karena pengaruh suatu rangsangan melalui saraf. Rangsangan yang tiba
ke sel otot akan memengaruhi suatu zat (asetilkolin) yang peka terhadap
rangsangan. Asetilkolin adalah zat pemindah rangsangan yang dihasilkan pada
bagian ujung saraf. Adanya asetilkolin akan membebaskan ion kalsium yang
berada di sel otot. Melalui proses tertentu, adanya ion kalsium menyebabkan
protein otot, yaitu aktin dan miosin berikatan membentuk aktomiosin. Hal ini
menyebabkan pemendekan sel otot sehingga terjadilah kontraksi. Setelah
berkontraksi, ion kalsium masuk kembali ke dalam plasma sel, sehingga
menyebabkan lepasnya pelekatan aktin dan miosin yang menyebabkan otot
menjadi lemas. Keadaan ini disebut relaksasi.
Otot yang sedang berkontraksi menjadi besar, memendek, dan mengeras.
Bila otot berkontraksi, maka tulang-tulang tempat otot melekat akan tertarik
sehingga tulang turut bergerak. Adanya pergerakan tulang menyebabkan
persendian bergerak pula. Jadi, gerak pada tubuh kita melibatkan kerja sama
otot, tulang, sendi, dan saraf.

Otot memerlukan tenaga (energi) untuk
berkontraksi. Energi itu berasal dari energi yang
tersimpan di dalam sel-sel otot.

Otot mampu menghasilkan energi melalui
glikolisis. Proses glikolisis lebih mendalam akan
kalian pelajari pada kelas XII. Mula-mula glikogen
yang berada pada serabut otot akan terpisah-pisah
ketika serabut otot kehilangan oksigen. Glikogen
yang terpisah-pisah akan menjadi glukosa 1-fosfat.
Zat ini diubah menjadi isomernya, glukosa 6-fosfat,
yang akan memasuki lintasan glikolisis. Glikolisis
merupakan tahapan respirasi yang memerlukan
oksigen. Proses ini akan menghasilkan energi
berupa ATP (adenosin trifosfat). ATP akan
digunakan untuk bekerja. Selain glikolosis energi
juga dapat dihasilkan oleh kreatin fosfat, kreatin
fosfat dapat menyumbangkan fosfat yang berenergi
tinggi kepada ADP untuk mengubahnya menjadi

ATP. Otot dalam keadaan bekerja juga menghasilkan zat sisa yang disebut
asam susu (asam laktat). Asam laktat terjadi karena otot bekerja terlalu keras,
misalnya saat berlari. Otot yang bekerja keras akan memperoleh energi tanpa
melalui respirasi yang memerlukan oksigen, hasil ATPnya sedikit dan banyak
menghasilkan asam laktat. Asam laktat ini akan dibawa oleh darah untuk
dibuang ke luar tubuh. Akan tetapi, asam laktat tersebut juga dapat tertimbun
dalam otot, sehingga menimbulkan rasa kelelahan atau pegal-pegal. Keadaan ini
sering terjadi saat kita melakukan kerja yang berat. Pernahkah kalian merasakan
keadaan yang demikian? Saat kalian sedang melakukan kegiatan apa?
Untuk menguaraikan asam susu diperlukan oksigen yang cukup banyak.
Penggunaan oksigen yang banyak dalam waktu singkat menyebabkan napas
terengah-engah. Otot yang sering dilatih akan berkembang atau membesar
disebut hipertropi. Sebaliknya, otot yang tidak sering digunakan akan
mengecil, disebut atropi.

4. Sifat Kerja Otot
Untuk menggerakkan tulang diperlukan keterlibatan dua otot lurik (otot
rangka) atau lebih. Sifat kerja otot ada yang berlawanan ( antagonis) dan ada
yang bersamaan (sinergis).
a. Otot antagonis, adalah dua otot yang bekerja saling berlawanan, yaitu
apabila satu otot berkontraksi maka otot yang lain relaksasi.
Macam-macam gerak antagonis adalah:
1) Fleksi dan ekstensi
Fleksi merupakan gerak menekuk atau membengkokkan. Sebaliknya,
ekstensi merupakan gerak meluruskan. Contohnya gerak pada siku,
lutut, ruas-ruas jari, dan bahu. Gerak ekstensi lebih lanjut hingga
melebihi posisi anatomi tubuh disebut hiperekstensi.

2) Adduksi dan abduksi
Adduksi merupakan gerak mendekati tubuh sedangkan abduksi
merupakan gerak menjauhi tubuh. Contohnya gerak meregangkan
jari-jari tangan, membuka tungkai kaki, dan mengacungkan tangan.
3) Elevasi dan depresi
Elevasi merupakan gerak mengangkat, sedangkan depresi merupakan
gerak menurunkan. Contohnya gerak membuka dan menutup
mulut.
4) Supinasi dan pronasi
Supinasi merupakan gerak menengadahkan tangan, sedangkan
pronasi merupakan gerak menelungkupkan tangan.
5) Inversi dan eversi
Inversi merupakan gerak memiringkan (membuka) telapak kaki ke
arah dalam tubuh, sedangkan eversi merupakan gerak memiringkan
(membuka) telapak kaki ke arah luar.
b. Otot sinergis, adalah dua otot yang bekerja bersamaan, yaitu sama-sama
berkontraksi atau sama-sama relaksasi.
Contoh: otot-otot pronator yang terdapat pada lengan bawah.
Otot pronator ada dua, yaitu otot pronator teres dan otot pronator kuadratus.
Kedua otot tersebut bekerja sama menggerakkan telapak tangan
menelungkup dan menengadah.
D. Gangguan dan Kelainan pada Sistem Gerak
Rangka dan otot yang kita gunakan setiap hari tidak selamanya berfungsi
secara normal. Rangka dan otot juga dapat mengalami gangguan. Pernahkah
kamu keseleo atau melihat pemain sepak bola yang mengalami patah tulang?
Semua kejadian itu termasuk gangguan pada sistem gerak.
1. Gangguan dan Kelainan pada Rangka
Gangguan pada sistem rangka dapat terjadi karena adanya gangguan
secara 􀅿 sik, 􀅿 siologis, gangguan tulang belakang, dan persendian.
a. Gangguan 􀅿 sik
Gangguan 􀅿 sik yang paling sering terjadi pada tulang adalah: patah
tulang ( fraktura) atau retak tulang (􀅿 sura). Bila terjadi patah tulang maka
akan terbentuk zona fraktura yang runcing dan tajam sehingga menimbulkan
rasa sakit karena pergeseran tulang dan akan menyebabkan pembengkakan
atau pendarahan. Keduanya biasa terjadi akibat kecelakaan. Bila tulang yang
patah keluar dari permukaan kulit disebut patah tulang terbuka, sedangkan bila
tulang yang patah di dalam kulit dan otot disebut patah tulang tertutup.
Retak tulang atau patah tulang pada anak-anak lebih mudah disembuhkan
dibandingkan pada orang dewasa karena pada anak-anak masih terjadi

pertumbuhan tulang dan tulangnya masih banyak mengandung zat perekat.
Patah tulang yang tidak ditangani dengan baik dan benar dapat menyebabkan
kelainan pada tulang. Kelainan itu misalnya tulang tangan menjadi bengkok
karena tulang tangan yang patah tidak tersambung dengan benar.
b. Gangguan 􀅿 siologis
Gangguan 􀅿 siologis pada tulang dapat disebabkan oleh kelainan fungsi
hormon atau vitamin.
1) Rakitis
Rakitis merupakan penyakit tulang di mana kaki melengkung menyerupai
huruf O atau X. Penyakit ini disebabkan oleh kekurangan vitamin D
dan zat kapur (kalsium) pada makanan sehingga pertumbuhan dan
pembentukan tulang tidak sempurna.
2) Mikrosefalus
Mikrosefalus merupakan gangguan pertumbuhan tulang tengkorak
sehingga kepala berukuran kecil disebabkan karena pada masa bayi
kekurangan kalsium.
3) Osteoporosis
Osteoporosis merupakan gangguan tulang dengan gejala penurunan
massa tulang sehingga tulang menjadi rapuh. Hal ini terjadi karena
lambatnya osi􀅿 kasi dan penghambatan reabsorpsi (penyerapan kembali)
bahan-bahan tulang. Osteoporosis terjadi karena ketidakseimbangan
hormon kelamin pada pria dan wanita, kurangnya asupan kalsium, serta
vitamin D.

c. Gangguan tulang belakang
Gangguan tulang belakang terjadi karena adanya perubahan posisi tulang
belakang (spina) sehingga menyebabkan perubahan kelengkungan batang
tulang belakang. Kelainan atau gangguan tulang belakang, antara lain:
1) Skoliosis, tulang punggung bengkok ke kiri atau ke kanan.
2) Lordosis, tulang punggung terlalu bengkok ke depan.
3) Kifosis, tulang punggung terlalu bengkok ke belakang.
Kelainan tulang punggung tersebut di atas disebabkan kebiasaan duduk
yang kurang baik. Agar tidak terjadi kelainan pada tulang punggung, maka
kita sebaiknya duduk dengan posisi yang benar.

d. Gangguan persendian
Gangguan persendian terjadi karena sendi
tidak berfungsi dengan normal. Jenis gangguan
sendi dikelompokkan menjadi 4 yaitu:
1) Dislokasi
Dislokasi merupakan gangguan yang terjadi
karena pergeseran tulang penyusun sendi
dari posisi awal karena jaringan ligamen yang
sobek atau tertarik.
2) Terkilir
Terkilir merupakan gangguan karena tertariknya
ligamen sendi oleh gerakan tiba-tiba
atau gerakan yang tidak biasa dilakukan.
Terkilir menyebabkan timbulnya rasa sakit
disertai peradangan pada daerah persendian.
3) Ankilosis
Ankilosis merupakan gangguan yang terjadi
karena tidak berfungsinya persendian.

4) Artritis
Artritis merupakan gangguan yang disebabkan adanya peradangan sendi.
Artritis dibedakan menjadi:
a) Rematoid, merupakan penyakit menurun yang dapat timbul di segala
umur. Penyakit ini ditandai oleh jaringan penghubung yang tumbuh
di dalam sendi dan kemudian mengeras. Akibatnya, kedua tulang
pada sendi menyatu sehingga tidak dapat digerakkan.
b) Osteoartritis, merupakan penipisan tulang rawan yang menghubungkan
persendian.
c) Gautartritis, gangguan gerak akibat kegagalan metabolisme asam urat
sehingga terjadi penimbunan asam urat pada persendian.

2. Gangguan dan Kelainan pada Sistem Otot

a. Kram
Kram disebabkan oleh kejang otot. Otot
tiba-tiba berkontraksi sangat kuat sehingga
sakit. Kram bisa terjadi saat cuaca dingin atau
aktivitas otot terlalu berat. Kram bisa juga
merupakan gejala ketidakseimbangan air dan
ion di dalam tubuh.
b. Nyeri otot
Nyeri otot biasanya diderita orang berusia
lanjut. Penyakit ini mungkin disebabkan
pembengkakan jaringan penghubung otot.
Jaringan yang membengkak menekan ujung
saraf dan pembuluh darah. Akibatnya, aliran
darah terhambat dan timbul rasa nyeri. Nyeri
otot biasanya kambuh pada cuaca dingin dan
dapat diatasi dengan pijat dan menghangatkan
badan.
c. Polio
Polio disebabkan infeksi virus pada saraf yang
mengendalikan gerakan otot rangka. Orang
yang terserang penyakit polio dapat menjadi
lumpuh. Penyakit ini dapat dicegah dengan
imunisasi polio pada bayi.
d. Sawan
Sawan adalah kontraksi pada beberapa
kelompok otot yang tidak terkoordinasi.
Sawan bisa terjadi akibat gangguan pada otak.
e. Keseleo
Keselo terjadi di daerah sendi dan ligamen
sendi. Otot atau tendon dapat putus akibat
tarikan yang tiba-tiba dan kuat.

« Previous entries