Buku Biologi Kelas XI

Biologi Kelas XI

i

Biologi untuk SMA/MA Kelas XI Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam Penulis

: Endah Sulistyowati, Wigati Hadi Omegawati, Teo Sukoco, Siti Nur Hidayah

Penyunting/Editor

: Dyah Cipta Ningsih, Rumiyati

Perancang Desain Kover

: Zein Mustaghfir, Rahmat Isnaini

Pembuat Kover

: Rahmat Isnaini

Penata Tata Letak/Layouter

: Agus Suyono, C. Sutarni, Eny Retnoningsih, Heru Suhartono, Retno Bintari, Titik Setyawati

Ilustrator/Juru Gambar

: Arif Nursahid, Galih Wahyu Suseno, Jarot Raharjo, Sumartono

Pemeriksa dan Pengoreksi Tata Letak : Budi Waluyo, Rahmat Isnaini, Budi Santosa Sumber Foto Kover

: http://www.stephsnature.com

Pengoreksi Ketikan

: Sawitri

Pengendali Mutu

: Wigati Hadi Omegawati

Penanggung Jawab Produksi

: Sriyono

© Hak cipta dilindungi undang-undang, 2014 pada Endah Sulistyowati, Wigati Hadi Omegawati, Teo Sukoco, Siti Nur Hidayah dan hak penerbitan pada PT Intan Pariwara, Anggota IKAPI Nomor 016/ JTE/79, Nomor Kode Penerbitan: IP/190/2014. Dilarang mencetak ulang, menyimpan dalam sistem retrival, atau memindahkan dalam bentuk apa pun dan dengan cara bagaimanapun, elektronik, mekanik, fotokopi, rekaman, dan sebagainya, tanpa izin tertulis dari penerbit. Kode file: IP3_BIO11_TXT14. PT Intan Pariwara Jalan Ki Hajar Dewantara, Kotak Pos 111, Klaten 57438, Indonesia, Telp. (0272) 322441, Fax (0272) 322607, e-mail: [email protected] Layanan Konsumen: 0272 - 310 - 1515, e-mail: [email protected] Perpustakaan Nasional RI–Katalog dalam Terbitan (KDT) Endah Sulistyowati Biologi untuk SMA/MA Kelas XI Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam/ Endah Sulistyowati, Wigati Hadi Omegawati, Teo Sukoco, Siti Nur Hidayah; Editor, Dyah Cipta Ningsih, Rumiyati.–Klaten: PT Intan Pariwara, 2014. x + 286 hlm; 17,6 X 25 cm. ISBN: 978-979-28-1560-3 (no. jil. lengkap) ISBN: 978-979-28-1562-7 (jil. 2) 1. I. II. III.

ii

Biologi–Studi dan Pengajaran. Biologi untuk SMA/MA Kelas XI Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Endah Sulistyowati, Wigati Hadi Omegawati, Teo Sukoco, Siti Nur Hidayah. Dyah Ningsih, Rumiyati. BiologiCipta Kelas XI

570.71

Apa yang diperoleh setelah seseorang belajar? Setelah belajar, minimal seseorang memperoleh pengetahuan dari materi yang dipelajari. Selanjutnya, orang tersebut dapat menerapkan pengetahuan yang diperolehnya dalam kehidupan sehari-hari. Penerapan pengetahuan yang dimaksud misalnya menggunakan pengetahuan untuk memecahkan permasalahan, menghasilkan karya yang berguna, atau mempraktikkan pengetahuannya agar hidupnya lebih baik. Ironisnya, banyak orang belajar hanya memperoleh pengetahuan, tanpa mengetahui kegunaannya atau penerapannya dalam kehidupan. Hasil belajar, khususnya di sekolah, tidak luput dari metode pembelajaran yang digunakan oleh sekolah tersebut. Ketidaktepatan dalam pemilihan metode pembelajaran mengakibatkan hasil belajar yang diperoleh peserta didik tidak optimal. Metode pembelajaran yang menjadikan peserta didik sebagai objek dalam pembelajaran dan menempatkan guru sebagai satu-satunya sumber belajar mengakibatkan hasil belajar tidak optimal. Dalam rangka memperoleh hasil belajar yang optimal, pemilihan metode pembelajaran yang tepat dan kerja sama antara guru dengan peserta sangat penting. Buku Biologi XI Kurikulum 2013 ini disusun menggunakan pendekatan pembelajaran berbasis kegiatan (activity based learning) sesuai dengan ruh dan filosofi Kurikulum 2013. Dengan demikian, dalam setiap proses pembelajaran selalu menuntut keterlibatan peserta didik secara aktif. Sementara guru lebih berperan sebagai motivator dan fasilitator. Bagaimana cara menggunakan buku ini? Dalam buku Biologi XI Anda akan melakukan kegiatan untuk mencari dan menemukan pengetahuan. Itulah sebabnya dalam buku ini tersedia berbagai kegiatan. Setiap kegiatan mempunyai tujuan berbeda. Sebagai contoh, Mari Bereksplorasi. Dalam kegiatan ini Anda akan melakukan eksplorasi untuk mencari tahu tentang materi tertentu dengan cara mencari informasi kemudian mendiskusikannya. Melalui kegiatan Mari Bereksperimen, Anda diajak melakukan praktik baik di laboratorium, di dalam kelas, maupun di luar kelas. Selain mengembangkan keterampilan psikomotorik, kegiatan ini melatih Anda agar terampil berkomunikasi. Untuk melatih kemandirian Anda dalam belajar, dalam buku ini tersedia rubrik Tugas Mandiri dan Tugas Proyek. Hampir semua kegiatan dalam buku ini sengaja ditempatkan sebelum uraian materi. Tujuannya agar Anda terlibat aktif dalam kegiatan mencari atau menemukan, bukan sekadar menerima pengetahuan. Buku ini bukan merupakan satu-satunya sumber belajar sehingga Anda memerlukan sumber belajar lain. Untuk keperluan tersebut tersedia rubrik Tautan. Buku Biologi XI ini sengaja dirancang untuk menunjang pembelajaran berbasis kegiatan. Dengan demikian, keterlibatan Anda dalam setiap kegiatan tidak dapat ditawar lagi. Kini saatnya Anda berperan aktif dalam pembelajaran. Jangan puas hanya menjadi objek belajar dan menerima pengetahuan, jadilah subjek dalam belajar dan temukan sendiri pengetahuan itu. Selamat belajar! Klaten, Juni 2014 Penyusun

Biologi Kelas XI

iii

Alat secanggih apa pun tidak akan ada artinya jika Anda tidak mengetahui cara menggunakannya. Demikian pula dengan buku ini. Anda tidak akan memperoleh hasil optimal jika tidak mengetahui cara menggunakan buku ini. Untuk itu, cermatilah setiap ikon atau rubrikasi dalam buku ini, sebelum Anda mempelajari lebih lanjut buku ini. Peta Konsep Ikon ini berisi materi-materi yang akan dipelajari. Cermati bagian ini untuk memperoleh gambaran materi yang akan dipelajari. Apersepsi Bagian ini berupa gambar dan wacana yang berfungsi membangkitkan minat untuk mempelajari isi bab lebih lanjut. Melalui media ini, Anda akan memperoleh hubungan antara peristiwa dalam kehidupan seharihari dengan materi yang akan dipelajari.

Ikon ini berisi kata atau istilah yang berhubungan dengan materi yang dipelajari. Kata atau istilah dalam Kata Kunci berfungsi sebagai password yang dapat mengingatkan Anda pada materi tertentu.

Rubrik ini mengajak Anda menerapkan pengetahuan yang telah diperoleh selama pembelajaran. Gunakan rubrik ini untuk mengasah kemampuan berkomunikasi Anda.

Rubrik ini berisi kegiatan yang membantu Anda menemukan suatu konsep. Lakukan kegiatan ini dengan sungguh-sungguh karena sangat berguna untuk memupuk dan mengembangkan perilaku ilmiah.

Rubrik ini berisi permasalahan-permasalahan yang harus dikuasai setelah mempelajari materi dalam satu subbab. Gunakan rubrik ini untuk mengukur kemampuan Anda dalam menyelesaikan masalah.

Konten dalam rubrik ini mirip dengan Mari Bereksplorasi, tetapi ada tahapan mencoba, selain tahapan mengamati, menanya, menalar, dan mengomunikasikan. Selain untuk memperkuat pemahaman, rubrik ini merupakan bagian dari proses ”menemukan”. Terlibatlah secara aktif dalam melakukan kegiatan ini.

Berisi catatan-catatan penting dalam satu bab. Catatancatatan penting dalam rubrik ini membantu Anda mengingat materi (konsep) yang telah dipelajari.

Rubrik ini berisi kegiatan yang dikerjakan di luar jam pembelajaran. Kerjakan kegiatan yang diminta dalam rubrik ini untuk menambah wawasan pengetahuan Anda.

Rubrik ini merupakan sarana untuk menambah wawasan menggunakan media internet. Gunakan media ini dengan bijak agar memperoleh hasil optimal.

iv

Biologi Kelas XI

Soal-soal dalam rubrik ini dapat Anda gunakan untuk mengukur pemahaman Anda. Pastikan setiap soal dapat Anda selesaikan dengan benar dan tuntas.

Rubrik ini memberi ruang kepada Anda untuk memberi tanggapan terhadap suatu permasalahan. Gunakan media ini untuk mengekspresikan diri sebagai wujud kristalisasi pembelajaran yang telah Anda lakukan.

Kata Pengantar ........................................................................................................................

iii

Petunjuk Penggunaan Buku .................................................................................................

iv

Daftar Isi ...................................................................................................................................

v

Daftar Gambar dan Tabel .....................................................................................................

vii

Bab I

Sel sebagai Unit Terkecil Kehidupan dan Bioproses pada Sel ..................... A. Konsep Sel dan Komponen Kimiawi Penyusun Sel ................................... B. Struktur dan Fungsi Organel Sel ................................................................... C. Bioproses dalam Sel .........................................................................................

1 3 6 14

Bab II

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Tumbuhan ..................... A. Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan .................................................... B. Jaringan Penyusun Organ Tumbuhan ......................................................... C. Kultur Jaringan Tumbuhan ............................................................................

27 29 36 44

Bab III Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan Hewan ....................................... A. Struktur, Letak, dan Fungsi Jaringan Hewan Vertebrata .......................... B. Teknologi yang Berkaitan dengan Jaringan Hewan ..................................

51 53 65

Bab IV Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Gerak ................. A. Alat Gerak Pasif ............................................................................................... B. Alat Gerak Aktif ...............................................................................................

73 75 85

Bab V

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Sirkulasi ............ 97 A. Darah ................................................................................................................. 99 B. Alat-Alat Peredaran Darah dan Mekanisme Peredaran Darah ................ 107 C. Kelainan-Kelainan dan Teknologi yang Berkaitan dengan Sistem Peredaran Darah .............................................................................................. 113

Bab VI Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Pencernaan ....... 121 A. Zat-Zat Makanan yang Diperlukan Tubuh ................................................. 123 B. Struktur dan Fungsi Sistem Pencernaan Manusia dan Ruminansia ....... 135 Ulangan Akhir Semester 1 .................................................................................................... 149

Biologi Kelas XI

v

Bab VII Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Pernapasan/Respirasi .... 153 A. Sistem Pernapasan pada Manusia ................................................................ 155 B. Sistem Pernapasan pada Hewan ................................................................... 165 C. Kelainan-Kelainan pada Sistem Pernapasan Manusia .............................. 169 Bab VIII Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Ekskresi ............. 177 A. Proses Ekskresi pada Manusia ....................................................................... 179 B. Gangguan dan penyakit pada Sistem Ekskresi ........................................... 194 Bab IX Struktur dan Fungsi Sel pada Sistem Koordinasi Manusia ........................... A. Sistem Saraf Manusia ...................................................................................... B. Sistem Endokrin (Hormon) Manusia ............................................................ C. Sistem Indra Manusia ..................................................................................... D. Gangguan dan Pengaruh Psikotropika pada Sistem Koordinasi Manusia ..

201 203 210 213 219

Bab X

227 229 234

Bab XI

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Reproduksi ....... A. Struktur dan Fungsi Alat Reproduksi Manusia .......................................... B. Proses-Proses yang Berlangsung dalam Organ Reproduksi ..................... C. Keterkaitan Antara Kesehatan Reproduksi dengan Program KB dan Kependudukan .........................................................................................

244

Struktur dan Fungsi Sel-Sel Penyusun Jaringan dalam Sistem Pertahanan Tubuh 251 A. Mekanisme Pertahanan Tubuh ...................................................................... 253 B. Jenis-Jenis Kekebalan dan Gangguan pada Sistem Pertahanan Tubuh .. 265

Ulangan Akhir Semester 2 .................................................................................................... 275 Kunci Jawaban Soal Terpilih ............................................................................................... 279 Glosarium ................................................................................................................................. 282 Indeks

.................................................................................................................................... 284

Daftar Pustaka ......................................................................................................................... 286

vi

Biologi Kelas XI

Daftar Gambar Gambar 1.1

(a) Sel hewan, (b) Sel tumbuhan, dan (c) Sel bakteri .................................................

6

Gambar 1.2

Struktur sel prokariotik (sel bakteri) ............................................................................

7

Gambar 1.3

Sel tumbuhan .....................................................................................................................

8

Gambar 1.4

Sel hewan ............................................................................................................................

8

Gambar 1.5

Struktur membran sel dan fosfolipid ...........................................................................

8

Gambar 1.6

Mitokondria dengan dua lapis membran dan krista ................................................. 10

Gambar 1.7

Mikroskop cahaya dan mikroskop elektron ............................................................... 12

Gambar 1.8

Struktur kloroplas ............................................................................................................. 13

Gambar 1.9

Struktur sentriol ................................................................................................................ 13

Gambar 1.10 Mikrofilamen, filamen tengah, dan mikrotubulus .................................................... 19 Gambar 1.11 Pembelahan mitosis .......................................................................................................... 21 Gambar 2.1

Jenis-jenis jaringan pada tumbuhan ............................................................................. 30

Gambar 2.2

Letak jaringan meristem .................................................................................................. 31

Gambar 2.3

Struktur jaringan meristem ............................................................................................. 31

Gambar 2.4

Letak jaringan gabus ........................................................................................................ 32

Gambar 2.5

Jaringan parenkim dan kolenkim .................................................................................. 32

Gambar 2.6

Struktur jaringan kolenkim ............................................................................................ 33

Gambar 2.7

Struktur jaringan sklerenkim ......................................................................................... 34

Gambar 2.8

Trakea (A) dan Trakeid (B) .............................................................................................. 34

Gambar 2.9

Struktur jaringan xilem .................................................................................................... 35

Gambar 2.10 Struktur jaringan floem ................................................................................................... 35 Gambar 2.11 Struktur morfologi akar ................................................................................................... 38 Gambar 2.12 Penampang melintang akar tanaman Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae .. 39 Gambar 2.13 Penampang melintang batang tanaman Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae

40

Gambar 2.14 Struktur jaringan daun Dicotyledoneae ....................................................................... 41 Gambar 2.15 Struktur jaringan daun Monocotyledoneae ................................................................ 42 Gambar 3.1

Struktur kulit manusia ..................................................................................................... 53

Gambar 3.2

Struktur lambung yang tersusun dari lapisan-lapisan epitel .................................. 55

Gambar 3.3

Struktur esofagus yang tersusun dari jaringan epitel pipih berlapis .................... 57

Gambar 3.4

Jaringan pengikat longgar ............................................................................................... 59

Gambar 3.5

Macam-macam kartilago .................................................................................................. 60

Gambar 3.6

Penampang tulang pipa ................................................................................................... 60

Biologi Kelas XI

vii

Gambar 3.7

Sistem Havers pada jaringan tulang ............................................................................. 61

Gambar 3.8

Macam-macam jaringan otot ........................................................................................... 62

Gambar 3.9

Bagian-bagian sel saraf .................................................................................................... 63

Gambar 4.1

Patah tulang dan rontgen ................................................................................................ 75

Gambar 4.2

Struktur tulang kompak dan tulang spons .................................................................. 77

Gambar 4.3

Macam-macam tulang berdasarkan bentuknya .......................................................... 79

Gambar 4.4

Struktur tulang pipa ......................................................................................................... 79

Gambar 4.5

Tulang rangka dan bagian-bagiannya .......................................................................... 80

Gambar 4.6

Tulang tengkorak .............................................................................................................. 80

Gambar 4.7

Tulang belakang ................................................................................................................ 81

Gambar 4.8

Tulang rusuk dan tulang dada ....................................................................................... 81

Gambar 4.9

Tulang-tulang tungkai ..................................................................................................... 82

Gambar 4.10 Struktur sendi gerak ......................................................................................................... 82 Gambar 4.11 Rangka manusia ................................................................................................................ 83 Gambar 4.12 Macam-macam sendi diartrosis ...................................................................................... 83 Gambar 4.13 Jenis-jenis otot ................................................................................................................... 85 Gambar 4.14 Perbedaan posisi aktin dan miosin saat otot mengalami relaksasi dan kontraksi .... 86 Gambar 4.15 Jenis-jenis gerakan otot antagonis ................................................................................. 90 Gambar 4.16 Gerakan otot antagonis fleksi – ekstensi ..................................................................... 90 Gambar 5.1

Komponen penyusun darah ............................................................................................ 99

Gambar 5.2

Sel darah merah (ditunjukkan oleh tanda panah) ...................................................... 100

Gambar 5.3

Trombosit (ditunjukkan oleh tanda panah) .................................................................. 101

Gambar 5.4

Bagian-bagian jantung ..................................................................................................... 108

Gambar 5.5

Berbagai macam pembuluh darah ................................................................................. 109

Gambar 5.6

Peredaran darah dalam tubuh ........................................................................................ 112

Gambar 6.1

(a) Orang gemuk (obesitas); (b) Orang kurus .............................................................. 123

Gambar 6.2

Makanan yang mengandung karbohidrat ..................................................................... 124

Gambar 6.3

Bahan makanan yang mengandung lemak ................................................................. 125

Gambar 6.4

Makanan yang mengandung protein ............................................................................. 125

Gambar 6.5

Christiaan Eijkman ........................................................................................................... 126

Gambar 6.6

Porsi makanan seimbang ................................................................................................. 133

Gambar 6.7

Struktur lambung .............................................................................................................. 138

Gambar 6.8

Struktur anatomi usus halus ........................................................................................... 140

Gambar 6.9

(a) Organ pencernaan manusia; (b) Organ pencernaan ruminansia ....................... 143

viii

Biologi Kelas XI

Gambar 6.10 Susunan gigi ruminansia ................................................................................................. 144 Gambar 6.11 Bagian-bagian lambung ruminansia ............................................................................. 144 Gambar 7.1

Organ pernapasan pada manusia .................................................................................. 156

Gambar 7.2

Paru-paru (pulmo) ............................................................................................................. 157

Gambar 7.3

Pernapasan eksternal dan internal ................................................................................ 160

Gambar 7.4

Pernapasan dada meliputi (a) inspirasi dan (b) ekspirasi ........................................ 161

Gambar 7.5

Jaringan penyusun paru-paru ......................................................................................... 162

Gambar 7.6

Sistem trakea pada belalang ........................................................................................... 166

Gambar 8.1

Macam-macam organ ekskresi ....................................................................................... 179

Gambar 8.2

Letak ginjal dalam tubuh ................................................................................................ 181

Gambar 8.3

Ginjal dan bagian-bagiannya ......................................................................................... 182

Gambar 8.4

Proses pembentukan urine di dalam ginjal ................................................................. 184

Gambar 8.5

Organ hati sebagai alat ekskresi .................................................................................... 189

Gambar 8.6

Struktur hati ....................................................................................................................... 189

Gambar 8.7

Struktur kulit ..................................................................................................................... 190

Gambar 8.8

Paru-paru sebagai organ ekskresi .................................................................................... 191

Gambar 9.1

Struktur sel saraf ............................................................................................................... 205

Gambar 9.2

Bagian-bagian otak manusia ........................................................................................... 206

Gambar 9.3

Otak besar dan bagian-bagiannya ...................................................................................... 206

Gambar 9.4

Sumsum tulang belakang ................................................................................................ 207

Gambar 9.5

Penghantaran impuls melalui neuron .......................................................................... 209

Gambar 9.6

Penghantaran impuls melalui sinapsis ......................................................................... 210

Gambar 9.7

Bola mata dan bagian-bagiannya ................................................................................... 214

Gambar 9.8

Sel kerucut dan sel batang pada mata .......................................................................... 214

Gambar 9.9

Bagian-bagian telinga ....................................................................................................... 216

Gambar 9.10 Penampang kulit manusia ............................................................................................... 217 Gambar 9.11 Struktur lidah ...................................................................................................................... 218 Gambar 10.1 Organ reproduksi pria dan wanita ................................................................................ 229 Gambar 10.2 Organ reproduksi pria ...................................................................................................... 230 Gambar 10.3 Struktur testis ..................................................................................................................... 231 Gambar 10.4 Organ reproduksi wanita ................................................................................................. 231 Gambar 10.5 Proses spermatogenesis .................................................................................................... 235 Gambar 10.6 Proses oogenesis ................................................................................................................ 235 Gambar 10.7 Struktur sperma ................................................................................................................. 236

Biologi Kelas XI

ix

Gambar 10.8 Siklus menstruasi .............................................................................................................. 238 Gambar 10.9 Perkembangan sel telur setelah terjadi fertilisasi ...................................................... 241 Gambar 10.10 Perkembangan embrio ................................................................................................... 241 Gambar 10.11 Membran kehamilan ...................................................................................................... 242 Gambar 11.1 Skema masuknya patogen ............................................................................................... 255 Gambar 11.2 Sel penyusun jaringan trakea ......................................................................................... 256 Gambar 11.3 Mekanisme pertahanan tubuh melalui inflamasi ...................................................... 258 Gambar 11.4 Proses fagositosis .............................................................................................................. 259 Gambar 11.5 Mekanisme penghancuran bakteri oleh protein komplemen ................................. 260 Gambar 11.6 Struktur antibodi ............................................................................................................... 262 Gambar 11.7 Grafik perbedaan antara respons kekebalan primer dengan kekebalan sekunder .. 263 Gambar 11.8 Struktur HIV ...................................................................................................................... 268 Gambar 11.9 Infeksi HIV pada sel T ..................................................................................................... 269

Daftar Tabel Tabel 2.1 Perbedaan Struktur Akar Tumbuhan Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae ...... 39 Tabel 2.2 Perbedaan Struktur Batang Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae ........................ 40 Tabel 3.1 Jenis-Jenis Jaringan Epitel Simpleks Beserta Letak dan Fungsinya ............................ 54 Tabel 3.2 Jenis-Jenis Jaringan Epitel Kompleks Beserta Letak dan Fungsinya .......................... 56 Tabel 3.3 Ciri-Ciri Kartilago Hialin, Kartilago Fibrosa, dan Kartilago Elastis ........................... 60 Tabel 3.4. Ciri-Ciri Otot Polos, Otot Lurik, dan Otot Jantung ......................................................... 62 Tabel 5.1 Jenis-Jenis Leukosit Granulosit dan Agranulosit ............................................................ 101 Tabel 5.2 Golongan Darah ..................................................................................................................... 104 Tabel 5.3 Transfusi Darah ...................................................................................................................... 104 Tabel 5.4 Perbedaan Arteri dan Vena .................................................................................................. 110 Tabel 5.5 Macam-Macam Gangguan pada Sistem Peredaran Darah ............................................ 114 Tabel 5.6 Kemungkinan Pewarisan Genotipe Darah ....................................................................... 114 Tabel 6.1 Vitamin-Vitamin yang Larut dalam Air ............................................................................ 126 Tabel 6.2 Vitamin-Vitamin yang Larut dalam Lemak ...................................................................... 127 Tabel 6.3 Jenis-Jenis Unsur Mineral .................................................................................................... 128 Tabel 6.4 Nilai Aktivitas Fisik ............................................................................................................... 133 Tabel 8.1 Gangguan atau Penyakit pada Sistem Ekskresi .............................................................. 194 Tabel 9.1 Jenis Saraf Otonom dan Fungsinya .................................................................................... 208 Tabel 9.2 Jenis Hormon yang Dihasilkan Hipofisis Beserta Fungsinya ...................................... 211 Tabel 9.3 Kelainan Akibat Gangguan Sekresi Hormon .................................................................. 220 Tabel 9.4 Gangguan dan Kelainan pada Sistem Indra Manusia .................................................... 221 Tabel 11.1 Beberapa Lapis Pertahanan Tubuh terhadap Penyakit .................................................. 256 Tabel 11.2 Tipe-Tipe Antibodi Beserta Karakteristiknya .................................................................. 263

x

Biologi Kelas XI

Sel sebagai Unit Terkecil Kehidupan dan Bioproses pada Sel Mempelajari

Konsep Sel dan Komponen Kimiawi Penyusun Sel

Struktur dan Fungsi Bagian-Bagian Sel Mempelajari

Mempelajari

Komponen Kimiawi Penyusun Sel

Konsep Sel

Menjelaskan

Sel sebagai Unit Struktural Terkecil

Sel sebagai Unit Fungsional Terkecil

Bioproses dalam Sel

Struktur Sel Prokariotik dan Eukariotik

Mekanisme Transpor Melalui Membran

Sintesis Protein

Reproduksi Sel

Ciri khas

Meliputi

Senyawa Organik

Unsur Makro dan Mikro

Perbedaan Sel Hewan dengan Sel Tumbuhan

Meliputi

Senyawa Anorganik

Sel Prokariotik Tidak Memiliki Membran Inti

Sel Eukariotik Memiliki Membran Inti

Sel Tumbuhan Memiliki Dinding Sel, Vakuola, dan Plastida

Sel Hewan Memiliki Sentriol

Biologi Kelas XI

1

Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Hooke

Sumber: http://askabiologist.asu.edu/explore/building-blocks-life

Pada tahun 1665, seorang ilmuwan dari Inggris bernama Robert Hooke mengamati sayatan gabus dari batang Quercus suber menggunakan mikroskop sederhana. Berdasarkan pengamatannya, ia menemukan adanya ruang-ruang kosong yang dibatasi dinding tebal. Robert Hooke menyebut ruang-ruang kosong tersebut dengan istilah cellulae yang artinya sel. Itulah awal mula penemuan sel. Berkat jasanya, kita dapat mengetahui bahwa makhluk hidup terdiri atas sel-sel. Bagaimana struktur sel tersebut? Bagaimana sel-sel tersebut menyusun suatu organisme? Proses-proses apa saja yang berlangsung di dalam sel?

1. 2. 3. 4. 5. 6.

2

Konsep sel sebagai unit struktural dan fungsional terkecil Komponen kimiawi penyusun sel Perbedaan struktur antara sel prokariotik dan eukariotik Struktur sel eukariotik Perbedaan sel tumbuhan dengan sel hewan Proses-proses kehidupan yang berlangsung dalam sel

Sel sebagai Unit Terkecil Kehidupan dan Bioproses pada Sel

• • • • • • • •

Sel Eksositosis Difusi Transpor aktif Osmosis Endositosis Sintesis protein Reproduksi sel

Setiap makhluk hidup tersusun dari sel. Ada makhluk hidup yang dibangun oleh satu sel (uniseluler) misalnya bakteri, ada juga makhluk hidup yang dibangun oleh banyak sel (multiseluler) misalnya manusia, tumbuhan, dan hewan. Sel merupakan unit terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup dan sebagai tempat berlangsungnya fungsi kehidupan. Dalam bab ini, Anda akan mempelajari mengenai konsep sel, komponen kimiawi penyusun sel, struktur dan fungsi bagian-bagian sel, serta berbagai proses kehidupan yang berlangsung di dalam sel.

A. Konsep Sel dan Komponen Kimiawi Penyusun Sel Sel pertama kali ditemukan oleh Robert Hooke seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris. Berdasarkan penemuan Robert Hooke, berkembanglah teori-teori mengenai sel. Beberapa saintis turut memberikan kontribusi terhadap konsep sel. Apa yang dimaksud dengan sel? Bagaimana komponen kimiawi penyusun sel? Nah, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut sebelum mempelajari lebih lanjut mengenai sel.

Mengidentifikasi Teori-Teori tentang Sel dan Komponen Kimiawi Penyusun Sel 1.

Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai teori-teori tentang sel dan komponen kimiawi penyusun sel. Bacalah literatur tersebut dengan cermat dan teliti. 2. Tulislah teori-teori tentang sel dan komponen kimiawi sel berdasarkan literatur yang Anda baca. 3. Diskusikan bersama teman-teman Anda dengan menerapkan sikap mau bekerja sama serta berani mengemukakan pertanyaan dan argumentasi secara santun untuk memecahkan permasalahan-permasalahan berikut. a. Bagaimana konsep sel menurut teori yang Anda baca? b. Mengapa sel disebut sebagai unit struktural dan fungsional terkecil dari makhluk hidup? c. Apa saja komponen kimiawi penyusun sel? 4. Buatlah daftar pertanyaan lain tentang sel berdasarkan literatur yang Anda baca. 5. Susunlah laporan kegiatan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. 6. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas. Setelah melakukan kegiatan di atas, Anda tentu sudah mendapat gambaran mengenai sel dan komponen kimiawi penyusun sel. Sekarang, simaklah uraian berikut untuk lebih memahami tentang sel. Sel sangat mendasar bagi ilmu Biologi sebagaimana atom bagi ilmu Kimia. Seluruh organisme terdiri atas sel. Dalam hierarki organisasi biologis, sel merupakan kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup (Campbell, Reece, & Mitchel: 2002). Jadi, sel merupakan unit struktural dan fungsional terkecil makhluk hidup. Sel sebagai unit struktural terkecil berarti bahwa sel merupakan penyusun yang mendasar bagi tubuh makhluk hidup. Sel tidak dapat dibagi-bagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil dan Biologi Kelas XI

3

dapat berdiri sendiri. Adapun sel dikatakan sebagai unit fungsional terkecil berarti bahwa sel dapat melakukan berbagai proses kehidupan, misalnya respirasi, transportasi, reproduksi, ekskresi, sekresi, dan sintesis. Selain itu, sel juga merupakan unit hereditas makhluk hidup yang menurunkan sifat genetis dari satu generasi kepada generasi berikutnya. Seluruh kegiatan kehidupan sel merupakan akibat dari reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Senyawa kimia penyusun sel disebut protoplasma yang merupakan substansi kompleks. Secara garis besarnya, komponen kimia sebuah sel terdiri atas unsur makro, unsur mikro, senyawa organik, dan senyawa anorganik. 1.

Unsur Makro Unsur makro merupakan unsur terbesar yang menyusun sebuah sel. Unsur makro terdiri atas lima unsur utama, yaitu oksigen (O) sebanyak 62%, karbon (C) sebanyak 20%, hidrogen (H) sebanyak 10%, nitrogen (N) sebanyak 10%, dan kalium (K) sebanyak 25%. Selain itu, juga terdapat sulfur (S), fosfor (P), kalsium (Ca), magnesium (Mg), dan natrium (Na). Dari berbagai unsur tersebut, unsur karbon, hidrogen, dan oksigen merupakan unsur paling utama serta dapat bersenyawa membentuk molekul karbohidrat, lemak, asam nukleat, dan protein.

2.

Unsur Mikro Unsur mikro merupakan unsur yang terdapat dalam jumlah sangat sedikit. Beberapa jenis unsur mikro dalam sel, antara lain besi (Fe), tembaga (Cu), kobalt (Co), mangan (Mn), seng (Zn), molibdenum (Mo), boron (Bo), dan silikon (Si).

3.

Senyawa Organik Senyawa organik terdiri atas mikromolekul dan makromolekul. Mikromolekul terdiri atas asam amino, nukleotida, asam lemak, dan glukosa. Makromolekul terdiri atas karbohidrat, protein, lemak, dan asam nukleat. a.

b.

4

Karbohidrat Karbohidrat tersusun dari unsur karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Karbohidrat terdiri atas rangkaian molekul-molekul gula yang disebut monosakarida. Polisakarida merupakan untaian monosakarida yang sangat panjang. Untaian ini dapat lurus maupun bercabang-cabang. Polisakarida digolongkan menjadi polisakarida struktural dan polisakarida nutrien. Beberapa contoh polisakarida struktural yaitu selulosa pembentuk dinding sel tumbuhan, asam hialuronat sebagai salah satu komponen substansi antara sel pada jaringan ikat, serta glikolipida dan glikoprotein yang merupakan struktur penting dari membran sel. Beberapa contoh polisakarida nutrien yaitu amilum, yang terdapat di dalam sel tumbuhan dan bakteri, glikogen di dalam sel hewan, serta paramilum di dalam beberapa jenis sel Protozoa. Protein Protein merupakan senyawa organik terbesar yang menyusun sel dan merupakan polimer dari asam amino yang saling berikatan dengan ikatan peptida. Protein tersusun dari karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen, serta kadang-kadang terdapat sulfur dan fosfor sebagai unsur tambahan. Fungsi protein di dalam sel di antaranya membentuk membran plasma bersama lemak dan karbohidrat, mengatur permeabilitas membran sel, mengatur


c.

d.

4.

keseimbangan kadar asam basa dalam sel, protein yang berupa enzim bertindak sebagai katalisator berbagai reaksi kimia, serta berperan dalam gerakan dalam sel. Lipid (Lemak) Lipid tersusun dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. Lipid merupakan senyawa yang bersifat hidrofobik dan larut dalam pelarut organik. Di dalam sel terdapat bermacam-macam lipid di antaranya fosfolipid, glikolipid, dan steroid. Nukleotida dan Asam Nukleat Asam nukleat adalah makromolekul yang sangat penting untuk kelangsungan hidup sel. Asam nukleat terdiri atas dua macam, yaitu asam deoksiribosa nukleat (DNA) dan asam ribosa nukleat (RNA). DNA merupakan penyimpan informasi genetis dalam sel dan bersama-sama dengan protein histon membentuk kromosom. Satu asam nukleat terdiri atas nukleotidanukleotida yang saling berikatan dengan ikatan fosfodiester.

Senyawa Anorganik Senyawa anorganik yang menjadi komponen kimiawi sel di antaranya air, garam-garam mineral, dan gas. a. Air Air merupakan senyawa penyusun sel terbesar (50–60% berat sel). Air berperan sangat penting pada kehidupan sel maupun kehidupan semua organisme. Air merupakan pelarut dan pengangkut senyawa-senyawa yang diperlukan sel maupun limbah yang harus dibuang. Air juga berperan sebagai media berlangsungnya reaksi-reaksi kimia di dalam sel. b. Garam-Garam Mineral Garam-garam mineral di dalam sel terdapat dalam bentuk ion positif (kation) dan ion negatif (anion). Beberapa contoh garam mineral dalam sel antara lain NaCl, MgCl, CaSO4, dan NaHCO3. Garam-garam mineral tersebut berfungsi untuk mempertahankan tekanan osmotik dan keseimbangan asam basa dalam sel. c. Gas Beberapa jenis gas yang terlibat dalam aktivitas sel antara lain karbon dioksida (CO2), oksigen (O2), dan amonia (NH3).

Beberapa ilmuwan sangat berjasa dalam perkembangan ilmu tentang sel. Simaklah beberapa tokoh yang sangat berperan dalam perkembangan ilmu tentang sel dalam website berikut. 1. http://goo.gl/zfApor 2. http://goo.gl/1UNdkv Dari jasa para ilmuwan tersebut, Anda dapat mempelajari sel dengan lebih detail. Bagaimana sikap dan tindakan Anda untuk menghargai jasa para ilmuwan tersebut agar penemuannya tidak sia-sia?

Biologi Kelas XI

5

1. 2. 3. 4.

Mengapa sel disebut sebagai unit struktural dan fungsional terkecil dalam kehidupan? Sel tersusun dari senyawa organik dan senyawa anorganik. Apa yang dimaksud dengan senyawa organik dan anorganik? Apa peranan protein yang menyusun membran sel? Air merupakan salah satu senyawa anorganik yang menyusun sel. Apa peranan air tersebut bagi sel?

B. Struktur dan Fungsi Organel Sel Berdasarkan jumlah sel penyusunnya, organisme dibedakan menjadi organisme uniseluler dan multiseluler. Organisme uniseluler adalah organisme yang hanya terdiri atas satu sel. Adapun organisme multiseluler adalah organisme yang tubuhnya tersusun dari banyak sel. Bagaimana struktur sel kedua jenis organisme tersebut? Untuk mengetahuinya, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Struktur Sel 1. 2.

Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai struktur sel yaitu hewan, tumbuhan, dan bakteri. Perhatikan gambar sel hewan, tumbuhan, dan bakteri berdasarkan hasil pengamatan mikroskop elektron berikut.

(a) Sel hewan

(b) Sel tumbuhan

(c) Sel bakteri

Sumber: http://goo.gl/z7JJQ,http://goo.gl/jnatlg, dan http://goo.gl/1vTlJU

Gambar 1.1 (a) Sel hewan, (b) Sel tumbuhan, dan (c) Sel bakteri

3. 4. 5.

6

Identifikasilah organel sel yang menyusun sel hewan, tumbuhan, dan bakteri berdasarkan informasi yang Anda peroleh dan gambar di atas. Tulislah data yang Anda peroleh dalam bentuk tabel. Diskusikan bersama teman-teman Anda mengenai permasalahanpermasalahan berikut.


a. b.

6. 7.

Apa perbedaan antara struktur sel hewan, tumbuhan, dan bakteri? Berdasarkan strukturnya, sel hewan dan sel tumbuhan disebut sel eukariotik dan sel bakteri disebut sel prokariotik. Apa yang dimaksud dengan sel eukariotik dan prokariotik? c. Organel-organel apa saja yang menyusun sel eukariotik dan prokariotik? d. Mengapa diperlukan mikroskop elektron untuk mengamati struktur sel? Saat melakukan diskusi jangan lupa untuk menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, serta berani bertanya dengan santun. Untuk menambah bahan diskusi, Anda dapat membuat pertanyaan-pertanyaan yang lain tentang sel. Tulislah hasil dari kegiatan ini ke dalam format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan tersebut di depan kelas.

Sel tumbuhan dan sel hewan termasuk sel eukariotik, sedangkan sel bakteri termasuk sel prokariotik. Apa yang dimaksud dengan sel eukariotik dan prokariotik? 1.

Struktur Sel Prokariotik dan Eukariotik Berdasarkan strukturnya, sel dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. a.

Sel Prokariotik Sel prokariotik yaitu sel yang tidak memiliki membran inti sehingga inti sel berbatasan langsung dengan sitoplasma. Makhluk hidup yang termasuk prokariotik adalah bakteri dan ganggang biru (Cyanobacteria). Struktur umum sel prokariotik sebagai berikut. 1) Dinding selnya tersusun dari peptidoglikan, lipid, dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk tubuh. 2) Membran plasma tersusun dari karbohidrat, lemak, dan protein. Membran plasma berfungsi sebagai pelindung molekuler sel terhadap lingkungan di sekitarnya. 3) Sitoplasma tersusun dari DNA Pili Flagela Ribosom air, protein, lipid, mineral, dan enzim-enzim yang berfungsi untuk menKapsul cerna makanan secara intraseluler dan untuk melakukan proses metabolisme sel. Pada sitoMembran plasma Dinding sel plasma terdapat DNA dan RNA, ribosom, serta Sumber: Biology, Raven & Johnson mesosom. Mesosom berGambar 1.2 Struktur sel prokariotik (sel bakteri) fungsi sebagai penghasil energi. Secara umum, struktur sel prokariotik dapat Anda lihat pada Gambar 1.2.

Biologi Kelas XI

7

b.

Sel Eukariotik Sel eukariotik merupakan sel yang sudah memiliki membran inti (nukleus dibungkus membran nukleus) dan sistem endomembran. Sel eukariotik terdapat pada sel tumbuhan dan sel hewan. Struktur sel tumbuhan dan sel hewan dapat dilihat pada Gambar 1.3 dan Gambar 1.4.

Sumber: Biology, Campbell, Reece, dan Mitchell


Gambar 1.3 Sel tumbuhan

Gambar 1.4 Sel hewan

Struktur sel eukariotik terdiri atas tiga komponen utama yaitu membran plasma, sitoplasma, dan organel-organel sel. 1) Membran Plasma Membran plasma bersifat selektif permeabel (semipermeabel) yang artinya membran plasma dapat dilalui oleh molekul atau ion tertentu. Bagaimana struktur membran sel? Coba perhatikan Gambar 1.5 untuk mengetahuinya. Serat matriks ekstraseluler

Karbohidrat

Glikoprotein

Glikolipid Area polar (hidrofilik)

Fosfolipid bilayer

Area nonpolar (hidrofobik)

Fosfolipid

Kolesterol Filamen Protein sitoskeleton perifer

Protein integral

Sumber: Inquiry Into Life, Mader, S.S.

Gambar 1.5 Struktur membran sel dan fosfolipid

2)

8

Sitoplasma Sitoplasma adalah cairan sel yang berada di luar membran inti. Komponen utama penyusun sitoplasma yaitu sitosol, substansi genetik, sitoskeleton, dan organel-organel sel.


3)

4)

5)

6)

7)

Sitoplasma berfungsi sebagai sumber bahan kimia penting bagi sel dan tempat terjadinya reaksi metabolisme. Organel-Organel Sel Organel-organel sel terdapat dalam sitoplasma. Macam-macam organel penyusun sel sebagai berikut. a) Inti Sel (Nukleus) Nukleus merupakan organel terbesar yang berada dalam sel dengan diameter sekitar 10 mm. Nukleus berfungsi sebagai pengatur pembelahan sel, pengendali seluruh kegiatan sel, dan pembawa informasi genetik. b) Retikulum Endoplasma (RE) Retikulum endoplasma tersusun oleh membran yang berbentuk seperti jala. RE memiliki beberapa fungsi berikut. (1) Menyintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus). (2) Menampung protein yang disintesis oleh ribosom (RE kasar). (3) Transportasi molekul-molekul (RE kasar dan RE halus). (4) Menetralkan racun (detoksifikasi). c) Ribosom Ribosom merupakan struktur unit gabungan protein dengan RNAribosom (disingkat RNA-r). Ribosom terdiri atas dua subunit, yaitu subunit kecil dan subunit besar. Ribosom berperan dalam sintesis protein. Kompleks Golgi Kompleks Golgi mempunyai hubungan yang erat dengan RE dalam sintesis protein. Kompleks Golgi mempunyai beberapa fungsi berikut. a) Tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa, dan hemiselulosa. b) Membentuk membran plasma. c) Membentuk kantong sekresi untuk membungkus zat yang akan dikeluarkan sel. d) Membentuk akrosom pada sperma, kuning telur pada sel telur, dan lisosom. Lisosom Lisosom merupakan kantong membran yang berisi enzim-enzim hidrolitik (lisozim) seperti enzim protease, lipase, nuklease, fosfatase, dan enzim pencerna yang lain. Beberapa fungsi lisosom yaitu melakukan pencernaan intrasel, autofagi, eksositosis, dan autolisis. Badan Mikro Badan mikro terdiri atas dua tipe, yaitu peroksisom dan glioksisom. Peroksisom terdapat pada sel hewan, Fungi, dan tumbuhan. Peroksisom berperan dalam oksidasi substrat menghasilkan H2O2 yang selanjutnya dipecah menjadi H2O dan O2. Selain itu, peroksisom juga berperan dalam pengubahan lemak menjadi karbohidrat dan penguraian purin dalam sel. Adapun glioksisom berperan dalam metabolisme asam lemak dan sebagai tempat terjadinya siklus glioksilat. Mitokondria Mitokondria memiliki dua jenis membran yaitu membran luar dan membran dalam. Membran dalam membentuk tonjolan-tonjolan yang disebut krista. Tonjolan-tonjolan tersebut berfungsi untuk memperluas permukaan agar penyerapan oksigen lebih efektif.

Biologi Kelas XI

9

Ruangan dalam mitokondria Membran luar Membran dalam berisi cairan yang disebut matriks mitokondria. Di dalam matriks Krista Matriks mitokondria terdapat enzim pernapasan, DNA, RNA, dan proRuang intermembran tein. Struktur mitokondria dapat dilihat pada Gambar 1.6. Sumber: Biology, Raven and Johnson Mitokondria berfungsi sebagai Gambar 1.6 Mitokondria dengan dua lapis tempat terjadinya respirasi seluler. membran dan krista Dalam respirasi seluler terjadi oksidasi makanan yang menghasilkan energi. Secara sederhana, reaksi oksidasi makanan dapat ditulis sebagai berikut. oksidasi

→ 6CO2 + 6H2O + energi C6H12O6 + 6O2 ⎯⎯⎯⎯⎯ makanan Berkaitan dengan fungsi tersebut, mitokondria sering disebut the power house of cell. 2.

Perbedaan Sel Hewan dengan Sel Tumbuhan Sel hewan dan sel tumbuhan termasuk sel eukariotik. Meskipun sama-sama sel eukariotik, kedua sel tersebut memiliki beberapa perbedaan pada organelorganel selnya secara spesifik. Apa perbedaan antara sel hewan dengan sel tumbuhan? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.

Mengidentifikasi Perbedaan Sel Tumbuhan dengan Sel Hewan A. Pendahuluan Sel hewan dan sel tumbuhan merupakan sel eukariotik. Namun, terdapat perbedaan di antara kedua sel tersebut. Kegiatan ini bertujuan untuk menjelaskan perbedaan sel tumbuhan dengan sel hewan. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga diperlukan sikap mau bekerja sama dan bergotongroyong antaranggota kelompok. Penggunaan mikroskop juga perlu dilakukan sesuai dengan prosedur sehingga hasil pengamatan dapat terlihat dengan jelas. Selain itu, digunakan benda tajam yaitu silet sehingga diperlukan sikap hati-hati saat menggunakannya sehingga tidak melukai anggota tubuh. Setelah melakukan kegiatan ini, buanglah

10


sisa umbi lapis bawang merah dengan cara ditimbun dalam tanah. B.

Apa yang Diperlukan? 1. Mikroskop 2. Gelas preparat 3. Gelas penutup 4. Silet 5. Pipet 6. Gunting 7. Tusuk gigi 8. Jaringan epitelium pipi 9. Umbi lapis bawang merah 10. Akuades 11. Minyak imersi 12. Larutan metilen biru

C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Kegiatan Mengamati Sel Hewan a. Keroklah secara perlahan jaringan epitelium yang

2.

terdapat di lapisan dalam pipi menggunakan tusuk gigi. Lakukan dengan hati-hati sehingga tidak menimbulkan luka. b. Oleskan jaringan epitelium tersebut pada gelas preparat dan tetesi dengan larutan metilen biru menggunakan pipet tetes. c. Tutuplah dengan gelas penutup kemudian amatilah menggunakan mikroskop. d. Jika preparat yang Anda amati belum tampak jelas, tambahkan minyak imersi di antara lensa objektif dan gelas penutup. e. Gambarlah hasil pengamatan Anda. Kegiatan Mengamati Sel Tumbuhan a. Sayatlah bagian dalam umbi lapis bawang merah yang berwarna merah setipis mungkin menggunakan silet. b. Letakkan hasil sayatan tersebut pada gelas preparat dan tetesi dengan akuades menggunakan pipet tetes. c. Tutuplah dengan gelas penutup kemudian amatilah menggunakan mikroskop. d. Gambarlah hasil pengamatan Anda.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagian-bagian sel apa saja yang dapat Anda amati dari sel epitelium pipi? 2. Bagian-bagian sel apa saja yang dapat Anda amati dari sel umbi lapis bawang merah? 3. Apakah perbedaan struktur sel hewan dengan sel tumbuhan berdasarkan hasil pengamatan Anda? 4. Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul percobaan, tujuan, alat dan bahan, langkah-langkah kegiatan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. E.

Unjuk Kreativitas Pada kegiatan ini, Anda menggambar sel hewan dan sel tumbuhan berdasarkan hasil pengamatan menggunakan mikroskop cahaya. Sekarang, perhatikan gambar hasil pengamatan sel hewan dan sel tumbuhan menggunakan mikroskop elektron pada kegiatan Mari Bereksplorasi: Mengidentifikasi Struktur Sel di depan. Bagianbagian sel apa saja yang tidak dapat diamati menggunakan mikroskop cahaya tetapi tampak jelas jika diamati menggunakan mikroskop elektron?

Dari hasil kegiatan eksperimen di atas, Anda tentu sudah memperoleh sedikit gambaran tentang perbedaan sel tumbuhan dengan sel hewan. Pada kegiatan tersebut Anda menggunakan alat bantu berupa mikroskop cahaya untuk mengamati sel. Sel berukuran sangat kecil sehingga memerlukan alat bantu mikroskop untuk mengamatinya. Umumnya, sel berdiameter 1–1.000 μm. Mikroskop dibedakan menjadi mikroskop cahaya dan mikroskop elektron. Mikroskop cahaya digunakan untuk melihat sel dengan perbesaran 2.000 kali. Mikroskop elektron digunakan untuk melihat sel dengan perbesaran sampai 500.000 kali. Mikroskop elektron dibedakan menjadi SEM dan TEM. SEM (Scanning Electron Microscope) digunakan untuk mengamati secara detail permukaan sel. TEM (Transmission Electron Microscope) digunakan untuk mengamati struktur internal sel, misalnya irisan mitokondria dengan krista yang jelas. Jadi, untuk mengamati bagian-bagian sel secara

Biologi Kelas XI

11

jelas diperlukan mikroskop elektron. Untuk mengetahui perbedaan antara mikroskop cahaya dengan mikroskop elektron, coba Anda amati Gambar 1.7.

Mikroskop Cahaya

Mikroskop Elektron

Sumber: http://goo.gl/L75CYS dan http://goo.gl/btWfgg

Gambar 1.7 Mikroskop cahaya dan mikroskop elektron

Berdasarkan hasil pengamatan sel menggunakan mikroskop elektron dapat diketahui perbedaan antara sel hewan dengan sel tumbuhan. Sel hewan memiliki sentriol yang tidak dimiliki oleh sel tumbuhan. Adapun sel tumbuhan memiliki dinding sel, plastida, dan vakuola yang tidak dimiliki oleh sel hewan. a. Struktur Sel Tumbuhan Bagian-bagian sel yang hanya dimiliki oleh sel tumbuhan yaitu dinding sel, vakuola, dan plastida. 1) Dinding Sel Dinding sel merupakan lapisan terluar yang tersusun dari selulosa, hemiselulosa, dan pektin. Dinding sel berfungsi sebagai penyokong dan pelindung selaput plasma serta memelihara keseimbangan sel dari tekanan. Adanya dinding sel mengakibatkan bentuk sel tumbuhan relatif tetap. 2) Vakuola Vakuola atau rongga sel adalah organel sitoplasmik yang berisi cairan yang dibatasi membran tonoplas. Vakuola mempunyai beberapa Anda dapat melihat animasi pemfungsi sebagai berikut. buatan model sel melalui website a) Tempat menyimpan zat makanberikut. an seperti amilum dan gula. 1. http://youtu.be/p5_Cf-gXso0 b) Memasukkan air melalui tono2. http://youtu.be/O_DmgfxBNP4 plas untuk membangun turgiGunakan animasi tersebut untuk menambah ide kreatif Anda dalam ditas sel bersama dinding sel. membuat model sel. c) Menyimpan pigmen. d) Menyimpan minyak asiri. e) Tempat penimbunan sisa metabolisme dan metabolit sekunder seperti Ca-oksalat, tanin, getah karet, dan alkaloid.

12


3)

Plastida Berdasarkan kandungan pigmen di dalamnya, plastida dibedakan menjadi tiga tipe yaitu kloroplas, kromoplas, dan leukoplas. a) Kloroplas Membran luar Membran dalam Tilakoid

Grana Sumber: Biology, Raven and Johnson

Gambar 1.8 Struktur kloroplas

b)

c)

b.

Kloroplas yaitu plastida yang mengandung klorofil dan pigmen fotosintetik lainnya. Kloroplas tersusun dari membran luar dan membran dalam. Membran luar berfungsi mengatur keluar masuknya zat. Membran dalam membungkus cairan kloroplas yang disebut stroma. Membran dalam melipat ke arah dalam dan membentuk lembaran-lembaran yang disebut tilakoid. Pada tempat-tempat tertentu, tilakoid bertumpuk-tumpuk membentuk grana. Kloroplas berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. Perhatikan struktur kloroplas pada Gambar 1.8! Kromoplas Kromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen nonfotosintetik. Beberapa pigmen yang terdapat dalam kromoplas yaitu xantofil dan karoten. Leukoplas Leukoplas adalah plastida yang tidak berwarna. Biasanya terdapat pada organ penyimpan makanan cadangan seperti biji dan umbi. Ada tiga macam leukoplas yaitu amiloplas untuk menyimpan amilum, elaioplas (lipidoplas) untuk membentuk dan menyimpan lemak, serta proteoplas untuk menyimpan protein.

Struktur Sel Hewan Sel hewan memiliki dua sentriol di dalam sentrosom. Sentriol berperan dalam proses pembelahan sel. Saat pembelahan sel, tiap-tiap sentriol memisahkan diri menuju kutub yang berlawanan dan memancarkan benang-benang gelendong pembelahan yang akan menjerat kromosom. Perhatikan struktur sentriol pada Gambar 1.9!

Mikrotubulus Sumber: Biology, Raven and Johnson

Gambar 1.9 Struktur sentriol

Biologi Kelas XI

13

Buatlah model sel hewan dan sel tumbuhan lengkap dengan organel-organelnya menggunakan styrofoam. Warnailah setiap organel sel dengan warna yang berbeda. Selanjutnya, berilah nama setiap organel dengan cara menempelkan kertas label yang telah ditulisi nama organ. Anda juga dapat membuat gambar tiga dimensi sel tumbuhan dan sel hewan lengkap dengan organel-organelnya pada kertas berukuran 50 cm × 40 cm. Berilah keterangan nama organel beserta fungsinya pada gambar Anda. Kumpulkan hasil karya Anda kepada Bapak atau Ibu Guru.

Teknologi bidang Biologi yang menggunakan sel sebagai materi dasar semakin berkembang. Sebagai contoh teknologi kloning (klona) yang pernah dilakukan pada domba. Kloning adalah proses menghilangkan inti sel telur dan menggantinya dengan inti sel tubuh sehingga menghasilkan individu yang sama dengan pendonor sel tubuh. Bagaimana pendapat dan tindakan Anda jika teknologi kloning diterapkan pada manusia?

1. 2. 3. 4. 5.

Jelaskan perbedaan antara sel eukariotik dan sel prokariotik! Mitokondria disebut sebagai the power house of cell. Mengapa demikian? Jelaskan! Mengapa membran plasma dikatakan memiliki sifat semipermeabel? Apa perbedaan antara sel hewan dengan sel tumbuhan? Jelaskan fungsi sentriol pada sel hewan! Bagaimana sentriol melaksanakan fungsi tersebut?

C. Bioproses dalam Sel Sel disebut sebagai unit fungsional terkecil dalam kehidupan karena di dalam sel berlangsung proses-proses kehidupan (bioproses). Apa saja bioproses yang berlangsung di dalam sel? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.

Mengidentifikasi Mekanisme Transpor Melalui Membran 1.

14

Perhatikan dengan cermat animasi mekanisme transpor melalui membran di alamat website berikut. a. http://www.youtube.com/watch?v=ldRZcmppQM8 atau http://goo.gl/8Ar3Rg b. http://www.youtube.com/watch?v=rR7NOSRyzhM atau http://goo.gl/doqRDi c. http://www.youtube.com/watch?v=V1NqEW9v5BA atau http://goo.gl/8WvP5b


2. 3. 4.

5. 6.

Catatlah informasi-informasi penting selama Anda melihat tayangan video tersebut. Bacalah buku-buku referensi mengenai mekanisme transpor melalui membran untuk melengkapi pemahaman Anda. Setelah melihat tayangan video tersebut, ajaklah teman Anda berdiskusi untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan berikut. a. Proses apa yang terjadi di dalam sel berdasarkan tayangan video tersebut? b. Bagaimana mekanisme transpor melalui membran? c. Bagaimana struktur membran sel sehingga dapat mengatur transportasi zat dari dan ke dalam sel? d. Coba berikan contoh peristiwa sehari-hari yang menunjukkan terjadinya mekanisme transpor melalui membran! Saat berdiskusi, cobalah untuk responsif dan proaktif dengan mengemukakan pendapat secara ilmiah dan kritis. Anda juga dapat membuat daftar pertanyaan lain mengenai video tersebut untuk menambah bahan diskusi Anda. Tuliskan hasil diskusi kelompok Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan tersebut di depan kelas dengan bahasa yang santun dan mudah dipahami.

Berdasarkan kegiatan tersebut, Anda telah mengamati bioproses yang berlangsung di dalam sel yaitu mekanisme transpor melalui membran. Selain transpor melalui membran, di dalam sel juga terjadi proses sintesis protein dan reproduksi. Untuk mempelajari lebih lanjut mengenai bioproses yang terjadi di dalam sel, simaklah uraian berikut ini. 1.

Mekanisme Transpor Melalui Membran Perpindahan molekul atau ion yang melewati membran ada dua macam yaitu transpor pasif dan transpor aktif. a. Transpor Pasif Transpor pasif merupakan perpindahan molekul atau ion tanpa menggunakan energi sel. Perpindahan molekul tersebut terjadi secara spontan mengikuti gradien konsentrasi. Contoh transpor pasif yaitu difusi dan osmosis. Difusi adalah perpindahan molekul-molekul zat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah baik melalui membran plasma ataupun tidak. Difusi dibedakan menjadi dua yaitu difusi sederhana dan difusi terbantu. Difusi sederhana terjadi secara spontan, molekul zat akan berdifusi menyebar ke seluruh ruangan sampai dicapai kesetimbangan. Faktor-faktor yang memengaruhi proses difusi yaitu wujud materi, ukuran molekul, konsentrasi zat, dan suhu. Difusi terbantu merupakan proses difusi dengan perantara protein pembawa dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Contoh mekanisme difusi terbantu yaitu proses molekul glukosa melewati membran. Osmosis adalah perpindahan molekul-molekul pelarut (misal air) dari larutan berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke larutan berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui selaput (membran) semipermeabel. Jika pelarut yang digunakan berupa air, osmosis dapat berarti perpindahan molekul air melalui membran semipermeabel dari larutan yang kadar airnya tinggi ke larutan yang kadar airnya rendah.

Biologi Kelas XI

15

Anda telah mempelajari mengenai transpor pasif melalui membran. Bagaimana proses berlangsungnya transpor pasif tersebut? Apa akibat dari transpor pasif tersebut bagi sel makhluk hidup? Untuk mengetahui jawabannya lakukan kegiatan berikut.

Menyelidiki Proses Osmosis dan Difusi pada Sel Tumbuhan A. Pendahuluan Menurut Campbell, Reece, dan Mitchell (2002), pergerakan air melintasi membran sel dan keseimbangan air antara sel dengan lingkungannya sangat penting bagi organisme. Kegiatan ini bertujuan menyelidiki proses osmosis yang terjadi pada sel tumbuhan beserta dampaknya terhadap sel tumbuhan tersebut. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga sangat diperlukan sikap mau bekerja sama dan bergotong royong. Setiap anggota kelompok harus bersikap responsif dan proaktif dalam melakukan pengamatan dan percobaan. Selain itu, diperlukan sikap teliti dan cermat terutama saat melakukan penimbangan. Dalam kegiatan ini digunakan benda tajam seperti pisau, oleh karena itu diperlukan sikap kehatihatian saat menggunakannya sehingga tidak melukai anggota tubuh. Setelah melakukan kegiatan ini, sisa kentang yang digunakan dikumpulkan dan dibuang dengan cara ditimbun di dalam tanah. B. Apa yang Diperlukan? 1. Pisau 2. Gelas beker 250 mL (tiga buah) 3. Neraca 4. Jam 5. Umbi kentang mentah 6. Larutan glukosa 5% 7. Larutan glukosa 30% 8. Akuades 9. Tisu

16


C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Kupaslah kulit umbi kentang mentah sampai bersih. 2. Potonglah kentang berbentuk dadu dengan ukuran 2 cm × 2 cm sebanyak tiga potong. Saat mengupas dan memotong kentang usahakan jangan terkena air atau cairan apa pun. 3. Timbanglah potongan kentang tersebut dan usahakan setiap potongan kentang memiliki berat yang sama. 4. Sediakan tiga buah gelas beker serta beri label A, B, dan C pada masing-masing gelas beker. 5. Siapkan larutan glukosa 30% dan 5%. Tuangkan larutan glukosa 30% ke dalam gelas beker A dan larutan glukosa 5% ke dalam gelas beker B dengan volume masing-masing sekitar 100 mL. Selanjutnya, tuangkan akuades pada gelas beker C sebanyak 100 mL. 6. Masukkan potongan kentang secara bersamaan ke masingmasing gelas ukur A (larutan glukosa 30%), gelas ukur B (larutan glukosa 5%), dan gelas ukur C berisi akuades. 7. Biarkan potongan kentang tersebut terendam selama 20 menit. 8. Setelah 20 menit, angkatlah potongan kentang tersebut dan letakkan di atas kertas tisu. Periksalah keadaan atau bentuk kentang kemudian timbang kembali kentang tersebut. Catatlah hasilnya ke dalam bentuk tabel.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana keadaan (tekstur) dan berat potongan kentang dalam gelas beker A, B, dan C setelah direndam selama 20 menit? 2. Mengapa terjadi perubahan tekstur dan berat kentang sebelum dan sesudah dilakukan perendaman? Kaitkan jawaban Anda dengan proses plasmolisis dan tekanan turgor pada sel tumbuhan!

3.

E.

Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul percobaan, tujuan, alat dan bahan, langkah-langkah kegiatan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan.

Unjuk Kreativitas Lakukan percobaan seperti di atas, tetapi gantilah potongan kentang dengan potongan wortel. Bandingkan hasilnya dengan percobaan di atas. Bagaimana kesimpulan Anda mengenai kegiatan ini?

Dari kegiatan eksperimen tersebut, Anda telah menyelidiki proses osmosis yang terjadi pada sel tumbuhan. Meskipun sangat penting bagi kehidupan sel, proses osmosis juga dapat mengakibatkan kerusakan sel. Air akan masuk ke dalam sel jika konsentrasi larutan dalam sel tinggi sehingga terjadi endosmosis. Endosmosis pada sel hewan mengakibatkan kehancuran sel karena robeknya membran plasma (lisis). Endosmosis pada sel tumbuhan mengakibatkan sel dalam keadaan turgid. Sementara itu, air di dalam sel akan keluar jika konsentrasi larutan di luar sel tinggi dan terjadi eksosmosis. Eksosmosis pada hewan akan mengakibatkan pengerutan sel (krenasi). Eksosmosis pada tumbuhan akan mengakibatkan terlepasnya membran dari dinding sel yang disebut plasmolisis. b.

2.

Transpor Aktif Transpor aktif adalah transpor yang memerlukan energi untuk melawan gradien konsentrasi. Pada transpor aktif terjadi pemompaan molekul melewati membran dan melawan gradien konsentrasi. Contoh transpor aktif antara lain pompa natrium-kalium, endositosis, dan eksositosis.

Sintesis Protein dalam Sel Selain mekanisme transpor melalui membran, di dalam sel juga terjadi sintesis protein. Sintesis protein berlangsung di ribosom. Bagaimana proses berlangsungnya sintesis protein dalam sel? Lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut untuk mengetahui mekanisme sintesis protein dalam sel.

Mengamati Mekanisme Sintesis Protein 1.

Perhatikan video animasi proses sintesis protein di alamat website berikut dengan cermat dan teliti. a. http://youtu.be/Ikq9AcBcohA b. http://youtu.be/8nQH0GqFn6k c. http://youtu.be/w8FSDQwumTw Biologi Kelas XI

17

2. 3. 4.

5. 6.

Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai sintesis protein yang meliputi proses serta hasilnya yang dihubungkan dengan pembentukan struktur dan pengaturan aktivitas sel. Catatlah informasi-informasi penting dari literatur yang Anda baca. Selanjutnya, diskusikan permasalahan-permasalahan berikut dengan menerapkan sikap mau bekerja sama dan berani mengemukakan pendapat secara ilmiah dan kritis. a. Bagaimana mekanisme sintesis protein dalam sel? b. Apa peranan protein bagi proses pembentukan struktur sel? c. Apa peranan protein bagi pengaturan aktivitas sel? d. Apa keterkaitan antara sintesis protein dengan penyusunan struktur sel dan penyusunan enzim atau hormon? Untuk menambah bahan diskusi, Anda dapat membuat daftar pertanyaan yang lain mengenai mekanisme sintesis protein. Tuliskan hasil kegiatan Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan yang telah Anda buat di depan kelas.

Dari kegiatan Mari Bereksplorasi tersebut, Anda telah mempelajari mengenai proses sintesis protein. Sintesis protein adalah proses penerjemahan gen menjadi urutan asam amino yang akan disintesis menjadi polipeptida (protein). Sintesis protein secara garis besar dibagi menjadi dua tahapan utama, yaitu proses pembuatan molekul mRNA pada inti sel (transkripsi) dan proses penerjemahan mRNA oleh tRNA serta perangkaian asam amino di ribosom (translasi). a. Transkripsi Proses transkripsi diawali dari sintesis RNA dari salah satu rantai DNA sense atau rantai cetakan. Adapun rantai DNA komplemennya disebut rantai antisense. Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi. Transkripsi terdiri atas tiga tahap yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. 1) Inisiasi (Permulaan) Proses inisiasi dimulai dari promoter, yakni daerah DNA yang merupakan tempat melekatnya RNA polimerase. Promoter mencakup titik awal (start point) transkripsi yaitu nukleotida yang menunjukkan dimulainya sintesis protein (kodon start). Fungsi promoter untuk menentukan tempat dimulainya transkripsi dan menentukan satu rantai DNA yang akan digunakan sebagai cetakan. 2) Elongasi (Pemanjangan) Elongasi terjadi saat RNA bergerak di sepanjang pilinan ganda DNA terbuka secara berurutan. Enzim RNA polimerase menambahkan nukleotida dari molekul RNA yang sedang tumbuh di sepanjang rantai DNA. Setelah proses sintesis RNA selesai, rantai DNA terbentuk kembali dan molekul RNA baru terlepas dari cetakannya. 3) Terminasi (Pengakhiran) Proses transkripsi akan berhenti setelah sampai pada terminator, yakni urutan DNA yang berfungsi menghentikan transkripsi (kodon terminasi). b. Translasi Translasi adalah proses pelekatan antara tRNA dengan asam amino dengan bantuan enzim aminoasil-tRNA sintetase. Ribosom memudahkan pelekatan yang 18


spesifik antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesis protein. Tahap translasi terdiri atas inisiasi, elongasi, dan terminasi. 1) Inisiasi Ribosom kecil mengikatkan diri pada mRNA dan tRNA inisiator. Ribosom melekat pada salah satu ujung mRNA. Di dekat pelekatan tersebut terdapat kodon start AUG (yang membawa kode untuk membentuk asam amino metionin). Kodon ini memberikan sinyal dimulainya proses translasi. 2) Elongasi Tahap ini dimulai dengan terbentuknya asam-asam amino yang berikatan dengan metionin. Molekul rRNA dari ribosom mengatalis pembentukan ikatan peptida antara asam amino yang baru dengan ujung rantai polipeptida yang sebelumnya terbentuk dari asam amino yang dibawa tRNA. Setelah itu, tRNA keluar dari ribosom. Peristiwa ini berlangsung sampai terbentuk polipeptida. 3) Terminasi Elongasi akan berhenti setelah ribosom mencapai kodon stop yaitu UAA, UAG, atau UGA. Kodon stop berfungsi sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. Selanjutnya, polipeptida yang terbentuk akan lepas dari ribosom menuju ke sitoplasma. Proses terminasi diakhiri dengan terbentuknya rantai asam amino yang sangat panjang, atau lebih sering dinamakan dengan rantai polipeptida. Rantai polipeptida inilah yang kita sebut dengan protein. Protein atau rantai polipeptida dari hasil sintesis protein merupakan rantai protein primer. Protein ini harus mengalami modifikasi agar bisa digunakan dalam tubuh. Proses modifikasi dilakukan di badan Golgi. Hasil modifikasi ini dapat dibedakan menjadi dua yaitu protein struktural dan protein dinamis (fungsional). a. Protein Struktural Protein struktural merupakan protein yang berperan dalam pembentukan struktur sel. Sebagai contoh, protein integral dan protein perifer yang berada pada membran sel. Sementara itu, protein struktural di dalam sel berperan untuk membentuk kerangka sel yang disebut sitoskeleton. Sitoskeleton berupa jaringan protein filamen yang memantapkan membran plasma sehingga menyokong stabilitas bentuk sel. Protein filamen ini terdiri atas mikrofilamen, filamen tengah (filamen intermediet), dan mikrotubulus. Mikrotubulus dibangun dari protein globuler yang disebut tubulin. Filamen intermediat disusun dari keluarga protein yang beragam disebut keratin. Mikrofilamen disusun dari protein globuler yang disebut aktin. 10 μm

Tubulin dimer

10 μm

Subunit aktin

25 nm

5 μm

Subunit protein Subunit serabut 7 nm

Sumber: Biologi, Campbell Reece dan Mitchell Jilid 1

Gambar 1.10 Mikrofilamen, filamen tengah, dan mikrotubulus

Biologi Kelas XI

19

b.

Protein Fungsional Protein fungsional merupakan protein yang berperan dalam pengaturan aktivitas sel, misalnya enzim dan hormon. 1) Enzim Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida (protein) yang berfungsi sebagai katalis dalam suatu reaksi kimia organik. Sebagian besar enzim bekerja di dalam sel (enzim intraseluler), tetapi ada juga enzim yang dibuat di dalam sel kemudian dikeluarkan dari dalam sel untuk menjalankan fungsinya (enzim ekstraseluler). Contoh enzim intraseluler adalah enzim katalase. Enzim ini banyak terdapat di organel peroksisom yang berfungsi memecah senyawa H2O2 (hidrogen peroksida) yang bersifat toksik menjadi H2O dan O2. Adapun contoh enzim ekstraseluler adalah enzim-enzim pencernaan, misalnya enzim pepsin yang berfungsi memecah protein menjadi pepton. 2) Hormon Hormon terdiri atas tiga jenis berdasarkan struktur kimiawinya yaitu hormon yang terbuat dari protein atau peptida (hormon peptida), hormon yang terbuat dari kolesterol (hormon steroid), dan hormon yang terbuat dari asam amino (hormon tiroid). Jadi, protein merupakan salah satu bahan baku untuk membuat hormon. Hormon berperan mengatur homeostasis, metabolisme, reproduksi, pertumbuhan, dan perkembangan. Homeostasis adalah pengaturan secara otomatis dalam tubuh agar kelangsungan hidup dapat dipertahankan. Sebagai contoh pengendalian tekanan darah, kerja jantung, dan kadar gula darah.

3.

Reproduksi Sel Sebelum mempelajari lebih lanjut mengenai reproduksi sel, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

1. 2.

3. 4.

20

Mengidentifikasi Proses Pembelahan Mitosis Sel Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai proses pembelahan sel secara mitosis. Bacalah literatur yang Anda peroleh dengan cermat dan teliti. Berdasarkan informasi yang Anda peroleh, diskusikan permasalahanpermasalahan berikut. a. Apa yang dimaksud dengan pembelahan mitosis? b. Berdasarkan kemampuan untuk melakukan pembelahan, dapatkah sel mengalami perubahan bentuk, ukuran, dan jumlahnya? c. Apa hubungan antara pembelahan sel dengan aktivitas sel? Anda dapat membuat pertanyaan-pertanyaan lain tentang pembelahan sel untuk menambah bahan diskusi. Agar diskusi dapat berjalan lancar, terapkan sikap mau bekerja sama, menghargai pendapat orang lain, dan berani mengemukakan pendapat atau argumentasi dengan santun. Buatlah laporan hasil tugas yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas dengan bahasa yang santun dan mudah dipahami.


Reproduksi sel merupakan proses penggandaan materi genetik (DNA) yang terdapat di dalam nukleus sehingga menghasilkan sel-sel anakan yang memiliki materi genetik yang identik. Reproduksi sel dapat terjadi karena peristiwa pembelahan sel secara mitosis. Pembelahan mitosis adalah peristiwa pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel somatis serta menghasilkan dua sel anak dengan genotipe sama dan identik dengan induknya. Pembelahan mitosis bertujuan untuk pertumbuhan dan regenerasi sel. Perhatikan gambar pembelahan mitosis berikut.

Sumber: Biology, Champbell, Reece, dan Mitchell

Gambar 1.11 Pembelahan mitosis

Sel melangsungkan pembelahan mitosis sehingga dapat mengalami perubahan bentuk, ukuran, dan jumlahnya bertambah banyak. Bagaimana tahap-tahap pembelahan mitosis? Lakukan percobaan berikut untuk mengamati tahap-tahap pembelahan mitosis.

Mengamati Tahap-Tahap Pembelahan Mitosis A. Pendahuluan Kromosom pada sel ujung bawang merah yang sedang aktif membelah relatif mudah diamati dengan metode fiksasi dan pewarnaan sederhana. Kegiatan ini bertujuan untuk mengamati tahap-tahap pembelahan mitosis pada akar bawang merah. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga diperlukan sikap mau bekerja sama dan bergotong royong antaranggota kelompok. Setiap anggotakelompok sebaiknya berperan aktif dalam melakukan kegiatan ini. Pada kegiatan ini dilakukan pengamatan secara mikroskopis sehingga diperlukan sikap teliti dan tekun sehingga preparat dapat diamati dengan jelas. Penggunaan

mikroskop dilakukan secara benar dan sesuai dengan prosedur untuk menghindari terjadinya kerusakan. Selain itu, pada kegiatan ini juga digunakan bahan-bahan kimia sehingga perlu diperhatikan dengan saksama cara penggunaan bahan kimia tersebut dengan benar. B.

Apa yang Diperlukan? 1. Mikroskop 2. Gelas preparat 3. Gelas penutup 4. Botol bekas selai 5. Pisau atau cutter 6. Pipet tetes 7. Gelas Arloji 8. Lampu spiritus 9. Kertas tisu 10. Karton hitam

Biologi Kelas XI

21

11. 12. 13. 14. 15. C.

22

Jarum jala Air Larutan HCl 1M Bawang merah segar Larutan asetokarmin

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Bersihkan bagian pangkal bawang merah dari sisa-sisa akar. Selanjutnya, masukkan bawang merah ke dalam botol bekas selai yang berisi air. Bagian pangkal bawang merah harus selalu terendam air. Bungkus botol berisi bawang merah tersebut dengan kain hitam. Letakkan botol tersebut di tempat gelap dan hangat sampai akar bawang merah tumbuh. Pertumbuhan akar membutuhkan waktu 3–7 hari. 2. Setelah akar tumbuh, angkat bawang merah dari botol. Potong ujung akar sepanjang 0,5 cm dengan cutter. 3. Pindahkan potongan akar ke dalam gelas arloji yang telah berisi beberapa tetes HCl 1 M. Rendamlah potongan akar selama beberapa menit sehingga menjadi lunak. 4. Letakkan potongan akar pada gelas preparat menggunakan jarum jala. Selanjutnya, tambahkan satu tetes larutan asetokarmin. 5. Haluskan potongan akar tersebut menggunakan jarum jala. Selanjutnya, lewatkan gelas preparat tersebut di atas pembakar spiritus beberapa kali. 6. Tutup potongan akar pada gelas preparat dengan gelas penutup. Tekan pelan-pelan gelas penutup agar potongan akar tersebut menjadi pipih. Serap sisa larutan asetokarmin dengan kertas tisu pada bagian pinggir gelas penutup.


7. 8. 9.

Amati preparat menggunakan mikroskop. Perhatikan sel-sel ujung akar pada tahap interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase. Gambarlah hasil pengamatan Anda.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Tahap-tahap pembelahan apa saja yang dapat Anda amati? Pada tahap pembelahan apa kromosom terlihat paling jelas? 2. Adakah sel-sel yang tidak menunjukkan aktivitas pembelahan? Jelaskan kemungkinan peristiwa yang terjadi pada sel tersebut. 3. Mengapa pada percobaan ini digunakan sel-sel yang berada di ujung akar? 4. Apa dampak pembelahan mitosis bagi pertumbuhan tanaman bawang merah tersebut? Apakah tanaman tersebut akan berubah bentuk dan ukuran? 5. Apa tujuan dari pembelahan mitosis tersebut? 6. Setelah melakukan kegiatan ini, buatlah laporan yang berisi judul kegiatan, tujuan kegiatan, alat dan bahan, langkah-langkah kegiatan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. E.

Unjuk Kreativitas Anda telah mengamati tahap-tahap pembelahan mitosis di atas. Sekarang, cobalah Anda amati tahap-tahap pembelahan mitosis pada preparat awetan yang ada di sekolah Anda. Selanjutnya, bandingkan hasil pengamatan pada preparat awetan dengan preparat yang telah Anda buat.

Pada percobaan di atas, Anda telah mengamati tahap-tahap pembelahan mitosis pada akar umbi bawang merah. Tanaman mengalami pertumbuhan karena adanya penambahan jumlah sel sebagai hasil pembelahan mitosis. Pertumbuhan adalah suatu proses pertambahan ukuran, baik volume, bobot, dan jumlah sel yang bersifat irreversible. Pertumbuhan pada tumbuhan umumnya terjadi pada daerah meristem (titik tumbuh) di antaranya terdapat pada ujung akar dan ujung batang. Adapun tahap-tahap pembelahan mitosis meliputi profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase.

Anda dapat mengamati tahaptahap pembelahan mitosis melalui video di alamat website berikut. 1. http://youtu.be/JcZQkmooyPk 2. http://youtu.be/onga0ty9nc 3. http://youtu.be/C6hn35A0ip0 Perhatikan video tersebut dengan cermat dan teliti agar dapat menambah wawasan Anda mengenai pembelahan mitosis.

Beberapa sel mengalami pertumbuhan abnormal dengan membelah secara tidak terkendali. Sel-sel abnormal ini akan tumbuh membentuk benjolan (kanker) yang dapat menyerang jaringan lain. Kanker merupakan penyakit yang menakutkan bagi masyarakat. Sebenarnya, kanker merupakan penyakit yang dapat dipicu oleh pola hidup yang tidak sehat. Menurut Anda, bagaimana cara menerapkan pola hidup sehat agar dapat terhindar dari penyakit kanker? Tindakan apa saja yang harus dilakukan untuk mencegah penyakit kanker?

1. 2. 3. 4. 5.

Apa yang dimaksud dengan mekanisme transpor pasif dan transpor aktif pada membran plasma? Apa yang akan terjadi jika sel tumbuhan berada di larutan hipertonik? Protein yang menyusun sel dapat dibedakan menjadi protein struktural dan protein fungsional. Apa yang dimaksud dengan protein struktural dan fungsional? Di dalam sel berlangsung sintesis protein. Apa yang dimaksud dengan sintesis protein? Di organel sel apa sintesis protein berlangsung? Apa perbedaan antara pembelahan amitosis, mitosis, dan meiosis? Apa tujuan sel melakukan pembelahan mitosis?

Buatlah model mengenai bioproses yang berlangsung di dalam sel. Anda dapat menggunakan berbagai media untuk membuat model tersebut, misalnya menggunakan program Microsoft Power Point, video animasi, atau charta. Pilihlah salah satu bioproses yang terjadi di dalam sel, misalnya transpor aktif, transpor pasif, sintesis protein, atau pembelahan mitosis. Kumpulkan tugas proyek ini kepada Bapak atau Ibu Guru Anda. Biologi Kelas XI

23

1.

2. 3. 4. 5. 6. 7.

Sel merupakan unit struktural dan fungsional terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup. Sel sebagai unit struktural terkecil bermakna bahwa sel merupakan penyusun yang mendasar bagi tubuh makhluk hidup. Sel sebagai unit fungsional terkecil bermakna bahwa di dalam sel berlangsung aktivitas kehidupan. Berdasarkan strukturnya, sel dibedakan menjadi sel prokariotik (tidak memiliki membran inti) dan sel eukariotik (memiliki membran inti). Sel hewan dan sel tumbuhan termasuk sel eukariotik. Sel tumbuhan memiliki dinding sel, vakuola yang besar, dan plastida. Sel hewan memiliki organel sentriol yang berguna pada saat pembelahan sel. Membran plasma bersifat semipermeabel sehingga dapat dilalui molekul-molekul tertentu seperti glukosa, asam amino, gliserol, dan berbagai ion. Mekanisme transpor melalui membran dapat dibedakan menjadi transpor aktif dan transpor pasif. Transpor aktif terjadi dengan pompa ion, endositosis, dan eksositosis. Transpor pasif berlangsung secara osmosis dan difusi. Di dalam ribosom berlangsung sintesis protein. Hasil dari sintesis protein ini digunakan untuk membentuk struktur sel (protein struktural) dan mengatur aktivitas sel (protein fungsional). Pembelahan sel dapat dibedakan menjadi amitosis, mitosis, dan meiosis. Pembelahan mitosis bertujuan untuk melakukan pembentukan struktur tubuh (pertumbuhan).

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Sel disebut sebagai unit fungsional terkecil dalam kehidupan karena . . . . a. merupakan penyusun yang mendasar bagi tubuh makhluk hidup b. di dalam sel terjadi berbagai reaksireaksi kimia kehidupan c. dapat menurunkan sifat genetis dari satu generasi ke generasi berikutnya d. semua jenis sel berasal dari sel sebelumnya e. sel tidak dapat dibagi-bagi lagi menjadi lebih kecil 2. Komponen kimiawi sel yang termasuk bahan anorganik adalah . . . .

24


a. b. c. d. e.

lemak protein karbohidrat asam nukleat garam-garam mineral

3. Polisakarida merupakan senyawa kimia yang menyusun sel. Salah satu contoh polisakarida struktural beserta fungsinya yang benar adalah . . . . a. glikogen sebagai sumber energi b. amilum sebagai makanan cadangan c. selulosa untuk membentuk dinding sel d. glikolipid dan glikoprotein sebagai pembentuk inti sel e. asam hialuronat sebagai unsur penting penyusun membran sel

4. Perhatikan gambar di samping dan pernyataan-pernyataan berikut! 1) Tempat sintesis protein. 2) Penghasil energi. 3) Pengatur pembelahan sel. 4) Pengendali seluruh kegiatan sel. 5) Pembawa informasi genetik. Fungsi organel yang ditunjuk pada gambar meliputi pernyataan nomor .... a. 1), 2), dan 3) b. 1), 3), dan 4) c. 2), 3), dan 4) d. 2), 3), dan 5) e. 3), 4), dan 5) 5. Perhatikan gambar membran sel berikut ini! 1

7. Perhatikan ciri-ciri sel berikut ini! I. Memiliki dinding sel yang tersusun dari zat selulosa yang kuat. II. Memiliki membran sel yang tersusun dari lipoprotein yang bersifat semipermeabel. III. Memiliki organel sel yang khas yaitu plastida yang berguna dalam proses fotosintesis. IV. Dapat mengalami perubahan bentuk dalam proses perkembangannya. V. Memiliki sentriol yang berperan dalam proses pembelahan. Dari pernyataan di atas yang merupakan ciri khas sel tumbuhan adalah . . . . a. I, II, dan III d. I, III, dan V b. I, II, dan IV e. II, IV, dan V c. I, III, dan IV 8. Gambar di bawah ini menunjukkan percobaan tentang osmosis. X = glukosa

2 3 5

4

Lapisan fosfolipid yang bersifat hidrofilik ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1 d. 4 b. 2 e. 5 c. 3 6. Perhatikan gambar sel hewan dan sel tumbuhan di samping! Organel X terdapat pada sel tumbuhan, tetapi tidak terdapat X pada sel hewan. Organel X berperan dalam proses . . . . a. mengendalikan seluruh kegiatan sel b. mengontrol pertukaran zat c. pembentukan karbohidrat d. respirasi aerob dalam sel e. sintesis protein

Y = air Umbi kentang

Perbedaan permukaan larutan setelah hari kedua adalah . . . . a. X naik – Y naik, sebab X dan Y isotonik b. X naik – Y turun, sebab X hipertonik dari Y c. X turun – Y naik, sebab X hipertonik dari Y d. X turun – Y turun, sebab X dan Y isotonik e. X turun – Y turun, sebab Y hipertonik dari Y 9. Pada saat melakukan pengamatan sel akar umbi bawang merah, kromosom akan terlihat dengan jelas saat berada pada tahap . . . . a. profase d. telofase b. metafase e. interfase c. anafase Biologi Kelas XI

25

10. Perhatikanlah gambar di bawah ini!

I

II

Mekanisme transpor I dan II secara berurutan adalah . . . . a. transpor aktif eksositosis dan transpor pasif endositosis b. transpor pasif eksositosis dan transpor aktif endositosis c. transpor aktif endositosis dan eksositosis d. transpor pasif endositosis dan eksositosis e. transpor pasif eksositosis dan endositosis B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Lisosom berfungsi mencerna makromolekul secara intraseluler dan merusak sel-sel asing. Bagaimana proses pencernaan oleh lisosom saat sel menelan bakteri secara fagositosis? Jelaskan!

2. Seorang ilmuwan melakukan percobaan dengan membandingkan jumlah mitokondria dari dua buah sel. Sel yang pertama diambil dari otot betis seorang pelari maraton, sedangkan sel yang kedua diambil dari otot seorang pemogram komputer yang jarang berolahraga. Sel mana yang paling banyak memiliki mitokondria? Jelaskan! 3. Dalam melakukan pemupukan tanaman, diperlukan pemahaman mengenai transpor pasif. Berdasarkan ilmu yang telah Anda peroleh, bagaimana cara pemupukan tanaman yang benar? Jelaskan! 4. Sel hewan dan sel tumbuhan samasama mengalami pembelahan mitosis. Apakah perbedaan pembelahan mitosis pada sel hewan dan sel tumbuhan? Jelaskan jawaban Anda! 5. Di dalam sel berlangsung sintesis protein. Apa keterkaitan antara sintesis protein dengan pengaturan aktivitas sel? Jelaskan jawaban Anda!

Sel merupakan bagian terkecil dari makhluk hidup. Meskipun berukuran sangat kecil, di dalam sel terjadi suatu mekanisme kehidupan yang berjalan secara teratur. Keteraturan ini merupakan karya Tuhan Yang Mahakuasa. Bagian dari ciptaan-Nya yang berukuran sangat kecil pun tidak luput dari kekuasaannya. Oleh karena itu, kita wajib bersyukur dengan anugerah Tuhan ini. Salah satu wujud syukur tersebut yaitu dengan mengembangkan ilmu pengetahuan tentang sel untuk menemukan produk-produk yang bermanfaat bagi manusia. Sebagai contoh di bidang peternakan telah dikembangkan teknologi kawin suntik sehingga pembuahan sel telur oleh sperma dapat dilakukan tanpa melibatkan pejantan. Selain itu, di bidang kedokteran diketahui bahwa sel induk memiliki kemampuan membelah dan memperbarui diri secara berulang kali untuk waktu yang lama. Para ilmuwan membuat hipotesis bahwa sel induk pada suatu saat dapat digunakan untuk pengobatan berbagai penyakit. Meski potensi sel induk bagi dasar terapi pengobatan berbagai penyakit sangat besar, masih diperlukan berbagai penelitian intensif untuk menjamin keberhasilan dan keamanan penggunaannya. Oleh karena itu, diperlukan pola pikir yang ilmiah untuk mengembangkan suatu ilmu pengetahuan. Oleh karena itu, cobalah untuk menemukan inovasi-inovasi baru yang bermanfaat bagi kehidupan khususnya manusia.

26


Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Tumbuhan Mempelajari Jaringan Penyusun Organ Tumbuhan

Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan

Meliputi

Dibedakan Jaringan Meristematik

Jaringan Dewasa Jaringan Pelindung Meliputi

Jaringan Dasar Jaringan Penguat

Kultur Jaringan Dilaksanakan berdasarkan

Jaringan Penyusun Akar Jaringan Penyusun Batang

Sifat Autonom

Sifat Totipotensi

Jaringan Penyusun Daun

Jaringan Pengangkut Dikelompokkan

Berdasarkan Asalnya Meristem Primer

Meliputi

Meristem Sekunder Berdasarkan Letaknya Meliputi Meristem Apikal

Meristem Interkalar

Meristem Lateral

Biologi Kelas XI

27

Sumber: http://goo.gl/lptrMo

Tanaman anggrek merupakan salah satu tanaman yang memiliki bunga dengan bentuk dan warna yang beragam. Di Indonesia, tanaman anggrek banyak dibudidayakan untuk tujuan komersial maupun hanya sekadar hobi. Tanaman anggrek berkembang biak secara generatif menggunakan biji dan secara vegetatif menggunakan tunas yang keluar dari bagian samping batang. Di alam, biji anggrek tidak bisa tumbuh menjadi tanaman anggrek tanpa bersimbiosis dengan mikoriza. Hal ini disebabkan biji anggrek tidak memiliki cadangan makanan (endosperm). Oleh sebab itu, dalam pembudidayaannya biji anggrek harus ditanam pada medium buatan secara aseptis menggunakan teknik kultur jaringan tumbuhan. Apa syarat-syarat bagian tumbuhan yang dapat dikembangbiakkan melalui teknik kultur jaringan? Bagaimana prosedur pelaksanaan kultur jaringan tumbuhan?

1. 2. 3. 4.

28

Struktur dan fungsi jaringan tumbuhan Jaringan penyusun akar, batang, dan daun Sifat autonom dan totipotensi pada tumbuhan Teknik kultur jaringan tumbuhan

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Tumbuhan

• • • • • •

Jaringan Organ Pluripotensi Totipotensi Polipotensi Eksplan

Akar, batang, serta daun merupakan organ tumbuhan yang disusun oleh berbagai jaringan. Apakah jaringan penyusun akar, batang, serta daun tumbuhan itu sama? Dalam bab ini, Anda akan mempelajari struktur dan fungsi jaringan tumbuhan. Selain itu, Anda juga akan mempelajari teknologi yang berkaitan dengan jaringan tumbuhan, yaitu teknik kultur jaringan. Kultur jaringan merupakan teknologi yang dapat digunakan untuk menghasilkan berbagai varietas tanaman unggul.

A. Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan Salah satu tanaman yang dapat dikembangkan dengan teknik kultur jaringan tumbuhan adalah anggrek. Selain itu, dengan teknik kultur jaringan tumbuhan kita dapat memperbanyak tumbuhan langka atau tumbuhan yang hampir punah dengan cepat. Apa yang dimaksud dengan teknik kultur jaringan tumbuhan? Nah, untuk mengetahuinya coba lakukan kegiatan berikut.

Mendeskripsikan Teknik Kultur Jaringan Tumbuhan 1.

Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai kultur jaringan tumbuhan.

2.

Bacalah dengan cermat literatur yang Anda peroleh dan catatlah informasiinformasi penting dari literatur yang Anda baca!

3.

Berdasarkan informasi yang Anda peroleh, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Apa yang dimaksud dengan teknik kultur jaringan tumbuhan? b. Apa tujuan dilakukan teknik kultur jaringan tumbuhan? c. Mengapa hanya bagian tertentu pada tumbuhan yang dapat digunakan sebagai bahan untuk kultur jaringan?

4.

Buatlah resume dari kegiatan ini dan kumpulkan kepada Bapak atau Ibu Guru.

Setelah melakukan kegiatan di atas, Anda pasti telah mengetahui bahwa pemanfaatan teknik kultur jaringan tumbuhan berasal dari pemahaman mengenai sel, jaringan, dan organ tumbuhan. Apa saja jaringan yang menyusun tumbuhan? Anda akan mempelajarinya lebih lanjut dalam uraian berikut. Jaringan merupakan sekelompok sel yang mempunyai asal, struktur, dan fungsi yang sama. Ilmu yang mempelajari tentang jaringan disebut Histologi. Apabila sel-sel yang berkumpul tersebut adalah sel-sel tumbuhan maka disebut jaringan tumbuhan (Nugroho, Purnomo, dan Sumardi: 2006). Berdasarkan tipe struktur dan fungsi sel, jaringan tumbuhan diklasifikasikan ke dalam dua kelompok, yaitu jaringan meristematik (embrional) dan jaringan permanen (dewasa). Coba lakukan kegiatan Mari Bereksplorasi berikut untuk mengenal karakteristik jaringan tumbuhan.

Biologi Kelas XI

29

Mengidentifikasi Struktur Jaringan pada Tumbuhan 1.

Perhatikan gambar macam-macam jaringan tumbuhan berikut.

(a)

(b)

(c)

Sumber: www.biodidac.bio.vottawa.ca

Gambar 2.1 Jenis-jenis jaringan pada tumbuhan

2. 3.

3. 4.

Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai struktur jaringan penyusun tumbuhan. Berdasarkan gambar dan informasi yang Anda peroleh, diskusikanlah bersama teman-teman Anda untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan berikut. a. Berdasarkan gambar, bagaimana struktur ketiga jaringan tersebut? b. Di mana letak ketiga jaringan tersebut pada organ tumbuhan? c. Apa fungsi masing-masing jaringan tersebut? Buatlah daftar pertanyaan yang lain mengenai jaringan tumbuhan untuk menambah bahan diskusi Anda. Saat berdiskusi, cobalah untuk menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, berani bertanya, dan berargumentasi dengan santun agar diskusi dapat berjalan dengan lancar. Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda pasti telah mendapat sedikit gambaran tentang bentuk dan struktur jaringan tumbuhan. Untuk menambah pemahaman Anda tentang jaringan tumbuhan, simaklah uraian berikut ini. 1. Jaringan Meristem (Embrional) Jaringan meristem merupakan jaringan yang masih aktif membelah dan belum mengalami diferensiasi. Sel-sel penyusun jaringan meristem berukuran kecil, dinding sel tipis, memiliki nukleus yang besar, mengandung banyak sitoplasma, tidak memiliki ruang antarsel, tidak memiliki vakuola atau memiliki vakuola berukuran sangat kecil, dan memiliki sifat totipotensi yang tinggi. Sel-sel meristem ada yang berbentuk bulat, lonjong, kubus, atau prisma.

30


Berdasarkan asalnya, jaringan meristem dibedakan menjadi dua macam, yaitu meristem primer dan meristem sekunder. a. Meristem primer, merupakan jaringan muda yang berasal dari perkembangan sel-sel embrionik. Jaringan meristem primer terdapat di ujung akar dan ujung batang. Aktivitas jaringan meristem primer mengakibatkan batang dan akar bertambah panjang. b. Meristem sekunder, berasal dari jaringan dewasa yang telah terhenti pertumbuhannya, tetapi menjadi embrional kembali. Meristem sekunder meliputi kambium dan kambium gabus. Kambium terdapat pada akar maupun batang tumbuhan Dicotyledoneae dan Gymnospermae. Kambium gabus terdapat pada kulit batang dan membentuk jaringan gabus yang sukar dilalui air atau tidak dapat dilalui air. Pertumbuhan sekunder mengakibatkan tumbuhan bertambah besar. Berdasarkan letaknya, jaringan meristem dibedakan menjadi tiga, yaitu meristem apikal, meristem interkalar, dan meristem lateral. Perhatikan Gambar 2.2 dan Gambar 2.3. a. Meristem apikal atau meristem ujung, terdapat di ujung batang atau ujung akar. Meristem apikal menghasilkan pemanjangan akar dan batang tumbuhan sehingga tanaman bertambah tinggi. b. Meristem interkalar atau meristem antara, terdapat di antara jaringan dewasa dan terdapat di pangkal ruas batang. c. Meristem lateral atau meristem samping, terdapat sejajar dengan permukaan organ tempat ditemukannya, contoh kambium dan kambium gabus (felogen). Kambium ke arah luar membentuk floem dan ke arah dalam membentuk xilem. Kambium gabus ke arah luar membentuk felem dan ke arah dalam membentuk feloderm. Tunas apikal

Meristem apikal pada ujung batang

Meristem lateral Meristem interkalar

Meristem apikal

Meristem dasar

Protoderm

Tunas samping

Prokambium

Meristem apikal pada ujung akar

2.

Sumber: Biology, Campbell, Reece, & Mitchell


Gambar 2.2 Letak jaringan meristem

Gambar 2.3 Struktur jaringan meristem

Jaringan Dewasa Jaringan dewasa terdiri atas sel-sel yang sudah berhenti membelah dan telah mengalami diferensiasi. Jaringan dewasa memiliki beberapa karakteristik seperti tidak ada aktivitas pembelahan sel, ukuran sel relatif lebih besar daripada sel-sel meristematik, kadang-kadang sel telah mati, terdapat ruang antarsel, dinding sel mengalami penebalan sesuai dengan fungsinya, sitoplasma sedikit, dan vakuola besar. Biologi Kelas XI

31

Berdasarkan fungsinya, jaringan dewasa dapat dibedakan menjadi jaringan pelindung, jaringan dasar, jaringan penguat, dan jaringan pengangkut. a. Jaringan Pelindung Jaringan pelindung pada tumbuhan berupa jaringan epidermis dan jaringan gabus. Jaringan ini berfungsi melindungi tumbuhan dari pengaruh luar yang merugikan. 1) Jaringan Epidermis Jaringan epidermis merupakan jaringan yang terletak paling luar dan menutupi permukaan tubuh tumbuhan. Umumnya jaringan epidermis terdiri atas satu lapis sel dan susunannya rapat tanpa ruang antarsel. Jaringan epidermis tersusun dari sel-sel hidup dan tidak berklorofil. Klorofil terdapat pada sel penjaga dari stomata. Jaringan epidermis berfungsi melindungi bagian/jaringan dalam tubuh tumbuhan dari pengaruh buruk lingkungan atau patogen, menyerap air dan mineral (khusus daerah akar), dan menyekresi lapisan lilin atau kutikula yang bisa mencegah evaporasi (pada batang dan daun). Sebagian sel-sel epidermis dapat berkembang menjadi alat-alat tambahan yang disebut derivat epidermis, misalnya stomata dan trikomata. 2)

Jaringan Gabus Epidermis Jaringan gabus Feloderm

Kolenkim

Parenkim

Sumber: Biology, Raven and Johnson

Gambar 2.4 Letak jaringan gabus

Jaringan Dasar (Parenkim) Perhatikan Gambar 2.5. Parenkim disebut jaringan dasar karena terletak hampir di semua bagian tumbuhan. Jaringan parenkim memiliki ciri-ciri sebagai berikut. 1) Sel-sel penyusunnya renggang sehingga mempunyai banyak ruang antarsel. Ruang antarsel ini digunakan untuk Jaringan kolenkim pertukaran gas. 2) Dinding sel tipis dan mempunyai vakuola besar untuk menyimpan makanan cadangan. Jaringan 3) Sel-selnya berbentuk polihedral (segi parenkim banyak). Berdasarkan fungsinya, jaringan parenkim Sumber: Biology, Campbell, Reece, & Mitchell dibedakan menjadi lima macam, yaitu parenkim Gambar 2.5 Jaringan parenkim asimilasi, parenkim pengangkut, parenkim dan kolenkim penimbun, parenkim air, dan parenkim udara.

b.

Setelah batang tumbuh membesar, epidermis terdesak sehingga pecah dan rusak. Akhirnya, epidermis tidak aktif lagi dan fungsinya digantikan oleh jaringan gabus. Jaringan gabus dibedakan menjadi tiga macam yaitu eksodermis, endodermis, dan peridermis. Pada bagian peridermis terdapat felem, felogen, dan feloderm. Cermati Gambar 2.4.

32


c.

Jaringan Penguat (Mekanik) Jaringan penguat pada tumbuhan digunakan untuk memperkukuh tubuh Untuk menambah wawasan tumbuhan. Berdasarkan bentuk dan Anda mengenai pembagian jaringan sifatnya, jaringan penguat dibedakan parenkim berdasarkan fungsi dan menjadi jaringan kolenkim dan jaringan bentuknya, bacalah uraian materi sklerenkim. dalam website berikut. 1. http://goo.gl/7Dn7q5 1) Jaringan Kolenkim 2. http://goo.gl/4Hx3xJ Jaringan kolenkim memiliki ciriAnda juga dapat menginformasikan pengetahuan yang Anda ciri sebagai berikut. dapatkan tersebut kepada temana) Tersusun dari sel-sel hidup. teman Anda. Umumnya dijumpai di bawah epidermis batang, tangkai daun, tangkai bunga, ibu tulang daun, dan buah. Kolenkim jarang terdapat di akar. Untuk memperdalam pengetahub) Dinding selnya tidak mengandung an Anda mengenai letak dan bentuk lignin, tetapi mengandung selulosa, penebalan jaringan kolenkim, bukapektin, dan hemiselulosa sebagai lah alamat website: http://goo.gl/ penguat pada organ-organ 37I1MJAnda dapat mencatat materi yang ada di dalamnya untuk tumbuhan yang masih muda menambah referensi belajar. atau bagian tubuh tumbuhan yang lunak. c) Merupakan penguat utama organ-organ tumbuhan yang masih aktif mengadakan pertumbuhan dan perkembangan. Untuk lebih jelasnya, perhatikan Gambar 2.6. A Sitoplasma

Dinding sel yang menebal

Dinding sel yang menebal

Lumen

Vakuola Penampang melintang (A)

B

Nukleus Penampang membujur (B)


Gambar 2.6 Struktur jaringan kolenkim

2)

Jaringan Sklerenkim Perhatikan struktur jaringan sklerenkim pada Gambar 2.7. Jaringan sklerenkim memiliki ciri-ciri sebagai berikut. a) Terdiri atas sel-sel mati dengan dinding sel tebal. b) Hanya terdapat pada organ tumbuhan yang tidak lagi mengadakan pertumbuhan dan perkembangan. c) Merupakan jaringan penguat dengan dinding sekunder yang tebal dan terdiri atas lignin.

Biologi Kelas XI

33

a)

b)

Jaringan sklerenkim terdiri atas serabut sklerenkim dan sklereid. Serabut sklerenkim, berupa benang panjang dalam berkas pengangkut. Serabut biasanya merupakan suatu seludang yang berhubungan dengan berkas pengangkut atau dalam kelompok yang tersebar di dalam xilem dan floem. Sklereid (sel batu), terdapat pada semua bagian tumbuhan terutama di dalam kulit kayu, pembuluh tapis, buah, dan biji. Sklereid yang terdapat soliter di antara sel-sel lainnya disebut idioblas. Sel-sel sklereid juga dapat terhimpun menjadi kelompok sel keras di antara sel-sel parenkim di sekelilingnya. Dinding sel yang menebal Lumen A. Penampang melintang Dinding sel yang menebal

Jaringan sklerenkim

B.

Lumen Penampang membujur


Gambar 2.7 Struktur jaringan sklerenkim

d.

Jaringan Pengangkut Berdasarkan bentuk dan sifatnya, jaringan pengangkut dibedakan menjadi jaringan xilem dan jaringan floem. 1) Xilem Xilem berfungsi mengangkut air dan unsur hara dari akar ke daun. Sel-sel penyusun xilem umumnya sudah mati dengan dinding sekunder yang sangat tebal tersusun dari lignin sebagai jaringan penguat. Xilem terdiri atas unsur trakeal (trakea dan trakeid), serabut xilem, dan parenkim xilem. a) Unsur trakeal, merupakan unsur yang berperan dalam pengangkutan air dan zat terlarut di dalamnya. Sel trakeal berbentuk memanjang, tidak mengandung protoplas, dinding sel berlignin, dan A B mempunyai bermacam-macam noktah. Unsur trakeal terdiri atas trakea dan Sumber: Biology, Raven and Johnson Gambar 2.8 Trakea (A) dan trakeid. Perhatikan Gambar 2.8. Trakeid (B)

34


b)

Serabut xilem, merupakan sel panjang dengan dinding sekunder yang biasanya berlignin. Serabut xilem ada 2 macam, yaitu serabut trakeid dan serabut libriform. Serabut trakeid mempunyai noktah terlindung, ukuran pendek, dan dinding sel cenderung tipis. Serabut libriform memiliki ukuran yang lebih panjang, dinding sel tebal, dan mempunyai noktah sederhana. Perhatikan Gambar 2.9 berikut. Parenkim kayu Trakeid Serabut xilem

Elemen pembuluh (trakea)


Gambar 2.9 Struktur jaringan xilem

c)

2)

Parenkim xilem, tersusun dari sel-sel yang masih hidup, dijumpai pada xilem primer maupun sekunder. Parenkim xilem berfungsi sebagai tempat makanan cadangan.

Floem Floem berfungsi mengSerabut angkut dan mengedarkan zatfloem zat makanan hasil fotosintesis Sel tapis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan. Floem terdiri atas Parenkim berbagai macam bentuk sel hidup dan mati yaitu meliputi unsur-unsur kibral (sel-sel tapis Sel dan komponen buluh tapis), sel pengiring pengiring, sel albumin, paren- Sumber: Biology, Campbell, Reece, & Mitchell kim floem, dan serabut floem. Gambar 2.10 Struktur jaringan floem Perhatikan Gambar 2.10 di samping. a) Sel tapis memiliki bentuk seperti tabung dengan ujung yang berlubang-lubang. Sel tapis saling berhubungan dengan sel tapis yang lainnya dan saling berlekatan antara dinding ujung sel di bawah atau di atasnya. Deretan sel memanjang ini disebut pembuluh tapis. b) Sel pengiring berupa deretan sel yang hidup dan menyerupai sel-sel parenkim. Sel pengiring berperan dalam transportasi zat makanan. Sel pengiring tidak dijumpai pada tumbuhan Gymnospermae dan Pteridophyta. c) Sel albumin terletak di dekat sel tapis yang merupakan sel parenkim kaya akan zat albumin. Sel albumin menyusun jari-jari empulur. Sel albumin hanya dapat ditemukan pada tumbuhan Gymnospermae. Sel albumin diduga mempunyai fungsi yang sama dengan sel pengiring.

Biologi Kelas XI

35

d) e)

Parenkim floem, merupakan parenkim yang terletak di bagian buluh tapis yang berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan amilum, lemak, dan zat organik lainnya. Serabut floem berbentuk panjang dan ujung-ujungnya saling berimpitan. Dinding sel serabut floem mengalami penebalan sekunder sehingga berfungsi sebagai penguat floem.

Anda telah mengetahui bahwa jaringan memiliki letak dan fungsi yang berbedabeda. Anda dapat menggunakan pengetahuan yang telah Anda peroleh untuk memecahkan berbagai masalah yang berkaitan dengan jaringan tumbuhan. Sebagai contoh, teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif. Jika ada seseorang yang ingin memperbanyak tanaman mangga secara vegetatif untuk menghasilkan keturunan yang identik dengan induknya dan cepat berbuah, apa yang akan Anda lakukan untuk membantu orang tersebut? Kembangkan pola pikir ilmiah Anda berdasarkan pengetahuan yang telah Anda pelajari mengenai jaringan tumbuhan.

1. 2. 3. 4. 5.

Jelaskan secara singkat mengenai macam-macam jaringan pada tumbuhan! Stomata dan trikomata merupakan derivat epidermis. Apa fungsi kedua derivat epidermis tersebut? Sebutkan macam-macam jaringan parenkim berdasarkan fungsinya! Jaringan penguat dibedakan menjadi jaringan kolenkim dan jaringan sklerenkim. Apa perbedaan kedua jaringan tersebut? Jelaskan! Apa fungsi jaringan xilem dan floem?

B. Jaringan Penyusun Organ Tumbuhan Pada subbab sebelumnya telah dibahas mengenai berbagai jaringan pada tumbuhan. Berbagai jaringan tersebut akan membentuk organ dan melakukan fungsi khusus. Organ pokok pada tumbuhan terdiri atas akar, batang, dan daun. Untuk menambah wawasan Anda tentang jaringan penyusun organ tumbuhan, lakukan kegiatan berikut.

36


Mengidentifikasi Struktur Jaringan Penyusun Organ Tumbuhan 1.

2. 3.

5. 6.

Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai jaringan penyusun organ pada tumbuhan Monocotyledoneae, Dicotyledoneae, Gymnospermae, serta tumbuhan lumut dan tumbuhan paku. Bacalah literatur tersebut dengan cermat dan teliti. Catatlah informasi-informasi penting berdasarkan literatur yang Anda baca. Diskusikan bersama kelompok Anda untuk menemukan solusi dari permasalahan-permasalahan berikut. a. Jaringan apa saja penyusun organ akar, batang, dan daun tumbuhan? b. Apakah ada kaitannya antara struktur anatomi organ dengan fungsi organ? Jelaskan! c. Apa perbedaan struktur jaringan penyusun organ pada tumbuhan Monocotyledonae dan Dicotyledoneae? d. Bagaimanakah struktur jaringan penyusun organ pada tumbuhan lumut, paku, dan Gymnospermae? Buatlah daftar pertanyaan lain tentang jaringan penyusun organ tumbuhan berdasarkan literatur yang Anda baca. Saat berdiskusi jangan lupa untuk menerapkan sikap mau bekerja sama, saling menghormati, dan santun dalam mengajukan pertanyaan dan berargumentasi. Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda dengan bahasa yang sopan dan santun serta mudah dipahami.

Kegiatan tersebut dilakukan untuk membuka wawasan Anda mengenai jaringan penyusun organ pada tumbuhan. Organ pada tumbuhan tersusun dari berbagai jaringan yang melakukan fungsi tertentu. Uraian berikut ini akan mengulas jaringan penyusun organ pada tumbuhan meliputi struktur dan fungsinya masing-masing. 1.

Akar (Radix) Akar merupakan organ tumbuhan yang biasanya berada di bawah tanah, meskipun ada juga yang berada di permukaan tanah. Akar berasal dari akar lembaga (radikula). Akar lembaga pada tanaman Dicotyledoneae tumbuh terus sehingga membentuk akar tunggang, sedangkan akar lembaga pada tanaman Monocotyledoneae mati dan kemudian pada pangkal batang akan tumbuh akarakar dengan ukuran sama sehingga membentuk akar serabut. Akar berkembang dari meristem apikal di ujung akar. Pertumbuhan primer akan mendorong akar menembus tanah. Ujung akar ditutupi oleh tudung akar (kaliptra), yang secara fisik melindungi meristem yang rapuh pada saat akar memanjang menembus tanah yang abrasif (Campbell, Reece, dan Mitchell, 2003). Pembelahan meristem apikal membentuk zona pemanjangan sel, zona diferensiasi sel, dan zona pendewasaan sel.

Biologi Kelas XI

37

  

}

 Akar tumbuhan tersusun oleh Akar  samping  beberapa jaringan, seperti terlihat   pada Gambar 2.11. Perikambium  Zona  a. Epidermis, terdiri atas satu Epidermis  pedewasaan  lapis sel, susunan sel-sel rapat, sel  Rambut  akar dinding sel tipis sehingga   mudah dilewati air. Sel epi Korteks  dermis akar dapat mengalami  Endodermis  modifikasi menjadi rambut Floem akar yang berfungsi untuk mem  Xilem perluas bidang penyerapan.  Zona diferensiasi  b. Korteks terletak langsung di Silinder sel  pusat  bawah epidermis, tersusun  Tudung Zona pemanjangan  berlapis-lapis, sel-selnya tidak akar sel  tersusun rapat sehingga meSumber: Hamparan Dunia Ilmu Time–Life, Tira Pustaka miliki banyak ruang antarsel, Gambar 2.11 Struktur morfologi akar dan dinding selnya tipis. Korteks sebagian besar dibangun oleh jaringan parenkim, kolenkim, serta sklerenkim. Parenkim pada korteks beberapa jenis tumbuhan berfungsi untuk tempat menyimpan makanan cadangan. Lapisan terdalam korteks berdiferensiasi menjadi endodermis. c. Endodermis, merupakan pemisah antara korteks dengan silinder pusat. Endodermis berupa satu lapis sel, tersusun rapat, dan dinding selnya mengalami penebalan gabus dari suberin dan kutin sehingga membentuk penebalan berupa pita yang disebut pita kaspari. Sel-sel endodermis yang tidak mengalami penebalan disebut dengan sel penerus/sel peresap sehingga memungkinkan air dapat masuk ke silinder pusat. d. Stele (silinder pusat), merupakan bagian terdalam dari akar. Silinder pusat terdiri atas berbagai jaringan berikut. 1) Perisikel/perikambium merupakan lapisan terluar dari stele dan terletak di sebelah dalam endodermis. Jaringan perisikel tersusun dari sel-sel parenkim yang menebal. Jaringan perisikel berfungsi untuk membentuk cabang akar dan berperan dalam pertumbuhan sekunder. 2) Berkas pengangkut yang terdiri atas xilem dan floem. 3) Empulur terdiri atas parenkim dan terletak di bagian paling dalam atau di antara berkas pengangkut. Ada perbedaan yang nyata antara struktur akar tumbuhan Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae, seperti terlihat dalam Tabel 2.1 serta Gambar 2.12.

38


Tabel 2.1 Perbedaan Struktur Akar Tumbuhan Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae No.

Pembeda

Akar Dicotyledoneae

Akar Monocotyledoneae

1.

Xilem

Berbentuk bintang di pusat, tersusun radial atau membentuk jari-jari bersama dengan floem. Berkas xilem bervariasi dari diarch–hexarch.

Berdekatan dengan floem. Berkas xilem disebut polyarch.

2.

Floem

Letaknya di antara jari-jari yang dibentuk oleh xilem, dipisahkan oleh kambium (kolateral terbuka)

Letaknya berdekatan dengan xilem dan tidak dipisahkan oleh kambium (kolateral tertutup)

3.

Empulur

Tidak ada atau ada tetapi kecil

Ada dan kadang berkembang menjadi sklerenkim

4.

Perisikel

Membentuk cabang akar dan meristem sekunder

Hanya membentuk cabang akar

5.

Kambium

Ada

Tidak ada

Epidermis Endodermis Perisikel Floem Pembuluh xilem Kambium Korteks

Epidermis Endodermis Perisikel Xilem Floem Empulur Korteks


Gambar 2.12 Penampang melintang akar tanaman Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae

2.

Batang (Caulis) Umumnya batang terletak di atas tanah dan tumbuh ke atas menuju cahaya matahari. Batang biasanya berbentuk bulat dan mempunyai buku atau ruas. Batang tersusun dari epidermis, korteks, dan stele. a. Epidermis, tersusun oleh satu lapis sel, tanpa ruang antarsel, dinding luar mengalami penebalan dari kutin yang disebut kutikula, dan pada tumbuhan kayu yang tua terdapat kambium gabus. Derivat epidermis pada batang berupa lentisel, trikoma, sel silika, dan sel gabus. b. Korteks mengandung amilum dan tersusun oleh sel-sel parenkim, kolenkim, serta sklerenkim. Pada Monocotyledoneae, korteks hampir tidak bisa dibedakan dengan stele. c. Stele, terdiri atas perisikel yang bersifat meristematis, sel parenkim (empulur), dan berkas pengangkut (xilem dan floem).

Biologi Kelas XI

39

Ada beberapa perbedaan struktur batang Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae, seperti tertera dalam Tabel 2.2 serta Gambar 2.13. Tabel 2.2 Perbedaan Struktur Batang Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae No.

Pembeda

Dicotyledoneae

Monocotyledoneae

1.

Korteks

Terdiri atas beberapa lapis sel parenkim

Parenkim berkesinambungan sampai bagian tengah batang

2.

Endodermis

Terlihat sebagai lapisan sel kompak bergelombang

Tidak tampak

3.

Perisikel

Terdiri atas parenkim dan sklerenkim

Tidak terdiferensiasi

4.

Jari-jari empulur

Berupa deretan parenkim di antara berkas pengangkut

Tidak ada

5.

Empulur

Merupakan parenkim sentral yang terletak di tengah batang, pada batang tua tidak ada

Tidak ada

6.

Berkas pengangkut

– – – – –

–

7.

Kambium

Tipe kolateral terbuka atau bikolateral Tersusun dalam lingkaran Ukuran seragam Terdapat parenkim floem Tidak ada sarung berkas pengangkut

Ada

Epidermis Kolenkim Parenkim Endodermis Sklerenkim

Floem Empulur

– – – –

Tipe kolateral tertutup atau konsentris amfivasal Tersusun tersebar Ukuran semakin ke tengah semakin besar Tidak ada parenkim floem Sarung berkas pengangkut jelas

Tidak ada

Epidermis

Floem Xilem

Xilem Jari-jari empulur Kambium vaskular Perisikel

Batang Dicotyledoneae tua

Berkas pengangkut

Batang Monocotyledoneae tua

Sumbur: Biology, Campbell, Reece, & Mitchell

Gambar 2.13 Penampang melintang batang tanaman Dicotyledoneae dan Monocotyledoneae

Kambium pada tumbuhan Dicotyledoneae dibedakan menjadi dua tipe, yaitu kambium intravaskuler dan kambium intervaskuler. a. Kambium intravaskular, kambium terletak di antara xilem dan floem. b. Kambium intervaskular, kambium terletak di antara dua berkas pengangkut. Aktivitas kedua kambium tersebut mengakibatkan diameter batang bertambah besar karena adanya pertumbuhan sekunder.

40


3.

Daun (Folium) Daun merupakan bagian tumbuhan yang mengandung klorofil paling banyak. Daun umumnya berupa lembaran dan berwarna hijau. Daun melekat pada bukubuku batang tumbuhan. Daun tersusun dari jaringan epidermis, mesofil, berkas pengangkut, dan jaringan tambahan. a. Epidermis, merupakan lapisan terluar daun, umumnya terdiri atas satu lapis sel, dan dinding sel mengalami penebalan dari zat kutin (kutikula) atau lignin. Epidermis daun terdiri atas dua bagian, yaitu epidermis atas dan bawah. Umumnya epidermis atas lebih tebal dibanding epidermis bawah karena dilapisi kutikula untuk mencegah penguapan yang terlalu besar. Pada epidermis terdapat stomata/mulut daun untuk berlangsungnya pertukaran gas dari dan ke luar tubuh tumbuhan. Derivat epidermis daun lainnya adalah trikomata dan sel kipas. Trikomata berfungsi untuk mengurangi penguapan dan mengurangi gangguan hewan. Sel kipas berfungsi untuk mengurangi penguapan dengan menggulungnya daun. b. Mesofil, terletak di antara epidermis atas dan epidermis bawah. Mesofil pada daun Dicotyledoneae terdiri atas parenkim palisade (jaringan tiang) dan parenkim spons (jaringan bunga karang). Keduanya mengandung banyak klorofil, akan tetapi klorofil pada parenkim palisade lebih banyak dibanding pada parenkim spons. Palisade tersusun dari sel-sel yang rapat dan berbentuk lonjong. Sementara itu, sel-sel penyusun parenkim spons renggang sehingga banyak terdapat rongga-rongga antarsel yang memudahkan terjadinya pertukaran gas. Mesofil pada daun Monocotyledoneae hanya terdiri atas parenkim spons (bunga karang). c. Berkas pengangkut terdiri atas floem dan xilem yang terletak di tulang daun, cabang daun, dan urat daun. d. Jaringan tambahan, misalnya sel-sel kristal dan kelenjar. Melalui pengamatan mikroskopis, dapat dilihat dengan jelas adanya perbedaan antara daun Dicotyledoneae dengan daun Monocotyledoneae. Perbedaan itu terletak pada jaringan mesofil. Jaringan mesofil pada daun Dicotyledoneae terdiri atas jaringan parenkim palisade dan parenkim spons, sedangkan jaringan mesofil pada daun Monocotyledoneae hanya terdiri atas jaringan spons. Perhatikan Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Epidermis atas Parenkim palisade Parenkim spons (jaringan bunga karang) Epidermis bawah Berkas pengangkut Sel penutup Stomata Sumber: Biology, Raven and Johnson

Gambar 2.14 Struktur jaringan daun Dicotyledoneae

Biologi Kelas XI

41

Stomata

Kutikula Epidermis atas Sklerenkim

Rongga udara Xilem Parenkim spons Floem

Selubung sel parenkim Sklerenkim Epidermis bawah Kutikula


Gambar 2.15 Struktur jaringan daun Monocotyledoneae

Banyak sekali penemuan hebat di dunia yang terinspirasi dari struktur tumbuhan. Misal penemuan lotusan pada gedung pencakar langit, penemuan fondasi cakar ayam, dan penemuan velcro pada baju. Oleh karena itu, biologi berkaitan erat dengan perkembangan teknologi. Untuk menambah wawasan Anda mengenai teknologi tersebut, bukalah website di bawah ini. 1. http://goo.gl/FFs4So 2. http://goo.gl/n32MiM 3. http://goo.gl/d6PFVF

Organ pokok pada tumbuhan terdiri atas akar, batang, dan daun. Ketiga organ tersebut tersusun dari bermacam-macam jaringan. Selain itu, jaringan pada organ tumbuhan Monocotyledoneae berbeda dengan tumbuhan Dicotyledoneae. Sekarang lakukan kegiatan berikut untuk lebih mengetahui struktur anatomi organ tumbuhan Monocotyledoneae dan Dicotyledoneae. Terapkan pola pikir ilmiah dalam melakukan pengamatan.

Mengidentifikasi Perbedaan Jaringan Penyusun Organ Tumbuhan Monocotyledoneae dan Dicotyledoneae A. Pendahuluan Organ merupakan kumpulan beberapa jaringan yang secara bersama-sama melakukan fungsi khusus. Organ pokok tumbuhan terdiri atas akar, batang, dan daun. Ada beberapa perbedaan struktur organ tumbuhan Monocotyledoneae dan Dicotyledoneae. Kegiatan ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan jaringan penyusun organ tumbuhan Monocotyledoneae dan Dicotyledoneae. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga dibutuhkan sikap mau bekerja sama dan gotong royong antaranggota kelompok. Dalam melakukan indetifikasi diperlukan sikap teliti, cermat, dan jujur.

42


Selain itu, keselamatan kerja saat melakukan pengamatan juga harus diperhatikan untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan, misalnya teriris atau terjadi kerusakan alat. Penggunaan mikroskop dilakukan sesuai prosedur agar objek yang diamati terlihat jelas dan untuk menghindari terjadinya kerusakan pada mikroskop. B.

Apa yang Diperlukan? 1. Akar, batang, dan daun jagung 2. Akar, batang, dan daun bayam 3. Silet 4. Gelas penutup 5. Gelas preparat 6. Air 7. Pipet tetes 8. Mikroskop cahaya

C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Buatlah sayatan tipis dari akar jagung menggunakan silet dengan arah melintang. 2. Teteskan air pada gelas preparat dan letakkan sayatan akar jagung di atasnya. 3. Tutuplah preparat menggunakan gelas penutup. 4. Amati preparat menggunakan mikroskop. Gunakan perbesaran lemah terlebih dahulu. Setelah objek dapat diamati, gantilah dengan perbesaran kuat sehingga objek dapat terlihat lebih jelas. 5. Gambarlah hasil pengamatan Anda pada buku kerja. 6. Lakukan langkah yang sama untuk akar bayam, batang jagung, batang bayam, daun jagung, dan daun bayam. D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Jaringan apa saja yang menyusun akar, batang, dan daun Monocotyledoneae?

2. 3.

4.

Jaringan apa saja yang menyusun akar, batang, dan daun Dicotyledoneae? Jelaskan perbedaan struktur anatomi akar, batang, dan daun Monocotyledoneae dengan Dicotyledoneae! Buatlah laporan dari hasil percobaan ini yang meliputi judul percobaan, tujuan, alat dan bahan, langkah-langkah kegiatan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan.

D. Unjuk Kreativitas Buatlah preparat potongan melintang akar, batang, dan daun tumbuhan paku. Pilihlah tanaman yang mudah ditemukan di lingkungan sekolah. Amatilah preparat tersebut menggunakan mikroskop. Gambarlah setiap hasil pengamatan Anda pada buku kerja. Bandingkan hasil pengamatan Anda dengan bukubuku referensi di sekolah Anda!

Anda telah mempelajari struktur tubuh tumbuhan. Sel menyusun jaringan, jaringan menyusun organ, dan masing-masing organ menjalankan fungsinya di dalam sistem organ sehingga proses kehidupan dapat berjalan dengan semestinya. Oleh sebab itu, sudah selayaknya kita selalu bersyukur kepada Tuhan karena telah menciptakan keteraturan dan kompleksitas pada struktur makhluk hidup.

Setelah mempelajari materi tentang organ pokok pada tumbuhan, Anda tentu sudah paham mengenai struktur dan fungsi masing-masing jaringan penyusun organ tersebut. Organ batang misalnya tersusun dari jaringan yang berfungsi dalam pengangkutan air dan unsur hara dari akar menuju daun serta pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh. Namun, proses pengangkutan air dan unsur hara pada batang suatu tanaman dapat terganggu. Salah satu penyebabnya adalah yaitu tanaman benalu yang menempel pada batang tanaman tersebut. Tanaman benalu merupakan tanaman parasit yang mengambil air dan unsur hara dari tanaman inang. Apa yang akan Anda lakukan jika melihat batang tanaman di sekitar Anda ditempeli oleh tanaman benalu? Menurut Anda, jaringan apa saja yang dapat ditembus oleh akar benalu untuk mendapatkan air dan unsur hara dari batang tanaman inang?

Biologi Kelas XI

43

1. 2. 3.

Organ pokok tumbuhan terdiri atas akar, batang, dan daun. Sebutkan jaringan penyusun masing-masing organ tersebut? Apa perbedaan struktur akar, batang, serta daun tumbuhan Monocotyledoneae dan Dicotyledoneae? Jelaskan! Sebutkan perbedaan jaringan mesofil palisade dan mesofil spons pada daun!

C. Kultur Jaringan Tumbuhan Setelah Anda mempelajari jaringan penyusun organ tumbuhan, tentunya Anda menjadi lebih paham mengenai struktur tumbuhan. Pemahaman tentang sel, jaringan, dan organ tumbuhan sangatlah berperan dalam melestarikan sumber daya alam hayati. Dengan mengetahui struktur pada tumbuhan, kita dapat memperbanyak tumbuhan langka atau tumbuhan yang hampir punah. Tentu saja cara perbanyakan ini menggunakan teknologi yang semakin berkembang. Salah satu metode perbanyakan tersebut menggunakan teknik kultur jaringan tumbuhan. Untuk menambah wawasan Anda mengenai hubungan struktur tumbuhan dengan teknik kultur jaringan, lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Sifat-Sifat Jaringan Meristematik dan Kaitannya dengan Dasar Kultur Jaringan 1.

2. 3.

4.

44

Perhatikan dengan cermat artikel tentang kultur jaringan tumbuhan dalam website berikut. a. http://goo.gl/r2fc7X b. http://goo.gl/yYwfBp Catatlah istilah-istilah penting selama Anda menyimak artikel dalam website tersebut. Diskusikan secara berkelompok pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Apa yang dimaksud dengan sifat autonom, totipotensi, pluripotensi, dan polipotensi? b. Apa kaitan sifat-sifat tersebut dengan teknik kultur jaringan? Saat berdiskusi, terapkan sikap mau bekerja sama dan cinta damai serta berani mengemukakan argumentasi secara sopan dan santun. Buatlah laporan hasil kegiatan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.


Setelah melakukan kegiatan di atas, Anda pasti lebih paham tentang sifat-sifat sel dan kaitannya dengan dasar kultur jaringan. Untuk memperjelas pemahaman Anda, simaklah uraian berikut. Sel tumbuhan memiliki sifat autonom dan totipotensi. Autonom berarti dapat mengatur aktivitas hidupnya sendiri. Adapun totipotensi adalah kemampuan sel tumbuhan untuk beregenerasi Theodor Schwan (1810–1882) menjadi tanaman lengkap kembali. Prinsip inilah bersama dengan Jacob Schleiden yang menjadi dasar pelaksanaan teknik kultur (1804–1881) merupakan tokoh yang jaringan. menyatakan bahwa sel merupakan unit struktural terkecil pada makhluk Kultur jaringan adalah cara perbanyakan hidup. Untuk lebih mengenal Theodor tumbuhan secara in vitro dengan cara mengisolasi Schwan, bacalah artikel dalam website bagian-bagian tanaman seperti sel, jaringan, atau http://goo.gl/6KxVkd. organ tumbuhan serta menumbuhkannya pada medium buatan secara aseptis (bebas hama) agar bagian-bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman lengkap kembali. Kultur jaringan dilakukan di laboratorium khusus yang steril dengan pencahayaan dan suhu terkontrol. Bagian kecil dari tanaman (sel, jaringan, dan organ) yang digunakan dalam kultur jaringan disebut eksplan. Eksplan diambil dari bagian yang masih muda (primordial), sel-selnya masih bersifat meristematis, dan belum mengalami proses diferensiasi. Perbanyakan tanaman secara kultur jaringan memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan. Kelebihan teknik kultur jaringan sebagai berikut. 1. Merupakan cara untuk menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dengan waktu singkat. 2. Tidak memerlukan tempat luas. Anda dapat mencermati tentang 3. Tidak bergantung pada musim sehingga bisa prosedur pembuatan kultur jaringan dilaksanakan sepanjang tahun. melalui alamat http://youtu.be Xf02fRqa_54. Unduhlah video ter4. Bibit yang dihasilkan lebih sehat dan seragam. sebut dan gunakan untuk menambah 5. Memungkinkan untuk dilakukan rekayasa wawasan Anda. genetika. Adapun kekurangan teknik kultur jaringan sebagai berikut. 1. Memerlukan biaya besar karena harus dilakukan di dalam laboratorium yang steril serta menggunakan bahan-bahan kimia. 2. Memerlukan keahlian khusus. 3. Memerlukan aklimatisasi ke lingkungan luar karena tanaman hasil kultur berukuran kecil dan bersifat aseptik. Anda tentu sudah tahu bahwa pelaksanaan teknik kultur jaringan tumbuhan memanfaatkan bagian-bagian dari tumbuhan itu sendiri (sel, jaringan, dan organ). Oleh sebab itu, kita harus memanfaatkan kemajuan teknologi secara arif dan bijaksana. Pelaksanaan teknik kultur jaringan mempunyai beberapa tujuan berikut. 1. Menghasilkan tanaman dalam jumlah besar dengan lahan yang tidak terlalu luas dan waktu singkat. 2. Menghasilkan tanaman yang bebas penyakit. 3. Melestarikan jenis tanaman yang sudah langka. 4. Mempertahankan sifat-sifat tanaman induk. 5. Menghasilkan varietas tanaman baru dengan teknik kultur fusi protoplas. Biologi Kelas XI

45

Semua peralatan dan kegiatan yang dilakukan dalam kultur jaringan harus aseptik agar bagian tanaman yang dikultur bisa tumbuh menjadi individu baru. Jika tidak steril, akan terjadi kontaminasi oleh bakteri, jamur, atau virus yang dapat mengakibatkan eksplan menjadi rusak. Keberhasilan kultur jaringan ditentukan oleh beberapa faktor berikut. 1. Eksplan yang digunakan, misal umur eksplan, ukuran eksplan, kondisi tanaman induk, dan genetik eksplan. 2. Perbandingan komposisi senyawa kimia dalam medium tanam. 3. Kondisi lingkungan, misal cahaya, suhu, kelembapan, pH, dan kepadatan media. 4. Kondisi kultur dan lingkungan yang steril. Beberapa teknik kultur jaringan berdasarkan eksplan yang digunakan sebagai berikut. 1. Kultur meristem, eksplan yang digunakan berupa jaringan meristem. 2. Kultur kloroplas, eksplan berupa kloroplas dan biasanya digunakan untuk fusi protoplasma. 3. Kultur pollen atau kultur anther, eksplan yang digunakan berupa putik atau benang sari. 4. Kultur fusi protoplas, eksplan berupa protoplas.

Mendeskripsikan Prosedur Pembuatan Kultur Jaringan Tumbuhan 1. 2.

3.

Carilah artikel dari berbagai referensi (buku, jurnal, atau internet) yang menjelaskan prosedur pembuatan kultur jaringan tumbuhan. Tulis kembali artikel tersebut menggunakan bahasa Anda sendiri. Lengkapi tulisan Anda dengan gambar tahapan-tahapan dalam pembuatan kultur jaringan tumbuhan. Kembangkan kreativitas Anda dalam tugas ini agar hasilnya memuaskan. Kumpulkan hasil tugas ini kepada Bapak atau Ibu Guru Anda.

Indonesia dikenal sebagai negara megabiodiversitas karena memiliki keanekaragaman hayati yang tinggi. Selain itu, Indonesia juga memiliki hutan tropis yang sangat luas. Hutan tersebut menyimpan berbagai macam tumbuhan khas yang umumnya tidak dapat ditemukan di tempat lain. Namun, seiring dengan meluasnya alih fungsi hutan menjadi areal perkebunan dan pemukiman membuat tumbuhan khas tersebut semakin langka serta terancam punah. Sebagai generasi muda yang memiliki pola pikir ilmiah, apa yang harus Anda lakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut?

46


1. 2.

3.

Sel tumbuhan memiliki sifat autonom dan totipotensi yang menjadi dasar teknik kultur jaringan tumbuhan. Apa yang dimaksud sifat autonom dan totipotensi? Tanaman yang dibudidayakan menggunakan teknik kultur jaringan umumnya merupakan tanaman yang bernilai ekonomi tinggi. Sebutkan tahapan-tahapan pelaksanaan teknik kultur jaringan! Perbanyakan tanaman secara kultur jaringan memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan. Sebutkan masing-masing tiga kelebihan dan kekurangan kultur jaringan!

Teknik rekayasa genetika merupakan teknik pemuliaan tanaman yang bertujuan memperbaiki sifat-sifat suatu tanaman dengan menambahkan sifat-sifat unggul. Sifatsifat tersebut misalnya ketahanan terhadap hama, cuaca, maupun lingkungan yang kurang menguntungkan. Dalam aplikasinya, berbagai teknik rekayasa genetika dikembangkan melalui kultur jaringan. Berdasarkan informasi tersebut, lakukan studi literatur mengenai berbagai teknik rekayasa genetika pada tumbuhan dan hubungannya dengan kultur jaringan. Tuliskan informasi yang ada dalam literatur tersebut dalam bentuk artikel sederhana. Jangan lupa untuk mencantumkan sumber literatur yang Anda pakai. Kumpulkan hasilnya kepada Bapak atau Ibu Guru Anda.

1.

2.

3.

4.

Jaringan merupakan sekumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama serta melaksanakan tugas tertentu. Jaringan tumbuhan dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu jaringan meristematik (embrional) dan jaringan permanen (dewasa). Jaringan dewasa memiliki fungsi yang bermacam-macam. Berdasarkan fungsinya inilah jaringan dewasa dapat dibedakan menjadi jaringan pelindung, jaringan dasar, jaringan penguat, dan jaringan pengangkut. Sekumpulan jaringan pada tumbuhan akan menyusun organ atau alat-alat tubuh tumbuhan. Organ pokok pada tumbuhan tersebut terdiri atas akar, batang, dan daun. Akar tersusun dari jaringan epidermis, korteks, endodermis, dan stele. Batang tersusun dari jaringan epidermis, korteks, dan stele. Adapun daun tersusun dari jaringan epidermis, mesofil, dan berkas pengangkut. Organ tersusun dari sekumpulan jaringan. Jaringan tersusun dari sekumpulan sel. Salah satu keistimewaan sel tumbuhan yaitu adanya sifat autonom dan totipotensi. Autonom berarti dapat mengatur aktivitas hidupnya sendiri. Adapun totipotensi adalah kemampuan sel tumbuhan untuk beregenerasi menjadi

Biologi Kelas XI

47

tanaman lengkap kembali. Prinsip inilah yang menjadi dasar pelaksanaan teknik kultur jaringan tumbuhan. Kultur jaringan adalah cara perbanyakan tumbuhan secara in vitro dengan cara mengisolasi bagian-bagian tanaman seperti sel, jaringan, atau organ tumbuhan serta menumbuhkannya pada medium buatan secara aseptis (bebas hama) sehingga bagian-bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman lengkap kembali.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Seorang siswa mengamati ciri-ciri jaringan tumbuhan sebagai berikut. 1) Sel-selnya homogen. 2) Terdapat pada titik tumbuh. 3) Sel-selnya senantiasa membelah. Jaringan yang memiliki ciri-ciri tersebut adalah . . . . a. jaringan sklerenkim b. jaringan epidermis c. jaringan meristem d. jaringan floem e. jaringan xilem 2. Amelia menanam tanaman teratai di kolam belakang rumahnya. Tanaman tersebut dapat terapung di permukaan air karena memiliki alat pengapung. Alat pengapung tersebut tersusun dari jaringan . . . . a. parenkim air b. parenkim palisade c. parenkim asimilasi d. parenkim aerenkim e. parenkim penimbun

4 5

48

3. Perhatikan penampang melintang daun berikut! 2

1

3


Fotosintesis dapat berlangsung pada jaringan yang ditunjuk oleh nomor . . . . a. 1 dan 2 d. 2 dan 4 b. 1 dan 3 e. 3 dan 5 c. 2 dan 3 4. Kinanti melakukan pengamatan jaringan tumbuhan di bawah mikroskop. Jaringan tumbuhan yang teramati oleh Kinanti seperti gambar di atas. Jaringan tersebut memiliki fungsi utama untuk . . . . a. mengangkut dan mengedarkan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan b. menguatkan organ-organ tumbuhan yang masih aktif mengadakan pertumbuhan c. menguatkan organ-organ tumbuhan yang tidak lagi mengadakan pertumbuhan d. mengangkut air dan unsur hara dari akar ke daun e. melindungi jaringan yang ada di bawahnya 5. Rambut akar merupakan bagian akar yang berfungsi memperluas bidang penyerapan unsur hara dan air dari dalam tanah. Jika dilihat dari strukturnya, rambut akar merupakan modifikasi dari jaringan . . . . a. floem d. parenkim b. meristem e. epidermis c. kolenkim

6. Dasar teknik kultur jaringan tumbuhan adalah adanya sifat totipotensi sel. Pernyataan berikut ini yang benar mengenai sifat totipotensi sel yaitu . . . a. Sel dapat mengalami pertumbuhan tanpa adanya perkembangan. b. Sel tidak akan mati jika berada di lingkungan yang sesuai. c. Sel dapat beregenerasi menjadi tanaman lengkap. d. Sel dapat membelah membentuk massa sel. e. Sel dapat membelah dalam waktu cepat. 7. Galih dan Ratna ingin melakukan praktikum kultur jaringan tumbuhan. Bagian-bagian tumbuhan di bawah ini dapat dijadikan eksplan dalam kultur jaringan oleh Galih dan Ratna, kecuali .... a. potongan daun tanaman dewasa b. potongan batang tanaman muda c. sel gabus yang telah mati d. benang sari tumbuhan e. ujung akar kecambah 8. Zaskia dan Janeta ingin menanam plantlet hasil kultur jaringan yang telah mereka lakukan. Sebelum ditanam, Zaskia dan Janeta melakukan aklimatisasi terlebih dahulu. Tujuan aklimatisasi tersebut adalah . . . . a. menghindari serangan hama b. mempercepat pertumbuhan plantlet c. memenuhi kebutuhan nutriea bagi plantlet d. mengkondisikan plantlet agar tidak kekurangan air e. agar plantlet mampu beradaptasi dengan lingkungan yang baru 9. Sebelum melakukan praktikum kultur jaringan, Riris melakukan sterilisasi bahan, alat, dan ruangan yang akan digunakan. Tindakan ini bertujuan agar .... a. terhindar dari serangan hama b. diperoleh bibit yang tahan hama

c.

diperoleh bibit yang berjumlah banyak d. pertumbuhan bibit tanaman lebih cepat e. terhindar dari kontaminasi jamur dan bakteri 10. Ani dan Budi melakukan praktikum kultur jaringan tumbuhan dengan menanam eksplan pada medium A. Setelah tiga minggu, eksplan tersebut mereka pindahkan ke medium B. Tindakan ini disebut . . . . a. aklimatisasi d. inokulasi b. subkultur e. isolasi c. sterilisasi B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Setelah mempelajari lebih lanjut mengenai jaringan tumbuhan, Melodi menarik kesimpulan bahwa jaringan pada tumbuhan dibedakan menjadi dua yaitu jaringan meristem dan jaringan dewasa. Kedua jaringan tersebut juga memiliki banyak perbedaan. Benarkah kesimpulan Melodi bahwa jaringan meristem dan jaringan dewasa memiliki perbedaan? Jelaskan jawaban Anda! 2. Saat mencangkok tanaman, kambium pada batang tanaman harus dibersihkan. Mengapa demikian? 3. Tuliskan perbedaan struktur anatomi batang Dicotyledoneae dan batang Monocotyledoneae dalam bentuk tabel! 4. Fahrul mendapat tugas dari sekolah untuk menemukan perbedaan antara struktur anatomi tumbuhan Monocotyledoneae dan Dicotyledoneae. Jika Anda satu kelompok dengan Fahrul, coba bantulah Fahrul untuk membuat tabel tentang perbedaan struktur anatomi tumbuhan Monocotyledoneae dan Dicotyledoneae!

Biologi Kelas XI

49

5. Pada saat melakukan pengamatan terhadap penampang melintang batang tanaman kacang tanah, Silva melihat struktur batang tersebut seperti gambar di bawah ini. 1 2 3 4 5 6 7

Sebutkan bagian-bagian yang ditunjuk pada gambar tersebut! 6. Dalam suatu pengamatan mikroskopis daun suatu tanaman diperoleh hasil seperti berikut. 4

2

1

3

5

Apa nama dan fungsi dari tiap-tiap bagian yang diberi nomor? 7. Bambang mengamati batang tanaman bambu yang tumbuh di belakang rumahnya. Tanpa sengaja, ia menyentuh batang tersebut sehingga tangannya dipenuhi oleh rambut-rambut halus yang banyak menempel pada per-

mukaan batang. Setelah ia mencari tahu di buku, rambut-rambut halus tersebut merupakan derivat epidermis. Apa yang dimaksud derivat epidermis? Sebutkan tiga contoh derivat epidermis beserta fungsi dan letaknya pada organ tumbuhan! 8. Seorang petani buah ingin tanaman kelengkeng di kebunnya berbuah tanpa mengenal musim. Mungkinkah harapan petani itu terwujud? 9. Dalam suatu pameran tanaman anggrek langka, seorang pengunjung memetik bunga anggrek. Tindakan itu diketahui security dan pengunjung tersebut didenda dengan membayar ratusan juta rupiah sesuai tabel harga yang ditempel pada pot tanaman anggrek. Logiskah denda yang harus dibayar oleh pengunjung tersebut? (hubungkan dengan kultur jaringan) 10. Bima dan Dewi ditugasi oleh gurunya untuk membuat poster tentang kultur jaringan tumbuhan. Untuk itu, mereka mencari informasi mengenai tahapantahapan dalam teknik kultur jaringan. Jika Anda sudah mempelajari teknik kultur jaringan, coba bantulah Bima dan Dewi untuk menjelaskan tahapantahapan dalam teknik kultur jaringan agar posternya segera selesai!

Anda telah mempelajari mengenai struktur dan fungsi jaringan pada tumbuhan. Dalam suatu sistem organisasi kehidupan, sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama akan membentuk jaringan. Kumpulan dari berbagai macam jaringan akan membentuk organ. Organ-organ tersebut akan menjalankan fungsinya masingmasing di dalam sistem organ. Kompleksitas struktur di dalam tubuh makhluk hidup merupakan bukti bahwa Tuhan menciptakan keteraturan di dalam kehidupan. Selain itu, Tuhan juga menganugerahkan akal dan pikiran kepada manusia sehingga dapat memanfaatkan struktur tumbuhan untuk mengembangkan teknologi yang bermanfaat bagi manusia. Oleh sebab itu, sudah selayaknya kita selalu bersyukur kepada Tuhan dengan cara menjaga keseimbangan lingkungan, tidak menyakiti makhluk hidup lain, dan memanfaatkan kemajuan teknologi sebijak mungkin.

50


Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan Hewan Mempelajari

Jenis Jaringan Penyusun Organ pada Hewan Vertebrata

Teknologi yang Berkaitan dengan Jaringan Hewan Meliputi

Meliputi

Stem Cell Jaringan Epitelium Dikelompokkan Berdasarkan Bentuk dan Jumlah Lapisan Selnya Meliputi Epitel Simpleks Epitel Kompleks

Berdasarkan Struktur dan Fungsinya Meliputi

Jaringan Pengikat

Jaringan Otot

Meliputi

Meliputi

Jaringan Saraf Meliputi

Komponen Jaringan Pengikat

Jaringan Otot Polos

Dendrit

Tersusun dari

Jaringan Otot Lurik

Neurit

Jaringan Otot Jantung

Badan Sel

Matriks Sel

Transplantasi Organ

Macam Jaringan Pengikat Meliputi

Epitel Kelenjar

Jaringan Pengikat Biasa

Epitel Penutup

Jaringan Pengikat dengan Sifat Khusus

Biologi Kelas XI

51

Fotografer: Galih WS

Sabun pembersih wajah bukanlah sesuatu yang asing bagi sebagian remaja. Hampir semua remaja pernah menggunakan produk tersebut. Sabun pembersih wajah mengandung berbagai bahan kimia yang dapat digunakan untuk membersihkan kulit wajah dari berbagai kotoran yang menempel. Kulit wajah tersebut tersusun dari berbagai jaringan penyusun tubuh. Selain kulit, bagian tubuh manusia yang lainnya juga tersusun dari berbagai jaringan. Apa yang dimaksud dengan jaringan? Apa saja jaringan penyusun tubuh manusia?

1. 2. 3.

52

Jenis jaringan penyusun organ pada hewan Vertebrata Struktur, fungsi, dan letak jaringan penyusun organ pada hewan Vertebrata Teknologi yang berkaitan dengan jaringan hewan

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan Hewan

• • • • • • • • •

Sel Jaringan Organ Stem cell Pluripotensi Totipotensi Unipotensi Polipotensi Transplantasi Organ

Hewan bertulang belakang (Vertebrata) memiliki struktur sangat kompleks. Manusia termasuk dalam kelompok Vertebrata. Tubuh manusia dan hewan Vertebrata tersusun dari berbagai organ. Setiap jenis jaringan memiliki struktur dan fungsi yang berbeda-beda. Organ tubuh yang paling mudah diamati adalah kulit karena terdapat di permukaan tubuh. Kulit disusun oleh berbagai jaringan. Dalam bab ini Anda akan mempelajari tentang struktur, letak, dan fungsi jaringan hewan Vertebrata. Ada empat jenis jaringan utama penyusun organ pada hewan Vertebrata. Selain itu, Anda juga akan mempelajari teknologi yang berkaitan dengan jaringan hewan. Pengetahuan ini sangatlah penting. Melalui pengetahuan tersebut, Anda dapat mengetahui peranan teknologi dalam penyembuhan berbagai penyakit, terutama yang berkaitan dengan jaringan tubuh.

A. Struktur, Letak, dan Fungsi Jaringan Hewan Vertebrata Apakah Anda pernah mengamati lapisan kulit wajah? Bagaimanakah strukturnya? Kulit wajah memiliki struktur jaringan yang sel-selnya aktif membelah untuk membentuk sel-sel kulit baru. Setiap harinya jutaan sel-sel kulit rusak akibat menerima rangsangan mekanis dari luar tubuh. Namun, tidak semua jenis jaringan terdiri atas sel-sel yang aktif membelah secara terus-menerus. Sebelum Anda mempelajari berbagai jaringan pada hewan, lakukan kegiatan berikut terlebih dahulu.

1. 2.

3. 4. 5.

Mengidentifikasi Berbagai Jaringan Penyusun Kulit Manusia Perhatikan gambar struktur kulit berikut dengan cermat dan teliti. Diskusikan bersama teman-teman Anda untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Apa yang dimaksud dengan jaringan? b. Jaringan apa sajakah yang menyusun kulit? c. Bagaimana struktur dan fungsi jaringan yang menyusun organ kulit? d. Bagaimana ciri-ciri setiap jenis jaringan? Apakah setiap jenis jaringan memiliki perbedaan atau Sumber: www.produkcantiksehat.com karakter yang sama dengan jaringan Gambar 3.1 Struktur kulit manusia lain? Jelaskan! Saat melakukan diskusi jangan lupa untuk menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, serta berani bertanya dengan santun. Carilah tambahan informasi dari berbagai literatur mengenai jaringan yang menyusun organ kulit. Tulislah hasil diskusi dari kegiatan ini ke dalam format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan tersebut di depan kelas.

Biologi Kelas XI

53

Melalui kegiatan Mari Bereksplorasi di depan, Anda telah mengetahui definisi jaringan. Jaringan adalah kumpulan sel-sel dengan struktur dan fungsi yang sama. Sesungguhnya, istilah jaringan (tissue) berasal dari bahasa Latin yang berarti ”tenunan” (Campbell, Reece, dan Mitchell:2004). Selain itu, melalui kegiatan tersebut Anda juga telah mengetahui beberapa jenis jaringan penyusun organ pada hewan Vertebrata. Untuk menambah pemahaman Anda, pelajari jenis-jenis jaringan penyusun organ pada hewan Vertebrata dengan lebih rinci pada uraian berikut. 1.

Jenis Jaringan Penyusun Organ pada Hewan Vertebrata Jaringan utama penyusun organ tubuh hewan Vertebrata yaitu jaringan epitel, jaringan pengikat, jaringan otot, dan jaringan saraf. a. Jaringan Epitel Jaringan epitel tersusun dari sel-sel yang saling terikat oleh zat pengikat yang kuat sehingga hampir tidak ada ruang antarsel. Jaringan epitel terdapat di bagian luar tubuh serta di permukaan luar maupun permukaan dalam organ tubuh. Jaringan epitel di bagian luar tubuh mempunyai fungsi utama melindungi tubuh dari luka akibat ganggguan mekanis, serangan mikroorganisme patogen, dan kehilangan cairan. Jaringan epitel yang terdapat di permukaan organ bagian dalam umumnya berperan penting dalam proses absorpsi dan proteksi. Sebagian jaringan epitel yang lain memiliki fungsi sebagai kelenjar. Jaringan epitel dapat digolongkan berdasarkan bentuk dan jumlah lapisan sel serta berdasarkan struktur dan fungsinya. 1) Jenis Epitel Berdasarkan Bentuk dan Jumlah Lapisan Sel Berdasarkan bentuknya, sel epitel dibedakan menjadi bentuk pipih, kubus, dan silindris. Berdasarkan jumlah lapisannya, jaringan epitel dapat dibedakan menjadi epitel simpleks dan epitel kompleks. a) Epitel Simpleks Epitel simpleks terdiri atas satu lapis sel. Jenis jaringan epitel simpleks beserta letak dan fungsinya dijelaskan dalam Tabel 3.1 dan Gambar 3.2 berikut. Tabel 3.1 Jenis-Jenis Jaringan Epitel Simpleks Beserta Letak dan Fungsinya No. 1.

2.

Jaringan Epitel pipih selapis

Epitel kubus selapis

Letak

Fungsi

Kapsula Bowman pada ginjal, lapisan dalam pembuluh darah dan limfa, alveolus paruparu, ruang jantung, selaput bagian dalam telinga, dan sel ekskresi kecil pada sebagian besar kelenjar.

Pelapis bagian dalam rongga dan saluran, tempat difusi dan infiltrasi zat.

Kelenjar air liur, retina mata, dinding ovarium, dan saluran dalam nefron ginjal.

Proteksi, absorpsi, dan sekresi (penghasil lendir atau mucus).

Bentuk Jaringan Epitel Membran dasar Jaringan pengikat Pembuluh kapiler

Epitel pipih selapis

Membran dasar

Epitel

Pembuluh kapiler

Epitel kubus selapis

54


Jaringan pengikat

Bentuk Jaringan

No.

Jaringan

Letak

Fungsi

3.

Epitel silindris selapis

Dinding dalam lambung, usus, kantong empedu, rahim, saluran pernapasan bagian atas, dan saluran pencernaan.

Proteksi, sekresi, difusi, dan absorpsi zat. Epitel Membran dasar Jaringan pengikat

Pembuluh kapiler

Epitel silindris selapis 4.

Epitel silindris selapis bersilia

Dinding dalam rongga hidung, trakea, bronkus, dan dinding dalam oviduk.

Penghasil mucus untuk menangkap benda asing yang masuk. Getaran silianya menghalau benda asing tersebut.

Silia

Epitel Membran dasar Jaringan pengikat

Pembuluh kapiler

Epitel silindris selapis bersilia 5.

Epitel silindris berlapis semu

Rongga hidung dan trakea.

Proteksi, sekresi, dan gerakan gas.

Silia Mucus (lendir) Sel panjang Sel penghasil mucus Sel pendek Membran dasar Jaringan pengikat Pembuluh kapiler

Epitel silindris berlapis semu

Kerongkongan Otot sfinkter

Peritonium

Lapisan otot melingkar Lapisan otot memanjang

Lapisan otot serong

Otot sfinkter pilorus Duodenum Tonjolan

Permukaan epitelium Sel

Epitelium Kelenjar gastrin

Kelenjar gastrin

Sumber: Biology, Solomon

Gambar 3.2 Struktur lambung yang tersusun dari lapisan-lapisan epitel

Biologi Kelas XI

55

b)

Epitel Kompleks Epitel kompleks tersusun dari beberapa lapisan sel. Lapisan sel terbawah yang selalu membelah diri untuk mengganti sel-sel permukaan yang rusak disebut lapisan germinativa. Jenis-jenis jaringan epitel kompleks beserta letak dan fungsinya dijelaskan dalam Tabel 3.2 dan Gambar 3.3 berikut.

Tabel 3.2 Jenis-Jenis Jaringan Epitel Kompleks Beserta Letak dan Fungsinya No.

Jaringan

Letak

Fungsi

1.

Epitel pipih berlapis

Kulit, rongga mulut, esofagus, laring, vagina, anus, dan rongga hidung.

Proteksi dan penghasil mucus.

Bentuk Jaringan

Inti sel Epitel pipih berlapis 2.

Epitel kubus berlapis

Kelenjar keringat, kelenjar minyak, ovarium, dan buah zakar.


Epitel lapisan permukaan Epitel dasar Jaringan pengikat Membran dasar

Pembuluh kapiler

Epitel kubus berlapis 3.

Epitel silindris berlapis

Lapisan konjungtiva, dinding dalam kelopak mata, laring, faring, dan uretra.


Lapisan sel silindris Lapisan germinativa Membran dasar Jaringan pengikat

Epitel silindris berlapis 4.

Epitel transisional

Kandung kemih, ureter, dan pelvis ginjal.

Menahan regangan dan tekanan.

Tidak merentang

Merentang

Epitel transisional

56


Esofagus

Esofagus

Jaringan epitel pipih berlapis

Sumber: Atlas of the Human Body, Rebo International b. v., Lisse, The Netherlands

Gambar 3.3 Struktur esofagus yang tersusun dari jaringan epitel pipih berlapis

2)

Jenis Epitel Berdasarkan Struktur dan Fungsi Berdasarkan struktur dan fungsinya, jaringan epitel dibagi menjadi dua, yaitu epitel kelenjar dan epitel penutup. a) Epitel kelenjar, berfungsi dalam pembuatan, penyimpanan, dan sekresi zat-zat kimia. Ada dua macam kelenjar yaitu kelenjar eksokrin dan kelenjar endokrin. (1) Kelenjar eksokrin merupakan kelenjar yang memiliki saluran pengeluaran untuk menyalurkan hasil sekresinya. Kelenjar ini berfungsi membantu metabolisme dan komunikasi. Contoh kelenjar eksokrin yaitu kelenjar susu, kelenjar keringat pada kulit, kelenjar fundus pada dinding lambung, dan kelenjar submaksilaris pada rahang bawah. (2) Kelenjar endokrin merupakan kelenjar yang tidak memiliki saluran pengeluaran. Hasil sekresi kelenjar endokrin langsung memasuki sistem peredaran darah untuk diangkut menuju bagian tubuh yang memerlukan. Contoh kelenjar endokrin yaitu kelenjar timus, kelenjar adrenal, dan kelenjar tiroid yang menyekresikan hormon. b) Epitel penutup, berfungsi melapisi permukaan tubuh dan jaringan.

Dari uraian di depan Anda telah mengetahui bahwa organ kulit tersusun dari berbagai jaringan, salah satunya jaringan epitel. Jaringan epitel menyusun lapisan epidermis kulit. Lapisan epidermis kulit mengandung pigmen melanin yang memberi warna pada kulit. Semakin banyak pigmen melanin, kulit semakin gelap. Beberapa orang menggunakan produk kosmetik demi mencerahkan kulit. Bagaimana dampak kosmetik tersebut terhadap jaringan penyusun organ kulit? Bagaimana pendapat Anda mengenai kebenaran konseptual iklan-iklan kosmetik di berbagai media? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.

Biologi Kelas XI

57

1. 2. 3. 4. 5. 6. b.

58

Menganalisis Kesalahan atau Kebenaran Konseptual Iklan Kosmetik Perhatikan iklan-iklan produk kosmetik (krim pemutih kulit wajah dan antikerut) dari berbagai media seperti televisi dan majalah. Analisislah kebenaran dan kesalahan konseptual iklan kosmetik tersebut. Kaitkan analisis Anda dengan bahan kimia yang terkandung dalam produk kosmetik dan struktur jaringan kulit. Tulislah hasil analisis Anda dalam buku tugas. Lengkapi tulisan Anda dengan dampak positif dan negatif penggunaan produk kosmetik tersebut terhadap jaringan pada kulit. Bahan kimia apa saja yang terkandung dalam produk-produk kosmetik tersebut. Bagaimana cara Anda merawat kesehatan kulit wajah Anda sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa. Kumpulkan hasil tugas ini kepada Bapak atau Ibu Guru Anda. Jaringan Pengikat Jaringan pengikat berfungsi melekatkan suatu jaringan dengan jaringan lain, membungkus organ-organ, mengisi rongga di antara organ-organ, dan menghasilkan imunitas. 1) Komponen Jaringan Pengikat Jaringan pengikat tersusun dari matriks dan sel-sel penyusun jaringan pengikat. a) Matriks Matriks tersusun oleh serabut-serabut dan bahan dasar. Serabut dibedakan menjadi serabut kolagen, serabut elastin, dan serabut retikuler. Serabut kolagen berwarna putih, bersifat sangat liat dan ulet, serta paling banyak ditemukan dalam tubuh. Serabut elastin berwarna kuning, lebih halus dari serabut kolagen, dan elastis. Serabut retikuler merupakan serabut paling halus dan bercabang-cabang membentuk jala. Bahan dasar matriks terdiri atas asam mukopolisakarida. Komponen utama asam mukopolisakarida adalah asam hialuronat. Semakin banyak asam hialuronat yang terkandung di dalam matriks, maka matriks akan semakin lentur. Komponen utama bahan dasar lainnya adalah mukopolisakarida yang mengandung sulfat, khususnya kondroitin sulfat. Jika bagian mukopolisakarida yang mengandung sulfat meningkat, matriks menjadi semakin kaku. b) Sel-Sel Penyusun Jaringan Pengikat Beberapa jenis sel yang tertanam dalam matriks sebagai berikut. (1) Fibroblas, berfungsi menyintesis dan menyekresikan protein ke dalam serabut. (2) Makrofag, sel yang bentuknya tidak teratur, umumnya terletak dekat pembuluh darah, serta berfungsi dalam pinositosis dan fagositosis. (3) Sel tiang (sel mast), sel yang menghasilkan heparin untuk mencegah pembekuan darah dan histamin untuk meningkatkan permeabilitas darah.


2)

(4) Sel lemak, berfungsi menyimpan lemak. Jaringan pengikat yang mengandung banyak sel lemak disebut jaringan adiposa. (5) Sel darah putih, berfungsi melawan patogen penyebab penyakit. Macam Jaringan Pengikat Berdasarkan struktur dan fungsinya, jaringan pengikat dikelompokkan menjadi jaringan pengikat biasa dan jaringan pengikat dengan sifat khusus. a) Jaringan Pengikat Biasa Jaringan pengikat biasa dibedakan menjadi dua, yaitu jaringan pengikat longgar dan jaringan pengikat padat. (1) Jaringan Pengikat Longgar Struktur jaringan pengSerabut kuning tunggal ikat longgar dapat Anda amati pada Gambar 3.4. Jaringan ini mempunyai Sel mast Matriks semicair susunan serabut-serabut Berkas serabut yang longgar. Matriksnya putih berupa cairan lendir (mucus). Histiosit Pada matriks terdapat berkas serabut kolagen yang fleksibel, tetapi tidak elastis. Sumber: Biology, Raven & Johnson Jaringan pengikat longgar terdapat di sekitar pembuluh Gambar 3.4 Jaringan pengikat longgar darah, saraf, dan organ dalam tubuh. Jaringan ini berfungsi sebagai medium penyokong, pengisi ruang di antara organ, dan mengelilingi elemen-elemen jaringan lain. (2) Jaringan Pengikat Padat Jaringan ini mempunyai struktur serabut-serabut terutama kolagen yang padat. Jaringan pengikat padat dibedakan menjadi jaringan pengikat padat teratur dan jaringan pengikat padat tidak teratur. Jaringan pengikat padat teratur memiliki berkas kolagen tersusun teratur ke satu arah (contoh pada tendon). Jaringan pengikat padat tidak teratur memiliki berkas kolagen menyebar membentuk anyaman kasar yang kuat (contoh pada lapisan di bawah kulit). b) Jaringan Pengikat dengan Sifat Khusus Jaringan pengikat dengan sifat khusus mempunyai fungsi khusus, misalnya menunjang jaringan lunak dan membentuk sel-sel darah. Jaringan ini terdiri atas jaringan tulang rawan (kartilago), jaringan tulang keras, jaringan darah, dan jaringan limfa. (1) Jaringan Tulang Rawan Jaringan ini merupakan spesialisasi dari jaringan pengikat berserabut tebal. Tulang rawan berfungsi sebagai rangka tubuh pada awal embrio, menunjang jaringan lunak dan organ dalam, serta melicinkan permukaan tulang dan sendi. Matriks jaringan tulang rawan terdiri atas kondrin. Sel tulang rawan disebut kondrosit yang terletak di dalam lakuna. Jaringan tulang rawan terdiri atas kartilago hialin, kartilago fibrosa, dan kartilago elastis. Biologi Kelas XI

59

Ciri-ciri ketiga macam tulang rawan tersebut dapat Anda simak dalam Tabel 3.3, sedang perbedaan struktur dari ketiga macam tulang tersebut dapat Anda amati pada Gambar 3.5. Tabel 3.3 Ciri-Ciri Kartilago Hialin, Kartilago Fibrosa, dan Kartilago Elastis Ciri-Ciri

Kartilago Hialin

Kartilago Fibrosa

Serabut

Serabut kolagen yang halus.

Serabut kolagen padat dan kasar.

Serabut elastis serabut kolagen.

Warna matriks

Putih kebiru-biruan dan tembus cahaya.

Gelap dan keruh.

Keruh kekuning-kuningan.

Letak

Ujung tulang keras, cakram epifisis, persendian, dan saluran pernapasan.

Ruas-ruas tulang belakang, simfisis pubis, dan persendian.

Epiglotis, daun telinga, dan bronkiolus.

Fungsi

Memberi kekuatan, menyokong rangka embrionik, menyokong bagian tertentu rangka dewasa, dan membantu pergerakan persendian.

Menyokong dan melindungi bagian di dalamnya.

Memberi fleksibilitas dan sebagai penyokong.

Lakuna

Matriks kondrin

Kartilago Elastis

Kondroblast Serabut kuning

Berkas serabut putih Lakuna

Kondroblast

Matriks kondrin

Kondroblast

Penampang kartilago hialin

dan

Penampang kartilago fibrosa

Penampang kartilago elastis

Sumber: Biology, Raven dan Johnson

Gambar 3.5 Macam-macam kartilago

(2) Jaringan Tulang Keras (Osteon) Jaringan ini merupakan jaringan pengikat yang mengandung mineral. Sel tulang disebut osteosit yang dibentuk dari osteoblast. Antara osteosit yang satu dengan yang lain dihubungkan oleh kanalikuli. Matriks osteoblast mengandung kalsium fosfat. Endapan garam mineral menyusun dan melingkari bagian pusat tulang membentuk lamela. Pada lamela terdapat lakuna.

60


Kapiler pada Sumsum merah saluran Havers pada tulang spons Sistem Havers

Lakuna

Tulang spons Tulang kompak Sumber: Biology, Raven dan Johnson

Gambar 3.6 Penampang tulang pipa

Berdasarkan susunan Pembuluh matriksnya, jaringan tulang darah dibedakan menjadi tulang Kanal pusat keras atau tulang kompak dan Osteosit dalam lakuna tulang berongga atau tulang Kanalikuli spons. Perhatikan Gambar Sumber: Biology, Raven dan Johnson 3.6. Tulang keras memiliki matriks yang susunannya Gambar 3.7 Sistem Havers pada jaringan tulang rapat. Pada tulang keras terdapat sistem Havers (Gambar 3.7) yang terdiri atas 4–20 lamela yang tersusun konsentris mengelilingi saluran Havers. Saluran Havers menganPada tulang keras, sel-sel tulang tersusun membentuk sebuah sistem dung pembuluh darah dan yang disebut sistem Havers. Tahusaraf sebagai penyuplai kah Anda siapa penemu sistem nutrisi tulang. Tulang spons Havers? Penemu sistem Havers memiliki susunan matriks adalah Clopton Havers, seorang longgar atau berongga. Pada ahli anatomi berkebangsaan Inggris. Bacalah artikel dalam website http:// tulang spons tidak terdapat goo.gl//UJk2W8 untuk lebih mesistem Havers. Tulang spons ngenal tentang tokoh penemu sistem terdiri atas trabekula tulang Havers tersebut. yang saling berhubungan satu dengan lainnya. (3) Jaringan Darah Jaringan darah terdiri atas dua bagian yaitu bahan interseluler dan sel darah. Bahan interseluler adalah cairan yang disebut plasma dan di dalamnya terdapat unsur-unsur padat yaitu sel darah (Pearce, 2008). Sel darah terdiri atas sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan keping darah (trombosit). Sel darah merah berfungsi sebagai pengangkut oksigen dan karbon dioksida dalam darah (Hb). Sel darah putih berfungsi sebagai pelindung terhadap benda asing yang masuk ke dalam tubuh. Keping darah berperan dalam proses pembekuan darah. Plasma darah berfungsi mengangkut sari makanan dan hormon ke bagian tubuh yang memerlukan. Secara umum sel-sel darah dibentuk dalam sumsum tulang, kecuali sel darah putih (limfosit dan monosit) dibentuk dalam kelenjar limfe. (4) Jaringan Limfa (Getah Bening) Limfa merupakan suatu cairan yang dikumpulkan dari berbagai jaringan dan kembali ke aliran darah. Komponen seluler dalam cairan limfa berupa limfosit dan granulosit. Limfa berfungsi mengangkut cairan jaringan, protein, lemak, dan zat-zat lain dari jaringan ke sistem peredaran.

Biologi Kelas XI

61

c.

Jaringan Otot Jaringan otot tersusun dari sel-sel otot. Jaringan ini berfungsi melakukan pergerakan. Kemampuan otot untuk berkontraksi disebabkan adanya serabut kontraktil yang tersusun dari filamen aktin dan miosin. Jaringan otot terbagi menjadi tiga, yaitu otot polos, otot lurik (otot rangka), dan otot jantung. Ciri-ciri dan struktur ketiga macam otot tersebut dapat Anda simak dalam Tabel 3.4 dan Gambar 3.8. Tabel 3.4. Ciri-Ciri Otot Polos, Otot Lurik, dan Otot Jantung Ciri-Ciri

Otot Polos

Otot Lurik

Otot Jantung

Bentuk sel

Seperti gelendong, bagian tengah besar, dan ujungnya meruncing

Silindris atau serabut panjang

Silindris atau serabut pendek, bercabang-cabang

Inti sel

Satu, di tengah

Banyak, di tepi

Satu atau dua, di tengah

Aktivitas

Di luar kehendak (otot tidak sadar)

Di bawah kehendak (otot sadar)

Di luar kehendak (otot tidak sadar).

Kontraksi

Lambat dan lama, tidak mudah lelah

Cepat, tidak teratur, dan mudah lelah

Otomatis, teratur, tidak pernah lelah, dan bereaksi lambat

Letak

Alat-alat tubuh bagian dalam, contoh saluran pencernaan, saluran pernapasan, kandung kemih, dan pembuluh limfa.

Melekat pada rangka, lidah, bibir, dan kelopak mata

Jantung

Diskus interkalaris

Tidak ada

Tidak ada

Ada

Diskus interkalaris

Inti sel

Inti sel

Inti sel

Otot polos

Otot lurik

Sumber: Biology, Raven dan Johnson; Hamparan Dunia Ilmu, Time-Life: Tubuh Manusia, Tira Pustaka

Gambar 3.8 Macam-macam jaringan otot

62


Otot jantung

d.

Jaringan Saraf Akson Nukleus Nodus Ranvier Jaringan saraf terdiri atas sel-sel saraf Badan sel yang disebut neuron. Bagian yang bermielin Neuron berfungsi merespons perubahan lingkungan, membawa Dendrit Akson impuls-impuls saraf ke Mielin pusat saraf atau sebaliknya, dan bereaksi aktif terhadap rangsang. Perhatikan Gambar 3.9 untuk mengetahui Sumber: Biology, Raven dan Johnson bagian-bagian neuron. Gambar 3.9 Bagian-bagian sel saraf Neuron terdiri atas bagian-bagian berikut. a. Badan sel saraf yang mengandung inti sel dan neuroplasma. b. Neurit atau akson, berfungsi membawa impuls meninggalkan badan sel saraf. c. Dendrit, berfungsi membawa impuls ke badan sel saraf. Akson dikelilingi oleh sel Schwann. Akson diselubungi oleh selaput neurilema. Sebelah dalam neurilema terdapat selubung mielin. Bagian akson yang tidak tertutup oleh selubung mielin dinamakan nodus Ranvier. Titik pertemuan antara ujung akson yang satu dengan yang lain disebut sinapsis. Sinapsis berfungsi meneruskan rangsang ke sel saraf yang lain dengan cara mengeluarkan neurotransmiter. Berdasarkan fungsinya, neuron dibedakan menjadi tiga, yaitu neuron aferen, interneuron, dan neuron eferen. a. Neuron aferen atau neuron sensorik berfungsi menyampaikan rangsang dari reseptor ke sistem saraf pusat. b. Neuron asosiasi/interneuron berfungsi menyampaikan impuls dari neuron sensorik atau interneuron yang lain ke neuron motorik. c. Neuron eferen atau neuron motorik berfungsi menyampaikan impuls dari sistem saraf pusat ke efektor. Anda telah mempelajari semua jenis jaringan penyusun hewan. Untuk lebih memahami struktur jaringan hewan, lakukan kegiatan berikut!

Mengidentifikasi Struktur Jaringan Penyusun Organ pada Hewan Vertebrata A.

Pendahuluan Sekumpulan sel-sel yang mempunyai bentuk dan fungsi sama akan membentuk suatu jaringan tertentu.

Jaringan yang meyusun tubuh hewan dibedakan menjadi jaringan epitel, jaringan pengikat, jaringan otot, dan jaringan saraf. Setiap jenis

Biologi Kelas XI

63

B.

C.

64

jaringan memiliki struktur dan fungsi yang berbeda-beda. Kegiatan ini bertujuan untuk mengamati dan mengidentifikasi struktur jaringan epitel, jaringan tulang rawan, jaringan tulang keras, jaringan otot, dan jaringan saraf. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga diperlukan pembagian tugas pada setiap anggota kelompok. Setiap anggota kelompok harus bertanggung jawab pada tugasnya masing-masing. Selain itu, diperlukan juga sikap mau bekerja sama antaranggota kelompok. Dalam melakukan pengidentifikasian diperlukan sikap teliti, cermat, tekun, dan jujur. Pada kegiatan ini banyak digunakan preparat awetan yang mudah pecah sehingga diperlukan sikap kehati-hatian saat menggunakan peralatan tersebut. Penggunaan mikroskop juga perlu dilakukan sesuai dengan prosedur sehingga hasil pengamatan dapat terlihat dengan jelas. Apa yang Diperlukan? 1. Mikroskop cahaya 2. Beberapa jenis preparat awetan berikut. a. Jaringan epitel b. Jaringan tulang rawan c. Jaringan tulang keras d. Jaringan otot polos e. Jaringan otot lurik f. Jaringan otot jantung g. Jaringan saraf Apa yang Harus Dilakukan? 1. Amati preparat yang tersedia menggunakan mikroskop mulai dari perbesaran lemah, kemudian dilanjutkan dengan perbesaran kuat. Hati-hati saat


memindahkan lensa dengan perbesaran yang lebih kuat, jangan sampai lensa menyentuh preparat yang diamati. 2. Gambarlah hasil pengamatan setiap jaringan beserta bagianbagiannya pada buku kerja. Beri keterangan bagian-bagiannya pada gambar tersebut. 3. Bandingkan gambar hasil pengamatan Anda dengan gambar jaringan tulang keras dan tulang rawan dari berbagai referensi. D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimanakah struktur jaringan yang Anda amati? 2. Apa fungsi setiap jaringan yang Anda amati? 3. Apa perbedaan struktur jaringan-jaringan tersebut? 4. Bagaimanakah karakteristik setiap jaringan berdasarkan nama dan bentuk sel penyusunnya? 5. Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan, dan kesimpulan. E. Unjuk Kreativitas Cobalah Anda buat preparat segar jaringan epitel dan jaringan darah. Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai prosedur pembuatan preparat epitel dan jaringan darah. Komunikasikan prosedur yang Anda buat kepada Bapak atau Ibu Guru. Lakukan percobaan pembuatan preparat segar jaringan epitel dan jaringan darah berdasarkan prosedur yang Anda buat. Amati preparat tersebut menggunakan mikroskop. Gambarlah hasilnya pada buku kerja.

Barangkali Anda pernah mendengar di media informasi mengenai sedot lemak. Sedot lemak banyak dilakukan oleh sebagian orang yang mengalami masalah kegemukan. Sedot lemak bertujuan mengurangi jaringan lemak dari area yang diinginkan. Setelah Anda mempelajari struktur dan fungsi jaringan lemak, apa yang akan Anda lakukan jika saudara Anda ingin melakukan operasi sedot lemak? Menurut Anda, amankah operasi sedot lemak dilakukan?

1. 2. 3. 4. 5.

Jelaskan jenis-jenis jaringan epitel berdasarkan bentuk dan jumlah lapisan selnya! Apa perbedaan kartilago hialin, fibrosa, dan elastis? Jelaskan struktur dan fungsi jaringan pengikat longgar! Bagaimanakah bentuk sel pada otot polos, otot lurik, dan otot jantung? Sebutkan tiga macam neuron berdasarkan fungsinya!

B. Teknologi yang Berkaitan dengan Jaringan Hewan Pemahaman mengenai sel dan jaringan hewan sangat penting dalam penemuan berbagai teknologi di bidang kedokteran, misal teknologi stem cell. Stem cell merupakan sel induk yang aktif melakukan pembelahan dan mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel. Penerapan teknologi stem cell ini dapat dilakukan berdasarkan sifat-sifat khusus jaringan embrional. Apakah sifat-sifat khusus jaringan embrional? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui sifat-sifat jaringan embrional dan kaitannya dengan stem cell.

1.

2. 3.

Mendeskripsikan Arti Sifat-Sifat Jaringan Embrional dan Kaitannya dengan Stem Cell Perhatikan dengan cermat isi artikel di alamat website berikut. a. http://goo.gl/wnuzM5 b. http://goo.gl/ksGo4s c. http://goo.gl/udKmDv Carilah tambahan informasi dari berbagai literatur mengenai sifat-sifat jaringan embrional dan stem cell. Catatlah informasi-informasi penting selama Anda membaca isi artikel dalam website tersebut atau dari literatur lain.

Biologi Kelas XI

65

4.

5. 6.

Ajaklah teman-teman Anda berdiskusi untuk memecahkan permasalahanpermasalahan berikut. a. Apa yang dimaksud dengan sifat pluripotensi, totipotensi, unipotensi, serta polipotensi? b. Apa kaitan sifat-sifat tersebut dengan dasar pembuatan stem cell? c. Apa manfaat stem cell bagi kesehatan manusia? d. Buatlah pertanyaan-pertanyaan yang lain untuk menambah bahan diskusi Anda. Saat berdiskusi, cobalah untuk bersikap responsif dan proaktif dengan mengemukakan pendapat secara ilmiah dan kritis. Tuliskan hasil diskusi kelompok Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan tersebut di depan kelas dengan bahasa yang santun dan mudah dipahami.

Melalui kegiatan Mari Bereksplorasi tersebut, Anda telah mengetahui sifat-sifat jaringan embrional serta hubungannya dengan salah satu teknologi yang berkaitan dengan jaringan hewan yaitu teknologi stem cell. Selain stem cell, contoh teknologi yang saat ini banyak dikembangkan di bidang kedokteran adalah transplantasi organ. Penemuan teknologi stem cell dan transplantasi organ tidak terlepas dari pola pikir ilmiah yang dimiliki oleh manusia. Pola pikir ilmiah ini merupakan anugerah Tuhan yang tidak ternilai harganya. Untuk mengetahui teknologi stem cell dan transplantasi organ lebih lanjut, simaklah uraian berikut. 1. Stem Cell Stem cell dalam bahasa Indonesia disebut juga sel batang, sel induk, atau sel punca. Sel ini aktif melakukan pembelahan dan dapat berkembang menjadi sel apa saja. Stem cell pada dasarnya merupakan blok pembangun (building block) dalam tubuh manusia. Stem cell dalam embrio pada akhirnya akan berkembang menjadi sel, organ, dan jaringan di dalam tubuh janin. Berdasarkan sumbernya, ada dua macam stem cell, yaitu embrionic stem cell dan adult stem cell. a. Embrionic Stem Cell (Sel Induk Embrio) Embrionic stem cell adalah stem cell yang diperoleh dari embrio pada fase blastosit (5–7 hari setelah pembuahan) yang sudah dibuahi. Embrionic stem cell memiliki sifat sebagai berikut. 1) Pluripotensi, yaitu kemampuan sel induk berdiferensiasi menjadi sel-sel yang merupakan turunan dari tiga lapis germinal, tetapi tidak dapat membentuk membran embrio (tali pusat dan plasenta). 2) Immortal, yaitu dapat berumur panjang sehingga dapat memperbanyak diri ratusan kali pada medium kultur. 3) Mempunyai kariotipe normal.

66


4) 5)

b.

Dapat bersifat tumorigenik, yaitu setiap mengalami kontaminasi dengan sel yang tidak berdiferensiasi dapat menimbulkan kanker. Bersifat allogenik, yaitu berpotensi menimbulkan terjadinya penolakan imunitas. Untuk mencegah terjadinya reaksi penolakan jaringan dapat digunakan metode transfer inti sel somatik atau terapi kloning.

Adult Stem Cell (Sel Induk Dewasa) Adult stem cell adalah stem cell yang diperoleh dari sel-sel orang dewasa. Sel tersebut berfungsi meregenerasi sel yang rusak akibat penyakit atau cedera. Dengan kata lain, adult stem cell merupakan sekelompok sel yang belum berdiferensiasi bahkan terkadang ditemukan dalam keadaan inaktif pada suatu jaringan yang telah memiliki fungsi spesifik dalam tubuh individu. Adult stem cell memiliki dua karakteristik utama. Pertama, dapat berproliferasi dalam periode yang panjang untuk memperbarui diri. Kedua, dapat berdiferensiasi untuk menghasilkan sel-sel khusus yang mempunyai karakteristik morfologi dan fungsi spesial. Ada tiga sumber utama sel induk dewasa yang terdapat pada manusia, yaitu sumsum tulang, jaringan lemak, dan darah dari plasenta.

Teknologi stem cell dapat digunakan untuk mengobati berbagai macam penyakit. Tiga golongan penyakit yang dapat diatasi dengan stem cell yaitu penyakit autoimun, penyakit degeneratif, dan penyakit kanker. 2.

Transplantasi Organ Transplantasi organ merupakan suatu teknologi medis untuk mengganti seluruh atau sebagian organ tubuh dari satu tubuh ke tubuh yang lain, atau dari suatu tempat ke tempat yang lain pada tubuh yang sama. Transplantasi organ dilakukan untuk mengganti organ tubuh yang rusak maupun organ tubuh yang sudah tidak berfungsi. Salah satu contoh transplantasi organ yang sering dilakukan adalah tranplantasi organ kulit yang rusak akibat luka bakar. Transplantasi organ dari satu orang ke orang lain sering gagal karena tubuh resipien segera bereaksi menolaknya. Hal ini disebabkan organ yang ditransplantasikan dianggap sebagai benda asing sehingga harus dilawan dengan antibodi. Jadi, transplantasi yang aman dilakukan jika jaringan atau organ yang ditransplantasikan berasal dari tubuhnya sendiri. Misalnya, kulit wajah yang rusak dapat ditransplantasikan dengan kulitnya sendiri yang bisa diambil dari kulit paha. Transplantasi biasanya dapat dilakukan jika terdapat kecocokan antara gen pendonor dengan penerima. Biasanya, pendonor lebih banyak diambil dari satu garis keturunan.

Biologi Kelas XI

67

Anda telah mempelajari teknologi transplantasi organ. Untuk menambah wawasan Anda mengenai transplantasi organ kulit, lakukan kegiatan berikut.

Menganalisis Pemanfaatan Transplantasi Kulit untuk Penderita Luka Bakar Bacalah informasi mengenai transplantasi kulit dari berbagai literatur dengan cermat dan teliti. 2. Catatlah informasi-informasi penting yang Anda peroleh dari literatur tersebut. 3. Buatlah tulisan mengenai transplantasi kulit meliputi masalah-masalah berikut. a. Kondisi penderita yang bagaimana sehingga harus dilakukan transplantasi kulit? b. Bagaimana cara transplantasi kulit tersebut? c. Apakah transplantasi kulit menimbulkan efek samping bagi orang yang melakukannya? 4. Kumpulkan hasil tulisan Anda kepada Bapak atau Ibu Guru.

1.

Anda telah mempelajari teknologi yang berkaitan dengan jaringan hewan, yaitu stem cell dan transplantasi organ. Kedua teknologi tersebut diharapkan mampu menyembuhkan berbagai penyakit yang sulit diobati. Namun, penggunaan stem cell dianggap melanggar batas etika kemanusiaan ketika digunakan embrio manusia untuk membuat sel induk dalam stem cell. Setelah Anda mempelajari manfaat stem cell, solusi apa yang dapat Anda berikan untuk mengatasi permasalahan tersebut?

1. 2. 3.

68

Apa yang dimaksud dengan stem cell? Jelaskan dua macam stem cell berdasarkan sumbernya! Apa yang dimaksud dengan transplantasi organ?


Stem cell atau sering disebut sel punca, sel induk, atau sel batang, merupakan jenis sel dari tubuh makhluk hidup yang memiliki kemampuan untuk memperbanyak diri dan bersifat multipotensi. Sel ini dapat berdiferensiasi sehingga membentuk jaringan, organ, sistem organ, bahkan organisme. Karena keistimewaannya inilah stem cell menjadi harapan baru untuk penyembuhan berbagai penyakit seperti kegagalan fungsi organ, leukemia, diabetes, bahkan AIDS. Berdasarkan informasi tersebut, coba Anda cari informasi lebih lanjut dari buku-buku referensi, surat kabar, maupun internet mengenai stem cell dan penerapannya dalam kehidupan. Selanjutnya, buatlah poster mengenai prosedur pembuatan stem cell secara lengkap meliputi alat, bahan, proses, hasil, serta tujuan dan manfaatnya. Lengkapilah poster yang Anda buat dengan gambar-bambar pendukung untuk proyek ini. Tuangkan kreativitas dan imajinasi Anda dalam tugas proyek ini sehingga hasilnya menarik. Kumpulkan hasil tugas proyek kepada Bapak atau Ibu Guru Anda.

1. 2. 3.

4. 5. 6. 7. 8.

9.

Sel-sel yang mempunyai bentuk dan fungsi sama akan membentuk suatu jaringan. Jaringan utama penyusun organ tubuh hewan Vertebrata yaitu jaringan epitel, jaringan pengikat, jaringan otot, dan jaringan saraf. Jaringan epitel tersusun dari sel-sel yang saling terikat oleh zat pengikat yang kuat sehingga hampir tidak ada ruang antarsel. Berdasarkan bentuknya, sel epitel dibedakan menjadi bentuk pipih, kubus, dan silindris. Berdasarkan jumlah lapisannya, jaringan epitel dapat dibedakan menjadi epitel simpleks dan epitel kompleks. Jaringan pengikat terbentuk dari perkembangan lapisan mesoderma embrio. Berdasarkan struktur dan fungsinya, jaringan pengikat dikelompokkan menjadi jaringan pengikat biasa dan jaringan pengikat dengan sifat khusus. Jaringan otot tersusun dari sel-sel otot dan berfungsi melakukan pergerakan. Jaringan otot terbagi menjadi tiga, yaitu jaringan otot polos, otot lurik, dan otot jantung. Jaringan saraf terdiri atas sel-sel saraf yang disebut neuron. Neuron terdiri atas badan sel saraf, neurit atau akson, dan dendrit. Jaringan hewan berkaitan erat dengan penemuan berbagai macam teknologi di bidang kedokteran, misal teknologi stem cell dan transplantasi organ. Stem cell atau sering disebut sel punca, sel induk, atau sel batang, merupakan jenis sel dari tubuh makhluk hidup yang memiliki kemampuan untuk memperbanyak diri dan bersifat multipotensi. Stem cell dapat digunakan untuk penyembuhan berbagai penyakit seperti kegagalan fungsi organ, leukemia, diabetes, bahkan AIDS. Transplantasi organ merupakan suatu teknologi medis untuk mengganti seluruh atau sebagian organ tubuh dari satu tubuh ke tubuh yang lain, atau dari suatu tempat ke tempat yang lain pada tubuh yang sama. Transplantasi organ dilakukan untuk mengganti organ tubuh yang rusak maupun organ tubuh yang sudah tidak berfungsi. Biologi Kelas XI

69

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Jaringan epitel memiliki beberapa fungsi berikut, kecuali . . . . a. melekatkan jaringan satu dengan jaringan lainnya b. melindungi tubuh dari gangguan mekanis c. melindungi tubuh dari serangan patogen d. berperan dalam proses penyerapan e. berperan sebagai kelenjar 2. Perhatikan gambar potongan organ usus halus di samping! Jaringan yang berfungsi memperluas bidang penyerapan sari makanan ditunjukkan oleh nomor .... a. 1 b. 2 c. 3

1

3

2 4

5

d. e.

4 5

3. Perhatikan ciri-ciri jaringan otot berikut! 1) Kerja menurut kehendak. 2) Sel berbentuk silindris dan bercabang-cabang. 3) Inti satu di tengah. 4) Kerja di luar kehendak. 5) Inti satu di pinggir. 6) Sel berbentuk gelendong. Ciri-ciri jaringan otot lurik ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) dan 3) b. 1) dan 5) c. 2) dan 4) d. 4) dan 5) e. 4) dan 6)

70


4. Cermati ciri-ciri jaringan dibawah ini! 1) Matriksnya berupa cairan lendir. 2) Terdapat berkas serabut kolagen yang fleksibel. 3) Terdapat di sekitar organ dalam. 4) Mengelilingi elemen-elemen jaringan lain. Jaringan yang memiliki ciri-ciri di atas adalah . . . . a. jaringan tulang keras b. jaringan tulang rawan c. jaringan pengikat padat d. jaringan epitel penutup e. jaringan pengikat longgar 5. Reza mengamati jaringan hewan di bawah mikroskop dengan perbesaran 40×. Ia melihat jaringan tersebut berbentuk seperti gambar berikut. Jaringan seperti gambar di samping terdapat pada . . . . a. saluran pencernaan b. pembuluh limfa c. diafragma d. jantung e. lidah 6. Manakah ciri yang dimiliki oleh jaringan tulang? a. Membatasi rongga dengan membran dasar. b. Terdiri atas sel-sel yang bentuknya panjang dan tipis. c. Terdiri atas sel-sel yang diliputi oleh matriks. d. Mempunyai fungsi sebagai alat koordinasi. e. Berfungsi untuk melestarikan organisme.

7. Pasangan yang tepat antara gambar jaringan hewan manmalia dengan fungsinya adalah . . . . Jaringan

Fungsi

a.

Proteksi dan isolasi hilangnya panas berlebihan

b.

Menerima dan menyampaikan rangsang

c.

Kontraksi periodik

d.

Melapisi atau melindungi permukaan tubuh

e.

Melakukan aksi dan reaksi terhadap rangsangan

8. Perhatikan gambar jaringan hewan berikut!

Jika dilihat dari strukturnya, jaringan tersebut memiliki fungsi . . . . a. penghasil mucus untuk menangkap benda asing yang masuk b. proteksi, sekresi, difusi, dan absorpsi zat c. proteksi, sekresi, dan gerakan gas d. menahan regangan dan tekanan e. tempat difusi dan infiltrasi zat 9. Perhatikan karakteristik jaringan tulang rawan berikut! 1) Matriksnya berwarna putih kebirubiruan.

2)

Matriksnya keruh kekuningkuningan. 3) Memberikan fleksibilitas dan sokongan. 4) Membentuk rangka embrio. 5) Terdapat pada daun telinga. Ciri-ciri tulang rawan elastis ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1), 3), dan 4) b. 1), 3), dan 5) c. 2), 3), dan 4) d. 2), 3), dan 5) e. 2), 4), dan 5) 10. Agus mengamati suatu jaringan hewan dengan ciri-ciri sebagai berikut. 1) Sel berbentuk silinder. 2) Reaksi terhadap rangsang cepat. 3) Tersusun dari filamen aktin dan miosin. 4) Berinti banyak dan terdapat di tepi sel. Berdasarkan ciri-cirinya, jaringan yang diamati Agus tersebut berfungsi . . . . a. menyimpan lemak cadangan b. menggerakkan tulang (rangka) c. menerima dan mengantarkan impuls d. menggerakkan organ-organ dalam tubuh e. menghubungkan jaringan satu dengan lainnya B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Pada jaringan epitel penutup tidak terdapat pembuluh darah. Bagaimana cara jaringan tersebut memperoleh nutrisi untuk kelangsungan hidup selselnya? 2. Rangsang dari lingkungan dapat berupa aroma atau wangi-wangian. Jelaskan mekanisme penghantaran impuls saat kita melihat dan mencium aroma makanan yang enak hingga kita mengambil dan memakannya!

Biologi Kelas XI

71

3. Joko membaca artikel tentang transplantasi organ. Dalam artikel tersebut menyebutkan bahwa dalam kasus transplantasi organ sering terjadi penolakan dari tubuh resipien terhadap organ yang ditransplantasikan. Benarkah informasi tersebut? Jelaskan tanggapan Anda! 4. Perhatikan gambar berikut!

b. 6.

7.

X

8. a. b.

Sebutkan jenis jaringan epitel yang menyusun organ bertanda X! Apa fungsi jaringan epitel pada organ tersebut?

9.

5. Perhatikan gambar sel saraf berikut!

Y

Z

X

a.

Sebutkan nama bagian-bagian yang ditunjuk huruf X, Y, dan Z!

10.

Jelaskan fungsi tiap-tiap bagian tersebut! Jaringan pengikat tersusun dari bahan dasar yang bersifat homogen setengah cair. Bahan dasar ini dapat bersifat lentur, tetapi juga dapat bersifat kaku. Mengapa demikian? Penyakit degeneratif merupakan penyakit yang menyerang fungsi tubuh, terutama, pada lansia. Penyakit ini disebabkan adanya kerusakan sel-sel tertentu pada tubuh. Apakah penyakit degeneratif dapat disembuhkan dengan teknologi stem cell? Mengapa jaringan epitelium disebut sebagai pintu gerbang lalu lintas zat? Jelaskan! Erna dan Ema mendapatkan tugas dari gurunya untuk mencari informasi mengenai fungsi jaringan darah. Menurut informasi yang mereka dapatkan, jaringan darah berfungsi dalam pertahanan tubuh. Benarkah informasi tersebut? Jelaskan jawaban Anda! Jaringan tulang rawan merupakan jaringan yang berfungsi menyokong rangka pada embrio dan bagian-bagian dari rangka orang dewasa. Dari manakah asal dibentuknya jaringan tulang rawan pada anak-anak dan pada orang dewasa?

Kumpulan jaringan dengan struktur dan fungsi sama akan membentuk organ, kumpulan berbagai organ akan membentuk sistem organ, dan kumpulan sistem organ akan saling bekerja sama melaksanaakan proses kehidupan di dalam tubuh manusia. Keberadaan jaringan, organ, dan sistem organ dengan fungsinya masing-masing merupakan bukti bahwa Tuhan menciptakan keteraturan dan kompleksitas di dalam tubuh manusia. Oleh karena itu, sudah sepatutnya kita selalu bersyukur kepada Tuhan dengan cara menjaga kesehatan masing-masing jaringan, organ, dan sistem organ di dalam tubuh dengan perilaku hidup sehat.

72


Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Gerak Mempelajari

Alat Gerak Pasif

Alat Gerak Aktif MacamMacam Otot

Fungsi Rangka Jenis Tulang Meliputi Bentuk Tulang

Meliputi

Proses Pembentukan Tulang Susunan Tulang dalam Tubuh Hubungan Antartulang (Persendian/ Artikulasi)

Kelainan dan Teknologi yang Berhubungan dengan Sistem Gerak

Mekanisme Gerak Otot Sifat Gerak Otot dan Jenis-Jenis Gerak

Gangguan pada Rangka Tubuh Meliputi

Dapat diatasi dengan

Gangguan Persendian Gangguan Otot

Teknologi yang Berhubungan dengan Sistem Gerak Transplantasi Sumsum Tulang

Meliputi

Penggantian Sendi Penyembuhan Patah Tulang

Biologi Kelas XI

73

Sumber: Dokumen Penerbit

Beberapa orang memiliki tubuh sangat lentur sehingga dapat menekuk bagian tubuhnya ke berbagai posisi. Sebagai contoh, merentangkan kaki atau menempatkan kaki di belakang telinga. Kelenturan tubuh ini terjadi karena ligamen-ligamen yang menghubungkan persendian sangat elastis. Suatu gerakan dapat terjadi karena kerja sama beberapa komponen dalam sistem gerak yaitu otot, tulang, dan persendian. Bagaimana terjadinya mekanisme gerak? Gangguan apa saja yang dapat menyerang sistem gerak? Teknologi apa yang digunakan untuk membantu kelainan pada sistem gerak?

1. 2. 3. 4. 5. 6.

74

Alat gerak pasif Alat gerak aktif Jenis-jenis persendian Mekanisme terjadinya gerak Gangguan atau kelainan pada sistem gerak Teknologi untuk mengatasi kelainan pada sistem gerak

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Gerak

• • • • • • • • • •

Sistem Havers Kanalikuli Lakuna Osifikasi Kontraksi Otot Aktin Miosin Sarkomer Relaksasi

Salah satu ciri makhluk hidup yaitu dapat bergerak. Manusia juga diberi kemampuan untuk bergerak aktif. Bahkan beberapa orang, memiliki kemampuan untuk bergerak lebih lentur dibandingkan dengan orang lain. Manusia dapat bergerak aktif karena memiliki dua alat gerak utama yaitu otot dan tulang. Tulang-tulang yang menyusun rangka tubuh disebut alat gerak pasif, sedangkan otot disebut sebagai alat gerak aktif. Selain itu, terdapat persendian yang menghubungkan antartulang sehingga tulang lebih mudah bergerak. Tulang, otot, dan sendi dapat mengalami gangguan atau penyakit sehingga gerakan menjadi terganggu. Oleh karena itu, diperlukan beberapa teknologi untuk membantu gangguan atau penyakit yang menyerang sistem gerak. Namun, Anda perlu mengungkapkan rasa syukur kepada Tuhan karena telah menciptakan suatu mekanisme sistem gerak dan pola pikir ilmiah yang baik. Salah satu cara wujud syukur yang dapat Anda lakukan yaitu dengan merawat dan menjaga tulang, otot, serta sendi dengan baik sehingga tidak mengalami gangguan atau penyakit. Dalam bab ini, Anda akan mempelajari tentang sistem gerak pada manusia yang meliputi alat gerak pasif, persendian, alat gerak aktif, gangguan atau penyakit yang menyerang sistem gerak, serta teknologi yang digunakan untuk membantu kelainan pada alat gerak.

A. Alat Gerak Pasif Alat gerak pasif manusia berupa tulang. Tulang-tulang saling berhubungan membentuk rangka. Bagaimana struktur tulang? Zat-zat apa yang menyusun tulang? Untuk mengawali pemahaman Anda, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

Mendeskripsikan Struktur Tulang 1. 2.

3.

4. 5.

Perhatikan gambar di samping dengan cermat dan teliti. Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai patah tulang dan catatlah informasi penting yang Anda peroleh. Diskusikan permasalahan-permasalahan berikut dengan teman-teman Anda. a. Berdasarkan strukturnya tulang terlihat sangat keras. Namun, mengapa bisa terjadi patah tulang? Sumber: Dokumen Penerbit b. Zat-zat apa yang menyusun tulang? Gambar 4.1 Patah tulang dan c. Bagaimana hubungan antara zat-zat rontgen penyusun tulang dengan fungsinya? Saat melakukan diskusi, jangan lupa untuk menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, berani mengemukakan argumentasi secara sopan, dan menghargai pendapat orang lain. Tulislah hasil diskusi kelompok Anda dalam format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil kegiatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan yang telah Anda buat di depan kelas.

Biologi Kelas XI

75

Berdasarkan kegiatan tersebut, Anda telah sedikit mengetahui tentang struktur tulang sehingga tulang dapat patah. Anda akan lebih memahami mengenai struktur dan fungsi tulang dengan membaca uraian materi berikut.

76

1.

Fungsi Rangka Rangka tubuh manusia mempunyai beberapa fungsi berikut. a. Menegakkan dan menopang badan, misalnya tulang-tulang punggung dan tulang paha. b. Melindungi bagian-bagian tubuh yang lunak dan penting, misalnya tengkorak melindungi otak dan mata. c. Sebagai alat gerak pasif. d. Memberi bentuk tubuh. e. Tempat pembuatan sel darah merah dan sel darah putih. f. Tempat melekatnya otot-otot rangka.

2.

Jenis Tulang Tubuh manusia disusun oleh rangka dalam (endoskeleton). Berdasarkan sifatsifat jaringan penyusunnya, tulang rangka dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu tulang rawan dan tulang keras. a.

Tulang Rawan (Kartilago) Tulang rawan tersusun dari sel-sel tulang rawan. Sel-sel tulang rawan disebut kondrosit. Kondrosit terbentuk dari sel-sel tulang rawan muda (kondroblas). Kondrosit terdapat dalam ruangan yang disebut lakuna. Kondroblas menghasilkan matriks berupa kondrin. Kondrin umumnya berupa hialin yang homogen dan jernih. Kondrin yang berserabut mengandung banyak zat kolagen (zat perekat tulang). Ada tiga tipe tulang rawan yaitu tulang rawan hialin, fibrosa, dan elastis. 1) Tulang rawan hialin bersifat kuat dan elastis serta berwarna putih kebirubiruan, contoh tulang hidung, trakea, laring, dan ujung tulang rusuk. 2) Tulang rawan fibrosa (serat) bersifat keras dan berwarna putih, contoh tulang tempurung lutut dan ruas tulang belakang. 3) Tulang rawan elastis bersifat fleksibel dan elastis serta berwarna kuning, contoh daun telinga dan epiglotis. Tulang rawan bersifat lentur serta terdiri atas sel-sel rawan yang dapat menghasilkan matriks berupa kondrin. Pada anak-anak, tulang rawan berasal dari sel mesenkim dan mengandung banyak kondroblas. Pada orang dewasa tulang rawan mengandung banyak matriks. Tulang rawan pada orang dewasa dibentuk oleh perikondrium (selaput tulang rawan) yang mengandung kondroblas.

b.

Tulang Keras (Osteon) Tulang keras tersusun dari sel-sel tulang yang disebut osteosit. Tulang keras berfungsi menyusun berbagai sistem rangka. Sel tulang keras (osteosit) terbentuk dari osteoblas (sel tulang muda). Osteosit terdapat dalam ruangan yang disebut lakuna. Antarlakuna tersebut dihubungkan oleh kanalikuli yang berisi sitoplasma dan pembuluh darah. Kanalikuli berfungsi memenuhi kebutuhan nutrisi osteosit.


Tulang keras dibedakan menjadi dua yaitu tulang kompak (tulang padat) dan tulang spons (tulang berongga). Contoh tulang kompak terdapat pada tulang pipa, sedangkan contoh tulang spons terdapat pada bagian epifisis tulang pipa. Matriks tulang keras (tulang kompak) mengandung zat kapur, fosfat, dan serabut kolagen. Adapun matriks tulang spons mengandung sumsum tulang atau sel-sel lemak. Struktur tulang kompak dan tulang spons dapat Anda amati pada Gambar 4.2. Anda telah mempelajari mengenai struktur tulang keras berdasarkan zat-zat penyusunnya. Untuk memperluas pemahaman Anda mengenai zat-zat penyusun tulang keras, lakukan kegiatan berikut.

Kanalikuli Kanal pusat Lamela tulang

Lakuna

Sistem Havers

Tulang kompak

Tulang spons


Gambar 4.2 Struktur tulang kompak dan tulang spons

Mengidentifikasi Zat-Zat Penyusun Tulang Keras A. Pendahuluan Di dalam matriks tulang keras terjadi penumpukan zat-zat kapur. Kandungan zat tersebut membuat tulang menjadi keras. Berkurangnya kandungan kalsium dalam tulang dapat mengakibatkan kerapuhan tulang sehingga tulang menjadi mudah patah. Kerapuhan tulang dikenal dengan istilah osteoporosis. Kegiatan ini bertujuan untuk mengidentifikasi zat penyusun tulang dan hubungannya dengan penyakit osteoporosis dan rakitis. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga diperlukan pembagian tugas pada setiap anggota kelompok. Setiap anggota kelompok harus bertanggung jawab pada tugasnya masing-masing. Selain itu, diperlukan juga sikap mau bekerja sama

antaranggota kelompok. Pada kegiatan ini digunakan bahan kimia yang besifat asam kuat sehingga perlu kehati-hatian saat menggunakannya. Kenakan sarung tangan dan googgle agar kulit dan mata tidak terkena bahan kimia. Setelah selesai melakukan kegiatan, sisa larutan HCl dibuang melalui saluran khusus untuk bahan kimia sehingga tidak mencemari lingkungan. B.

Apa yang Diperlukan? 1. Tulang paha ayam segar 2. Larutan HCl dengan konsentrasi 30% 3. Air 4. Gelas plastik 5. Pinset 6. Cawan petri 7. Kain lap

Biologi Kelas XI

77

C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Bersihkan sisa-sisa daging yang melekat pada tulang paha ayam. 2. Patahkan/potonglah paha ayam menjadi 2 bagian agar bagian dalam tulang mudah diamati. 3. Amati keadaan paha ayam sebelum perendaman dengan larutan HCl, misalnya kekerasan, kelenturan, dan warnanya. Catatlah hasil pengamatan pada tabel pengamatan. 4. Larutkan 100 ml larutan HCl 30% di gelas plastik dengan air 200 ml sehingga mendapatkan larutan HCl sebanyak 300 ml dengan kadar HCl sebanyak 10%. 5. Rendamlah tulang tersebut ke dalam gelas plastik yang berisi larutan HCl selama 1 jam. 6. Setelah 1 jam, angkatlah tulang dari larutan HCl menggunakan pinset. Bilaslah dengan air, keringkan dengan kain lap, dan letakkan pada cawan petri. 7. Amati dan catatlah perubahan yang terjadi pada tulang ayam tersebut meliputi kekerasan, kelenturan, dan warnanya. 8. Catatlah hasil pengamatan Anda dalam bentuk tabel.

3.

78

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana struktur tulang paha ayam secara keseluruhan? 2. Berdasarkan bentuk dan sifatnya, sebutkan jenis tulang paha ayam tersebut! 3. Apakah terjadi perubahan kelenturan pada tulang sesudah direndam larutan HCl? Mengapa? 4. Berdasarkan hasil pengamatan Anda, apa hubungan antara pola makan rendah kalsium, proses menyusui, dan menstruasi dengan struktur tulang? Apa fungsi kalsium bagi tubuh? 5. Apa hubungan zat penyusun jaringan tulang dengan kasus osteoporosis dan rakitis? 6. Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul percobaan, tujuan, alat dan bahan, langkah-langkah kegiatan, serta hasil pengamatan dan diskusi. E.

Unjuk Kreativitas Ambillah ujung tulang rusuk dari hewan yang disembelih misalnya kambing atau sapi. Kemudian, rendamlah potongan ujung tulang rusuk tersebut dalam larutan HCl. Apa yang akan terjadi pada ujung tulang rusuk tersebut? Apakah ujung tulang rusuk juga mengandung kalsium?

Bentuk Tulang Berdasarkan bentuknya, terdapat tiga macam bentuk tulang yang menyusun rangka tubuh yaitu tulang pendek, tulang pipih, dan tulang pipa yang dapat Anda amati pada Gambar 4.3. a. Tulang pipih berbentuk pipih dan lebar. Tulang pipih tersusun dari dua lempengan tulang kompak dan tulang spons. Di dalam tulang spons terdapat sumsum tulang. Kebanyakan tulang pipih menyusun dinding rongga sehingga tulang pipih berfungsi sebagai pelindung atau sebagai penguat. Contoh tulang pipih yaitu tulang tengkorak, tulang rusuk, dan tulang belikat.


c.

5.

Tulang pipih

Tulang pendek

Tulang pipa Sumber:

Ilustrated World of Science Encyclopedia 2, Creative World Publications, Inc.

Gambar 4.3 Macam-macam tulang berdasarkan bentuknya Tulang spons

Epifisis

Pembuluh darah

Diafisis

4.

Tulang pendek berbentuk seperti kubus atau pendek tidak beraturan. Tulang ini terdapat pada telapak tangan dan kaki serta ruas-ruas tulang belakang. Tulang pipa berbentuk seperti tabung dan pada umumnya berongga. Kedua ujungnya membulat dan terjadi perluasan yang berfungsi untuk berhubungan dengan tulang lain. Tulang pipa terdiri atas tiga bagian yaitu bagian ujung (epifisis), bagian tengah (diafisis), dan bagian antara epifisis dan diafisis yang disebut metafisis. Pada bagian metafisis terdapat cakra epifisis, yaitu bagian tulang pipa yang dapat bertambah panjang selama masa pertumbuhan. Contoh tulang pipa adalah tulang paha dan tulang betis. Di dalam tulang pipa terdapat osteoblas yang berfungsi untuk perkembangan, pemeliharaan, perawatan, dan perbaikan tulang. Struktur tulang pipa dapat Anda amati pada Gambar 4.4.

b.

Tulang kompak

Metafisis Epifisis

Sumber: Histologi Dasar, Penerbit Buku Kedokteran

Gambar 4.4 Struktur tulang pipa

Proses Pembentukan Tulang Urutan proses pembentukan tulang (osifikasi) sebagai berikut. a. Bagian dalam tulang rawan pada embrio berisi banyak osteoblas. b. Osteoblas membentuk osteosit. Osteosit tersusun melingkar membentuk sistem Havers. Di tengah sistem Havers terdapat saluran Havers yang mengandung banyak pembuluh darah dan serabut saraf. c. Osteosit menyekresikan zat protein yang akan menjadi matriks tulang. Selanjutnya, osteosit akan mendapat tambahan senyawa kalsium dan fosfat yang akan membuat tulang mengeras. d. Selama terjadi penulangan (osifikasi) bagian di antara epifisis dan diafisis membentuk cakra epifisis. Cakra epifisis berupa tulang rawan yang mengandung banyak osteoblas. e. Bagian cakra epifisis terus mengalami penulangan yang mengakibatkan tulang memanjang. f. Di bagian tengah tulang pipa terdapat osteoklas yang merusak tulang. Akibatnya, tulang tersebut menjadi berongga dan terisi oleh sumsum tulang. Susunan Tulang dalam Tubuh Skeleton manusia dapat dibedakan menjadi dua kelompok besar yaitu skeleton aksial sumbu tubuh dan skeleton apendikular (anggota tubuh). Skeleton aksial adalah tulang-tulang yang menyusun sumbu utama tubuh manusia dari Biologi Kelas XI

79

ujung kepala sampai ujung tulang ekor. Adapun skeleton apendikuler adalah tulang-tulang yang menyusun alat gerak atas dan alat gerak bawah. Perhatikan Gambar 4.5 berikut! Tengkorak Tulang pipi

Tulang selangka

Tulang belikat Tulang dada Tulang usus Tulang pergelangan tangan

Tulang telapak tangan Tulang jari tangan

Tempurung lutut

Tulang lengan atas

Tulang rusuk Tulang belakang

Tulang pengumpil Tulang hasta

Tulang kemaluan Tulang duduk

Tulang paha Tulang kering Tulang betis

Tulang pergelangan kaki Tulang jari kaki

Tulang telapak kaki

Sumber: Ilustrated World of Science Encyclopedia 2, Creative World Publications, Inc.

Gambar 4.5 Tulang rangka dan bagian-bagiannya

a.

Skeleton Aksial Skeleton aksial terletak pada sumbu tubuh meliputi tulang tengkorak, tulang belakang, tulang dada, serta tulang rusuk. 1)

80

Tulang ubun-ubun Tulang

Tulang dahi

baji Tulang Tengkorak (Skull) Tulang Tulang Tulang tengkorak terdiri atas hidung pelipis tulang pipih yang berjumlah 28 buah. Tulang Tulang pipi Tulang-tulang pembentuk tengkorak rahang Tulang dibedakan menjadi tengkorak wajah atas rahang (muka) dan tempurung kepala bawah (tengkorak pelindung otak). Tulang tempurung kepala terdiri atas tulang Sumber: Tubuh, Nourse dahi, tulang kepala bagian belakang, Gambar 4.6 Tulang tengkorak tulang ubun-ubun, tulang baji, dan tulang pelipis. Adapun tulang muka terdiri atas tulang pipi, tulang hidung, tulang rahang atas, tulang rahang bawah, tulang air mata, dan tulang langit-langit. Fungsi tulang tengkorak adalah melindungi otak, mata, dan telinga bagian dalam. Perhatikan Gambar 4.6!


2)

3)

Tulang Belakang (Vertebrae) Tulang belakang terdiri atas 26 buah ruas tulang. Tulang leher paling atas yang berhubungan dengan tempurung kepala disebut tulang atlas. Tulang belakang dibedakan atas tulang leher, tulang punggung, tulang pinggang, tulang kelangkang, dan tulang ekor. Tulang kelangkang merupakan fusi dari lima ruas tulang belakang, sedangkan tulang ekor merupakan fusi dari empat segmen terakhir tulang belakang. Fungsi tulang belakang yaitu menegakkan tubuh dan tengkorak serta sebagai pelekatan tulang-tulang rusuk. Perhatikan Gambar 4.7!

Tulang leher 7 ruas

Tulang punggung 12 ruas

Tulang pinggang 5 ruas Tulang kelangkang (sakrum) 5 ruas

Tulang ekor 4 ruas

Sumber: Tubuh, Nourse

Gambar 4.7 Tulang belakang

Tulang Rusuk dan Tulang Dada (Sternum) Tulang dada terdiri atas tiga bagian yaitu bagian hulu, badan, dan taju pedang. Sementara itu, tulang rusuk terdiri atas 12 pasang yang dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu tujuh pasang tulang rusuk sejati, tiga pasang tulang rusuk palsu, dan dua pasang tulang rusuk melayang. Tulang dada dengan tulang rusuk dan tulang belakang secara bersama-sama berfungsi melindungi organ vital seperti jantung dan paru-paru. Perhatikan struktur tulang dada dan tulang rusuk pada Gambar 4.8 berikut!

Tulang dada

Hulu

Tulang rusuk sejati

Taju pedang

Sumber:

Tulang rusuk melayang

Badan

Tulang rusuk palsu

Ilustrated World of Science Encyclopedia 2, Creative World Publications, Inc.

Gambar 4.8 Tulang rusuk dan tulang dada

Biologi Kelas XI

81

b.

6.

82

Skeleton Apendikuler Skeleton apendikuler terdiri atas tungkai atas, tungkai bawah, tulang bahu, dan tulang pinggul. Tungkai atas terdiri atas tulang lengan, tulang hasta, tulang pengumpil, tulang pergelangan tangan, tulang telapak tangan, dan tulang jari tangan. Pangkal lengan berhubungan dengan tulang bahu. Tulang bahu terdiri atas tulang selangka dan tulang belikat. Tungkai bawah tulang paha berhubungan dengan tulang gelang panggul. Tulang panggul terdiri atas tulang duduk, tulang usus, dan tulang kemaluan. Perhatikan Gambar 4.9!

Tulang selangka

Tulang usus Tulang duduk

Tulang belikat

Tulang paha

Tulang lengan

Tempurung lutut Tulang hasta

Tulang betis

Tulang pengumpil

Tulang kering

Tulang pergelangan tangan

Tulang pergelangan kaki

Tulang telapak tangan Tulang jari tangan

Tungkai atas

Tulang telapak kaki Tulang jari kaki

Tungkai bawah

Sumber: Ilustrated World of Science Encyclopedia 2, Creative World Publications, Inc.

Gambar 4.9 Tulang-tulang tungkai

Hubungan Antartulang (Persendian atau Artikulasi) Bagian dari sistem rangka yang menghubungkan antartulang sehingga kita dapat bergerak adalah persendian. Berdasarkan keleluasaan gerakan yang dihasilkan, persendian dibedakan menjadi sinartrosis, amfiartrosis, dan diartrosis. Sinartrosis (sendi mati) adalah persendian yang tidak memungkinkan terjadinya pergerakan. Sinartrosis ada dua macam yaitu sinostosis dan sinkondrosis. Sinostosis adalah hubungan antartulang yang dihubungkan dengan jaringan ikat serabut padat, contoh pada tengkorak. Sinkondrosis adalah persendian oleh tulang rawan (kartilago) hialin, contoh hubungan antara epifisis dan diafisis pada tulang dewasa. Amfiartrosis (sendi kaku) adalah persendian yang memungkinkan terjadinya sedikit gerakan. Hubungan antartulang ini dihubungkan oleh kartilago sehingga memungkinkan sedikit gerakan, contoh sendi antara tulang betis dan tulang kering. Diartrosis (sendi gerak) adalah persendian Tulang Ligamen yang memungkinkan gerakan tulang-tulang secara rawan leluasa. Hubungan antara tulang ini dihubungkan hialin Ruang oleh ligamen sehingga dapat digerakkan. Bagiansinovial bagian sendi gerak seperti yang ditunjukkan pada Membran Gambar 4.10 sebagai berikut. sinovial Kapsul a. Ruang sinovial, berisi cairan sinovial yang berfungsi sebagai pelumas. b. Ligamen, berupa jaringan ikat yang meng- Sumber: Biology, Raven and Johnson hubungkan kedua ujung tulang. Gambar 4.10 Struktur sendi gerak c. Kapsul sendi merupakan lapisan serabut yang menyelubungi rongga sendi. d. Tulang rawan hialin, berfungsi melindungi kedua ujung tulang yang membentuk persendian dari benturan keras. Sendi-sendi apa saja yang termasuk kelompok diartrosis? Bagaimana arah gerakannya? Untuk mengetahuinya, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.


Mengidentifikasi Jenis-Jenis Sendi Diartrosis 1. 2.

3. 4.

5. 6.

Sediakan torso rangka tubuh manusia. A Gerakkan bagian-bagian tulang yang B menyusun rangka tersebut sesuai dengan persendian yang ditunjuk pada gambar di C samping. Bandingkan dengan gerak sendi pada tubuh Anda. D E Catatlah arah gerakan setiap persendian tersebut. F G Berdiskusilah bersama teman-teman Anda dengan menerapkan sikap saling menghargai dan menghormati pendapat orang lain untuk H menyelesaikan permasalahan-permasalahan Sumber: www.dreamstime.com berikut. Gambar 4.11 Rangka manusia a. Bagaimana struktur persendian? b. Jelaskan jenis-jenis persendian berdasarkan arah gerakannya! c. Persendian mana yang dapat digerakkan paling leluasa? Tulislah hasil diskusi kelompok Anda dalam format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil kegiatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan yang telah Anda buat di depan kelas.

Berdasarkan kegiatan tersebut, Anda telah mengenal berbagai sendi diartrosis yang menyusun rangka tubuh. Berdasarkan arah gerak yang ditimbulkan, diartrosis dapat dibedakan menjadi sendi peluru, Sendi engsel Sendi pelana Sendi putar sendi pelana, sendi engsel, sendi geser, sendi putar, dan sendi luncur. Struktur sendi-sendi tersebut dapat Anda lihat pada Gambar 4.12. a. Sendi peluru, memungkinkan gerakan ke segala arah. Contohnya persendian antara tulang Sendi peluru Sendi geser Sendi luncur lengan atas dan gelang bahu. Sumber: Dokumen Penerbit b. Sendi pelana, memungkinkan Gambar 4.12 Macam-macam sendi diartrosis gerakan ke dua arah. Contohnya persendian antara tulang ibu jari dan tulang telapak tangan. c. Sendi engsel, memungkinkan gerakan ke satu arah. Contohnya persendian pada siku dan lutut. d. Sendi geser, memungkinkan gerakan bergeser. Contohnya persendian antara ruas-ruas tulang belakang. e. Sendi putar, memungkinkan gerakan memutar. Contohnya persendian antara tengkorak dan tulang atlas. Biologi Kelas XI

83

f.

Sendi luncur, memungkinkan gerakan badan melengkung ke depan, ke belakang, atau memutar. Contohnya persendian antara tulang belikat (skapula) dan tulang selangka (klavikula).

Anda telah mempelajari mengenai struktur tulang dan persendian pada manusia. Sekarang, kerjakan Tugas Mandiri agar Anda lebih memahami mengenai struktur sel dan fungsi sel penyusun jaringan tulang keras dan tulang rawan.

Untuk memperdalam wawasan Anda mengenai persendian, unduhlah video dari alamat-alamat website berikut. 1. http://youtu.be/OqGXIsxmyck 2. http://youtu.be/KyhnsM25dA4 Setelah Anda mencermati video-video tersebut, terapkan langkah-langkah yang benar dalam melakukan aktivitas.

Mengidentifikasi Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan Tulang 1. 2. 3. 4.

5.

Siapkan preparat awetan irisan tulang keras dan tulang rawan. Amati kedua preparat tersebut menggunakan mikroskop secara hati-hati. Gambarlah hasil pengamatan Anda. Berdasarkan hasil pengamatan Anda, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Bagaimana struktur sel penyusun jaringan tulang keras? Berdasarkan strukturnya, apa fungsi jaringan tulang keras bagi tubuh? b. Bagaimana struktur sel penyusun jaringan tulang rawan? Berdasarkan strukturnya, apa fungsi jaringan tulang rawan bagi tubuh? Kumpulkan hasil pengamatan Anda kepada Bapak atau Ibu Guru.

Tulang mengandung kalsium yang sangat menentukan kekerasan tulang. Kekurangan asupan kalsium dapat mengakibatkan terjadinya osteoporosis. Apa tindakan yang harus Anda lakukan untuk mencegah terjadinya osteoporosis?

1. 2. 3. 4.

84

Tulang keras dibedakan menjadi tulang kompak dan tulang spons. Jelaskan perbedaan kedua jenis tulang tersebut! Jelaskan enam jenis sendi gerak (diartrosis) berdasarkan arah gerakannya beserta contohnya! Jelaskan dua jenis sumsum tulang beserta fungsinya! Apa perbedaaan antara cakra epifis pada anak-anak dan pada orang dewasa?


B. Alat Gerak Aktif Alat gerak aktif manusia berupa otot. Menurut Davis (2010), otot adalah berkas serat yang sebagian besar melekat dan menarik tulang. Dengan cara ini, otot dapat menggerakkan tubuh. Dalam tubuh manusia terdapat tiga jenis otot, yaitu otot polos, otot lurik, dan otot jantung. Bagaimana struktur sel penyusun jaringan ketiga jenis otot tersebut? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui jawabannya.

Mengidentifikasi Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan Otot 1. 2. 3. 4.

5. 6.

Sediakan preparat awetan otot polos, otot lurik, dan otot jantung serta mikroskop. Amati dengan cermat ketiga awetan tersebut dengan cermat dan teliti menggunakan mikroskop. Gambarlah hasil pengamatan yang Anda peroleh. Diskusikan bersama teman Anda dengan menerapkan sikap cinta damai, mau bekerja sama, dan menghargai pendapat orang lain untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan berikut. a. Bagaimana struktur sel penyusun jaringan otot polos? Apa fungsi otot polos? b. Bagaimana struktur sel penyusun jaringan otot lurik? Apa fungsi otot lurik? c. Bagaimana struktur sel penyusun jaringan otot jantung? Apa fungsi otot jantung? Tulislah hasil kegiatan kelompok Anda ke dalam bentuk laporan dengan format meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok yang Anda buat dengan bahasa yang sopan dan mudah dimengerti.

Dari kegiatan di atas, Anda telah mengenal ciri-ciri otot polos, otot lurik, dan otot jantung. Sekarang, Anda akan mempelajari satu per satu jenis otot tersebut melalui uraian materi berikut. 1.

Macam-Macam Otot Berdasarkan bentuk morfologis, sistem kerja, dan lokasinya dalam tubuh, otot dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu otot lurik, otot jantung, dan otot polos. Perhatikan struktur ketiga jenis otot tersebut pada Gambar 4.13!

Otot lurik

Otot jantung

Otot polos


Gambar 4.13 Jenis-jenis otot Biologi Kelas XI

85

a.

2.

}

Otot Lurik/Otot Rangka/Otot Serat Lintang Otot lurik disebut juga otot sadar karena bekerjanya dikendalikan oleh kehendak kita. Otot lurik tersusun dari miofibril berinti banyak, intinya terletak di tepi sel, berwarna gelap dan terang, tersusun teratur, serta tampak bergaris. Otot lurik mempunyai kontraksi cepat, tidak teratur, dan mudah lelah. Otot lurik melekat pada rangka dan berfungsi menggerakkan rangka. Otot lurik dapat bergerak karena rangsang berupa panas, dingin, listrik, dan rangsang kimia. b. Otot Jantung atau Miokardium Otot jantung mempunyai ciri seperti otot lurik, tetapi berinti satu atau dua dan terletak di tengah sel. Selain itu, otot jantung bercabang-cabang menghubungkan sel satu dengan sel lain. Cabang dari otot jantung disebut anastomosis. Batas antarsel otot jantung tampak jelas dan disebut diskus interkalaris. Otot jantung hanya terdapat di jantung dan kontraksinya bekerja di luar kesadaran. c. Otot Polos Sel otot polos berbentuk seperti gelendong, berinti satu, dan intinya terletak di tengah sel. Kontraksinya lambat dan tidak mudah lelah. Hal ini disebabkan karena kerja otot polos tidak dipengaruhi oleh kehendak. Otot polos terdapat pada dinding organ-organ bagian dalam. Mekanisme Gerak Otot Secara mikroskopis otot lurik tersusun dari miofibril dengan garis-garis gelap dan terang. Setiap miofibril tersusun dari sarkomer yang dibatasi dua garis Z. Sarkomer adalah unit otot yang dibatasi oleh garis gelap dan terang. Sarkomer mengandung filamen protein tebal (miosin) dan tipis (aktin) yang saling bertumpang tindih. Pita A adalah daerah gelap yang mengandung aktin dan miosin. Zona H adalah bagian pita A yang hanya mengandung miosin di bagian tengah. Pita I adalah daerah ujung Pita A Pita I sarkomer yang terdapat daerah terang Garis Z dan hanya mengandung aktin. Ketika Miofibril otot berkontraksi, aktin dan miosin Sarkomer Struktur otot bertautan serta saling menggelincir. Akibatnya, zona H dan pita I memendek sehingga sarkomer juga memendek. Mekanisme kerja otot dapat dijelasAktin Miosin Garis Z kan sebagai berikut. Jika otot mendapatRelaksasi kan rangsang, asetilkolin dalam otot akan membebaskan ion kalsium yang Zona H 2.300 nm merangsang pembentukan aktomiosin Pita A Pita I sehingga mengakibatkan otot berKontraksi kontraksi. Apabila sudah tidak ada rangsang, ion kalsium akan direabsorpsi. Akibatnya, konsentrasi ion kalsium Zona H berkurang dan ikatan antara aktin dan 1.500 nm miosin terlepas. Dengan demikian, Sumber: Biology, Raven and Johnson sarkomer akan memanjang dan otot 4.14 Perbedaan posisi aktin dan miosin dalam keadaan relaksasi. Perhatikan Gambar saat otot mengalami relaksasi dan kontraksi Gambar 4.14!

86


Saat berkontraksi, otot membutuhkan energi dan oksigen. Fase kontraksi disebut juga fase anaerob karena energi diperoleh dari penguraian ATP dan kreatin fosfat yang berlangsung secara anaerob. Dalam fase tersebut berlangsung suatu mekanisme proses kimia. Oleh karena itu, dalam mempelajari ilmu Biologi tidak terlepas dari ilmu Kimia. Adapun proses-proses kimia tersebut dapat dituliskan sebagai berikut. Kreatin fosfat + ADP → kreatin + ATP ATP → ADP + Energi ADP → AMP + Energi Fase relaksasi disebut juga fase aerob karena energi dihasilkan dari hasil pemecahan glikogen yang berlangsung secara aerob. Prosesnya adalah glikogen dipecah menjadi laktasidogen dengan diubah menjadi glukosa dan asam laktat. Glukosa akan dioksidasi sehingga menghasilkan energi serta melepaskan CO2 dan H2O. Adapun asam laktat merupakan hasil samping dari penguraian laktasidogen. Penimbunan asam laktat dalam otot secara berlebihan mengakibatkan kelelahan otot. Anda telah mempelajari mengenai mekanisme kontraksi dan relaksasi pada otot sehingga menimbulkan suatu gerakan. Otot dapat berkontraksi karena dipengaruhi oleh beberapa rangsang antara lain rangsang panas, dingin, listrik, dan rangsang kimia. Lakukan percobaan berikut untuk mengetahui pengaruh rangsang kimia terhadap kontraksi otot pada jantung katak.

Menyelidiki Pengaruh Garam Fisiologis terhadap Kontraksi Otot pada Jantung Katak tangan. Dalam kegiatan ini digunakan A. Pendahuluan objek pengamatan berupa makhluk Otot dapat berkontraksi karena hidup. Hewan uji coba perlu didipengaruhi berbagai rangsang, lakukan dengan baik. Sebelum salah satunya zat kimia. Saat dilakukan pembedahan, hewan uji berkontraksi otot akan memendek coba harus dibius terlebih dahulu sehingga mampu menggerakkan menggunakan kloroform. Setelah tulang. Kegiatan ini bertujuan untuk selesai melakukan kegiatan, hewan uji menyelidiki pengaruh garam fisiocoba dikubur dengan layak. logis terhadap kontraksi otot pada femur dan jantung katak. B. Apa yang Diperlukan? 1. Seperangkat alat bedah Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga diperlukan 2. Papan bedah sikap mau bekerja sama dan bergotong3. Cawan petri royong. Selain itu, diperlukan juga 4. Pipet tetes sikap responsif dan proaktif dalam 5. Jarum pentul 6. Kapas setiap tindakan melakukan peng7. Kloroform amatan dan percobaan. Sebelum 8. Katak hijau (Rana pipiens) melakukan kegiatan praktikum perlu sebanyak dua ekor dikenalkan perlengkapan kerja di 9. Larutan ringer laktat laboratorium yang meliputi jas 10. NaCl 0,7% praktikum, masker, dan sarung

Biologi Kelas XI

87

C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Pengaruh larutan garam fisiologis (larutan ringer laktat) terhadap kontraksi otot jantung a. Basahi kapas dengan kloroform, kemudian tempelkan kapas tersebut pada hidung katak. b. Setelah katak terbius, letakkan katak pada papan bedah dengan posisi telentang. c. Tusuklah setiap tungkainya dengan jarum pentul agar posisinya tidak bergeser. d. Sayatlah kulitnya mulai dari bagian anus sampai bagian bawah leher. e. Selanjutnya, bedahlah otototot yang berada di bagian perut dan dada sampai terlihat organ-organ dalamnya. f. Hitunglah frekuensi denyut jantung per menit sampai menit kelima. g. Catatlah frekuensi denyut jantung setiap menitnya dan hitung nilai rata-ratanya. h. Selanjutnya, tetesi jantung tersebut dengan garam fisologis (larutan ringer laktat) sebanyak tiga tetes. i. Hitunglah frekuensi denyut jantungnya per menit sampai menit kelima. j. Tulislah dalam bentuk tabel frekuensi denyut jantung setiap menit dan hitung nilai rata-ratanya. 2.

88

Pengaruh larutan NaCl 0,7% terhadap kontraksi otot jantung a. Lakukan kembali langkah a–e. b. Tetesi organ jantungnya dengan larutan NaCl 0,7% sebanyak tiga tetes.


c. d.

Hitunglah frekuensi denyut jantung per menit sampai menit kelima. Tulislah dalam bentuk tabel frekuensi denyut jantung setiap menitnya dan hitung rata-ratanya.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana pengaruh pemberian larutan ringer laktat terhadap kontraksi otot jantung? Jelaskan! 2. Bagaimana pengaruh pemberian larutan NaCl 0,7% terhadap kontraksi otot jantung? Jelaskan! 3. Berdasarkan hasil pengamatan Anda, bagaimana mekanisme gerakan pada manusia jika otot mendapatkan rangsang? 4. Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul percobaan, tujuan, alat dan bahan, langkah-langkah kegiatan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. E.

Unjuk Kreativitas Anda juga dapat melakukan percobaan untuk menyelidiki kontraksi otot femur katak yang dipengaruhi oleh beberapa rangsang, misalnya rangsang panas, dingin, dan arus listrik. Carilah informasi mengenai langkah-langkah percobaan untuk menyelidiki kontraksi otot femur katak tersebut. Selanjutnya, komunikasikan rancangan percobaan Anda kepada Bapak atau Ibu Guru. Setelah dikomunikasikan dengan guru Anda, lakukan percobaan sesuai dengan rancangan yang telah Anda buat. Tuliskan proses percobaan Anda lengkap dengan hasil percobaan pada kertas dan kumpulkan kepada Bapak atau Ibu Guru Anda.

3.

Sifat Gerak Otot dan Jenis-Jenis Gerak Berdasarkan sifat gerak, otot dibedakan menjadi otot sinergis dan otot antagonis. Apa yang dimaksud degan otot antagonis dan otot sinergis? Untuk mengetahui jawabannya lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

Menganalisis Jenis Gerak Antagonis dan Sinergis 1.

2. 3.

4.

5. 6.

Lakukan berbagai gerakan seperti berikut. a. Lencang kanan dan posisi tegap. b. Menunduk dan menengadah. c. Membengkokkan dan meluruskan tangan atau kaki. d. Menelungkupkan dan menelentangkan telapak tangan. Carilah informasi mengenai jenis-jenis gerak antagonis dan otot yang berperan dalam gerakan tersebut. Identifikasilah jenis-jenis gerakan yang Anda lakukan beserta otot yang berperan berdasarkan informasi yang Anda peroleh. Selain itu, identifikasilah jenis sendi yang terlibat dalam gerakan tersebut. Ajaklah teman Anda berdiskusi dengan menerapkan sikap cinta damai dan berani mengemukakan argumentasi secara sopan untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan berikut. a. Apa saja jenis gerak antagonis berdasarkan gerakan yang telah Anda lakukan? Apa nama otot yang berperan dalam gerakan tersebut? b. Sendi apa saja yang terlibat dalam gerakan tersebut? c. Apa yang dimaksud dengan otot antagonis dan otot sinergis? Tulislah hasil kegiatan Anda dalam bentuk laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil kegiatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui beberapa jenis gerakan yang disebabkan oleh otot sinergis dan otot antagonis. Otot sinergis adalah pasangan otot yang bekerja sama dengan tujuan yang sama. Sebagai contoh, otototot antartulang rusuk yang bekerja sama ketika menarik napas serta otot pronator teres dan otot pronator kuadratus yang bekerja sama dalam menelentangkan dan menelungkupkan telapak tangan. Sementara itu, otot antagonis adalah pasangan otot yang kerjanya berlawanan. Sebagai contoh, otot bisep dan otot trisep. Untuk mengangkat lengan bawah, otot bisep berkontraksi dan otot trisep berelaksasi serta untuk menurunkan lengan bawah otot bisep berelaksasi dan otot trisep berkontraksi. Kerja otot antagonis akan menghasilkan jenis-jenis gerakan yang berlawanan. Anda dapat mengetahui jenis-jenis gerakan yang disebabkan oleh otot antagonis melalui uraian materi berikut.

Biologi Kelas XI

89

a.

b.

c.

d.

Abduksi – Adduksi Abduksi adalah gerakan menjauhi badan, sedangkan adduksi adalah gerakan mendekati badan.

Pronasi

Depresi – Elevasi Depresi adalah gerak menurunkan, sedangkan elevasi adalah gerak mengangkat. Supinasi – Pronasi Supinasi adalah gerak menengadahkan tangan, sedangkan pronasi adalah gerak menelungkupkan tangan.

Supinasi

Depresi

Elevasi

Abduksi

Adduksi Sumber: Kinesiologi: The Anatomy of Motion, Duvall

Gambar 4.15 Jenis-jenis gerakan otot antagonis

Ekstensi – Fleksi Ekstensi adalah gerak meluruskan, sedangkan fleksi adalah gerak membengkokkan.

Fleksi

Ekstensi

Sumber: Biology, Raven and Jonhson

Gambar 4.16 Gerakan otot antagonis fleksi – ekstensi

Ilmu pengetahuan dan teknologi sering disalahgunakan oleh manusia. Salah satunya penggunaan doping untuk meningkatkan kekuatan otot. Doping merupakan zat kimia buatan yang digunakan untuk meningkatkan kinerja tubuh. Pada awalnya, zat kimia yang sekarang digunakan untuk doping ditemukan oleh ilmuwan untuk mengobati orang yang sakit. Sebagai contoh, eritropoietin digunakan untuk mengobati orang yang mengalami gangguan pada produksi darah merahnya. Namun, seiring perjalanan waktu, doping disalahgunakan oleh para atlet untuk mencapai prestasi yang baik. Menurut Anda, apakah tindakan penggunaan doping itu sesuai dengan pola pikir ilmiah? Jika Anda ingin menjadi atlet profesional, apa yang akan Anda lakukan untuk meningkatkan prestasi Anda?

90


1. 2.

Bagaimana perbedaan antara otot jantung, otot lurik, dan otot polos! Bagaimana mekanisme kerja otot!

3.

Apa yang dimaksud dengan otot antagonis dan otot sinergis? Berikan contohnya!

C. Kelainan dan Teknologi yang Berhubungan dengan Sistem Gerak Sistem gerak dapat mengalami kelainan baik berupa gangguan maupun penyakit sehingga dapat mengganggu mekanisme gerak. Apa saja kelainan yang dapat terjadi pada sistem gerak? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.

Mengidentifikasi Kelainan pada Sistem Gerak 1.

2. 3.

4.

Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai kelainan-kelainan yang terjadi pada sistem gerak. Bacalah informasi yang Anda peroleh dengan cermat dan teliti. Catatlah jenis-jenis kelainan yang terjadi pada sistem gerak beserta penyebabnya. Berdasarkan informasi yang Anda peroleh, buatlah berbagai bentuk media presentasi mengenai jenis-jenis kelainan yang terjadi pada sistem gerak beserta penyebab dan dampaknya. Kumpulkan hasil tugas Anda kepada Bapak atau Ibu Guru.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui beberapa kelainan yang terjadi pada sistem gerak. Kelainan pada sistem gerak dapat menyerang tulang, persendian, dan otot. Kelainan atau gangguan yang berhubungan dengan otot antara lain tetanus, atrofi otot, kram atau kejang, hipertrofi otot, kaku leher (stiff), distrofi otot, dan hernia abdominal. Adapun kelainan atau gangguan yang berhubungan dengan tulang penyusun rangka antara lain rakitis, nekrosis, skoliosis, kifosis, lordosis, dan osteoporosis. Bagian persendian pun dapat mengalami gangguan, misal dislokasi, terkilir, ankilosis, dan arthritis. Untuk memperoleh informasi lengkap mengenai penyakit pada sistem gerak serta cara penanganannya, Anda dapat mengakses alamat website berikut. 1. http://goo.gl/YkySbu. 2. http://goo.gl/PUVEqA. 3. http://goo.gl/z3AFo8.

Biologi Kelas XI

91

Perkembangan ilmu dan teknologi didukung dengan pola pikir ilmiah telah berhasil menciptakan berbagai teknologi yang digunakan untuk membantu kelainan pada tulang. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa Biologi berhubungan erat dengan ilmu Kedokteran. Jenis-jenis teknologi yang digunakan untuk membantu gangguan pada tulang sebagai berikut. 1.

Transplantasi Sumsum Tulang Sumsum merah yang terdapat di dalam tulang dapat ditransplantasikan dari satu orang ke orang lain. Transplantasi sumsum merah ini berguna untuk proses penyembuhan kanker darah (leukemia). Transplantasi sumsum tulang merupakan salah satu jenis transplantasi sel punca (stem cell).

2.

Penggantian Sendi Pada orang tua yang mengalami penyakit degeneratif tulang, sendi-sendinya mengalami kerusakan sehingga menimbulkan rasa sakit. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, saat ini telah dikenal metode pembedahan untuk mengganti sendi dengan bahan logam. Bonggol sendi diganti dengan logam campuran (misal campuran titanium) dan cawan sendi diganti dengan mangkuk polietilena (misal plastik) yang memiliki kerapatan tinggi. Selanjutnya, kedua sisi direkatkan dengan senyawa metil Selain beberapa teknologi metakrilat yang berpori sehingga fisiologi yang terdapat dalam materi, masih tulang tetap normal.

3.

Penyembuhan Patah Tulang Penyembuhan patah tulang dapat dilakukan dengan cara-cara berikut. 1) Pembidaian, dilakukan dengan cara menempatkan benda keras di daerah sekeliling tulang yang patah. 2) Pemasangan gibs, dilakukan dengan membungkuskan bahan kapur di sekitar tulang yang patah. 3) Pembedahan internal, dilakukan dengan cara melakukan pembedahan dan menempatkan batang logam pada tulang yang patah.

ditemukan teknologi lain yang dapat membantu dalam kelainan pada sistem gerak. Untuk mengetahui teknologi-teknologi tersebut, bukalah artikel dalam alamat website berikut. 1. http://goo.gl/75u0Q7 2. http://goo.gl/EkRAsN 3. http://goo.gl/yX2Jb7 Setelah membaca artikelartikel tersebut, kembangkan pola pikir ilmiah Anda untuk menciptakan produk-produk inovatif yang bermanfaat bagi kehidupan manusia.

Perkembangan teknologi yang bermanfaat bagi penyembuhan kelainan sistem gerak tidak terlepas dari pola pikir ilmiah yang didukung dengan kemauan untuk bekerja keras, berpikir kreatif, dan inovatif. Sebagai generasi muda, apa yang akan Anda lakukan untuk mengembangkan pola pikir ilmiah sehingga dapat menghasilkan produk yang bermanfaat bagi manusia?

92


1. 2.

Apa yang dimaksud dengan rakitis? Apa penyebabnya? Jelaskan lima gangguan pada otot!

3.

Jelaskan tiga jenis gangguan pada persendian!

Carilah informasi mengenai cara pembuatan awetan rangka hewan dari berbagai literatur. Catatlah prosedur pembuatan awetan rangka berdasarkan informasi yang Anda peroleh. Komunikasikan prosedur yang telah Anda buat dengan Bapak atau Ibu Guru. Selanjutnya, buatlah awetan rangka berbagai jenis hewan, misalnya ikan, katak, serta ayam atau burung sesuai dengan prosedur yang telah Anda buat. Kumpulkan hasil awetan rangka yang telah Anda buat kepada Bapak atau Ibu Guru.

1. 2.

3. 4.

5.

6. 7. 8.

Alat gerak manusia dibedakan menjadi alat gerak aktif berupa otot dan alat gerak pasif berupa tulang. Tulang-tulang di dalam tubuh akan membentuk rangka tubuh. Rangka berfungsi sebagai penopang dan penunjang tegaknya tubuh, memberi bentuk tubuh, melindungi alat-alat atau bagian tubuh yang lunak, dan tempat melekatnya otototot rangka. Rangka tubuh manusia dikelompokkan menjadi skeleton aksial dan skeleton apendikuler. Berdasarkan jenisnya, tulang dibedakan menjadi tulang rawan dan tulang keras. Berdasarkan bentuknya, tulang dibedakan menjadi tulang pipa, tulang pendek, dan tulang pipih. Hubungan antartulang disebut persendian. Berdasarkan keleluasaan gerakan yang dihasilkan, persendian dibedakan menjadi sinartrosis, amfiartrosis, dan diartrosis. Otot di dalam tubuh dibedakan menjadi tiga jenis yaitu otot lurik, otot polos, dan otot jantung. Pergerakan tubuh ditentukan oleh otot dan rangka. Gerakan otot dapat terjadi karena adanya mekanisme kontraksi dan relaksasi. Sistem gerak dapat mengalami gangguan yang meliputi gangguan pada tulang, persendian, dan otot.

Biologi Kelas XI

93

5)

Osteoklas merusak bagian tengah tulang pipa sehingga terbentuk rongga. Urutan proses penulangan (osifikasi) pada tulang pipa yang benar adalah . . . . a. 1)–2)–3)–4)–5) b. 1)–3)–2)–5)–4) c. 1)–3)–4)–2)–5) d. 2)–1)–4)–3)–5) e. 2)–3)–4)–5)–1)

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Struktur tulang rawan pada anak-anak berbeda dengan tulang rawan pada orang dewasa karena tulang rawan anak-anak . . . . a. tidak memiliki lakuna b. berasal dari perikondrium c. kondroblas bersifat tidak aktif d. mengandung lebih banyak kondroblas e. mempunyai matriks teritorial dan interteritorial 2. Perhatikan gambar berikut!

4. Adanya persendian memungkinkan munculnya gerak yang sangat bervariasi. Macam persendian dari hubungan antartulang di bawah ini yang benar adalah . . . . Sendi Geser

X

a.

Y

b.

Z c.

Berdasarkan bentuknya, tulang yang ditunjuk oleh huruf X, Y, dan Z termasuk tulang . . . . X a. b. c. d. e.

pipa pipa pipih pendek pendek

Y pipih pendek pendek pipa pipih

Z pendek pipih pipa pipih pipa

3. Perhatikan proses-proses berikut! 1) Pembentukan osteosit dari osteoblas. 2) Pada bagian di antara epifisis dan diafisis terbentuk cakra epifisis. 3) Osteosit tumbuh melingkar membentuk sistem Havers. 4) Penambahan senyawa kalsium dan fosfat dalam matriks.

94


d. e.

Sendi Putar

Tulang paha– Tulang ibu jari– tulang telapak tulang betis tangan Hubungan antar- Tulang tengruas tulang bela- k o r a k –t u l a n g atlas kang Tulang ibu jari– Hubungan antartulang tulang telapak ruas belakang tangan Tulang teng- Tulang ibu jari– k o r a k –t u l a n g tulang telapak tangan atlas Tulang paha– Tulang tengk o r a k –t u l a n g tulang betis atlas

Sendi Engsel Tulang lengan atas–tulang belikat Hubungan antarruas tulang jari tangan Tulang lengan atas–tulang belikat Hubungan antarruas tulang jari tangan Hubungan antarruas tulang jari tangan

5. Saat kita melakukan gerak fleksi (menekuk lengan), keadaan otot adalah .... a. otot bisep dan otot trisep berelaksasi b. otot ekstensor dan fleksor berkontraksi c. otot bisep berkontraksi dan otot trisep berelaksasi d. otot bisep berelaksasi dan otot trisep berkontraksi e. otot ekstensor berelaksasi dan otot fleksor berkontraksi

6. Perhatikan gambar berikut! X

Y

c. d. e.

berkurangnya minyak pelumas pada sendi kegagalan metabolisme asam urat penipisan tulang rawan pada sendi

9. Perhatikan gambar berikut! Z

Pernyataan yang sesuai dengan gambar di atas adalah . . . a. Daerah X disebut pita A karena mengandung aktin dan miosin yang saling tumpang tindih. b. Daerah X merupakan satu sarkomer karena dibatasi oleh dua daerah terang. c. Daerah Y disebut pita A karena hanya mengandung aktin sehingga tampak terang. d. Daerah Y disebut pita I karena hanya mengandung miosin sehingga tampak terang. e. Daerah Z disebut zona H karena hanya mengandung aktin sehingga tampak gelap. 7. Pernyataan mengenai otot berikut ini benar, kecuali . . . a. Otot memanjang saat relaksasi dan memendek saat kontraksi. b. Elastisitas otot adalah kemampuan otot untuk kembali ke ukuran semula. c. Kontraktibilitas otot adalah kemampuan otot untuk memanjang dan memendek. d. Kontraktibilitas adalah kemampuan otot untuk menjadi lebih pendek dari ukuran semula. e. Ekstensibilitas otot adalah kemampuan otot untuk menjadi lebih panjang dari ukuran semula. 8. Penyakit gout artritis merupakan gangguan persendian yang disebabkan oleh . . . . a. tertariknya ligamen akibat gerak mendadak b. bergesernya sendi dari kedudukan normal

Kelainan tulang dapat terjadi akibat kesalahan sikap duduk. Sikap duduk seperti gambar di atas dapat mengakibatkan kelainan tulang belakang yang disebut . . . . a. fisura d. lordosis b. kifosis e. skoliosis c. fraktura 10. Jenis gangguan pada tulang yang termasuk gangguan mekanis adalah .... a. fisura b. rakitis c. lordosis d. skoliosis e. osteoporosis B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Tulang akan berhenti tumbuh pada saat usia mencapai 25 tahun. Namun, kebutuhan akan kalsium dan vitamin D tetap berlangsung seumur hidup. Mengapa demikian? 2. Salah satu gangguan tulang yang diakibatkan oleh gangguan mekanis adalah fraktura. Jelaskan apa yang disebut fraktura! Mengapa pada anakanak jika terjadi gangguan fraktura lebih cepat sembuh dibanding orang dewasa?

Biologi Kelas XI

95

3. Rangka digerakkan oleh otot lurik sehingga kontraksinya cepat, tetapi mudah lelah. Apa keuntungan sifat kontraksi otot ini? 4. Wanita manula lebih mudah mengalami osteoporosis dibandingkan pria manula. Mengapa bisa demikian? 5. Otot-otot yang terlihat pada tubuh atlet binaragawan lebih kekar dari orang biasa. Apakah jumlah dan jenis otot pada atlet binaragawan dan orang biasa berbeda? 6. Dalam pewayangan dikisahkan Gatotkaca merupakan ksatria yang ”berotot kawat dan bertulang besi”. Seandainya hal itu benar terjadi, bagaimana pendapat Anda!

8. Operasi bionik telah membuat seorang pria berkebangsaan Denmark memiliki tangan baru. Sebelumnya, pria tersebut kehilangan tangan kirinya akibat petasan. Pria tersebut mengaku bahwa dirinya dapat merasakan tingkat kekerasan benda menggunakan tangan bionik tersebut. Bagaimana Anda dapat menjelaskan fenomena tersebut? Berikan alasan secara ilmiah! 9. Apa yang akan terjadi jika suatu sendi mengalami dislokasi? 10. Struktur otot diterapkan dalam teknologi pembuatan tali sehingga menghasilkan tali yang kuat. Bagaimana struktur otot sehingga dapat diadopsi dalam teknologi pembuatan tali!

7. Saat otot dalam keadaan relaksasi disebut juga otot dalam keadaan aerob. Mengapa bisa demikian?

Tuhan menganugerahkan sistem gerak kepada manusia agar manusia dapat bergerak bebas melakukan aktivitasnya. Namun, ada beberapa orang yang mengalami kelainan dalam sistem geraknya. Sebagai contoh, bentuk kaki yang abnormal sehingga tidak mampu berjalan. Kelainan pada sistem gerak tersebut dapat diatasi dengan teknologi berupa kaki palsu. Tuhan juga telah menganugerahkan pola pikir ilmiah agar manusia dapat menciptakan produk-produk inovatif yang bermanfaat bagi kehidupan manusia. Dari uraian ini, cobalah untuk introspeksi diri dengan merenungkan pertanyaan-pertanyaan berikut. 1. Setiap orang memiliki kekurangan dan kelebihan. Tidak ada manusia yang sempurna. Sebagai manusia yang beragama, bagaimana sikap Anda ketika bertemu dengan orang yang mengalami kecacatan fisik seperti memiliki kaki yang abnormal? 2. Jika Anda dianugerahi tubuh yang sempurna, bagaimana wujud rasa syukur Anda kepada Tuhan Yang Maha Esa?

96


Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Sirkulasi Mempelajari

Alat-Alat Peredaran Darah dan Mekanisme Peredaran Darah

Darah Mencakup

Mencakup

Kelainan-Kelainan dan Teknologi yang Berkaitan dengan Sistem Peredaran Darah Meliputi

Komponen Darah Meliputi Plasma Darah

Pembekuan Darah Melibatkan peran Trombosit

Alat-Alat Peredaran Darah

Mekanisme Peredaran Darah Dibedakan

Meliputi

Eritrosit

Jantung

Leukosit

Pembuluh Darah

Kelainan dan Gangguan pada Darah

Kelainan dan Gangguan pada Jantung Peredaran Darah Besar

Peredaran Darah Kecil

Kelainan dan Gangguan pada Pembuluh Darah

Diatasi dengan

Trombosit

Golongan Darah

Teknologi yang Digunakan untuk Membantu Gangguan pada Sistem Sirkulasi

Golongan Darah A Dibedakan

Golongan Darah B Golongan Darah AB Golongan Darah O

Biologi Kelas XI

97

Sumber: www.healthcare.siemens.com

Ekokardiograf atau USG jantung merupakan salah satu alat kedokteran yang berfungsi memberikan gambaran struktur internal jantung. Alat ini juga dapat memberikan gambaran gerakan jantung dan pembuluh darah besar. Gambaran bagian dalam jantung tersebut ditampilkan pada layar komputer. Melalui ekokardiograf, berbagai gangguan pada jantung seperti tumor, gagal jantung, dan gangguan jantung bawaan dapat didiagnosis. Dengan demikian, dapat dilakukan penanganan dengan cepat. Jantung dan pembuluh darah besar merupakan beberapa komponen sistem peredaran darah. Jantung berfungsi memompa darah. Apa yang akan terjadi jika jantung berhenti memompa darah? Komponen apa saja yang menyusun sistem peredaran darah? Bagaimana darah dapat beredar ke seluruh tubuh?

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

98

Komponen darah Golongan darah Pembekuan darah Alat-alat peredaran darah Mekanisme peredaran darah Kelainan dan gangguan pada sistem peredaran darah Teknologi yang dapat digunakan untuk membantu gangguan sistem peredaran darah

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Sirkulasi

•

Darah

•

Jantung

•

Pembuluh darah

•

Trombosit

•

Leukosit

•

Eritrosit

•

Golongan darah

Jantung merupakan salah satu komponen penyusun sistem peredaran darah. Sistem peredaran darah adalah semua tabung dan saluran (pembuluh darah yang mengalirkan darah) dan jantung yang memompa darah ke seluruh tubuh (Davis, Dinwiddy, Morgan, Goldstein, Wood, & Woodford: 2010). Sistem peredaran darah memiliki beberapa fungsi antara lain sebagai pengangkut berbagai zat dalam tubuh, mengatur suhu tubuh, dan melindungi tubuh dari bakteri dan virus. Dalam bab ini Anda akan mempelajari tentang sistem peredaran darah. Hal-hal yang perlu dipelajari untuk dapat menjelaskan tentang sistem peredaran darah yaitu darah, alatalat peredaran darah dan mekanisme peredaran darah, serta kelainan dan teknologi yang berkaitan dengan sistem peredaran darah.

A. Darah Darah merupakan cairan yang terdapat dalam pembuluh darah yang berfungsi untuk menyalurkan zat-zat ke seluruh tubuh. Volume darah manusia kurang lebih 8% dari total berat badan manusia. Komponen-komponen apa saja yang menyusun darah? Untuk mengetahuinya lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Struktur dan Fungsi Komponen Penyusun Darah 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7.

Perhatikan gambar jaringan darah di samping. Berdasarkan gambar, identifikasilah komponenkomponen yang menyusun jaringan darah. Carilah literatur dari berbagai sumber seperti bukubuku referensi dan internet tentang struktur serta fungsi komponen-komponen darah. Dunia Ilmu, Time–Life: Catatlah informasi-informasi penting yang Anda Sumber: Hamparan Tubuh Manusia, Tira Pustaka peroleh. Gambar 5.1 Komponen Diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut dengan penyusun darah teman-teman Anda secara santun dan cinta damai. a. Apa saja komponen yang menyusun jaringan darah? b. Jelaskan struktur dan fungsi setiap komponen darah! Tuliskan hasil diskusi Anda dalam sebuah format laporan meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Setelah melakukan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui struktur serta fungsi komponen penyusun darah. Simaklah uraian berikut untuk lebih mamahami tentang komponen darah. 1.

Komponen Darah Apa yang Anda pikirkan jika sampel darah disentrifugasi? Apabila contoh darah diambil, kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan disentrifugasi maka dapat diketahui bahwa darah tersusun dari 55% plasma darah dan 45% selsel darah.

Biologi Kelas XI

99

a.

b.

100

Plasma Darah Plasma darah terdiri atas 90% air dan 10% sisanya zat-zat yang terlarut di dalamnya. Zat terlarut dalam plasma darah meliputi protein (albumin, glabulin, protombin, dan fibrinogen), garam mineral (NaCl, magnesium, dan besi), bahan organik (glukosa, asam amino, dan asam lemak), hormon, gas (karbon dioksida), dan sisa metabolisme. Plasma darah berfungsi sebagai pelarut zat-zat lain dan mengedarkan sari-sari makanan. Sel-Sel Darah Ada tiga macam sel darah, yaitu sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan keping darah (trombosit). 1) Sel Darah Merah (Eritrosit) Bentuk sel darah merah dapat Anda amati pada Gambar 5.2. Karakteristik sel darah merah sebagai berikut. a) Berbentuk bikonkaf. b) Tidak berinti. c) Berwarna merah karena mengandung hemoglobin. Hemoglobin berperan mengikat oksigen dan karbon dioksida. d) Setiap mm3 darah pada seorang lakilaki mengandung ±5 juta eritrosit dan Sumber: Biology, Glenn dan Toole pada seorang perempuan terdapat Gambar 5.2 Sel darah merah (ditunjukkan oleh tanda panah) ±4 juta sel eritrosit. e) Saat dalam rahim ibu, eritrosit dibentuk dalam hati dan limpa. Setelah dilahirkan, eritrosit dibentuk dalam sumsum tulang. f) Eritrosit dapat berumur sampai 120 hari. Setelah mati, eritrosit akan dirombak menjadi bilirubin dan biliverdin di dalam hati. 2) Sel Darah Putih (Leukosit) Karakteristik sel darah putih sebagai berikut. a) Leukosit memiliki inti sel. b) Tidak mengandung hemoglobin sehingga tidak berwarna merah. c) Memiliki ukuran lebih besar daripada eritrosit. d) Leukosit dibentuk di dalam sumsum merah, limpa, dan kelenjar getah bening atau kelenjar limfe. e) Dalam setiap mililiter darah terdapat leukosit sekitar 5.000–10.000 butir. Berdasarkan karakteristik sitoplasmanya, leukosit dapat dibagi menjadi dua yaitu granulosit (sitoplasma bergranula) dan agranulosit (sitoplasma tidak bergranula).


Jenis-jenis leukosit dapat dilihat pada Tabel 5.1. Tabel 5.1 Jenis-Jenis Leukosit Granulosit dan Agranulosit Keterangan

Leukosit B

• •

Setiap mm3 darah mengandung 20–50 butir. Plasma bersifat basa dan terdapat bintik-bintik biru yang mengandung histamin (senyawa yang menimbulkan reaksi alergi). Memproduksi heparin (berperan dalam pembekuan darah). Bersifat fagosit.

• • • •

Setiap mm3 darah mengandung 100–400 butir. Plasma bersifat asam dan terdapat bintik-bintik merah. Pertahanan terhadap parasit. Bersifat fagosit.

• •

Setiap mm3 darah mengandung 3.000–7.000 butir. Plasma bersifat netral dan terdapat bintik-bintik merah kebiruan. Memusnahkan bakteri dan zat-zat asing yang masuk ke tubuh. Bersifat fagosit.

• •

e r g Basofil

r a n u l a

Eosinofil

Neutrofil

• •

• •

Tidak B e

•

r

Limfosit

g r

• • • •

a n u l

•

a

Setiap mm3 darah mengandung 1.500–3.000 butir. Tidak dapat bergerak bebas dan dapat membentuk zat antibodi. Berperan dalam pertahanan terhadap serangan mikroorganisme (virus), makromolekul asing, dan sel-sel kanker. Setiap mm3 darah mengandung 100–700 butir. Dapat bergerak cepat. Bersifat fagosit. Monosit dapat bergerak bebas serta dapat membesar dan berkembang menjadi makrofag. Makrofag merupakan sel fagositik terbesar dan berumur panjang. Berperan menjaga kekebalan tubuh dari infeksi.

Monosit

3)

Keping Darah (Trombosit) Bentuk keping darah dapat Anda lihat pada Gambar 5.3. Trombosit merupakan fragmenfragmen besar sel yang disebut megakariosit. Karakteristik keping darah sebagai berikut. a) Keping darah berukuran kecil dan memiliki bentuk tidak beraturan. b) Keping darah tidak berinti. Sumber: http://hematolojiatlasi.com c) Masa hidup keping darah ±10–12 hari. Gambar 5.3 Trombosit (ditunjuk3 d) Dalam setiap mm darah terdapat keping kan oleh tanda panah) darah sekitar 200.000–400.000 butir. e) Keping darah berperan dalam proses penggumpalan darah.

Biologi Kelas XI

101

Nah, Anda telah menyimak uraian tentang komponen darah. Sekarang, Anda perlu melakukan kegiatan berikut ini untuk membuktikan uraian yang telah Anda baca. Anda sebaiknya menggunakan pola pikir secara ilmiah untuk memahami bioproses dalam tubuh manusia.

Mengidentifikasi Bentuk-Bentuk Sel Darah A.

102

Pendahuluan Darah merupakan jaringan cair yang terdiri atas plasma darah dan selsel darah. Sel-sel darah terdiri atas tiga macam, yaitu sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan keping darah (trombosit). Komposisi masing-masing komponen darah tersebut pun berbeda untuk 1 mm3 darah. Penambahan larutan tertentu pada cairan darah dapat melisis sel darah. Dengan demikian, bentuk sel darah dapat teramati melalui pengamatan mikroskop. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga dibutuhkan sikap mau bekerja sama dalam kelompok. Dalam melakukan kegiatan ini diperlukan sikap teliti, cermat, dan jujur untuk memperoleh data pengamatan yang akurat. Dalam melakukan kegiatan ini menggunakan jarum lanset. Jarum lanset digunakan untuk menusuk jari tangan agar darah keluar dari pembuluh darah. Setelah menusukkan jarum lanset, sebaiknya bekas tusukan diusap dengan kapas yang telah dibasahi alkohol 70%. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya infeksi pada bekas tusukan. Selain itu, jarum lanset hanya boleh digunakan satu kali. Setelah digunakan, jarum lanset dibungkus dan dibuang di tempat yang aman untuk menjaga kelestarian lingkungan.

B.

Apa yang Diperlukan? 1. Mikroskop 2. Gelas preparat 3. Gelas penutup 4. Jarum lanset 5. Kapas 6. Kertas saring 7. Sampel darah 8. Larutan Hayem 9. Larutan Turk 10. Alkohol 70%

C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Berilah label A dan B pada dua gelas preparat yang berbeda. 2. Bersihkan ujung jarum lanset menggunakan kapas yang telah dibasahi alkohol 70%. Selanjutnya, bersihkan salah satu ujung jari tangan menggunakan kapas yang telah dibasahi alkohol 70%. 3. Tusukkan jarum lanset pada ujung jari tersebut sampai darah menetes keluar. Usaplah darah yang baru menetes tersebut dengan kapas karena darah telah bercampur dengan alkohol 70%. 4. Teteskan darah sebanyak 1 tetes di atas gelas preparat A dan 1 tetes di atas gelas preparat B. 5. Teteskan larutan Hayem sebanyak 2 tetes di atas preparat A dan larutan Turk sebanyak 2 tetes di atas gelas preparat B yang sudah ditetesi darah. Tutupkan gelas penutup secara hati-hati pada tiap-tiap gelas preparat tersebut.


6. 7.

Isaplah kelebihan cairan pada sisi gelas penutup menggunakan kertas saring. Amati menggunakan mikroskop dimulai dengan perbesaran lemah. Lanjutkan pengamatan Anda menggunakan perbesaran kuat. Gambarkan hasil pengamatan Anda dalam buku kerja.

D. Diskusi dan Pertanyaan 1. Apakah jenis sel darah yang dapat teramati pada gelas preparat A dan B? 2. Apakah fungsi larutan Hayem dan larutan Turk yang diteteskan pada darah? 3. Bagaimana ciri-ciri sel darah yang dapat teramati pada gelas preparat A dan B?

2.

4.

E.

Tuliskan hasil kegiatan Anda dalam sebuah laporan secara mandiri dengan format judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan.

Unjuk Kreativitas Carilah literatur mengenai bentuk-bentuk sel darah. Bandingkan bentuk sel darah yang Anda amati dengan literatur yang Anda baca. Selanjutnya, buatlah sebuah rancangan percobaan untuk mengamati bentuk keping darah. Konsultasikan rancangan percobaan yang Anda buat kepada Bapak atau Ibu Guru. Lakukan percobaan untuk mengamati bentuk keping darah berdasarkan rancangan percobaan yang Anda buat. Kumpulkan hasil percobaan Anda kepada Bapak atau Ibu Guru.

Golongan Darah Golongan darah setiap orang dapat berbeda-beda. Untuk mengetahui jenisjenis golongan darah, lakukan kegiatan berikut!

Mengidentifikasi Golongan Darah 1. 2.

3. 4.

Carilah informasi yang berkaitan dengan penggolongan darah dari berbagai literatur, dapat berupa buku-buku referensi maupun dari internet. Diskusikan dengan kelompok Anda secara santun dan cinta damai untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Apa yang Anda ketahui tentang golongan darah? b. Ada berapa macam sistem penggolongan darah manusia? Jelaskan! c. Berdasarkan jenis-jenis golongan darah tersebut, faktor-faktor apa saja yang perlu diperhatikan dalam melakukan transfusi darah? Jelaskan jawaban Anda! Tuliskan hasil diskusi kelompok Anda dalam format laporan meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan hasil kegiatan kelompok Anda di depan kelas. Selanjutnya, kumpulkan laporan kelompok Anda kepada Bapak atau Ibu Guru. Terapkan sikap bertanggung jawab untuk melakukan kegiatan ini.

Biologi Kelas XI

103

Setelah melakukan kegiatan tersebut, Anda telah mengetahui bahwa darah manusia dikelompokkan berdasarkan kandungan protein dalam darahnya. Protein tersebut Untuk menambah wawasan Anda tentang darah simaklah adalah aglutinin yang terdapat dalam plasma materi pada alamat berikut. darah dan aglutinogen yang terdapat pada 1. http://goo.gl/ZFEIie permukaan membran sel darah merah. 2. http://youtu.be/LGiloMLBgc Simaklah uraian berikut untuk menambah Informasikan pengetahuan yang Anda dapatkan kepada temanpemahaman Anda tentang golongan darah. teman Anda. Pada tahun 1900, Dr. Karl Landsteiner melakukan penelitian yaitu mencampur eritrosit seseorang dengan serum darah orang lain. Pada percobaan pertama, terjadi penggumpalan (aglutinasi) dan pada percobaan yang kedua, tidak terjadi penggumpalan. Pada akhirnya, Dr. Karl Landsteiner menemukan perbedaan antara aglutinogen dan aglutinin. Aglutinogen dibedakan menjadi dua yaitu aglutinogen A dan B. Aglutinin juga dibedakan menjadi dua yaitu aglutinin α dan β. Atas dasar inilah Dr. Karl Landsteiner memperkenalkan sistem penggolongan darah ABO yang membedakan darah ke dalam empat golongan, seperti dijelaskan dalam tabel berikut. Tabel 5.2 Golongan Darah Golongan Darah

Aglutinogen

Aglutinin

A B AB O

A B A dan B –

β α – α dan β

Bagaimana cara membaca golongan darah seseorang berdasarkan tabel tersebut? Apabila eritrosit seseorang mengandung aglutinogen A, sedangkan plasma darahnya mengandung aglutinin β (anti-B) maka orang tersebut bergolongan darah A. Penggolongan darah ABO berperan dalam transfusi darah. Transfusi darah merupakan proses pemindahan darah dari tubuh seseorang ke dalam tubuh orang lain. Orang yang menerima darah disebut penerima (resipien). Adapun orang yang memberikan darah disebut pemberi (donor). Hal yang harus diperhatikan dalam transfusi darah yaitu jenis aglutinogen donor dan aglutinin resipien. Aglutinin memiliki kemampuan untuk menggumpalkan eritrosit. Jadi, apabila darah donor tidak sesuai dengan resipien maka aglutinogen donor akan bercampur dengan aglutinin resipien dan mengakibatkan darah resipien menggumpal. Agar Anda lebih memahami transfusi darah perhatikan Tabel 5.3. Tabel 5.3 Transfusi Darah Resipien Donor A B AB O

104

A

B

O

AB

– + + –

+ – + –

+ + + –

– – – –


Keterangan: + = menggumpal – = tidak menggumpal

Seseorang dengan golongan darah O disebut donor universal karena dapat ditransfusikan kepada semua golongan darah. Golongan darah AB disebut resipien universal karena dapat menerima transfusi dari semua golongan darah. Namun, pada praktiknya hal tersebut jarang dilakukan. Darah manusia memiliki warna yang sama. Namun, protein dalam darah manusia ternyata berbeda. Hal tersebut menunjukkan kompleksitas ciptaan Tuhan. Sudah seharusnya Anda bersyukur kepada Tuhan yang dapat diwujudkan dengan menjaga ciptaanNya. Selain itu, apakah Anda sudah mengetahui golongan darah Anda? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui golongan darah yang Anda miliki.

Selain sistem ABO, darah juga dapat digolongkan berdasarkan sistem MN dan sistem rhesus. Kedua sistem penggolongan darah tersebut juga ditemukan oleh Dr. Karl Landsteiner. Bukalah alamat website berikut untuk mengetahui penggolongan darah dengan kedua sistem tersebut. 1. http://goo.gl/sX4Q7i 2. http://goo.gl/XwMa22 Selanjutnya, buatlah rangkuman berdasarkan informasi yang Anda dapatkan.

Menentukan Golongan Darah A.

Pendahuluan Secara kasat mata, darah manusia berwarna merah. Jika dilakukan pengujian lebih lanjut, ternyata darah manusia tersusun dari komponen mikroskopis berupa plasma darah dan sel darah. Darah juga memiliki kandungan protein yang beragam. Kandungan protein dalam darah manusia merupakan cara untuk menggolongkan darah. Salah satu sistem penggolongan darah adalah sistem ABO. Pengujian golongan darah sistem ABO menggunakan serum antiA dan serum anti-B. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga dibutuhkan sikap mau bekerja sama. Dalam melakukan uji golongan darah diperlukan juga sikap teliti, cermat, dan jujur untuk memperoleh data pengamatan yang akurat. Pada kegiatan ini terdapat penusukan jari manis dengan jarum lanset. Setelah penusukan, sebaiknya jari manis dibersihkan dengan alkohol

70%. Hal tersebut bertujuan untuk menghindari terjadinya infeksi. B.

Apa yang Diperlukan? 1. Jarum lanset 2. Gelas preparat 3. Pipet tetes 4. Tusuk gigi 5. Kapas 6. Sampel darah 7. Serum anti-A 8. Serum anti-B 9. Alkohol 70%

C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Tempelkan label bertuliskan huruf A di bagian kiri gelas preparat dan label bertuliskan huruf B di bagian kanan gelas preparat. 2. Bersihkan ujung jari manis tangan kiri menggunakan kapas yang telah dibasahi alkohol 70%. Tusukkan jarum lanset ke ujung jari manis, kemudian bersihkan darah yang pertama keluar karena telah bercampur dengan alkohol 70%. Biologi Kelas XI

105

3.

4.

5.

Teteskan darah yang keluar berikutnya ke atas gelas preparat (pada bagian yang berlabel A dan B). Berilah satu tetes serum anti-A pada darah di bagian A dan serum anti-B pada darah di bagian B. Aduk darah dengan tusuk gigi. Tusuk gigi cukup digunakan satu kali saja. Amatilah perubahan yang terjadi pada darah yang telah ditetesi serum anti-A dan serum anti-B.

3. 4. 5.

E.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana perubahan pada darah yang diberi serum anti-A dan serum anti-B? 2. Berdasarkan perubahan yang terjadi, apa aglutinogen yang terkandung dalam sel darah Anda?

3.

106

Apakah golongan darah yang Anda miliki? Presentasikan hasil pengamatan kelompok Anda di depan kelas. Setelah melakukan kegiatan ini, susunlah laporan secara mandiri yang berisi judul percobaan, tujuan percobaan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan.

Unjuk Kreativitas Setelah Anda mengetahui golongan darah teman-teman Anda, tentukan teman-teman Anda yang dapat menjadi resipien atau pendonor yang sesuai dengan jenis golongan darahnya. Buatlah tabel yang menunjukkan nama teman-teman Anda yang bisa berpasangan untuk menjadi donor dan resipien.

Pembekuan Darah Darah manusia memiliki komponen yang berperan dalam pembekuan darah dan penutupan luka. Komponen darah tersebut adalah trombosit. Mekanisme pembekuan darah oleh trombosit sebagai berikut. Apabila terjadi luka hingga membuat pembuluh darah terpotong, trombosit akan menempel pada lapisan jaringan ikat di pembuluh darah. Selanjutnya, trombosit mengeluarkan zat-zat berupa serotinin dan trombokinase. Serotinin akan membuat trombosit yang berdekatan saling menempel di dekat luka. Sementara itu, trombokinase akan bercampur dengan plasma darah. Trombokinase berperan untuk mengubah protrombin menjadi trombin. Selain peran serta trombokinase, perubahan protrombin menjadi trombin dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti vitamin K dan ion kalsium. Trombin berfungsi untuk mengubah fibrinogen menjadi fibrin. Fibrin merupakan protein berbentuk benang yang akan saling bertautan sehingga eritrosit dan plasma darah akan terjaring membentuk gumpalan di sekitar pembuluh darah yang luka. Pada akhirnya, jaringan baru akan terbentuk menggantikan gumpalan tersebut dan luka menutup. Anda telah memahami tentang mekanisme pembekuan darah. Coba lakukan kegiatan berikut untuk menambah pemahaman Anda.


Membuat Skema Pembekuan Darah 1. 2. 3. 4.

Kajilah literatur tentang proses pembekuan darah. Buatlah skema pembekuan darah. Lengkapilah skema pembekuan darah yang Anda buat dengan gambar-gambar yang menarik dan keterangan tentang mekanisme pembekuan darah. Kumpulkan hasil pekerjaan Anda kepada Bapak atau Ibu Guru.

Leukosit dalam tubuh manusia berkisar antara 5.000–10.000 butir per mm3 darah. Leukosit berfungsi dalam pertahanan dan kekebalan tubuh. Dalam berbagai kondisi manusia, jumlah leukosit per mm3 darah dapat mengalami perubahan. Jumlah leukosit dapat kurang atau melebihi kisaran angka tersebut. Keadaan yang demikian dapat memengaruhi aktivitas fisiologis dalam tubuh manusia. Bagaimana tindakan Anda untuk menjaga agar jumlah leukosit tetap pada kisaran normal?

1. 2. 3. 4. 5.

Jelaskan komponen penyusun darah! Eritrosit hanya berumur 120 hari. Apa yang terjadi pada eritrosit yang telah tua? Sebutkan macam-macam leukosit! Apakah yang dimaksud dengan donor universal dan resipien universal? Apakah yang terjadi jika pembuluh darah mengalami luka?

B. Alat-Alat Peredaran Darah dan Mekanisme Peredaran Darah Perjalanan darah ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah. Darah dapat mengalir dalam pembuluh darah karena adanya kontraksi otot jantung. Kontraksi otot jantung menimbulkan gerakan ”memompa” darah untuk beredar ke seluruh tubuh. Nah, jantung dan pembuluh darah disebut alat peredaran darah. Untuk lebih memahami struktur alat peredaran darah, lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Bagian-Bagian Jantung Menggunakan Torso Jantung Manusia 1. 2. 3.

Amatilah torso jantung manusia yang telah disediakan Bapak atau Ibu Guru Anda secara cermat dan teliti. Amatilah bagian-bagian jantung yang terlihat pada torso jantung manusia tersebut. Catatlah bagian-bagian jantung yang terlihat. Biologi Kelas XI

107

4.

Diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut dengan kelompok Anda dengan santun, cinta damai, dan kemukakan pendapat Anda secara kritis dan ilmiah. a. Gambarlah jantung lengkap dengan bagian-bagiannya dan beri keterangan pada bagian-bagian jantung tersebut! b. Apakah fungsi dari bagian-bagian jantung tersebut? c. Pembuluh darah apa yang berhubungan langsung dengan jantung? d. Bagaimana sistem peredaran darah pada manusia? Buatlah laporan tentang kegiatan kelompok Anda dalam format judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas dengan bahasa yang mudah dipahami.

5. 6.

Setelah Anda melakukan kegiatan tersebut, Anda menjadi lebih memahami bagianbagian alat peredaran darah yaitu jantung. Lalu, bagaimana bagian-bagian pembuluh darah? Simaklah uraian berikut untuk memahami alat-alat peredaran darah. 1.

Alat-Alat Peredaran Darah a.

108

Pembuluh balik

superior Jantung Arteri pulmonalis Aorta Jantung disarafi oleh Katup semilunaris saraf tidak sadar yang Pembuluh balik paru-paru paru-paru menempel di antara dua bilik sebagai suatu berkas. Atrium kiri Atrium kanan Berkas ini disebut berkas Katup bikuspidalis Katup Hiss. Jantung manusia trikuspidalis Katup semilunaris terdiri atas empat ruang aorta Pembuluh balik Vetrikel kiri yaitu atrium kanan dan kiri inferior serta ventrikel kanan dan Darah yang mengandung banyak CO2 kiri. Secara struktur, dinding Darah yang mengandung banyak O2 ventrikel lebih tebal daripada dinding atrium Sumber: Dokumen Penerbit karena ventrikel berfungsi Gambar 5.4 Bagian-bagian jantung memompa darah keluar jantung. Dinding ventrikel kiri lebih tebal daripada ventrikel kanan karena ventrikel kiri berfungsi memompa darah ke seluruh tubuh. Antarruang jantung dipisahkan oleh sekat (septum). Atrium kiri dan kanan dipisahkan oleh septum atrioreum. Sementara itu, ventrikel kiri dan ventrikel kanan dipisahkan oleh septum interventrikularis. Adapun sekat pemisah antara atrium dan ventrikel yaitu septum atrioventrikularis. Selain sekat, jantung juga memiliki katup yang disebut valvula. Katup jantung yang berada di antara atrium kanan dan ventrikel kanan disebut valvula trikuspidalis. Katup jantung yang berada di antara atrium kiri dan ventrikel kiri disebut valvula bikuspidalis. Katup-katup tersebut berfungsi mencegah darah dalam ventrikel tidak kembali lagi ke atrium. Selain antarruang dalam jantung, antara aorta dengan arteri pulmonalis juga terdapat katup yang disebut valvula semilunaris. Katup tersebut berfungsi mencegah darah yang menuju tubuh dan paru-paru tidak kembali lagi ke jantung.


Lapisan dalam

Lapisan tengah

Endotelium Lapisan dalam Jaringan elastis Lapisan tengah Otot

Jaringan pengikat

Lapisan luar

Endotelium Jaringan elastis Otot Vena

Arteri

Jaringan pengikat

b.

Saat melakukan fungsinya, jantung berdenyut dengan siklus kontraksirelaksasi. Periode relaksasi yaitu pada saat bilik jantung mengembang sehingga darah mengalir ke dalam bilik jantung. Kondisi ini disebut diastol. Periode kontraksi yaitu pada saat bilik jantung menguncup sehingga darah terdorong keluar jantung. Kondisi ini disebut sistol. Pada umumnya, orang dewasa memiliki tekanan sistol kurang lebih 120 mmHg dan tekanan diastol kurang lebih 80 mmHg. Tekanan darah dapat diketahui dengan menggunakan alat tensimeter atau sphigmomanometer. Pembuluh Darah Pembuluh darah pada manusia dibedakan menjadi dua macam, yaitu arteri dan vena. 1) Pembuluh Nadi (Arteri) Arteri merupakan pembuluh darah yang mengalirkan darah meninggalkan jantung. Ada dua macam arteri yaitu arteri pulmonalis dan aorta. Arteri bercabang-cabang hingga membentuk pembuluh darah yang diameternya lebih kecil. Pembuluh ini disebut arteriola. Selanjutnya, arteriola bercabang-cabang lagi menjadi pembuluh yang lebih halus disebut kapiler. 2) Pembuluh Balik (Vena) Vena adalah pembuluh darah yang membawa darah kembali menuju jantung. Vena bercabang-cabang hingga membentuk pembuluh darah yang diameternya lebih kecil. Pembuluh ini disebut venula. Selanjutnya, venula bercabang-cabang lagi menjadi pembuluh yang lebih halus disebut kapiler. Ada tiga macam vena yaitu vena kava superior, vena kava inferior, dan vena pulmonalis. Struktur pembuluh nadi dan pembuluh balik dapat diamati pada Gambar 5.5 berikut.

Lapisan luar

Kapiler Endotelium Sumber: Inquiry into Life, Mader

Gambar 5.5 Berbagai macam pembuluh darah

Biologi Kelas XI

109

Adapun perbedaan antara arteri dan vena dapat dicermati pada Tabel 5.4. Tabel 5.4 Perbedaan Arteri dan Vena No.

Perbedaan

1. 2.

Dinding Katup

3. 4.

Letak Tekanan

5.

Arah aliran darah

Arteri

Vena

Tebal dan elastis Satu, terdapat pada pangkal aorta Di bagian dalam tubuh Kuat, jika terpotong darah memancar Keluar dari jantung

Tipis dan kurang elastis Banyak, terdapat sepanjang vena Dekat dengan permukaan tubuh Lemah, jika terpotong darah menetes Masuk ke jantung

Anda telah mengenal alat-alat peredaran darah. Sekarang, lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui denyut jantung dan tekanan darah.

Mendeteksi Denyut Jantung dan Tekanan Darah A.

Pendahuluan Saat melakukan fungsinya, jantung berdenyut dengan siklus kontraksi-relaksasi yang berirama. Dengan mekanisme demikian, darah dapat dipompa ke seluruh tubuh. Darah dikeluarkan dari jantung melalui ventrikel kiri. Kontraksi ventrikel kiri yang sangat kuat menimbulkan tekanan darah. Tekanan darah tersebut menimbulkan dinding arteri meregang dan kembali ke posisi semula. Keadaan yang demikian menimbulkan denyut nadi. Dengan menghitung denyut nadi, Anda dapat menghitung denyut jantung. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga dibutuhkan sikap mau bekerja sama. Dalam mendeteksi denyut jantung dan tekanan darah diperlukan juga sikap teliti, cermat, dan jujur untuk memperoleh data pengamatan yang akurat.

B.

Apa yang Diperlukan? 1. Stopwatch 2. Tensimeter 3. Stetoskop 4. Alat tulis

110

C.


Apa yang Harus Dilakukan? 1. Menghitung Denyut Jantung a. Tempelkan jari telunjuk dan jari tengah Anda pada pergelangan tangan. Jika perlu, tekan sedikit hingga denyutan semakin terasa. b. Hitunglah jumlah denyut nadi dalam 1 menit, kemudian catat hasilnya. Ulangi sebanyak 3 kali, kemudian ambil rataratanya. c. Hitung pula deyut nadi Anda setelah minum air dingin, minum air hangat, dan setelah berlari-lari selama 5 menit. d. Kumpulkan data penghitungan jumlah nadi temanteman dalam kelompok Anda dan masukkan dalam tabel. 2. Mengukur Tekanan Darah a. Bebatlah lengan kiri teman Anda menggunakan bebat pada tensimeter.

b.

c.

d. e.

Carilah posisi arteri branchialis, lalu letakkan stetoskop di pembuluh tersebut. Pompalah udara ke dalam pembebat hingga raksa pada skala tensimeter menunjukkan angka 170 mmHg. Selanjutnya, keluarkan udara sedikit demi sedikit dan catat bunyi pertama saat udara dikeluarkan (bunyi ini merupakan tanda tekanan sistol). Catat juga bunyi terakhir saat denyut melemah (bunyi ini merupakan tanda tekanan diastol). Catatlah hasil pengukuran tekanan darah dalam tabel pengamatan. Ukur pula tekanan darah teman sekelompok Anda setelah minum air dingin, minum air hangat, dan setelah berlari-lari selama 5 menit.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Apakah yang dimaksud dengan denyut jantung? Apa hubungan antara denyut jantung dengan denyut nadi?

2.

2. 3. 4.

5. 6.

E.

Apa saja faktor yang memengaruhi kecepatan denyut jantung seseorang? Apa kaitan stroke volume dengan denyut jantung seseorang? Bagaimana saraf otonom mengatur mekanisme jantung dalam memompa darah? Kaitkan jawaban Anda dengan AV node, SA node, berkas Hiss, dan serabut Purkinye! Apakah yang dimaksud tekanan darah, tekanan sistol, dan tekanan diastol? Tuliskan hasil pengamatan Anda ke dalam format laporan yang berisi judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan.

Unjuk Kreativitas Denyut jantung manusia dipengaruhi beberapa faktor, misalnya jenis kelamin dan berat badan. Datalah anggota kelompok Anda dan tuliskan jenis kelamin serta berat badannya. Selanjutnya, hitunglah denyut jantung anggota kelompok Anda. Bandingkan kecepatan denyut jantung antara anggota kelompok Anda yang memiliki jenis kelamin dan berat badan berbeda.

Mekanisme Peredaran Darah Peredaran darah manusia disebut sebagai peredaran darah tertutup dan ganda. Peredaran darah tertutup artinya darah mengalir di dalam pembuluh. Sementara itu, peredaran darah ganda artinya darah melewati jantung sebanyak dua kali dalam satu kali edar. Pertama, peredaran darah besar yaitu peredaran darah dari jantung (bilik kiri) ke seluruh tubuh dan kembali lagi ke jantung (serambi kanan). Kedua, peredaran darah kecil yaitu peredaran darah dari jantung (bilik kanan) ke paru-paru dan kembali lagi ke jantung (serambi kiri). Perhatikan aliran darah dalam tubuh pada Gambar 5.6.

Biologi Kelas XI

111

Kapiler pada kepala dan lengan

Vena kava anterior Arteri paru-paru

Atrium kiri

Aorta

Kapiler paru-paru kanan

Kapiler paruparu kiri

Vena paruparu

Vena paru-paru Ventrikel kiri

Atrium kanan Vena kava inferior Ventrikel kanan

Aorta

Dalam mempelajari ilmu Biologi tidak akan terlepas dari ilmu-ilmu lainnya. Termasuk juga dalam mempelajari sistem peredaran darah. Ilmu lain yang terlibat dalam mempelajari sistem peredaran darah yaitu Fisika. Anda dapat mempelajari keterkaitan ilmu Fisika dalam sistem peredaran darah dengan mempelajari materi dalam alamat website berikut. 1. http://goo.gl/BCc8pO 2. http://goo.gl/tqEB8g Selanjutnya, tulislah rangkuman yang dapat Anda gunakan sebagai tambahan bahan belajar Anda.

Kapiler pada perut dan kaki

Sumber: Tubuh Manusia, Hamparan Dunia Ilmu dan Time-Life

Gambar 5.6 Peredaran darah dalam tubuh

Setelah Anda menyimak uraian tersebut, lakukanlah kegiatan berikut untuk menambah pemahaman Anda tentang peredaran darah dalam tubuh manusia.

Menggambarkan Skema Peredaran Darah Besar dan Peredaran Darah Kecil 1. 2. 3.

Buatlah skema peredaran darah besar dan peredaran darah kecil. Agar lebih menarik, buatlah skema Anda dalam ukuran poster yang dapat terbuat dari kertas atau sterofoam. Selain itu, Anda juga dapat membuat skema peredaran darah dalam bentuk animasi. Kumpulkan hasil pekerjaan Anda kepada Bapak atau Ibu Guru. Terapkan sikap jujur dan tanggung jawab dalam mengerjakan tugas di atas.

Jantung adalah salah satu organ vital yang menunjang hidup manusia. Jika jantung berhenti bekerja, manusia akan mengalami kematian. Oleh karena itu, dibuat jantung buatan yang dimasukkan ke dalam tubuh manusia untuk menggantikan fungsi jantung. Jantung buatan ini disinyalir sebagai solusi manusia yang memiliki masalah jantung. Namun, pada bulan Maret 2014, seorang pria Prancis berusia 76 tahun meninggal dunia setelah 75 hari menggunakan jantung buatan. Jadi, secanggih-canggihnya teknologi buatan manusia tetap memiliki kelemahan. Bagaimana sikap Anda terhadap teknologi jantung buatan tersebut? Bagaimana tindakan Anda untuk menjaga jantung Anda agar dapat bekerja dengan normal?

112


1. 2. 3. 4. 5.

Bagaimana darah dapat diedarkan ke seluruh tubuh? Ada berapa macam pembuluh dalam tubuh manusia? Jelaskan peredaran darah pada manusia! Jelaskan katup yang terdapat pada jantung beserta fungsinya! Kakek memeriksakan tekanan darahnya. Hasil pemeriksaan tersebut menyebutkan tekanan darah kakek adalah 120/70 mmHg. Jelaskan maksud dari angka 120/70 mmHg tersebut!

C. Kelainan-Kelainan dan Teknologi yang Berkaitan dengan Sistem Peredaran Darah Setiap alat yang digunakan terus-menerus jika tidak dirawat serta dijaga dengan baik dapat mengalami kerusakan. Demikian juga dengan komponen sistem peredaran darah. Apabila Anda tidak memperhatikan kondisi kesehatan komponen sistem peredaran darah, Anda dapat mengalami gangguan pada sistem peredaran darah. Akan tetapi, gangguan tersebut dapat juga disebabkan oleh kelainan genetik. Nah, Anda dapat melakukan kegiatan berikut untuk mengetahui kelainan pada sistem peredaran darah.

Mengidentifikasi Kelainan-Kelainan pada Sistem Peredaran Darah 1. 2. 3.

4. 5.

Lakukan kegiatan observasi ke rumah sakit atau klinik kesehatan, browsing artikel kesehatan di internet, atau membaca barbagai literatur kesehatan. Carilah informasi tentang kelainan-kelainan pada sistem peredaran darah dan teknologi yang dapat membantu gangguan tersebut. Diskusikan dengan kelompok Anda dengan santun, dan cinta damai untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut. Kemukakanlah pendapat Anda secara kritis dan ilmiah. a. Apakah gangguan sistem peredaran darah dapat menyerang darah, jantung, serta pembuluh darah? b. Jelaskan tiga gangguan yang dapat menyerang sistem peredaran darah! c. Adakah teknologi yang dapat membantu mengatasi gangguan-gangguan tersebut? Jika ada, jelaskan prinsip kerja alat tersebut! Tuliskan hasil kegiatan kelompok Anda dalam format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda dalam berbagai bentuk media presentasi di depan kelas.

Biologi Kelas XI

113

Setelah Anda melakukan kegiatan tersebut, Anda telah memahami kelainan-kelainan yang dapat terjadi pada sistem peredaran darah dan teknologi yang dapat membantu mengatasi kelainan-kelainan tersebut. Gangguan/kelainan pada sistem peredaran darah dapat terjadi pada darah, jantung, dan pembuluh darah. Perhatikan Tabel 5.5 berikut! Tabel 5.5 Macam-Macam Gangguan pada Sistem Peredaran Darah Gangguan pada

No

Darah

Jantung

Pembuluh Darah

1.

Anemia

Jantung koroner

Hipertensi

2.

Leukemia

Gagal Jantung

Varises

3.

Talasemia

Perikarditis

Ambeien

4.

Sickle cell

Irama jantung abnormal

Arteriosklerosis

5.

Hemofilia

Heart Valve Desease

Aterosklerosis

6.

Erythoblastosis foetalis

Cardiomyophaties

Beberapa gangguan pada sistem peredaran darah dapat diatasi dengan teknologi yang semakin berkembang dan maju. Beberapa teknologi yang berkaitan dengan sistem peredaran darah sebagai berikut. 1.

Golongan Darah untuk Pengujian Keturunan Golongan darah anak dapat digunakan untuk memprediksi golongan darah orang tuanya. Kemungkinan golongan darah berdasarkan genotipe yang diwariskan dapat dilihat pada Tabel 5.6.

Untuk memperoleh informasi lengkap mengenai gangguan pada sistem peredaran darah, penyebab, dan cara penanganannya Anda dapat mengakses alamat website berikut. 1 ) http://goo.gl/Sojoni 2 ) http://goo.gl/vyNIs7 3 ) http://goo.gl/EQqZZH 4 ) http://goo.gl/ByNXJ2

Tabel 5.6 Kemungkinan Pewarisan Genotipe Darah % & IA IB IO

IA

IB

IO

IAIA IAIB IAIO

IAIB IBIB IBI O

IAIO IBI O I OI O

IAIA atau IAIO akan membentuk golongan darah A. IBIB atau IBIO akan membentuk golongan darah B. IAIB akan membentuk golongan darah AB. IOIO akan membentuk golongan darah O. 2.

114

Operasi Jantung dan Pembuluh Darah Seseorang penderita jantung koroner dapat diobati dengan melakukan operasi bypass. Prinsip operasi bypass yaitu mencangkokkan pembuluh darah baru yang menuju jantung. Pembuluh darah yang dicangkokkan dapat berasal dari pembuluh darah kaki. Operasi jantung dan pembuluh darah pertama kali dilakukan pada tahun 1930an dan mulai berkembang pada tahun 1953. Selama operasi berlangsung, jantung dibuat tidak aktif. Sebuah mesin yang berfungsi menggantikan fungsi jantung dipasangkan selama operasi berlangsung. Mesin jantung ini memiliki saluran yang berhubungan dengan vena kava dan aorta. Pertama, pompa mesin jantung menyedot darah dari vena kava jantung yang berisi darah kaya CO2. Darah tersebut dibawa


menuju oksigenator untuk diambil karbon dioksidanya dan diganti dengan oksigen. Darah yang sudah kaya oksigen dipompa menuju aorta untuk dialirkan ke seluruh tubuh. Senyawa antikoagulan (heparin) ditambahkan untuk menghindari penggumpalan darah. 3.

Transplantasi Jantung Prinsip dasar transplantasi jantung yaitu mengganti jantung yang tidak berfungsi dengan baik dengan jantung baru. Transplantasi jantung tidak dapat dilakukan dengan serta merta karena dapat memicu respons kekebalan tubuh. Transplantasi jantung harus memperhatikan faktor-faktor seperti usia, jenis kelamin, dan kecocokan donor organ.

4.

Jantung Buatan Setelah transplantasi jantung berhasil, muncullah teknologi jantung buatan. Jantung buatan yang pertama dibuat oleh Dr. Robert K. Jarvik pada tahun 1982. Jantung buatan ini terbuat dari poliester dacron, plastik, dan aluminium. Jantung buatan ini dapat mengatur aliran darah melalui sebuah sistem saluran udara yang masuk ke jantung melalui dada. Meskipun jantung buatan tersebut dapat membuat manusia bertahan hidup, ternyata pemakaian jantung buatan menimbulkan infeksi. Selain itu, para pengguna jantung buatan harus menggunakan pengencer darah untuk menghindari penyumbatan aliran darah dan strok. Suatu bioproses yang tidak berlangsung dengan baik tentunya disebabkan oleh satu atau beberapa faktor. Oleh karena itu, Anda perlu menjaga kesehatan komponen sistem peredaran darah. Salah satunya yaitu dengan menjaga pola makan yang sehat. Kemajuan iptek telah banyak membantu manusia untuk mengatasi gangguan pada sistem peredaran darah. Namun, teknologi buatan manusia tersebut tidak akan pernah mengalahkan teknologi buatan Tuhan. Oleh karena itu, Anda harus banyak bersyukur atas teknologi buatan Tuhan tersebut.

Operasi jantung merupakan pencangkokan pembuluh darah yang menuju jantung. Biasanya, pembuluh darah yang dicangkokkan adalah pembuluh darah kaki. Bagaimana jika pembuluh darah yang dicangkok berasal dari pembuluh darah yang lain? Apa alasannya menggunakan pembuluh darah kaki? Apa yang perlu Anda lakukan untuk menjaga jantung Anda tetap sehat?

1. 2. 3. 4. 5.

Bagaimana ciri-ciri seseorang yang terkena anemia? Bagaimana seseorang dapat terserang hipertensi? Jelaskan tiga kelainan yang terjadi pada jantung! Apakah usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk mencegah gangguan pada sistem peredaran darah? Bagaimana prinsip kerja jantung buatan? Biologi Kelas XI

115

Sistem peredaran darah berfungsi mengedarkan zat-zat ke seluruh tubuh. Darah dipompa oleh jantung dan dialirkan ke seluruh tubuh di dalam pembuluh darah. Pada manusia, ada dua macam peredaran darah, yaitu peredaran darah kecil dan peredaran darah besar. Nah, agar lebih mudah dan menarik dalam mempelajari mekanisme peredaran darah dalam tubuh, buatlah sebuah media pembelajaran mengenai peredaran darah besar dan peredaran darah kecil. Anda dapat membuat media pembelajaran dalam bentuk video, animasi, atau alat peraga. Pastikan media pembelajaran yang Anda buat berwarna sehingga menarik untuk belajar. Kumpulkan hasil pekerjaan Anda kepada Bapak atau Ibu Guru pada waktu yang telah disepakati.

1. Sistem peredaran darah merupakan suatu sistem organ untuk mengangkut zat dari dan ke dalam sel. 2. Sistem peredaran darah memiliki fungsi yaitu mengatur suhu tubuh, mengangkut zat makanan, mengangkut zat sisa metabolisme ke organ-organ ekskresi, mencegah hilangnya darah melalui mekanisme pembekuan darah, melindungi tubuh dari serangan patogen, dan mendistribusikan hormon ke organ yang membutuhkan. 3. Darah tersusun dari plasma darah dan sel darah. Sel darah dibedakan menjadi tiga yaitu sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan keping darah (trombosit). 4. Sistem penggolongan darah manusia ada tiga macam yaitu sistem ABO, sistem MN, dan sistem rhesus. 5. Pada sistem penggolongan darah ABO, golongan darah pada manusia didasarkan pada terdapatnya aglutinogen pada eritrosit dan aglutinin pada plasma darah. 6. Alat peredaran darah ada dua yaitu jantung dan pembuluh darah. 7. Pembuluh darah dibedakan menjadi dua yaitu pembuluh nadi (arteri) dan pembuluh balik (vena). Arteri merupakan pembuluh darah yang membawa darah keluar dari jantung. Vena merupakan pembuluh darah yang membawa darah kembali ke jantung. 8. Peredaran darah pada manusia merupakan peredaran darah tertutup dan ganda. Peredaran darah tertutup artinya darah mengalir di dalam pembuluh. Peredaran darah ganda artinya darah melewati jantung sebanyak dua kali selama satu kali edar. Peredaran darah besar yaitu aliran darah dari jantung menuju seluruh tubuh dan kembali lagi ke jantung. Peredaran darah kecil yaitu aliran darah dari jantung menuju paru-paru dan kembali lagi ke jantung. 9. Kelainan pada sistem peredaran darah meliputi kelainan pada darah, kelainan pada jantung, dan kelainan pada pembuluh darah. 10. Beberapa teknologi yang berkaitan dengan sistem peredaran darah yaitu golongan darah untuk pengujian keturunan, operasi jantung, transplantasi jantung, dan jantung buatan.

116


3. Dalam uji golongan darah beberapa siswa diperoleh data sebagai berikut.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Ciri-ciri sel darah sebagai berikut. 1) Memiliki bentuk yang tidak beraturan. 2) Mengandung hemoglobin. 3) Tidak memiliki inti sel. 4) Berperan dalam proses pembekuan darah. 5) Memiliki permukaan sel yang lebar. Ciri-ciri eritrosit ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1), 2), dan 3) b. 1), 3), dan 5) c. 2), 3), dan 4) d. 2), 3), dan 5) e. 3), 4), dan 5) 2. Berikut ini gambar sel darah seseorang hasil pemeriksaan di laboratorium.

1

2

3

Sel darah seperti pada gambar 1 berjumlah 4.000 butir/mm3. Sel darah seperti pada gambar 2 berjumlah 2.000 butir/mm 3. Sel darah seperti pada gambar 3 adalah 5.500 butir/mm 3 . Analisis dari laboratorium tersebut adalah . . . . a. gambar 1 dan 2 adalah sel darah merah, indikasi anemia b. gambar 1 dan 3 adalah sel darah merah, indikasi infeksi c. gambar 2 dan 3 adalah sel darah putih, indikasi leukemia d. gambar 1, 2, dan 3 adalah sel darah merah, indikasi normal e. gambar 1, 2, dan 3 adalah sel darah putih, indikasi ada infeksi

Nama Ditetesi Ditetesi Probandus Serum Anti A Serum Anti B Siska Ririt Mega Rosa Lukman

– + + – +

– – + + –

Keterangan: Tanda (–) berarti tidak terjadi penggumpalan Tanda (+) berarti terjadi penggumpalan

Apabila Ririt mengalami kecelakaan dan membutuhkan transfusi darah, dari kelima siswa tersebut yang dapat mendonorkan darahnya untuk Ririt adalah . . . . a. Siska dan Rosa b. Mega dan Siska c. Lukman dan Siska d. Rosa dan Mega e. Lukman dan Mega 4. Perhatikan bagan proses pembekuan darah berikut! Luka Trombosit pecah

P

R

Ca+ dan Vitamin K

O

Q

Benang-benang fibrin Luka tertutup

Senyawa yang ditunjukkan oleh huruf O, P, Q, dan R secara berurutan adalah .... a. trombokinase, protrombin, trombin, dan fibrinogen

Biologi Kelas XI

117

b. c. d. e.

trombokinase, trombin, protrombin, dan fibrinogen protrombin, trombokinase, trombin, dan fibrinogen protrombin, trombin, trombokinase, dan fibrinogen trombokinase, protrombin, fibrinogen, dan trombin

X

Fungsi Bagian X

Fungsi Bagian Y

Menerima darah dari seluruh tubuh Menerima darah dari paru-paru Memompa darah ke seluruh tubuh Memompa darah ke paru-paru Menerima darah dari seluruh tubuh

Memompa darah ke seluruh tubuh Memompa darah ke seluruh tubuh Menerima darah dari paru-paru Menerima darah dari seluruh tubuh Memompa darah ke paru-paru

b. c. d. e.

2

7 8

3 4 10

5

Y

6. Pernyataan yang tepat mengenai pembuluh darah yaitu . . . . a. Dalam vena hanya dijumpai satu buah katup yang terletak di pangkal vena. b. Semua arteri dalam tubuh manusia mengandung darah bersih. c. Arah aliran darah arteri adalah menuju jantung. d. Jika vena dipotong, darah akan memancar. e. Vena lebih mudah dilihat mata daripada arteri.

118

1 6

9

5. Perhatikan gambar di samping! Fungsi bagian yang ditunjukkan oleh huruf X dan Y dalam tabel berikut yang sesuai yaitu . . . . a.

7. Perhatikan gambar peredaran darah berikut!

Urutan peredaran darah besar ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 3 – 5 – 2 – 1 – 6 b. 4 – 3 – 5 – 2 – 1 c. 4 – 5 – 2 – 1 – 6 d. 5 – 2 – 1 – 6 – 9 e. 10 – 7 – 8 – 4 – 3 8. Arteriosklerosis merupakan salah satu gangguan pada sistem peredaran darah berupa pengerasan pembuluh nadi sebagai akibat penimbunan zat kapur. Salah satu penyakit yang ditimbulkan oleh arteriosklerosis adalah . . . . a. jantung koroner b. gagal jantung c. perikarditis d. hemofilia e. varises 9. Pengujian terhadap sampel darah seorang ibu menunjukkan kadar LDL melebihi normal dan kadar HDL kurang dari normal. Ibu tersebut disarankan memperbaiki pola makan agar terhindar dari penyakit pengerasan pembuluh nadi yang disebut . . . . a. arteriosklerosis b. aterosklerosis c. hipertensi d. sklerosis e. trombosis


10. Prinsip dasar transplantasi jantung yaitu . . . . a. mengganti pembuluh darah yang menuju ke jantung b. mengganti jantung yang sudah tidak berfungsi dengan jantung baru c. mengganti jantung yang sudah tidak berfungsi dengan jantung sintetis d. mencangkok pembuluh darah koroner e. menambahkan alat pacu jantung untuk membantu kerja jantung B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Sel-sel darah merah memiliki umur tertentu dan dapat mengalami kerusakan. Bagaimana mekanisme tubuh mempertahankan jumlah sel darah merah yang beredar dalam tubuh tetap stabil?

4. Perhatikan gambar di samping! a. A p a k a h peristiwa yang terjadi pada bagian yang ditunjuk anak panah? b. Bagaimana mekanisme peristiwa tersebut terjadi? 5. Apa yang akan terjadi jika Fina yang bergolongan darah B mendonorkan darahnya kepada Rani yang bergolongan darah A? Jelaskan jawaban Anda! 6. Mengapa katup pada pembuluh balik lebih banyak daripada katup pada pembuluh nadi? 7. Perhatikan gambar berikut!

2. Perhatikan gambar sel darah putih berikut!

1

a. b.

2

3

4

5

Identifikasi sel-sel darah putih di atas berdasarkan karakteristik granulanya! Di antara sel-sel di atas, tentukan jenis sel darah putih yang jumlahnya paling banyak dan sel darah putih yang jumlahnya paling sedikit! Tulis pula peranannya!

3. Apakah yang dimaksud sistol dan diastol?

a. b.

Jelaskan siklus jantung yang ditunjukkan oleh gambar di atas! Bagaimana arah aliran darah yang berlangsung akibat dari siklus jantung tersebut!

8. Bagaimana mekanisme pembekuan darah saat terjadi perdarahan? 9. Seseorang yang biasa mengonsumsi makanan tinggi kolesterol dan memiliki kecenderungan menderita arterosklerosis. Bagaimana sistem peredaran darah seseorang yang mengalami arterosklerosis? Dapatkah arterosklerosis disembuhkan? Jelaskan jawaban Anda! 10. Mengapa sistem peredaran darah manusia disebut sistem peredaran darah tertutup?

Biologi Kelas XI

119

Anda telah mempelajari sistem peredaran darah pada manusia. Sistem peredaran darah merupakan sekumpulan organ yang secara bersama-sama menjalankan fungsinya untuk mengedarkan zat-zat ke seluruh tubuh. Setiap organ pada sistem peredaran darah memiliki tugas spesifik. Meskipun demikian, mereka tetap bekerja sama menjalankan tugasnya. Jika terjadi gangguan pada salah satu organ maka akan mengganggu peredaran darah dalam tubuh. Hal tersebut menunjukkan suatu kompleksitas ciptaan Tuhan YME. Sudah sepantasnya Anda bersyukur. Rasa syukur Anda dapat diwujudkan dengan cara rajin beribadah dan menjaga agar organ-organ tersebut dapat berfungsi dengan baik. Anda juga dapat mengembangkan pola pikir ilmiah sebagai wujud rasa syukur Anda. Dengan demikian, Anda dapat menciptakan suatu teknologi yang berguna untuk mengatasi kelainan atau gangguan pada sistem peredaran darah. Selain itu, dalam kehidupan sehari-hari, sudahkah Anda bersikap seperti organ-organ peredaran darah yang selalu bekerja sama menjalankan tugasnya?

120


Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Pencernaan Mempelajari

Zat-Zat Makanan yang Diperlukan Tubuh Meliputi

Peranan Zat Makanan bagi Tubuh

Struktur dan Fungsi Sistem Pencernaan Manusia dan Ruminansia Meliputi

Sistem Pencernaan Manusia Organ-Organ Pencernaan Manusia

Karbohidrat Lemak Protein Terdiri atas

Vitamin Mineral

Terdiri atas Gangguan pada Sistem Pencernaan Sistem Pencernaan Hewan Memamah Biak (Ruminansia)

Serat Air Menu Makanan Bergizi Seimbang Berdasarkan Kebutuhan Energi

Biologi Kelas XI

121

Sumber: www.gsk.nl

Akhir-akhir ini, ilmu Kedokteran menemukan suatu teknologi baru untuk menurunkan berat badan bagi orang yang mengalami obesitas. Salah satu teknologi yang dilakukan yaitu operasi pemotongan lambung dan usus halus. Langkah pertama yang dilakukan yaitu dengan membentuk kantong kecil pada lambung pasien menggunakan staples (seperti ”jepretan” kertas). Langkah kedua yaitu memotong usus halus pada bagian pembatas setelah usus 12 jari. Potongan usus halus tersebut disambungkan dengan kantong kecil yang dibentuk pada lambung. Dengan demikian, makanan dari kantong kecil (lambung baru) langsung menuju usus kosong tanpa melalui usus 12 jari. Bagaimana pendapat Anda mengenai teknologi tersebut? Kira-kira apa efek samping dilakukannya operasi tersebut? Mengapa seseorang bisa mengalami obesitas?

1. 2. 3. 4. 5.

122

Zat-zat makanan yang diperlukan dalam tubuh Nilai BMR dan BMI Menu makanan bergizi seimbang Sistem pencernaan ruminansia Gangguan yang mungkin terjadi pada sistem pencernaan

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Pencernaan

• • • • • • • •

Protein Karbohidrat Lemak Vitamin Mineral Enzim Ruminansia Saliva

Makanan sangat diperlukan oleh tubuh kita. Asupan makanan yang masuk ke tubuh harus seimbang agar tubuh tidak kelebihan atau kekurangan makanan. Asupan makanan yang tidak seimbang dapat mengakibatkan obesitas. Makanan yang masuk ke tubuh akan mengalami proses pencernaan. Proses pencernaan melibatkan organ-organ pencernaan dan kelenjar pencernaan. Nah, dalam bab ini Anda akan mempelajari tentang zat-zat makanan yang diperlukan tubuh, proses pencernaan, dan gangguan pada sistem pencernaan. Dengan mempelajari kompleksitas sistem pencernaan, sudah sewajarnyalah Anda bersyukur kepada Tuhan karena telah menciptakan suatu mekanisme proses pencernaan yang sempurna. Salah satu cara wujud syukur dapat Anda lakukan dengan menjaga kesehatan organ-organ pencernaan.

A. Zat-Zat Makanan yang Diperlukan Tubuh Setiap orang mendambakan tubuh yang sehat dan ideal. Kondisi tubuh tersebut tidak mudah diperoleh. Ada banyak faktor yang memengaruhinya, salah satunya makanan. Tubuh yang sehat dan ideal memerlukan asupan makanan yang mengandung gizi seimbang. Apa akibatnya jika tubuh kekurangan atau kelebihan zat gizi tertentu? Zat-zat gizi apa saja yang diperlukan oleh tubuh? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.

Mendeskripsikan Akibat Kekurangan atau Kelebihan Zat Gizi 1.

Perhatikan gambar di bawah ini dengan cermat dan teliti!

(a)

(b)


Gambar 6.1 (a) Orang gemuk (obesitas); (b) Orang kurus

2. 3.

Carilah informasi dari berbagai literatur tentang zat-zat gizi yang diperlukan oleh tubuh dan pola makan yang sehat. Catatlah informasi-informasi penting yang Anda peroleh.

Biologi Kelas XI

123

4.

5. 6.

Diskusikan dengan teman Anda untuk memecahkan permasalahanpermasalahan berikut. a. Zat gizi apa saja yang diperlukan oleh tubuh? b. Apa yang dimaksud dengan makanan bergizi seimbang? c. Apa yang dimaksud pola makan yang sehat? d. Mengapa beberapa orang ada yang mengalami obesitas dan ada yang mengalami kekurangan berat badan? Perhatikan gambar di depan! Hubungkan jawaban Anda dengan pola makan yang sehat! Terapkan sikap proaktif, responsif, mau bekerja sama, dan cinta damai untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan di atas. Kemukakan pertanyaan dan pendapat Anda dengan berani, santun, ilmiah, dan kritis. Untuk membantu Anda menyelesaikan permasalahan-permasalahan tersebut, carilah informasi dari buku-buku referensi dan internet. Tulislah hasil diskusi Anda sesuai dengan format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan Bapak atau Ibu Guru dengan bahasa yang sopan dan santun serta dapat dipahami.

Berdasarkan kegiatan tersebut, Anda telah mengetahui beberapa zat gizi yang diperlukan tubuh. Untuk mempelajari lebih lanjut mengenai jenis-jenis zat gizi yang diperlukan tubuh dan fungsinya serta pola makan yang sehat simaklah uraian berikut. 1.

Peranan Zat Makanan Bagi Tubuh Makanan sehat berarti makanan yang higienis dan mengandung zat gizi seimbang. Makanan sehat mengandung berbagai zat yang diperlukan tubuh seperti karbohidrat, lemak, protein, vitamin, mineral, dan air. a.

Karbohidrat Karbohidrat merupakan senyawa organik yang terdiri atas unsur karbon, hidrogen, dan oksigen dengan perbandingan 1 atom C, 2 atom H, dan 1 atom O (CnH2nOn). Dilihat dari gugus gula penyusunnya karbohidrat dapat dibagi menjadi tiga golongan yaitu monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Karbohidrat memiliki beberapa fungsi yaitu sebagai sumber energi (1 gram karbohidrat akan menghasilkan 4,1 kalori), mengatur proses metabolisme, menjaga keseimbangan asam dan basa, membantu proses penyerapan kalsium, mencegah terjadinya konstipasi, serta sebagai bahan pembentuk struktur sel, jaringan, dan organ tubuh. Bahan makanan yang mengandung karbohidrat antara lain jagung, gandum, padi, ketela pohon, Sumber: Dokumen Penerbit kentang, dan sagu. Perhatikan Gambar 6.2! Gambar 6.2 Makanan yang mengandung karbohidrat

124


b.

Lemak Lemak atau lipid merupakan zat organik hidrofobik sehingga sukar larut dalam air. Namun, lemak dapat larut dalam pelarut organik seperti eter dan kloroform. Lemak tersusun dari unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), dan kadang-kadang fosfor (P) serta nitrogen (N). Lemak dapat berasal dari tumbuhan (lemak nabati) dan dari hewan (lemak hewani). Bahan makanan yang Sumber: Dokumen Penerbit mengandung lemak nabati yaitu kelapa, Gambar 6.3 Bahan makanan yang kemiri, zaitun, kacang tanah, dan buah mengandung lemak avokad. Bahan makanan yang mengandung lemak hewani antara lain daging, keju, mentega, susu, telur (kuning telur), dan ikan segar. Perhatikan Gambar 6.3! Di dalam tubuh, lemak mempunyai beberapa fungsi penting yaitu penghasil energi tertinggi (1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori), pelindung tubuh dari pengaruh suhu rendah, pelindung alat-alat tubuh yang lunak, pelarut vitamin (vitamin A, D, E, dan K), penahan rasa lapar, penyusun membran sel, penyusun hormon dan vitamin, serta penyusun garam empedu.

c.

Protein Protein termasuk senyawa organik kompleks dengan berat molekul tinggi. Protein mengandung molekul karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan kadang mengandung sulfur serta fosfor. Protein terbentuk dari asam amino yang membentuk rantai panjang (polipeptida). Berdasarkan sumbernya, protein dibedakan menjadi protein nabati dan protein hewani. Protein nabati dapat Sumber: Dokumen Penerbit diperoleh dari kacang-kacangan dan 6.4 Makanan yang mengandung sayur-sayuran. Protein hewani dapat Gambar protein diperoleh dari daging, ikan, susu, dan telur. Perhatikan Gambar 6.4! Fungsi protein bagi tubuh adalah sebagai zat pembangun dan pelindung tubuh, mengganti sel-sel tubuh yang rusak, menyediakan energi (1 gram protein dapat menghasilkan energi 4,1 kalori), menyeimbangkan cairan dalam tubuh, menyintesis substansi-substansi penting, sebagai biokatalisator, serta berperan sebagai sistem buffer (penyangga pH) yang efektif. Defisiensi protein dapat mengakibatkan penyakit kwashiorkor dan maramus.

Biologi Kelas XI

125

d.

Vitamin Vitamin adalah molekul organik yang diperlukan dalam makanan dalam jumlah yang sangat kecil dibandingkan dengan jumlah asam amino esensial dan asam lemak yang diperlukan oleh hewan dalam jumlah yang sangat besar (Campbell, Reece, dan Mitchell: 2004). Vitamin berfungsi untuk membantu pengaturan atau proses kegiatan tubuh (metabolisme tubuh). Vitamin tidak dapat dihasilkan oleh tubuh, kecuali vitamin K. Beberapa jenis vitamin beserta peranannya bagi tubuh dapat dilihat dalam tabel berikut. Tabel 6.1 Vitamin-Vitamin yang Larut dalam Air Sumber

Fungsi

Vitamin B1 (tiamin)

Ekstrak ragi, kacang-kacangan, susu, hati, dan kecambah

Sebagai prekursor koenzim dalam metabolisme karbohidrat

Beri-beri

Vitamin B2 (riboflavin laktoflavin) = C17H20O6N4

Hati, ginjal, susu, telur, mentega, sayuran, ragi, dan kecambah

• Transmisi rangsangan cahaya ke saraf mata • Menjaga nafsu makan • Memelihara kulit di sekitar mulut • Komponen koenzim dalam metabolisme energi

• Luka di sudut bibir (keilosis) • Katarak • Dermatitis • Diare • Kelemahan otot

Vitamin B3 (niasin) = C6H5O2N

Susu, hati, ikan, telur, dan daging tanpa lemak

• Pertumbuhan sel • Bersama fosfat membentuk koenzim yang berperan dalam respirasi sel

Penyakit pelagra dengan gejala 3D (dermatitis/ radang kulit, diare, dan demensia)

Vitamin B5 (asam pantotenat) = C9H17O3N

Ragi, hati, kuning telur, daging, ikan, dan sayur-sayuran hijau

• Memelihara tingkat gula darah yang normal • Komponen struktur koenzim-A yang berperan dalam proses oksidasi sel

• Radang kulit • Nafsu makan menurun • Insomnia (sulit tidur)

Vitamin B6 (piridoksin) = C6H12O2N

Hati, daging, telur, susu, kentang, kacang-kacangan, dan ragi

• Memelihara keseimbangan unsur P dan K dalam sel • Aktif dalam pembentukan antibodi dan beberapa koenzim dalam metabolisme

• • • • • •

Nama Vitamin

126

Christiaan Eijkman S e o r a n g ilmuwan Belanda, Christiaan Eijkman melakukan penelitian tentang penyakit beri-beri. Selama kurang Sumber: www.nobelprize.org lebih 10 tahun Gambar 6.5 penyebab beri-beri Christiaan Eijkman baru dapat diketahui yaitu karena kekurangan vitamin B1. Dengan demikian, Christiaan Eijkman dijuluki sebagai ilmuwan penemu vitamin.


Akibat Kekurangan

Peradangan kulit Anemia Mudah marah Kejang otot Keterbelakangan mental Batu ginjal

Nama Vitamin

Sumber

Fungsi

Akibat Kekurangan

Vitamin B11 (asam folat) = C12H12O6N7

Kacang-kacangan, ragi, hati, daging, pisang, lemon, dan sayuran hijau

• Pembuatan koenzim untuk produksi eritrosit • Membentuk asam nukleat untuk sintesis protein

• Anemia • Diare • Megaloblastosis (membesarnya eritrosit) • Terhambatnya pertumbuhan

Vitamin B12 (sianokobalin = anti anemia pernisiosa) = C63H90O14N14P9

Daging, unggas, ikan, telur, susu, keju, hati, udang, dan kerang

• Metabolisme sel dan pertumbuhan jaringan • Pembentukan eritrosit

• • • •

Vitamin C (asam askorbat) = C6H8O6

Jeruk, tomat, nanas, pepaya, semangka, stroberi, hati, dan sayur-sayuran segar

• Pembentukan serabut kolagen • Menjaga elastisitas kapiler darah • Menjaga perlekatan akar gigi pada gusi • Koenzim reaksi katabolisme karbohidrat dan lemak

• Terganggunya imunitas tubuh • Pendarahan pada gusi dan persendian • Skorbut • Terhambatnya pembentukan kolagen • Kulit bersisik • Penurunan fungsi pembuluh darah, otot, dan tulang rawan

Penurunan berat badan Pusing Anemia Peradangan saraf

Tabel 6.2 Vitamin-Vitamin yang Larut dalam Lemak Nama Vitamin

Sumber

Fungsi

Akibat Kekurangan

Vitamin A (retinol = antiseroftalmia) = C20H30OC31H46O2

Sayur-sayuran dan buah-buahan berwarna kuning dan merah (mengandung karoten), mentega, hati, kuning telur, dan daging

• Sebagai antioksidan • Memelihara kesehatan mata dan kulit • Membantu pertumbuhan tulang dan gigi • Menghambat proses penuaan • Memelihara jaringan epitel

• Xeroftalmia (kornea menjadi kering karena adanya gangguan pada kelenjar air mata) • Rabun senja • Kulit kasar • Kelelahan

Vitamin D (ergosterol = kalsiferol) = C26H44O

Susu, minyak ikan, kuning telur, ragi, dan sinar ultraviolet

• Absorpsi fosfor dan kalsium • Pembentukan tulang dan gigi

• Rakitis (pada bayi) • Osteomalacia (melunaknya tulang pada orang dewasa)

Vitamin E (tokoferol = antisterilitas) = C29H50O2

Minyak zaitun, kecambah, susu, kuning telur, kacang-kacangan, tumbuhan hijau, dan biji gandum

• Pembentuk eritrosit • Fungsi reproduksi • Mencegah oksidasi lemak tak jenuh • Sebagai antioksidan

• Kerusakan hati • Penimbunan lemak pada otot • Kemandulan • Pecahnya eritrosit, sehingga mengakibatkan anemia

Vitamin K (filokuinon = antihemoragia) = C31H46O2

Kubis, bayam, hati, daging, dan kuning telur

• Pembekuan darah • Pembentukan protrombin dalam hati

• Darah sukar membeku • Pendarahan

Biologi Kelas XI

127

e.

Mineral Mineral merupakan substansi anorganik yang biasa ditemukan dalam bentuk ion. Mineral dibagi menjadi dua golongan yaitu unsur makro (makroelemen) dan unsur mikro (mikroelemen). Unsur makro yaitu unsur-unsur yang diperlukan tubuh dalam jumlah banyak, misal natrium, kalium, kalsium, fosfor, magnesium, dan belerang. Unsur mikro adalah unsur-unsur yang diperlukan tubuh dalam jumlah sedikit, misalnya mangan, seng, tembaga, dan kobalt. Perhatikan unsurunsur mineral dalam tabel berikut! Tabel 6.3 Jenis-Jenis Unsur Mineral Unsur

128

Sumber

Fungsi

Akibat Kelebihan

Akibat Kekurangan

Natrium (Na)

Garam dapur

• Memelihara keseimbangan cairan tubuh • Memelihara keseimbangan pH dalam sel • Mengatur permeabilitas sel • Mengatur transmisi impuls saraf

Hipertensi (tekanan darah tinggi)

• Gangguan pada jantung dan ginjal • Kelelahan dan kejang otot • Turunnya nilai osmotik cairan sehingga meningkatkan suhu tubuh • Kehilangan nafsu makan

Kalium (K)

Susu, buah-buahan, padi-padian, daging, ikan, unggas, telur, dan sayur-sayuran

• Sebagai kofaktor (komponen kimia untuk membantu kerja enzim) pembentukan karbohidrat dan protein • Membantu kontraksi otot dan memelihara denyut jantung • Mengatur pelepasan insulin dari pankreas • Transmisi impuls saraf

Kejang otot

• Kelemahan otot • Pertumbuhan terhambat • Denyut jantung tidak teratur dan gangguan pernapasan • Karies • Kelumpuhan

Kalsium (Ca)

Susu, keju, sayuran, ikan, dan padi-padian

• Membentuk matriks tulang dan gigi • Membantu proses pembekuan darah • Membantu kontraksi otot • Transmisi impuls saraf

Hiperkalsemia (kadar kalsium yang tinggi dalam darah)

• Osteoporosis (kerapuhan tulang) • Rakitis (pembengkokan tulang kaki) • Kejang otot • Hipokalsemia (rendahnya kadar kalsium dalam darah)

Fosfor (P)

Susu, keju, telur, daging, unggas, ikan, dan kacangkacangan

• Pembentukan matriks tulang dan gigi • Mengatur keseimbangan asam dan basa dalam tubuh (darah)

Pengikisan rahang

• Kerapuhan tulang dan gigi • Rakitis • Lemah dan lunglai • Kehilangan kalsium dan mineral


Unsur

Sumber

Fungsi

Akibat Kelebihan

Akibat Kekurangan

• Sintesis nukleotida • Kontraksi otot • Memacu metabolisme

f.

Magnesium (Mg)

Susu, daging, padi-padian, dan sayuran hijau

• Biokatalisator • Unsur penting dalam pembentukan tulang dan gigi • Berperan penting dalam fungsi otot dan saraf

• Diare • Gangguan fungsi saraf

Gangguan otot dan saraf

Belerang (S)

Telur, susu, daging, keju, ikan, dan kacangkacangan

• Penyusun asam amino • Komponen penyusun beberapa vitamin, misal tiamin, biotin, dan pantotenat • Aktivator enzim • Untuk pertumbuhan tulang

Menghambat pertumbuhan

• Mengganggu pertumbuhan • Defisiensi protein

Zat besi (Fe)

Daging, unggas, hati, kuning telur, sayuran hijau, dan kacangkacangan

• Respirasi seluler • Membentuk hemoglobin

Sirosis hati (pembengkakan karena meningkatnya cairan pada hati)

• Lesu, pusing, dan anemia (kekurangan eritrosit) • Menurunnya daya tahan tubuh sehingga mudah terkena infeksi

Iodin (I)

Ikan laut, minyak ikan, rumput laut, dan garam beryodium

• Membantu fungsi kelenjar tiroid • Pembentukan hormon tiroksin

Aktivitas tiroid menurun

• Penyakit gondok (goiter) • Penyakit kretinisme atau tumbuh kerdil

Seng (Zn)

Ikan laut, kerang, hati, daging, susu, telur, dan tiram

• Membantu metabolisme • Pertumbuhan dan reproduksi

• Mengalami rasa besi pada mulut • Muntah-muntah • Diare

Anemia

Tembaga (Cu)

Kacang-kacangan, hati, kerang, dan ginjal

• Pembentukan hemoglobin dan eritrosit • Memelihara fungsi sistem saraf • Sintesis hormon

Pusing, lesu, dan sakit kepala

• Anemia • Gangguan saraf

sistem

Air Air adalah satu-satunya substansi umum yang ditemukan di alam sekitar kita dalam tiga wujud fisik materi: padat, cair, dan gas (Campbell, Reece, dan Mitchell: 2002). Air diperlukan tubuh karena memiliki beberapa fungsi penting,

Biologi Kelas XI

129

seperti mengatur suhu tubuh, melembapkan jaringan tubuh, melindungi organ vital tubuh dan jaringan tubuh, membantu mencegah konstipasi, melumasi persendian, membawa nutrisi dan oksigen ke seluruh sel tubuh, membantu melarutkan mineral, mengangkut sisa metabolisme keluar tubuh, serta medium berbagai reaksi kimia tubuh. Anda telah mempelajari jenis-jenis zat gizi yang diperlukan oleh tubuh. Bagaimana cara menguji kandungan zat gizi dalam makanan? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.

Untuk mempelajari lebih detail tentang makanan sehat dan seimbang, bukalah alamat website http://goo.gl/sZnyZj. Buatlah ringkasan dari alamat website tersebut ke dalam buku catatan Anda. Selanjutnya, terapkan makanan sehat dan seimbang dalam pola makan Anda seharihari.

Menguji Kandungan Zat Gizi dalam Bahan Makanan A. Pendahuluan Tubuh memerlukan berbagai jenis zat gizi yaitu karbohidrat, lemak, protein, vitamin, air, dan mineral. Kebutuhan akan berbagai jenis zat gizi tersebut dapat dipenuhi dengan mengonsumsi berbagai jenis makanan. Untuk mengetahui kandungan zat gizi yang terdapat dalam bahan makanan digunakan indikator uji zat makanan. Kegiatan ini bertujuan untuk menguji kandungan amilum, glukosa, protein, dan lemak dalam bahan makanan. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok. Oleh karena itu, diperlukan sikap bertanggung jawab dan kerja sama antaranggota kelompok untuk keberhasilan kegiatan ini. Dalam melakukan pengamatan, dibutuhkan sikap yang teliti dan jujur. Pada percobaan ini digunakan alat yang terbuat dari kaca, sehingga diperlukan sikap kehati-hatian saat menggunakan alat tersebut. Selain itu, percobaan ini menggunakan pembakar spiritus untuk memanaskan sampel. Oleh

130

karena itu, barang-barang yang mudah terbakar dijauhkan dari alat pembakar spiritus. Dengan demikian, Anda dapat menjaga keselamatan diri pada saat melakukan praktikum. B.


Apa yang Diperlukan? 1. Tabung reaksi (6 buah) 2. Mortar dan alat tumbuk 3. Gelas beker 4. Pembakar spiritus 5. Rak tabung reaksi 6. Pipet tetes 7. Penjepit tabung reaksi 8. Cawan petri 9. Kertas label 10. Bahan makanan seperti nasi kukus, ketela kukus, putih telur matang, kuning telur matang, tempe, dan tahu 11. Larutan Benedict 12. Larutan Biuret 13. Larutan iodin 14. Kertas buram 15. Akuades

C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Menguji kandungan amilum dalam bahan makanan. a. Haluskan setiap bahan makanan menggunakan alat penumbuk dan mortar. Letakkan setiap bahan makanan pada cawan petri. b. Buatlah larutan bahanbahan makanan tersebut dengan menambahkan akuades. c. Siapkan 6 buah tabung reaksi dan berilah label bertuliskan bahan makanan yang diuji. Letakkan tabung reaksi pada rak tabung reaksi. d. Isilah setiap tabung reaksi dengan larutan bahan makanan yang sesuai dengan tulisan pada label sebanyak 0,5 ml. Catat warna setiap larutan bahan makanan. e. Tambahkan 2 tetes larutan iodin ke dalam setiap tabung reaksi. Amati perubahan warna yang terjadi. f. Catat hasil pengamatan Anda dalam bentuk tabel. 2. Menguji kandungan glukosa dalam bahan makanan. a. Ulangi langkah a–d. b. Tambahkan 5 ml larutan Benedict ke dalam setiap tabung reaksi. c. Jepit tabung reaksi dan panaskan tabung reaksi di atas pembakar spiritus. Amati perubahan warna yang terjadi. d. Catat hasil pengamatan Anda dalam bentuk tabel.

3.

Menguji kandungan protein dalam bahan makanan. a. Ulangi langkah a–d. b. Tambahkan setetes demi setetes larutan Biuret ke dalam setiap tabung reaksi sambil dikocok hingga warnanya tetap atau tidak berubah lagi. Amati perubahan warna yang terjadi. c. Catat hasil pengamatan dalam bentuk tabel. 4. Menguji kandungan lemak dalam bahan makanan. a. Haluskan setiap bahan makanan menggunakan alat penumbuk dan mortar. Letakkan setiap bahan makanan pada cawan petri. b. Oleskan bahan makanan yang telah dihaluskan pada kertas buram. Keringkan kertas tersebut di bawah sinar matahari. c. Amati noda yang tertinggal di kertas buram pada setiap bagian yang diolesi larutan bahan makanan. d. Catat hasil pengamatan Anda dalam bentuk tabel. D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana perubahan warna larutan bahan makanan setelah diuji dengan larutan iodin, Benedict, dan Biuret? 2. Bahan makanan apa saja yang mengandung amilum, glukosa, protein, dan lemak? Jelaskan berdasarkan hasil percobaan! 3. Bahan makanan apa yang tidak boleh dikonsumsi terlalu banyak? Mengapa? 4. Bahan makanan apa yang tidak boleh dikonsumsi terlalu banyak oleh penderita diabetes melitus? Mengapa?

Biologi Kelas XI

131

5.

Buatlah laporan kegiatan sesuai format laporan meliputi judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Unjuk Kreativitas Sediakan alat dan bahan seperti pada kegiatan di atas. Namun, gantilah bahan-bahan makanan yang

E.

2.

akan Anda uji dengan pisang, air tebu, kentang, kacang tanah, dan roti. Selanjutnya, lakukan percobaan sesuai dengan prosedur pada percobaan di atas. Amati perubahan yang terjadi. Apakah hasil yang Anda peroleh? Kemudian, catatlah hasil tersebut dalam buku catatan Anda.

Menu Makanan Bergizi Seimbang Berdasarkan Kebutuhan Energi Setiap orang membutuhkan energi dalam jumlah yang berbeda-beda sesuai dengan berat badan, jenis kelamin, aktivitas, dan umur. Untuk memenuhi kebutuhan energi, kita perlu mengonsumsi makanan bergizi dalam jumlah yang cukup. Oleh karena itu, kita perlu mengetahui kandungan zat gizi pada makanan, cara menghitung kalori, dan menyusun menu makanan seimbang. Sebelum mempelajari lebih lanjut mengenai materi ini, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

1. 2. 3.

4. 5.

Mendefinisikan Pola Makan, Menu Makanan Seimbang, BMI, dan BMR Carilah informasi dari berbagai literatur seperti buku-buku dan internet mengenai pola makan, menu makanan seimbang, BMI, dan BMR. Catatlah informasi-informasi penting dari literatur yang Anda baca. Diskusikan bersama teman-teman Anda dengan menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, serta berani mengemukakan argumentasi secara sopan dan santun untuk memecahkan permasalahan-permasalahan berikut. a. Apa yang dimaksud dengan pola makan, menu makanan seimbang, BMI, dan BMR? b. Coba hitung nilai BMI dan BMR Anda berdasarkan informasi yang Anda peroleh! c. Apa yang akan terjadi jika seseorang mengonsumsi makanan dengan kandungan kalori melebihi kebutuhan energinya? Tulislah hasil kegiatan ini dalam bentuk laporan dengan format meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Dari kegiatan di atas, Anda telah mengetahui bahwa diperlukan menu makanan seimbang untuk memenuhi kebutuhan energi setiap orang. Bagaimana cara menghitung kebutuhan kalori setiap orang? Simaklah uraian berikut. Untuk memenuhi kecukupan zat gizi diperlukan menu makanan yang seimbang. Menu makanan seimbang adalah menu makanan yang terdiri atas beraneka ragam makanan dalam jumlah dan proporsi yang sesuai sehingga memenuhi

132


kebutuhan gizi seseorang guna Makanan berlemak dan pemeliharaan dan perbaikan sel-sel makanan yang mengandung tubuh dalam proses kehidupan banyak zat gula dan perkembangan. Perhatikan gambar porsi makanan seimbang Protein Protein hewani nabati dalam piramida makanan pada Gambar 6.6. BuahDalam penyusunan menu buahan Sayur-sayuran makanan seimbang perlu menerapkan langkah-langkah berikut. Karbohidrat 1) Menghitung kecukupan energi. Sumber: dutadancow.blogspot.com 2) Menentukan jenis bahan Gambar 6.6 Porsi makanan seimbang makanan yang akan dimakan sesuai konsep menu empat sehat lima sempurna. 3) Menu makanan dibedakan menjadi makan pagi, makan siang, dan makan malam. 4) Mengontrol kebutuhan lemak yaitu 10–25% dari energi. Kecukupan energi setiap orang dapat diketahui dengan cara menghitung nilai BMR (Basal Metabolic Rate). Nilai BMR setiap orang bervariasi dan dipengaruhi oleh jenis kelamin, berat badan, tinggi badan, serta usia. Rumus menghitung BMR sebagai berikut. 1) BMR untuk wanita = 655 + ( 9,6 × BB) + ( 1,8 × TB ) – ( 4,7 × U) 2) BMR untuk pria = 66 + (13,7 × BB) + ( 5 × TB ) – ( 6,8 × U ) Keterangan: BB : berat badan (kg) TB : tinggi badan (cm) U : umur (tahun)

Kegiatan setiap orang berbeda-beda sehingga jumlah kalori yang diperlukan juga berbeda. Nilai BMR di atas hanya merupakan nilai minimal yang tidak dipengaruhi jenis aktivitas. Formula untuk membantu menghitung kalori sesuai dengan aktivitas sebagai berikut. Kebutuhan energi = BMR × faktor aktivitas fisik Tabel 6.4 Nilai Aktivitas Fisik Aktivitas

Laki-Laki

Sangat ringan Ringan Sedang Berat

1,3 1,65 1,76 2,10

Perempuan 1,3 1,55 1,70 2,00

Sumber: http://goo.gl/nRrTcx

Setelah mengetahui kebutuhan energi yang diperlukan dalam sehari, perlu juga diketahui indeks massa tubuh atau Body Mass Index (BMI). BMI merupakan perbandingan antara berat badan (dalam kg) dengan kuadrat tinggi badan (dalam meter). Cara menghitung BMI sebagai berikut.

Biologi Kelas XI

133

BB (kg)

BB (kg)

BMI = TB (m) × TB (m) atau TB2 (m)

Keterangan: BB : berat badan TB : tinggi badan

Jika BMI < 18 berarti kurus, BMI antara 18–24 berarti normal, BMI antara 25–30 berarti kelebihan berat badan, dan BMI > 30 berarti kegemukan atau obesitas. Pengetahuan BMR dan BMI dapat digunakan untuk mengontrol berat badan ideal seseorang. Jika mengalami kelebihan berat badan, jumlah energi yang diperlukan tubuh dalam sehari (nilai BMR) dikurangi 500 kkal. Adapun jika mengalami kekurangan berat badan, jumlah energi yang diperlukan tubuh dalam sehari (nilai BMR) ditambah 500 kkal. Setelah mengetahui kebutuhan kalori dalam sehari, menu makanan yang seimbang dapat disusun sesuai proporsi zat-zat makanan yang seimbang, yaitu karbohidrat 60–75%, protein 10–15%, dan lemak 10–25%. Selanjutnya, mulai dilakukan perhitungan jumlah masing-masing kalori untuk karbohidrat, protein, dan lemak berdasarkan persentase di atas. Jumlah kalori yang didapatkan per jenis zat dapat dibagi lagi menjadi beberapa jenis makanan. Sebagai contoh, dalam sehari diperlukan asupan karbohidrat sebesar 1.500 kkal, maka untuk memenuhi kebutuhan kalori tersebut dapat dilakukan dengan mengonsumsi nasi, kentang, ataupun roti. Berdasarkan uraian di atas, tentu Anda telah memahami mengenai pola makan seimbang berdasarkan kebutuhan energi. Sekarang, coba lakukan kegiatan berikut untuk menguji pemahaman Anda.

Menyusun Menu Makanan Seimbang 1. 2. 3.

4.

Hitunglah nilai BMI dan BMR Anda. Susunlah menu makanan seimbang untuk kategori aktivitas ringan (normal) yang meliputi makan pagi, makan siang, dan makan malam berdasarkan nilai BMI dan BMR Anda. Termasuk dalam kategori apa tubuh Anda berdasarkan nilai BMI yang Anda peroleh? Apa yang akan Anda lakukan jika nilai BMI Anda di atas atau di bawah ambang normal? Buatlah resume dari tugas ini dan kumpulkan kepada Bapak atau Ibu Guru.

Makanan yang dijual di pasaran biasanya telah ditambah dengan berbagai zat aditif untuk menarik minat pembeli. Penggunaan zat aditif yang berlebihan dapat menyebabkan gangguan kesehatan. Bagaimana pendapat Anda mengenai kasus tersebut? Apa tindakan Anda jika ada penjual makanan yang menambahkan zat aditif berbahaya pada makanannya?

134


1. 2. 3. 4.

Dalam kehidupan sehari-hari manusia memerlukan makanan agar metabolisme dalam tubuh berjalan lancar. Oleh karena itu, makanan yang dikonsumsi harus makanan yang sehat. Apa yang dimaksud dengan makanan sehat? Sebutkan lima fungsi karbohidrat bagi tubuh manusia! Apa yang akan terjadi jika dilakukan uji Biuret dan Millon pada tahu dan putih telur? Mineral merupakan substansi anorganik yang biasa ditemukan dalam bentuk ion. Mineral dibagi menjadi dua golongan. Jelaskan kedua golongan mineral tersebut!

B. Struktur dan Fungsi Sistem Pencernaan Manusia dan Ruminansia Menurut Syaifuddin (2011), fungsi utama sistem pencernaan adalah memindahkan zat nutrisi, air, dan garam yang berasal dari zat makanan ke lingkungan dalam untuk didistribusikan ke sel-sel melalui sirkulasi. Untuk mengawali pemahaman Anda mengenai kedudukan atau letak alat-alat pencernaan dan kelenjar pencernaan, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Kedudukan Alat-Alat dan Kelenjar Pencernaan serta Fungsinya Menggunakan Torso 1. 2. 3. 4. 5.

Perhatikan dengan cermat dan teliti torso yang sudah disediakan oleh sekolah. Amati bagian-bagian sistem pencernaan dari torso tersebut. Terapkan sikap kehati-hatian saat melakukan pengamatan sehingga tidak merusak torso. Identifikasilah alat-alat pencernaan yang berperan sebagai saluran pencernaan, kelenjar pencernaan, atau kedua-duanya. Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai struktur jaringan yang menyusun setiap organ pencernaan. Tuliskan data yang Anda peroleh sesuai dengan fakta atau hasil pengamatan Anda. Berdasarkan kegiatan, lakukan diskusi dengan kelompok Anda untuk memecahkan permasalahan-permasalahan berikut. a. Sebutkan alat-alat pencernaan secara urut dan jelaskan letak alat-alat pencernaan tesebut! b. Alat pencernaan apa saja yang berperan sebagai saluran pencernaan, kelenjar pencernaan, atau kedua-duanya? c. Bagaimana struktur jaringan yang menyusun setiap organ pencernaan? d. Apa fungsi kelenjar pencernaan dalam proses pencernaan makanan? e. Bagaimana proses pencernaan berlangsung? Saat berdiskusi, kemukakan pendapat Anda secara ilmiah dan kritis serta terapkan sikap berani dan sopan dalam mengajukan pertanyaan. Untuk membantu Anda menyelesaikan permasalahan tersebut, carilah informasi dari buku-buku referensi dan internet.

Biologi Kelas XI

135

6. 7.

Tuliskan hasil diskusi Anda sesuai dengan format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi kelompok, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda dengan bahasa yang sopan dan santun serta mudah dipahami.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mempelajari kedudukan (letak) dari alatalat pencernaan yang ada dalam tubuh. Untuk memperluas pemahaman Anda mengenai sistem pencernaan, simaklah uraian berikut ini. 1.

Sistem Pencernaan Manusia Proses pencernaan makanan pada manusia melibatkan organ-organ pencernaan. Organ-organ pencernaan manusia terdiri atas saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan. Meliputi organ apa sajakah saluran pencernaan? Organ apa sajakah yang termasuk kelenjar pencernaan? Ayo, kita pelajari bersama! a.

Organ-Organ Pencernaan Manusia 1) Mulut Makanan masuk pertama kali melalui mulut. Dalam mulut terjadi pencernaan makanan secara mekanis dan kimiawi. Dalam mulut terdapat beberapa alat yang berperan dalam proses pencernaan yaitu gigi, lidah, dan kelenjar ludah. a) Gigi Gigi berfungsi sebagai alat pencernaan mekanis karena membantu memecah makanan menjadi potongan-potongan yang lebih kecil. Hal ini akan membantu enzim-enzim pencernaan agar dapat mencerna makanan lebih efisien dan cepat. Berdasarkan bentuknya, gigi manusia terdiri atas gigi seri, gigi taring, gigi geraham depan (premolar), dan gigi geraham belakang (molar). b)

Lidah Dalam sistem pencernaan, lidah berfungsi membantu mencampur dan menelan makanan, mempertahankan makanan agar berada di antara gigi-gigi atas dan bawah saat makanan dikunyah, serta sebagai alat pengecap makanan. Lidah dapat berfungsi sebagai alat pengecap makanan karena mengandung banyak reseptor pengecap atau perasa.

c)

Kelenjar Ludah (Glandula Salivalis) Kelenjar ludah berfungsi untuk menyekresikan saliva atau air liur. Air liur mengandung enzim ptialin yang dapat mengubah amilum (polisakarida) menjadi maltosa (disakarida). Selain itu, air liur berfungsi juga untuk membasahi makanan, mencegah mulut dari kekeringan, membunuh mikroorganisme, dan bertindak sebagai buffer (penyangga pH). Berdasarkan uraian di atas, Anda telah mengetahui bahwa saliva atau ludah berperan penting dalam proses pencernaan makanan secara kimiawi. Nah, untuk mengetahui kerja saliva dalam proses pencernaan, lakukan kegiatan berikut.

136


Mengidentifikasi Proses Pencernaan di Mulut untuk Mengetahui Kerja Saliva/Ludah A. Pendahuluan 7. Larutan Fehling A dan B 8. Akuades Mulut merupakan organ pen9. Air liur cernaan yang berperan baik sebagai saluran pencernaan maupun kelenjar C. Apa yang Harus Dilakukan? pencernaan. Di mulut berlangsung 1. Buatlah larutan tepung kanji proses pencernaan secara mekanis dengan cara melarutkan dan kimiawi. Proses pencernaan 1 sendok teh tepung kanji secara mekanis dengan bantuan dalam satu gelas air. gerakan gigi dan lidah. Proses 2. Ambillah tiga buah tabung reaksi pencernaan secara kimiawi dengan dan berilah label A, B, dan C. bantuan ludah yang mengandung 3. Masukkan tiga tetes larutan kanji enzim ptialin. Kegiatan ini bertujuan ke dalam tabung reaksi A, mengetahui cara kerja saliva/ludah kemudian tambahkan tiga tetes dalam proses pencernaan di mulut. larutan iodin. Kegiatan ini dilakukan secara 4. Kocoklah sampai homogen dan berkelompok sehingga diperlukan catatlah perubahan warna yang adanya pembagian tugas pada setiap terjadi. anggota kelompok. Setiap anggota 5. Masukkan tiga tetes larutan kelompok harus bertanggung jawab tepung kanji masing-masing ke dengan tugas yang sudah diberikan. dalam tabung reaksi B dan C. Selain itu, setiap anggota kelompok 6. Bersihkan mulut dengan cara harus bekerja sama untuk meberkumur-kumur dengan air nyelesaikan kegiatan ini. Dalam jernih. Selanjutnya, tampunglah kegiatan ini, diperlukan sikap responsif ludah Anda dalam gelas. dan proaktif dalam setiap tindakan. 7. Tambahkan tiga tetes ludah ke Dengan demikian, praktikum ini dapat dalam tabung reaksi C dan kocokberjalan dengan baik dan lancar. Saat lah sampai homogen. Biarkan melakukan pengamatan mengselama kurang lebih lima menit. gunakan alat yang terbuat dari kaca Catatan: gunakan pipet berbeda sehingga diperlukan sikap kehati-hatian untuk tiap-tiap larutan. dalam memakainya. Selain itu, 8. Masukkan masing-masing tiga penggunaan bahan-bahan kimia harus tetes larutan Fehling A dan B ke sesuai dengan prosedur untuk mengdalam tabung reaksi B dan C. hindari terjadinya kecelakaan kerja. 9. Jepitlah tabung reaksi dengan penjepit, kemudian panaskan B. Apa yang Diperlukan? selama satu menit di atas pem1. Tabung reaksi (3 buah) bakar spiritus. 2. Pipet tetes Catatan: hati-hati saat meng3. Pembakar spiritus gunakan pembakar spiritus dan 4. Penjepit tabung reaksi panaskan tabung reaksi dengan 5. Tepung kanji cara yang benar. 6. Larutan iodin

Biologi Kelas XI

137

10. Catatlah perubahan warna yang terjadi pada larutan dalam tabung reaksi B dan C.

keluarkan nasi yang telah dikunyah dan letakkan di cawan petri. Selanjutnya, tambahkan akuades ke dalamnya sehingga terbentuk larutan. Masukkan larutan nasi yang telah bercampur air liur ke dalam tiga tabung reaksi (A, B, dan C) masingmasing sebanyak tiga tetes. Masukkan 3 tetes HCl 3,5% ke dalam tabung reaksi B dan 3 tetes NaOH 10% ke dalam tabung reaksi C. Kocoklah ketiga tabung reaksi sampai rata dan biarkan selama lima menit. Masukkan masing-masing tiga tetes larutan Fehling A dan B ke dalam tabung reaksi A, B, dan C. Selanjutnya, panaskan ketiga tabung reaksi tersebut di atas pembakar spiritus selama 1 menit. Amati perubahan warna larutan pada tabung reaksi A, B, dan C. Apakah terbentuk endapan merah bata? Mengapa?

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana perubahan warna larutan tepung kanji saat ditetesi larutan iodin (tabung reaksi A)? Mengapa bisa terjadi demikian? 2. Bagaimana perubahan warna larutan pada tabung reaksi B dan C? Mengapa bisa demikian? 3. Tuliskan hasil pengamatan Anda dalam sebuah laporan dengan format judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan, pembahasan dan diskusi, serta kesimpulan. E.

Unjuk Kreativitas Kunyahlah nasi selama ± 32 hitungan hingga halus dan bercampur dengan air liur. Setelah lembut, 2)

Kerongkongan Kerongkongan merupakan saluran tipis dan panjang (± 25 cm) yang berfungsi sebagai jalan bolus (gumpalan makanan) dari mulut menuju lambung. Bergeraknya bolus dari mulut ke lambung melalui kerongkongan disebabkan adanya gerak peristaltik pada otot dinding kerongkongan. Gerak peristaltik dapat terjadi karena adanya kontraksi otot secara bergantian pada lapisan otot yang tersusun secara memanjang dan melingkar.

3)

Lambung Lambung (ventrikulus) merupakan kantong besar yang terletak di sebelah kiri rongga perut. Lambung terdiri atas tiga bagian, yaitu bagian atas (kardiak), bagian tengah yang membulat (fundus), dan bagian bawah (pilorus). Perhatikan Gambar 6.7!

Kerongkongan Otot sfinkter Lapisan otot melingkar

Peritonium Lapisan otot memanjang

Lapisan otot serong Otot sfinkter pilorus Duodenum

Tonjolan

Epitelium Kelenjar gastrin Sumber: Biology, Solomon

Gambar 6.7 Struktur lambung

138


Permukaan epitelium Sel Kelenjar gastrin

Di dalam lambung terjadi pencernaan secara mekanis dan kimiawi. Pencernaan mekanis terjadi karena adaya kontraksi otot lambung. Sementara itu, pencernaan kimiawi berlangsung dengan bantuan getah lambung. Getah lambung mengandung asam lambung, enzim, dan hormon seperti dijelaskan berikut ini. a) Asam lambung (HCl), berfungsi membunuh bakteri yang terdapat dalam makanan, mengubah sifat protein, merangsang keluarnya sekretin, merangsang keluarnya hormon kolesistokinin yang merangsang empedu agar mengeluarkan getahnya, dan mengaktifkan enzim pepsinogen menjadi pepsin. b) Enzim pepsin, berfungsi merombak protein menjadi pepton. c) Enzim renin, berfungsi mengaktifkan kaseinogen menjadi kasein. d) Hormon gastrin, berfungsi merangsang sekresi getah lambung. 4) Usus Halus Usus halus merupakan saluran berkelok-kelok yang panjangnya sekitar 6–8 meter dan lebar 25 mm. Usus halus terdiri atas tiga bagian yaitu usus dua belas jari (duodenum), usus kosong (jejunum), dan usus penyerapan (ileum). a) Usus Dua Belas Jari Dalam usus dua belas jari bermuara dua saluran, yaitu dari pankreas dan kantong empedu. Kantong empedu berisi cairan empedu yang dihasilkan oleh hati dan berguna untuk mengemulsikan lemak. Pankreas menghasilkan getah pankreas (bersifat basa) yang mengandung beberapa jenis enzim, seperti amilase, tripsinogen, dan lipase. Enzim amilase berfungsi untuk mengubah zat tepung menjadi gula. Tripsinogen diaktifkan oleh enzim enterokinase menjadi tripsin. Tripsin berfungsi mengubah protein menjadi peptida dan asam amino. Lipase berfungsi mengubah trigliserida (lemak) menjadi asam lemak dan gliserol. Jadi, dalam usus dua belas jari berlangsung pencernaan kimiawi. b)

Usus Kosong Dalam usus kosong makanan mengalami pencernaan kimiawi oleh enzim yang dihasilkan oleh kelenjar yang terdapat di dinding usus. Enzimenzim yang dihasilkan oleh kelenjar yang terdapat di dinding usus sebagai berikut. (1) Enterokinase, berfungsi mengaktifkan tripsinogen yang dihasilkan pankreas. (2) Laktase, berfungsi mengubah laktosa menjadi glukosa. (3) Erepsin (dipeptidase), berfungsi mengubah dipeptida atau pepton menjadi asam amino. (4) Maltase, berfungsi mengubah maltosa menjadi glukosa. (5) Disakarase, berfungsi mengubah disakarida menjadi monosakarida. (6) Peptidase, berfungsi mengubah polipeptida menjadi asam amino. (7) Sukrase, berfungsi mencerna sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. (8) Lipase, berfungsi mengubah trigliserida menjadi gliserol dan asam lemak.

Biologi Kelas XI

139

c)

Usus Penyerapan Dalam usus penyerapan terdapat banyak lipatan atau lekukan yang disebut vili atau jonjot usus. Vili berfungsi memperluas permukaan usus sehingga proses penyerapan zat makanan akan lebih sempurna. Zat makanan berupa glukosa, asam amino, vitamin yang larut dalam air (vitamin B dan C), mineral, dan air akan diserap oleh kapiler darah dalam vili kemudian diangkut menuju hati melalui pembuluh darah. Sementara itu, zat makanan berupa asam lemak, gliserol, dan vitamin yang larut dalam lemak akan diangkut melalui pembuluh kil, yaitu pembuluh getah bening (limfa). Perhatikan Gambar 6.8! Vena yang membawa darah ke pembuluh vena porta hepatika

Mikrovili

Kapiler darah

Lapisan otot

Sel epitel

Sel epitel

Vili

Dinding usus halus

Permukaan yang berlipatlipat

Vili

Pembuluh limfe Keterangan: ➡ = penyerapan sari-sari makanan

Sumber: Biology, Campbell, Reece, and Mitchell

Gambar 6.8 Struktur anatomi usus halus

5)

140

Usus Besar Usus besar atau kolon memiliki panjang ± 1 meter dan terdiri atas kolon ascendens, kolon transversum, dan kolon descendens. Di antara intestinum tenue (usus halus) dan Untuk mengetahui proses penintestinum crassum (usus besar) terdapat cernaan pada manusia, bukalah video dengan alamat berikut. sekum (usus buntu). Pada ujung sekum 1. http://youtu.be/5pImj91uMc4 terdapat tonjolan kecil yang disebut apendiks 2. http://youtu.be/isCoVcTlvl8 (umbai cacing) yang berisi massa sel darah 3. http://youtu.be/QLntCwBpKZM putih yang berperan dalam imunitas. Cermati dan simaklah video tersebut untuk menambah Sisa makanan hasil pencernaan di usus wawasan Anda tentang jalannya halus masuk ke usus besar. Di dalam usus besar proses pencernaan makanan pada terjadi proses pembusukan sisa makanan manusia. menjadi feses oleh bakteri Escherichia coli. Selain membusukkan sisa makanan, bakteri E. coli juga menghasilkan vitamin K dan vitamin B12. Bagian akhir usus besar disebut rektum. Di rektum tidak lagi terjadi penyerapan air. Rektum dapat berkontraksi sehingga menimbulkan defekasi. Defekasi adalah pengeluaran zat-zat sisa makanan melalui anus. Berdasarkan uraian di atas, dapat diketahui bahwa setiap organ pencernaan memiliki struktur sesuai dengan fungsinya. Cobalah untuk mengaitkan antara struktur organ pencernaan dengan fungsinya melalui kegiatan berikut.


Mengidentifikasi Struktur dan Fungsi Organ Pencernaan A. Pendahuluan Setiap organ pencernaan memiliki struktur yang berkaitan dengan fungsinya. Jenis-jenis jaringan yang menyusun setiap organ pencernaan juga berbeda-beda. Kegiatan ini bertujuan mengetahui struktur jaringan yang menyusun usus halus disesuaikan dengan fungsinya. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga diperlukan sikap mau bekerja sama antaranggota kelompok. Dalam kegiatan ini digunakan preparat awetan. Oleh karena awetan itu mudah pecah, diperlukan sikap kehati-hatian saat mengamati preparat tersebut menggunakan mikroskop. Selain itu, penggunaan mikroskop harus dilakukan dengan prosedur yang benar. B.

C.

Apa yang Diperlukan? 1. Mikroskop 2. Preparat awetan irisan melintang usus halus 3. Gambar penampang usus halus 4. Alat tulis 5. Buku gambar Apa yang Harus Dilakukan? 1. Amatilah dengan cermat gambar penampang usus halus. 2. Siapkan mikroskop dan preparat awetan irisan melintang usus halus. 3. Letakkan preparat pada meja preparat secara hati-hati. 4. Lakukan pengamatan dengan perbesaran lemah, kemudian b.

5.

6.

dilanjutkan dengan perbesaran kuat sampai gambar terlihat jelas. Amatilah dengan teliti preparat irisan melintang usus halus. Bandingkan dengan gambar penampang usus halus yang telah Anda amati. Gambarlah hasil pengamatan Anda dalam buku gambar.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana permukaan sebelah dalam dan sebelah luar usus halus? Mengapa bisa demikian? Kaitkan jawaban Anda dengan fungsi usus halus dalam proses pencernaan! 2. Jaringan apa saja yang menyusun organ usus halus? Jelaskan fungsi setiap jaringan tersebut! 3. Buatlah laporan hasil praktikum dengan format meliputi judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. E.

Unjuk Kreativitas Coba lakukan pengamatan terhadap preparat awetan irisan melintang organ pencernaan yang lain, misalnya lambung. Jika tidak ada, carilah gambar penampang melintang lambung. Selanjutnya identifikasilah struktur lambung dikaitkan dengan fungsinya dalam proses pencernaan makanan.

Gangguan pada Sistem Pencernaan Gangguan pada sistem pencernaan manusia dapat diakibatkan oleh pola makan yang salah, infeksi bakteri, dan kelainan pada organ pencernaan. Gangguan apa saja yang dapat terjadi pada sistem pencernaan? Lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut untuk mengetahuinya. Biologi Kelas XI

141

Mengidentifikasi Gangguan-Gangguan pada Sistem Pencernaan Manusia 1. 2. 3. 4.

Carilah informasi dari berbagai sumber (internet, majalah, atau buku-buku referensi) mengenai jenis-jenis gangguan yang terjadi pada sistem pencernaan. Catatlah jenis-jenis gangguan atau kelainan pada sistem pencernaan beserta penyebab, gejala, dan cara pencegahannya berdasarkan informasi yang Anda peroleh. Gangguan apa saja yang mungkin terjadi pada sistem pencernaan? Apa penyebab terjadinya gangguan-gangguan tersebut? Bagaimana cara pencegahan gangguan-gangguan tersebut? Buatlah resume tertulis hasil dari tugas ini dan kumpulkan kepada Bapak atau Ibu Guru. Terapkan sikap jujur dan tanggung jawab dalam mengerjakan tugas ini. Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui gangguan-gangguan yang mungkin terjadi pada sistem pencernaan manusia. Sistem pencernaan dapat terserang beberapa jenis penyakit yaitu gastritis, tukak lambung (ulkus), apendisitis, diare, konstipasi, xerostomia, parotitis, dan hemoroid. Untuk mengetahui penyebab dan gejala-gejala penyakit tersebut, bukalah alamatalamat website http://goo.gl/LZQZds; http://goo.gl/Dffk6x; dan http://goo.gl/5ewN1p. Saluran pencernaan dapat terserang berbagai kelainan dan penyakit. Oleh karena itu, saluran pencernaan perlu dirawat dengan baik. Beberapa tips merawat saluran pencernaan seperti berikut. 1) Mencuci tangan menggunakan air bersih dan sabun sebelum makan. 2) Mengonsumsi makanan yang higienis untuk meminimalisasi gangguan pada sistem pencernaan. 3) Menerapkan pola makan yang teratur dengan pemenuhan gizi yang cukup dan seimbang. 4) Makan dalam keadaan santai atau tidak terburu-buru. 5) Memperhatikan cara menelan makanan, tidak boleh asal menelan. 6) Menjauhi kegiatan mental dan berpikir berat setelah makan. 7) Mengonsumsi makanan yang mengandung serat setiap hari, misalnya sayuran dan buah-buahan serta menghindari makanan yang mengakibatkan sembelit. 8) Menghindari kebiasaan menahan buang air besar karena dapat mengakibatkan sembelit.

2.

142

Sistem Pencernaan Hewan Memamah Biak (Ruminansia) Hewan-hewan herbivora (pemakan rumput) seperti sapi, domba, dan kerbau disebut hewan memamah biak atau ruminansia. Sistem pencernaan hewan-hewan ini lebih kompleks. Makanan hewan ini mengandung banyak selulosa yang sulit dicerna oleh hewan pada umumnya sehingga sistem pencernaan ruminansia berbeda dengan hewan lainnya. Saluran pencernaan ruminansia terdiri atas mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, rektum, dan anus. Apa perbedaan sistem pencernaan ruminansia dengan manusia? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.


Membandingkan Organ Pencernaan Makanan pada Manusia dengan Hewan Ruminansia 1.

Perhatikan gambar berikut! 6

1

4 1

3 2 5 4 2 (a)

5 (b)

3


Gambar 6.9 (a) Organ pencernaan manusia; (b) Organ pencernaan ruminansia

2. 3.

4.

4.

5.

Amati saluran pencernaan pada manusia dan ruminansia tersebut dengan cermat dan teliti. Carilah tambahan informasi dari berbagai literatur mengenai organorgan pencernaan ruminansia terutama tentang struktur gigi dan lambung. Diskusikan dengan kelompok Anda mengenai permasalahanpermasalahan berikut. a. Sebutkan organ-organ yang berperan dalam pencernaan manusia! Bagaimana mekanisme pencernaan manusia? Jelaskan! b. Sebutkan organ-organ yang berperan dalam pencernaan ruminansia! Bagaimana mekanisme pencernaan ruminansia? Jelaskan! c. Bandingkan organ-organ pencernaan manusia dengan organorgan pencernaan ruminansia! Apakah ada perbedaan? Jika ada tuliskan perbedaan tersebut! Lakukan diskusi dengan sopan dan santun ketika berpendapat atau berargumentasi. Terapkan sikap proaktif dan terbuka ketika berdiskusi dengan kelompok Anda. Tulislah hasil diskusi Anda dalam buku tugas, kemudian buatlah laporan dengan format laporan meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda dengan bahasa yang sopan, santun, dan mudah dimengerti. Terapkan juga sikap jujur dan tanggung jawab dalam melaksanakan kegiatan ini.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah memahami perbedaan sistem pencernaan manusia dengan sistem pencernaan ruminansia. Ruminansia tidak mepunyai gigi seri atas dan gigi taring. Namun, gigi gerahamnya lebih banyak

Biologi Kelas XI

143

dibandingkan gigi manusia karena gigi geraham digunakan untuk mengunyah makanan yang mengandung banyak serat. Gigi seri sapi berfungsi untuk menjepit dan memotong makanannya yang berupa rumput. Gigi geraham berfungsi untuk menggilas makanan. Di antara gigi seri dan gigi geraham terdapat ruang yang disebut diastema. Saat mengunyah makanan, rahang dapat bergerak ke kiri dan ke kanan sehingga makanan akan tergiling sempurna. Ruminansia seperti sapi memiliki kerongkongan sangat pendek (5 cm), berdinding tipis dan lebar serta lebih mampu berdilatasi (membesar). Lambung ruminansia terdiri atas 4 bagian, yaitu rumen (perut besar), retikulum (perut jala), omasum (perut kitab), dan abomasum (perut masam) yang memiliki ukuran bervariasi sesuai dengan umur dan makanan alamiahnya. Lambung sapi sangat besar, diperkirakan sekitar 3/4 dari isi rongga perut. Lambung mempunyai peranan penting untuk menyimpan makanan sementara yang akan dikunyah kembali. Pada lambung juga terjadi proses pembusukan dan peragian (fermentasi). Selain itu, usus halus pada sapi sangat panjang bisa mencapai 40 meter. Kondisi ini dipengaruhi oleh makanannya yang mengandung banyak serat (selulosa). Bagaimana proses pencernaan makanan yang berlangsung dalam saluran pencernaan hewan ruminansia? Anda dapat mempelajarinya dengan membuka alamat website pada Tautan.

Gigi seri Gigi premolar

Gigi molar

Sumber: Biology for You, 2002

Gambar 6.10 Susunan gigi ruminansia Esofagus Rumen

Retikulum Omasum Abomasum Duodenum

Sumber: Biology for You, 2002

Gambar 6.11 Bagian-bagian lambung ruminansia

Anda dapat memahami lebih jelas tentang sistem pencernaan makanan pada ruminansia melalui http://goo.gl/BEisfC. Anda juga dapat mengakses video melalui alamat http://youtu.be/n43UEjRzKw. Unduh dan catatlah hal-hal penting yang ada dalam alamat tersebut sehingga dapat menambah pengetahuan Anda.

Apendisitis merupakan salah satu gangguan yang dapat terjadi pada sistem pencernaan manusia. Gangguan tersebut terjadi karena adanya peradangan atau infeksi pada umbai cacing (apendiks). Sebagian besar orang yang mengalami apendisitis memerlukan laparotomi dengan pemotongan umbai cacing yang terienfeksi. Berdasarkan beberapa literatur, umbai cacing sangat berperan dalam sistem imunitas tubuh. Berdasarkan peranannya tersebut, apa yang akan terjadi jika umbai cacing dipotong? Apa yang akan terjadi jika umbai cacing yang telah terinfeksi tidak dipotong? Jelaskan pendapat Anda! Apa tindakan Anda untuk mencegah penyakit apendisitis?

144


1. 2. 3. 4. 5.

Manusia memiliki tiga jenis gigi sesuai dengan fungsinya. Tuliskan tiga macam gigi tersebut beserta fungsinya! Apa yang dimaksud dengan gerak peristaltik? Bagaimana dapat terjadi gerak tersebut di kerongkongan? Jelaskan! Jelaskan proses pencernaan yang berlangsung pada duodenum! Jelaskan tiga penyakit pencernaan yang dapat menyerang mulut! Jelaskan perbedaan anatomi lambung pada manusia dengan hewan memamah biak (ruminansia)!

Proses pencernaan pada manusia melibatkan organ-organ dan kelenjar-kelenjar pencernaan. Satu-kesatuan antara proses pencernaan, organ pencernaan, dan kelenjar pencernaan akan membentuk sistem pencernaan. Setiap organ pencernaan dan kelenjar pencernaan disusun oleh beberapa jenis jaringan. Jaringan yang menyusun organ dan kelenjar pencernaan mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Berdasarkan informasi tersebut, coba buatlah skema sistem pencernaan manusia. Selanjutnya, dari skema tersebut buatlah poster mengenai sistem pencernaan pada manusia lengkap dengan jenis-jenis jaringan penyusunnya. Selain itu, tuliskan secara singkat fungsi dari jaringan-jaringan tersebut. Carilah informasi dan gambar-gambar untuk mendukung tugas proyek ini. Kerjakan tugas proyek ini dengan penuh tanggung jawab dan responsif. Kumpulkan hasil tugas proyek ini kepada Bapak atau Ibu Guru Anda tepat waktu.

1. 2. 3.

Makanan sehat adalah makanan yang higienis dan mengandung zat gizi seimbang. Makanan sehat mengandung berbagai zat yang diperlukan tubuh, seperti karbohidrat, lemak, protein, vitamin, air, serat, dan mineral. Proses pencernaan makanan pada manusia meliputi dua proses, yaitu pencernaan mekanis dan pencernaan kimiawi. Pencernaan mekanik adalah pengubahan makanan dari bentuk kasar menjadi bentuk halus dengan bantuan gerakan organ-organ pencernaan. Adapun pencernaan kimiawi adalah pelarutan dan pemecahan makanan oleh enzimenzim pencernaan dengan mengubah makanan yang bermolekul besar menjadi molekul yang kecil.

Biologi Kelas XI

145

4.

5. 6.

Organ-organ pencernaan terdiri atas saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan. Saluran pencernaan terdiri atas mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, dan anus. Adapun, kelenjar pencernaan terdapat di mulut, lambung, usus halus, pankreas, dan hati. Gangguan yang mungkin terjadi pada sistem pencernaan manusia antara lain gastritis, ulkus, apendisitis, diare, konstipasi, xerostomia, parotitis, dan hemoroid. Lambung ruminansia terdiri atas empat bagian, yaitu rumen (perut besar), retikulum (perut jala), omasum (perut kitab), dan abomasum (perut masam).

A. Pilihlah jawaban yang tepat!

b.

1. Perhatikan beberapa fungsi zat makanan berikut! 1) Menyeimbangkan cairan dalam tubuh. 2) Menjaga keseimbangan asam dan basa. 3) Berperan sebagai sistem buffer. 4) Membantu proses penyerapan kalsium. 5) Memacu berbagai reaksi kimia dan biologis. Fungsi protein bagi tubuh ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1), 2), dan 4) b. 1), 2), dan 5) c. 1), 3), dan 4) d. 1), 3), dan 5) e. 1), 4), dan 5)

c.

2. Perhatikan data hasil uji makanan berikut! Bahan Makanan

Fehling A+B

K L

Biru muda Merah bata Merah bata

M

Lugol

Biuret

Kertas Koran

Hitam Kuning

Ungu Ungu

Bernoda Bernoda

Biru tua

Biru muda

Tak bernoda

Kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan data di atas adalah . . . a. Bahan makanan M mengandung protein, amilum, dan lemak.

146

d. e.

Bahan makanan K mengandung protein, glukosa, dan lemak. Bahan makanan K mengandung glukosa, protein, dan lemak. Bahan makanan L mengandung glukosa, protein, dan lemak. Bahan makanan M mengandung glukosa, amilum, dan protein.

3. Suatu bahan makanan menunjukkan reaksi negatif saat diuji dengan Biuret serta menunjukkan reaksi positif saat diuji dengan Benedict dan Lugol. Jika bahan makanan tersebut dijadikan sebagai satu-satunya sumber makanan, dapat mengakibatkan penyakit . . . . a. kwashiorkor d. gastritis b. apendisitis e. diare c. konstipasi 4. Perhatikan organ-organ pencernaan berikut! 1) Mulut 4) Pankreas 2) Kerongkongan 5) Usus halus 3) Usus besar 6) Hati Alat-alat pecernaan manusia terdiri atas saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan. Organ pencernaan yang berfungsi sebagai saluran pencernaan ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1), 2), 3), dan 4) b. 1), 2), 3), dan 5) c. 1), 2), 4), dan 5) d. 2), 3), 4), dan 6) e. 2), 3), 4), dan 6)


5. Perhatikan gambar anatomi usus halus X di samping! Bagian yang ditunjuk oleh huruf X berfungsi mengangkut zat makanan yang berupa . . . . a. gliserol, glukosa, dan asam amino b. asam lemak, asam amino, dan glukosa c. glukosa, asam lemak, dan vitamin yang larut dalam air d. asam amino, vitamin yang larut dalam lemak, dan glukosa e. asam lemak, gliserol, dan vitamin yang larut dalam lemak 6. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut! 1) Membasahi makanan. 2) Membunuh mikroorganisme. 3) Mencegah mulut dari kekeringan. 4) Bertindak sebagai buffer (penyangga pH). 5) Terdapat enzim ptialin yang berfungsi mengubah amilum menjadi maltosa. Pernyataan-pernyataan di atas merupakan fungsi dari . . . . a. lidah b. kelenjar ludah c. air liur (saliva) d. kerongkongan e. kelenjar mukosa 7. Perhatikan gambar di samping! Proses pencernaan kimiawi yang berY langsung pada organ yang ditunjuk oleh huruf Y yaitu . . . . a. amilum diubah menjadi glukosa oleh enzim ptialin b. enzim pepsinogen diaktifkan menjadi enzim pepsin c. protein dipecah menjadi pepton oleh enzim pepsin

d. e.

penggumpalan kasein dalam susu oleh enzim renin pepton dipecah menjadi asam amino oleh enzim erepsin

8. Protein yang terkandung dalam daging dicerna secara kimiawi dalam lambung dan usus halus. Enzim-enzim yang berperan pada proses pencernaan protein tersebut adalah . . . . Lambung a. b. c. d. e.

Usus Halus

Pepsin HCl dan lipase Sukrase Peptidase HCl dan pepsin

Tripsin Tripsin Maltase Pepsin Lipase

9. Kebiasaan makan yang tidak teratur, jenis makanan tertentu, obat-obatan, dan stres dapat menyebabkan penyakit mag. Gejala mag ditunjukkan dengan rasa sakit atau perih dalam lambung. Gangguan ini terjadi karena . . . . a. ujung-ujung saraf di dinding lambung tidak terkontrol b. sekresi asam lambung tidak normal dan luka pada dinding lambung c. kontraksi otot lambung terlalu lama sehingga menimbulkan kejang d. sekresi asam lambung menurun dan enzim diproduksi secara berlebihan e. pembuluh darah pada submukosa lambung tertekan oleh kontraksi otot yang berlebihan 10. Perhatikan sistem pencernaan hewan memamah biak di samping! Bagian yang berfungsi untuk menyerap sari-sari makanan ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1 d. b. 2 e. c. 3

3

5

4

1

2

4 5

Biologi Kelas XI

147

B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Protein tidak dapat disimpan dalam tubuh. Bagaimana jika dalam tubuh terjadi kelebihan protein? 2. Mengapa lemak perlu diemulsikan terlebih dahulu sebelum dicerna secara kimiawi oleh enzim? 3. Bagaimana proses berlangsungnya pencernaan secara mekanis dan kimiawi yang terjadi di lambung? 4. Usus halus terdiri atas tiga bagian yaitu duodenum, jejunum, dan ileum. Apa fungsi ileum? Jelaskan struktur ileum sehingga sesuai untuk menjalankan fungsinya tersebut! 5. Vitamin diperlukan oleh tubuh dalam jumlah sedikit. Meskipun diperlukan dalam jumlah sedikit, kebutuhan vitamin harus tetap terpenuhi. Salah satu vitamin yang harus terpenuhi yaitu vitamin A. Bagaimana jika dalam tubuh kekurangan asupan vitamin A? 6. Sistem pencernaan ruminansia berbeda dengan hewan lainnya. Lambung ruminansia terbagi menjadi empat bagian seperti yang digambarkan pada gambar berikut.

7.

8. 9.

10.

2 3

Berdasarkan gambar, bagaimana proses pencernaan yang terjadi di dalam lambung ruminansia? Akhir-akhir ini, banyak orang yang melakukan sedot lemak untuk mengurangi lemak yang berlebih dalam tubuh. Sedot lemak merupakan cara yang paling instan untuk mengurangi lemak. Menurut pendapat Anda, apakah sedot lemak baik untuk kesehatan? Setujukah Anda dengan adanya sedot lemak? Coba Anda perkirakan dampak atau efek samping dengan adanya sedot lemak tersebut! Mengapa makanan berserat dapat mencegah konstipasi? Kebanyakan orang yang mengalami obesitas akan melakukan usaha apa pun untuk menurunkan berat badannya. Salah satu usaha yang dapat dilakukan yaitu operasi pemotongan lambung. Menurut Anda, apakah menurunkan berat badan dengan cara pemotongan lambung sudah benar? Kelenjar yang terdapat di daerah fundus lambung menghasilkan getah lambung. Getah lambung mengandung berbagai jenis zat, salah satunya adalah HCl atau asam lambung. Jelaskan fungsi asam lambung dalam proses pencernaan!

4 1

Anda telah mempelajari cara menghitung BMI. Berdasarkan nilai BMI Anda, apakah berat tubuh Anda termasuk ideal? Jika berat tubuh Anda belum tergolong ideal, jangan rendah diri. Sebaliknya, jika berat tubuh Anda sudah ideal, jangan tinggi hati. Setiap manusia diciptakan dengan kekurangan dan kelebihan. Semua manusia sama di mata Tuhan Yang Maha Esa. Selain itu, Tuhan juga menganugerahkan pola pikir ilmiah untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan manusia. Pengetahuan mengenai pola makan yang sehat dapat Anda gunakan untuk mengatasi permasalahan mengenai berat badan. Menerapkan pola makan yang sehat merupakan salah satu wujud rasa syukur terhadap anugerah Tuhan.

148


A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Perhatikan gambar struktur sel tumbuhan berikut!

3. Gambar berikut menunjukkan struktur sel tumbuhan sebelum dan sesudah dimasukkan ke dalam larutan Z.

3 Sebelum dimasukkan ke dalam larutan Z 4

2

5

Sesudah dimasukkan ke dalam larutan Z 1

Organel sel yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya reaksi terang dan reaksi gelap dalam proses fotosintesis ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1 d. 4 b. 2 e. 5 c. 3 2. Gambar berikut menunjukkan percobaan untuk mengetahui pergerakan molekul melalui pipa usus. Air distilasi Larutan gula Pipa usus

Awal percobaan

Akhir percobaan

Proses apakah yang terjadi pada percobaan tersebut? a. Osmosis b. Difusi c. Eksositosis d. Endositosis e. Difusi terbantu

Apakah larutan Z tersebut dan proses yang terjadi pada sel tumbuhan?

a. b. c. d. e.

Larutan Z

Proses

Sukrosa 20% Glukosa 1% Glukosa 10% Sodium klorida 15% Air

Plasmolisis Osmosis Deplasmolisis Hemolisis Osmosis

4. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut! 1) Batang berfungsi sebagai tempat tumbuh organ-organ generatif. 2) Stomata merupakan derivat endodermis yang berfungsi sebagai lubang pertukaran gas pada daun. 3) Jaringan palisade pada daun berfungsi sebagai tempat berlangsung fotosintesis. 4) Pada akar Dicotyledoneae, floem terletak di tengah, bentuk seperti bintang, dan berperan dalam transportasi hasil fotosintesis.

Biologi Kelas XI

149

Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) dan 2) d. 2) dan 4) b. 1) dan 3) e. 3) dan 4) c. 2) dan 3) 5. Gambar berikut memperlihatkan tiga macam jaringan.

P

Q

R

Manakah dari jawaban berikut yang merupakan pernyataan yang paling benar tentang P, Q, dan R? P

Q

R

a.

Jaringan otot

Jaringan saraf

Jaringan epitel

b.

Jaringan saraf

Jaringan otot

Jaringan epitel

c.

Jaringan pengikat

Jaringan epitel

Jaringan otot

d.

Jaringan epitel

Jaringan pengikat

Jaringan saraf

e.

Jaringan saraf

Jaringan epitel

Jaringan otot

6. Salah satu ciri tulang rawan pada anakanak yang membedakan dengan tulang rawan pada orang dewasa adalah . . . . a. tidak mempunyai lakuna b. berasal dari perikondrium c. kondroblas bersifat tidak aktif d. mengandung lebih banyak kondroblas e. mempunyai matriks teritorial dan interteritorial 7. Perhatikan gambar penampang melintang akar Dicotyledoneae di bawah ini! X

150

Ulangan Akhir Semester 1

Bagian akar yang ditunjuk oleh huruf X berfungsi . . . . a. membentuk cabang akar b. mengangkut hasil fotosintesis c. mengangkut garam dan mineral d. membentuk hormon pertumbuhan e. membentuk felem dan feloderma 8. Perhatikan beberapa organ berikut! 1) Alveolus paru-paru 2) Esofagus 3) Ureter 4) Usus 5) Rongga mulut 6) Saluran rahim 7) Pembuluh darah 8) Kelenjar keringat Jaringan epitel kompleks terdapat pada organ nomor . . . . a. 1), 2), 5), dan 7) b. 1), 3), 4), dan 7) c. 2), 3), 5), dan 8) d. 2), 3), 6), dan 8) e. 2), 4), 5), dan 6) 9. Perhatikan pengujian golongan darah berikut! Serum anti-A

Serum anti-B

Sampel darah

Hasil pengujian golongan darah tersebut menunjukkan bahwa darah . . . . a. mengandung aglutinogen A dan aglutinin α b. mengandung aglutinogen B dan aglutinin α c. mengandung aglutinogen A dan B serta aglutinin α dan β d. mengandung aglutinogen A dan B serta tidak mengandung aglutinin α dan β e. tidak mengandung aglutinogen A dan B serta mengandung aglutinin α dan β

10. Hemoglobin yang terdapat dalam sel darah merah akan berikatan dengan oksigen membentuk oksihemoglobin. Ikatan antara hemoglobin dan oksigen ini menguntungkan bagi kita karena .... a. senyawa oksihemoglobin dapat terurai dengan mudah sehingga oksigen dapat berdifusi ke sel-sel tubuh b. oksihemoglobin merupakan komponen yang stabil c. membuktikan bahwa oksigen tidak dibuang d. membuktikan bahwa darah mengandung oksigen e. sel-sel tubuh memerlukan oksigen untuk melakukan respirasi 11. Perhatikan beberapa fungsi suatu unsur mineral berikut! 1) Memacu metabolisme. 2) Kontraksi otot. 3) Mengatur keseimbangan asam dan basa dalam darah. 4) Pembentukan matriks tulang dan gigi. Unsur mineral yang mempunyai fungsi seperti tersebut di atas dapat ditemukan pada kelompok bahan makanan . . . . a. buah pisang dan ikan laut b. susu, kuning telur, dan daging c. buah-buahan dan sayur-sayuran d. sayuran hijau dan garam beryodium e. wortel, biji-bijian, dan kacangkacangan 12. Seorang siswa melakukan percobaan uji makanan. Hasil dari percobaan sebagai berikut. Larutan Bahan Makanan

Biuret

A B C D E

biru biru ungu ungu ungu

Reagen Lugol biru kehitaman biru bening kuning biru kehitaman

Benedict biru merah bata biru merah bata biru

Bahan makanan yang hanya mengandung protein adalah . . . . a. A d. D b. B e. E c. C 13. Tidak semua zat-zat yang terdapat dalam bahan makanan akan mengalami pencernaan. Zat berikut apabila terdapat dalam bahan makanan tidak akan mengalami pencernaan adalah . . . . a. lemak b. protein c. vitamin d. amilum e. karbohidrat 14. Seorang siswa mencampurkan suatu makanan dengan iodin dan hasilnya menunjukkan reaksi warna biru kehitaman. Berdasarkan percobaan tersebut, dapat disimpulkan bahwa makanan tersebut mengandung . . . . a. gula b. lemak c. protein d. amilum e. asam amino 15. Berdasarkan hasil pemeriksaan di laboratorium, pada feses Didi ditemukan zat lemak. Hal tersebut terjadi karena adanya gangguan sistem pencernaan pada organ . . . . a. hati b. rektum c. lambung d. usus besar e. kerongkongan B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Pada perkembangan lebih lanjut, jaringan epidermis pada tumbuhan akan digantikan oleh jaringan gabus. Bagaimana proses penggantian tersebut? Bagaimana pertumbuhan dan perkembangan selanjutnya dari jaringan gabus tersebut? Biologi Kelas XI

151

2. Mengapa sebelum berolahraga kita dianjurkan melakukan pemanasan dan setelah olahraga melakukan pendinginan? Jelaskan! 3. Perhatikan gambar penampang jantung berikut!

a. b.

Mengapa bagian tubuh yang terbentur tersebut berwarna biru? Jelaskan! Mengapa memar tersebut akan sembuh setelah beberapa hari? Jelaskan!

5. Perhatikan gambar percobaan tentang osmosis berikut! X = glukosa X Y

a. b. c.

Apakah nama bagian yang berlabel X dan Y itu? Apakah fungsi bagian yang berlabel X? Apa yang akan terjadi apabila bagian yang berlabel Y tidak berfungsi?

4. Beberapa hari yang lalu lutut Rizky terkena benturan. Akibatnya, pada bagian yang terbentur tersebut berwarna biru (memar). Setelah beberapa hari, warna biru (memar) tersebut menghilang.

152

Ulangan Akhir Semester 1

Y = air

Umbi kentang

Jika umbi kentang tersebut direndam selama dua hari, bagaimanakah keadaan permukaan larutan dalam percobaan tersebut?

Sistem Pernapasan Mempelajari

Sistem Pernapasan pada Manusia

Sistem Pernapasan pada Hewan

Kelainan-Kelainan pada Sistem Pernapasan

Meliputi

Meliputi

Diperlukan Alat-Alat Pernapasan Manusia Volume Udara Pernapasan Faktor-Faktor yang Memengaruhi Volume Pernapasan Mekanisme Pernapasan Manusia

Sistem Pernapasan pada Serangga Mencakup Alat Pernapasan

Sistem Pernapasan pada Burung

Pola Hidup Sehat

Mencakup Mekanisme Pernapasan pada Saat Terbang

Mekanisme Pernapasan Mekanisme Pernapasan pada Saat Tidak Terbang

Biologi Kelas XI

153

Sumber: http://goo.gl/dblP3B

Ventilator merupakan alat yang berfungsi untuk memberikan bantuan napas kepada seseorang yang mengalami gagal napas. Tujuan pemasangan ventilator yaitu memberikan kekuatan mekanis pada sistem pernapasan untuk mempertahankan oksigenasi dan mengurangi kerja otot jantung dengan cara mengurangi kerja napas. Seperti halnya proses bernapas pada orang normal, penggunaan ventilator memfasilitasi mekanisme inspirasi dan ekspirasi. Pada prinsipnya, ventilator dapat mengembuskan gas (oksigen) ke dalam paru-paru pasien. Ventilator dapat menggantikan kerja otot pernapasan sepenuhnya atau hanya membantu kerja otot pernapasan sehingga kerja otot pernapasan menjadi lebih kuat. Dengan demikian, seseorang yang sedang mengalami gangguan pernapasan dapat bernapas secara normal untuk memenuhi kebutuhan oksigen dalam tubuhnya. Bagaimana mekanisme pernapasan pada manusia? Alat-alat apa saja yang terlibat untuk memasukkan oksigen ke dalam tubuh?

1. 2. 3. 4. 5.

154

Alat-alat pernapasan pada manusia Mekanisme pernapasan Volume udara pernapasan dan faktor-faktor yang memengaruhinya Sistem pernapasan pada hewan meliputi serangga dan burung Kelainan-kelainan pada sistem pernapasan manusia

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Pernapasan/Respirasi

• • • • • • • • •

Paru-paru Kapasitas paru-paru Pundi-pundi udara Inspirasi Ekspirasi Pernapasan internal Pernapasan eksternal Oksigen Karbon dioksida

Salah satu ciri makhluk hidup adalah bernapas. Makhluk hidup perlu bernapas untuk memenuhi kebutuhan oksigen. Oksigen tersebut digunakan dalam perombakan zat-zat makanan sehingga menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan akan digunakan untuk melakukan proses metabolisme tubuh dan melakukan berbagai aktivitas. Dalam bab ini akan dipelajari mengenai alat-alat pada sistem pernapasan manusia, mekanisme pernapasan manusia, volume udara pernapasan, dan kelainan-kelainan pada sistem pernapasan manusia. Selain itu, Anda juga akan mempelajari sistem pernapasan pada serangga dan sistem pernapasan pada burung.

A. Sistem Pernapasan pada Manusia

Proses pengambilan oksigen dan pembebasan karbon dioksida dikenal sebagai respirasi atau pernapasan (Soewolo, 2000). Sistem pernapasan pada manusia dapat berlangsung dengan baik karena dalam tubuh manusia terdapat alat-alat yang berfungsi untuk bernapas. Anda dapat melakukan kegiatan berikut untuk memahami alat-alat yang menyusun sistem pernapasan manusia.

Mengidentifikasi Struktur dan Fungsi Alat-Alat Pernapasan Manusia 1. 2. 3. 4.

3. 4.

Amati dengan teliti dan cermat torso sistem pernapasan manusia yang telah disediakan oleh Bapak atau Ibu Guru Anda. Identifikasilah alat-alat yang menyusun sistem pernapasan manusia. Gambarlah secara skematis alat-alat yang menyusun sistem pernapasan manusia. Berdasarkan hasil pengamatan Anda, diskusikan dengan kelompok Anda secara santun dan cinta damai serta sampaikan pendapat Anda secara kritis untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Apakah terdapat perbedaan antara alat-alat penyusun sistem pernapasan dengan alat-alat penyusun sistem pencernaan? Jelaskan! b. Sebutkan alat-alat penyusun sistem pernapasan manusia! Jelaskan fungsi tiap-tiap alat tersebut! c. Bagaimana struktur jaringan yang menyusun alat-alat sistem pernapasan manusia? Buatlah laporan hasil kegiatan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Anda telah mengetahui alat-alat yang menyusun sistem pernapasan manusia. Untuk memperdalam pengetahuan Anda, sekarang simaklah uraian berikut. 1.

Alat-Alat Pernapasan Sistem pernapasan pada manusia tersusun dari alat-alat pernapasan. Jalur pernapasan pada manusia yaitu rongga hidung → faring → trakea → bronkus → bronkiolus → alveolus → sel-sel tubuh. Perhatikan Gambar 7.1.

Biologi Kelas XI

155

a.

Rongga Hidung (Cavum Nasalis) Rongga hidung selalu lembap karena adanya selaput lendir. Di dalam rongga hidung juga terdapat rambut-rambut pendek dan halus. Selaput lendir dan rambut-rambut halus tersebut berfungsi menyaring debu dan kotoran yang masuk bersama udara, melekatkan kotoran tersebut pada rambut hidung, mengatur suhu udara pernapasan, dan mengenali adanya bau.

Rongga hidung Paru-paru kanan

Epiglotis Trakea Bronkus Bronkiolus Alveolus

b.

Membran Tekak (Faring) Diafragma pleura luar Udara dari rongga hidung masuk ke faring. Faring merupakan Sumber: Tubuh Manusia (Hamparan Dunia Ilmu Time-Life) persimpangan antara rongga hidung Gambar 7.1 Organ pernapasan pada manusia ke tenggorokan (saluran pernapasan) dengan rongga mulut ke kerongkongan (saluran pencernaan). Pada bagian belakang faring terdapat laring (pangkal tenggorokan). Pada laring terdapat pita suara dan epiglotis atau katup tenggorokan. Pada waktu menelan makanan epiglotis menutupi laring sehingga makanan tidak masuk ke dalam tenggorokan. Sebaliknya, pada saat bernapas epiglotis akan membuka sehingga udara masuk ke dalam laring, kemudian menuju tenggorokan.

c.

Tenggorokan (Trakea) Tenggorokan berbentuk seperti pipa dengan panjang kurang lebih 10 cm. Trakea bercabang dua dan di dalam paru-paru membentuk bronkus. Dinding tenggorokan terdiri atas tiga lapisan berikut. 1) Lapisan paling luar terdiri atas jaringan ikat. 2) Lapisan tengah terdiri atas otot polos dan cincin tulang rawan. Trakea tersusun atas 16–20 cincin tulang rawan yang berbentuk huruf C. 3) Lapisan terdalam terdiri atas jaringan epitel silindris selapis bersilia yang menghasilkan banyak lendir.

d.

Cabang Tenggorokan (Bronkus) Bronkus merupakan cabang batang tenggorokan yang berjumlah sepasang. Satu cabang menuju paru-paru kanan dan cabang yang lain menuju paru-paru kiri. Bronkus akan bercabang menjadi bronkiolus. Bronkus kanan bercabang menjadi tiga bronkiolus, sedangkan bronkus kiri bercabang menjadi dua bronkiolus.

e.

Bronkiolus Bronkiolus akan bercabang-cabang menjadi saluran yang semakin halus, kecil, dan dinding yang semakin tipis. Bronkiolus tidak tersusun dari tulang rawan. Lapisan terdalam bronkiolus tersusun dari jaringan epitel silindris bersilia.

f.

Alveolus Alveolus merupakan saluran akhir dari alat pernapasan. Alveolus berupa kantong kecil mirip anggur yang berjumlah sangat banyak. Pada alveolus terjadi pertukaran oksigen (O2) dan karbon dioksida (CO2).

156


g.

Paru-Paru (Pulmo) Alveolus di dalam paru-paru. Jadi, paru-paru merupakan alat pernapasan utama pada manusia. Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian atas. Paru-paru manusia berjumlah sepasang di kanan dan kiri. Paru-paru dibungkus oleh selaput tipis rangkap dua yang disebut pleura. Kedua lapisan tersebut dibatasi oleh cairan pleura. Cairan pleura berfungsi mencegah terjadinya gesekan antara paru-paru dengan tulang rusuk saat bernapas. Apa yang akan terjadi apabila paru-paru tidak dilengkapi dengan pleura? Dapatkan Anda menjelaskannya? Udara yang dihirup dan diembuskan Trakea Vena kava atas

Paru-paru kiri Arteri paru-paru Vena paru-paru

Aorta Paru-paru kanan

Arteri paruparu

AlveolusDinding alveolus

O2 CO2

Vena kava bawah

Jaringan kapiler darah

Jantung Vena paruparu

Sumber: Hamparan Dunia Ilmu Time-Life (Tubuh Manusia), 1996

Gambar 7.2 Paru-paru (pulmo)

2.

Mekanisme Pernapasan Pernapasan pada manusia merupakan kegiatan mengambil dan mengeluarkan udara pernapasan. Pengambilan udara pernapasan disebut inspirasi, sedangkan pengeluaran udara pernapasan disebut ekspirasi. Pada saat inspirasi terjadi proses pengambilan oksigen (O2) dan pada saat ekspirasi terjadi proses pelepasan karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O). Untuk membuktikan bahwa udara yang diembuskan mengandung CO2 dan H2O, lakukan kegiatan berikut.

Menguji Kandungan Udara Pernapasan A.

Pendahuluan Ada dua tahap mekanisme pernapasan manusia, yaitu inspirasi dan ekspirasi. Pada saat inspirasi terjadi proses pengambilan oksigen. Sementara itu, pada saat ekspirasi terjadi proses pelepasan karbon dioksida dan uap air. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok. Oleh karena itu, diperlu-

kan sikap mau bekerja sama dan bertanggung jawab sehingga kegiatan ini terlaksana dengan baik. Selain itu, untuk memperoleh data pengamatan yang baik diperlukan sikap teliti, tekun, dan jujur. Kegiatan ini menggunakan beberapa larutan kimia sehingga diperlukan kehati-hatian dalam menggunakan larutan kimia tersebut.

Biologi Kelas XI

157

B.

C.

158

Larutan kimia sebaiknya digunakan sesuai kebutuhan. Larutan kimia yang tersisa tidak boleh dicampurkan dengan larutan kimia dalam botol persediaan. Saat melakukan kegiatan ini, perlu digunakan perlengkapan kerja di laboratorium meliputi jas praktikum dan sarung tangan. Apa yang Diperlukan? 1. Gelas ukur 2. Tabung reaksi 3. Pipet tetes 4. Sedotan 5. Cermin 6. Alat tulis 7. Air kapur 8. Phenolphtalein (PP) 9. Bromthymol blue (BTB) Apa yang Harus Dilakukan? 1. Berilah label A, B, dan C pada tiga tabung reaksi yang berbeda. Isilah setiap tabung reaksi dengan 2 ml air kapur. 2. Tiuplah air kapur dalam tabung reaksi A menggunakan mulut melalui sedotan. Amatilah perbedaan air kapur dalam tabung reaksi sebelum dan sesudah ditiup. 3. Tambahkan satu tetes phenolphtalein (PP) ke dalam tabung reaksi B. Tiuplah air kapur dalam tabung reaksi tersebut menggunakan mulut melalui sedotan. Amatilah perbedaan air kapur dalam tabung reaksi sebelum dan sesudah ditiup. 4. Tambahkan 1 tetes bromthymol blue (BTB) ke dalam tabung reaksi C. Tiuplah air kapur dalam tabung reaksi tersebut menggunakan mulut melalui sedotan. Amatilah perbedaan air kapur dalam tabung reaksi sebelum dan sesudah ditiup. 5. Bandingkan perubahan yang terjadi pada tiap-tiap tabung reaksi tersebut.

6.

Embuskan udara pernapasan melalui mulut ke arah cermin dengan mengatakan ”hah”. 7. Amatilah peristiwa yang terjadi pada permukaan cermin setelah Anda mengembuskan udara ke permukaan cermin tersebut. 8. Sajikan data yang Anda dapatkan dalam bentuk tabel. D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana keadaan air kapur dalam tabung reaksi A, B, dan C sebelum dan sesudah ditiup? 2. Apakah yang mengakibatkan terjadinya perubahan pada air kapur dalam tabung reaksi A, B, dan C sebelum dan sesudah ditiup? 3. Jelaskan fungsi air kapur, phenolphtalein (PP), dan bromthymol blue (BTB) dalam percobaan ini! 4. Apakah yang terjadi pada permukaan cermin setelah Anda mengembuskan udara pernapasan ke permukan cermin tersebut? Jelaskan jawaban Anda! 5. Setelah melakukan kegiatan ini, susunlah laporan yang meliputi judul percobaan, tujuan percobaan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. F.

Unjuk Kreativitas Anda telah membuktikan bahwa kandungan udara pernapasan adalah CO2 dan H2O. Dalam membuktikan adanya CO2 dalam udara pernapasan, Anda menggunakan air kapur. Air kapur sebelum ditiup dalam keadaan bening. Setelah ditiup, air kapur menjadi keruh. Reaksi apakah yang terjadi dalam air kapur tersebut? Carilah jawabannya dengan membaca berbagai literatur. Anda juga dapat mencari informasi tentang reaksi yang terjadi pada air kapur yang dicampur dengan phenolphtalein dan bromthymol blue.


Berdasarkan kegiatan yang telah Anda lakukan, dapat dibuktikan bahwa udara yang diembuskan mengandung CO2 dan H2O. Pada saat inspirasi terjadi proses pengambilan oksigen, tetapi mengapa pada saat ekspirasi terjadi pelepasan karbon dioksida? Bagaimana mekanisme terjadinya perubahan antara gas yang dihirup dengan gas yang diembuskan? Untuk mengetahuinya, lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Proses Pertukaran Oksigen dan Karbon Dioksida dari Alveolus ke Kapiler Darah 1. 2. 3. 4.

5. 6. 7.

Carilah informasi dengan melakukan kegiatan studi literatur dari berbagai sumber tentang mekanisme pernapasan manusia. Bacalah dengan cermat informasi tentang proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida dari alveolus ke kapiler darah. Catatlah informasi-informasi penting yang Anda peroleh dari literatur tersebut. Diskusikan dengan kelompok Anda secara santun dan cinta damai untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Ada berapa tahap pernapasan pada manusia? b. Bagaimana proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida dari alveolus ke kapiler darah dan dari kapiler darah ke jaringan tubuh? c. Bagaimana reaksi yang terjadi pada pernapasan eksternal dan internal? d. Berdasarkan jenis otot yang berperan, ada berapa macam mekanisme pernapasan manusia? e. Bagaimana pengangkutan oksigen dan karbon dioksida dalam tubuh manusia? Tuliskan hasil kegiatan kelompok Anda dalam sebuah laporan dengan format judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan hasil kegiatan kelompok Anda di depan kelas dengan bahasa yang komunikatif. Kumpulkan laporan kelompok Anda kepada Bapak atau Ibu Guru. Setelah melakukan kegiatan tersebut Anda telah mengetahui bahwa pernapasan pada manusia ada dua tahap yaitu pernapasan luar (pernapasan eksternal) dan pernapasan dalam Untuk menambah wawasan Anda tentang mekanisme pernapasan (pernapasan internal). simaklah materi pada alamat Baik pada pernapasan luar maupun perhttp://youtu.be/o80iLMUVbEQ. napasan dalam, proses pengangkutan oksigen Informasikan pengetahuan yang serta karbon dioksida menggunakan prinsip Anda dapat kepada temanteman Anda. dasar kimia dan fisika. Oksigen dan karbon dioksida diangkut dalam kombinasi kimia dengan hemoglobin. Selain itu, proses pengangkutan gas-gas pernapasan dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan gas dalam darah. Pernapasan luar merupakan pertukaran gas (O2 dan CO2) yang terjadi antara udara dengan darah. Selama pernapasan luar, di dalam paru-paru akan terjadi pertukaran gas yaitu CO2

Biologi Kelas XI

159

meninggalkan darah dan O2 masuk ke dalam darah melalui difusi. Selanjutnya, sejenis protein dalam sel darah merah yang disebut hemoglobin (Hb) mengikat oksigen dan menjadi oksihemoglobin (HbO2). Reaksinya sebagai berikut. Hb + O2 → HbO2 Pernapasan dalam merupakan pertukaran gas di dalam jaringan tubuh. Pada pernapasan dalam, darah masuk ke dalam jaringan tubuh. Oksigen melepaskan ikatannya dengan hemoglobin dan berdifusi masuk ke dalam cairan jaringan tubuh. Reaksi kimianya sebagai berikut. HbO2 → Hb + O2 Proses difusi oksigen terjadi karena tekanan parsial oksigen dalam kapiler darah lebih tinggi daripada tekanan parsial oksigen dalam sel-sel tubuh. Setelah sampai dalam jaringan, O2 digunakan untuk respirasi sel, yaitu untuk mengoksidasi zat makanan (glukosa) sehingga dapat dihasilkan energi, CO2, dan uap air. Energi hasil respirasi sel berupa ATP. ATP dibentuk melalui tiga tahapan yaitu glikolisis, daur Krebs, dan sistem transpor elektron. Proses pembentukan ATP sebagai berikut. C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP Semakin banyak oksigen yang Pernapasan digunakan oleh sel-sel tubuh, eksternal semakin banyak karbon dioksida Alveolus yang terbentuk. Hal tersebut Kapiler darah mengakibatkan tekanan parsial CO2 Arteri Vena dalam sel-sel tubuh lebih tinggi pulmonalis pulmonalis dibandingkan tekanan parsial CO2 dalam kapiler darah. Oleh karena Atrium kiri Atrium kanan itu, CO2 akan berdifusi dari sel-sel Ventrikel Ventrikel kanan kiri tubuh ke kapiler darah yang Jantung kemudian akan dibawa eritrosit CO2 O2 menuju ke paru-paru. Di dalam Vena kava Aorta paru-paru, CO2 akan berdifusi dari inferior kapiler darah menuju alveolus. Hal ini terjadi karena tekanan parsial Jaringan CO2 di kapiler darah lebih tinggi Pernapasan kapiler daripada tekanan parsial CO2 dalam internal Sel tubuh alveolus. Akhirnya, CO 2 diSumber: Dokumen Penerbit keluarkan dari tubuh melalui Gambar 7.3 Pernapasan eksternal dan internal ekspirasi. Perhatikan Gambar 7.3. Berdasarkan jenis otot yang berperan aktif, pernapasan manusia dibedakan menjadi dua macam yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. a.

160

Pernapasan Dada Otot yang berperan aktif dalam pernapasan dada adalah otot antartulang rusuk (intercostal). Mekanisme pernapasan dada sebagai berikut. 1) Inspirasi Mekanisme fase inspirasi pada pernapasan dada sebagai berikut. Otot interkostal eksternal (otot antartulang rusuk luar) berkontraksi → tulang rusuk terangkat → volume rongga dada membesar → tekanan udara dalam rongga dada lebih kecil daripada tekanan udara di luar tubuh → udara masuk ke paru-paru.


2)

Ekspirasi Mekanisme fase ekspirasi pada pernapasan dada sebagai berikut. Otot interkostal internal (otot antartulang rusuk dalam) berkontraksi → tulang rusuk turun → volume rongga dada mengecil → tekanan udara dalam rongga dada lebih besar daripada tekanan udara di luar tubuh → udara keluar dari paru-paru. Anda dapat melihat mekanisme pernapasan dada pada Gambar 7.4. Ekspirasi (ekshalasi)

Inspirasi (inhalasi)

Tulang rusuk turun dan volume rongga dada mengecil

Tulang rusuk terangkat dan volume rongga dada membesar

Otot interkostal internal berkontraksi

Diafragma berkontraksi

(a)

Otot interkostal eksternal berkontraksi

Diafragma berelaksasi Otot abdominal berkontraksi

(b)


Gambar 7.4 Pernapasan dada meliputi (a) inspirasi dan (b) ekspirasi

b.

Pernapasan Perut Otot yang berperan aktif dalam pernapasan perut adalah otot diafragma dan otot dinding perut. Mekanisme pernapasan perut sebagai berikut. 1) Inspirasi Mekanisme fase inspirasi pada pernapasan perut sebagai berikut. Otot diafragma berkontraksi → diafragma mendatar → volume rongga dada membesar → tekanan udara dalam rongga dada mengecil → udara masuk ke paru-paru. 2) Ekspirasi Mekanisme fase ekspirasi pada pernapasan perut sebagai berikut. Otot diafragma berelaksasi → diafragma akan cekung ke arah rongga dada → volume rongga dada mengecil → tekanan udara dalam rongga dada meningkat → udara keluar dari paru-paru. Anda telah mempelajari bahwa dalam mekanisme pernapasan terjadi pertukaran antara gas CO2 dengan O2 yang berlangsung di dalam alveolus. Alveolus terdapat di paru-paru. Bagaimana struktur jaringan yang menyusun paru-paru? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.

Biologi Kelas XI

161

Mengamati Struktur Jaringan Penyusun Paru-Paru 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7.

Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai struktur jaringan penyusun paru-paru. Perhatikan gambar struktur jaringan yang menyusun paru-paru di samping. Identifikasilah struktur jaringan yang menyusun paruparu berdasarkan informasi yang Anda peroleh. Catatlah informasi yang Anda dapatkan dengan cermat Sumber: Dokumen Penerbit dan teliti. Diskusikan dengan teman-teman Anda mengenai Gambar 7.5 Jaringan penyusun paru-paru pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Apa sajakah jaringan yang menyusun paru-paru? b. Bagaimanakah struktur alveolus? c. Apakah kaitan antara struktur jaringan yang menyusun paru-paru dengan fungsi paru-paru sebagai organ pernapasan? Saat berdiskusi, jangan lupa menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, dan berani mengemukakan argumentasi dengan sopan. Buatlah laporan hasil kegiatan kelompok Anda dalam format judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Berdasarkan kegiatan yang Anda lakukan, Anda telah mengetahui struktur jaringan yang berfungsi melakukan proses pernapasan. Jaringan yang sederhana dapat melakukan suatu fungsi yang kompleks. Hal tersebut menunjukkan kompleksitas ciptaan Tuhan. Sudah seharusnya Anda bersyukur kepada Tuhan atas kompleksitas ciptaan-Nya. Rasa syukur Anda dapat diwujudkan dengan rajin beribadah dan menjaga kesehatan alat-alat pernapasan sehingga dapat berfungsi maksimal. 3.

162

Volume Udara Pernapasan Volume udara pernapasan adalah jumlah udara pernapasan yang keluar masuk melalui sistem pernapasan. Volume udara pernapasan dapat dibedakan menjadi beberapa macam sebagai berikut. a. Volume tidal (tidal volume), yaitu volume udara pernapasan biasa, besarnya kurang lebih 500 cc atau 500 ml. b. Volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume) atau udara komplementer, yaitu udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal ke dalam paruparu setelah melakukan inspirasi biasa, besarnya kurang lebih 1.500 cc atau 1.500 ml. Udara komplementer terjadi apabila diafragma, otot-otot antartulang rusuk, dan otot-otot inspiratori tambahan berkontraksi secara maksimal. c. Volume cadangan ekspirasi (expiratory reserve volume) atau udara suplementer, yaitu udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal keluar dari paruparu setelah melakukan ekspirasi biasa, besarnya kurang lebih 1.500 cc atau 1.500 ml.


d.

Volume sisa atau volume residu (residual volume), yaitu volume udara yang masih tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi maksimal, besarnya kurang lebih 1.000 cc atau 1.000 ml. Volume residu tidak dapat diukur secara langsung dengan spirometer karena volume residu tidak dikeluarkan dari paru-paru. e. Kapasitas vital (vital capacity), yaitu volume udara yang dapat dikeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi maksimal, besarnya kurang lebih 3.500 cc atau 3.500 ml. Kapasitas vital merupakan jumlah dari volume tidal ditambah volume cadangan inspirasi dan volume cadangan ekspirasi. f. Volume total paru-paru (total lung volume), yaitu volume udara yang dapat ditampung oleh paru-paru semaksimal mungkin, besarnya kurang lebih 4.500 cc atau 4.500 ml. Volume total paru-paru merupakan jumlah dari volume residu ditambah kapasitas vital. Volume udara pernapasan setiap orang berbeda-beda. Hal ini disebabkan volume paru-paru setiap orang juga berbeda-beda. Faktor-faktor apa saja yang memengaruhi volume udara pernapasan? Untuk mengetahui jawabannya, lakukan kegiatan berikut.

Menentukan Kapasitas Paru-Paru A.

B.

Pendahuluan Udara pernapasan yang dihirup akan memenuhi paru-paru. Volume udara dalam paru-paru dapat berubah sesuai dengan kekuatan inspirasi dan ekspirasi. Terdapat beberapa macam udara pernapasan yaitu udara pernapasan biasa, udara komplementer, udara suplementer, udara residu, kapasitas vital, dan volume total paruparu. Volume udara pernapasan dapat diukur dengan spirometer. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok. Oleh karena itu, diperlukan sikap mau bekerja sama dan bertanggung jawab sehingga kegiatan ini terlaksana dengan baik. Selain itu, untuk memperoleh data pengamatan yang baik, diperlukan sikap teliti, tekun, dan jujur. Apa yang Diperlukan? 1. Botol volume 2,5 liter 2. Akuarium volume 5 liter 3. Slang plastik

4. 5. 6. C.

Gelas ukur Spidol Air

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Datalah jenis kelamin dan berat badan anggota kelompok Anda. 2. Berilah tanda volume pada botol volume 2,5 liter dengan interval 50 ml. Isilah botol tersebut dengan air hingga penuh. Tutuplah mulut botol dengan telapak tangan, dan masukkan botol ke dalam akuarium berisi air dengan mulut botol menghadap ke bawah. 3. Masukkan salah satu ujung slang melalui mulut botol dan ujung slang satunya ke mulut. 4. Sebelum slang dimasukkan ke mulut, tariklah napas secara normal (biasa) melalui hidung. Selanjutnya, masukkan slang ke mulut dan embuskan napas melalui mulut secara normal (biasa). Perhatikan volume air dan catat hasilnya.

Biologi Kelas XI

163

5.

6.

7.

Tarik napas secara normal (biasa) melalui hidung. Selanjutnya, embuskan napas sekuat-kuatnya melalui mulut sampai udara dalam paru-paru habis. Perhatikan volume air dan catat hasilnya. Tarik napas sekuat-kuatnya melalui hidung kemudian masukkan slang ke mulut. Selanjutnya, embuskan napas sekuat-kuatnya melalui mulut sampai udara dalam paru-paru habis. Perhatikan volume air dan catatlah hasilnya. Sajikan data yang Anda peroleh dalam bentuk tabel.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Apakah terdapat perbedaan kapasitas vital paru-paru antara laki-laki dan perempuan? Mengapa demikian? 2. Adakah hubungan antara berat badan dengan rata-rata kapasitas vital paru-paru?

3. 4.

F.

Faktor-faktor apa saja yang memengaruhi kapasitas paruparu? Setelah melakukan percobaan ini, susunlah laporan yang meliputi judul percobaan, tujuan percobaan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan, dan kesimpulan.

Unjuk Kreativitas Percobaan tersebut bertujuan untuk mengetahui kapasitas vital paru-paru antara laki-laki dan perempuan. Anda dapat memodifikasi percobaan tersebut dengan mencari naracoba dengan jenis kelamin sama tetapi aktivitas berbeda, misal siswa laki-laki yang rajin berolahraga dengan siswa laki-laki yang jarang berolahraga. Lakukan kegiatan yang sama dan perhatikan hasilnya!

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui beberapa faktor yang memengaruhi kapasitas vital atau volume udara paru-paru.Volume udara paru-paru dipengaruhi oleh beberapa faktor meliputi faktor genetik, aktivitas tubuh, kondisi lingkungan, berat badan, usia, dan jenis kelamin. Frekuensi pernapasan setiap orang juga berbedabeda. Pada umumnya manusia mampu bernapas antara 15–18 kali setiap menit. Frekuensi pernapasan manusia dipengaruhi oleh faktor usia, jenis kelamin, suhu tubuh, posisi tubuh, dan kegiatan tubuh.

Anda dapat menambah pengetahuan tetang faktor-faktor yang memengaruhi volume udara paru-paru dengan membaca artikel pada alamat http://goo.gl/ kAcDy0. Selanjutnya, buatlah rangkuman berdasarkan informasi yang Anda dapatkan. Rangkuman tersebut dapat Anda gunakan sebagai tambahan bahan belajar.

Perokok pasif merupakan seseorang yang menghirup asap rokok dari orang yang sedang merokok. Perokok pasif memiliki peluang terserang kanker paru-paru 20–30%. Peluang itu akan semakin besar apabila perokok pasif tinggal bersama perokok aktif. Dilansir dari dinkes.jogjgaprov.go.id, seorang gadis meninggal karena mengidap bronchopneumonia. Gadis tersebut merupakan salah satu korban yang meninggal akibat perokok pasif. Apa tindakan Anda jika ada orang di dekat Anda merokok?

164


1. 2. 3. 4. 5.

Sebutkan urutan jalannya udara dari atmosfer sampai ke jaringan tubuh! Jelaskan tiga fungsi rongga hidung dalam sistem pernapasan! Sebutkan macam-macam volume udara pernapasan pada manusia! Jelaskan faktor-faktor yang memengaruhi volume udara pernapasan! Bagaimana mekanisme inspirasi dan ekspirasi pada pernapasan perut?

B. Sistem Pernapasan pada Hewan

Hewan melakukan proses bernapas seperti halnya manusia. Semakin kompleks seekor hewan, maka semakin kompleks juga alat-alat yang menyusun sistem pernapasannya. Pernapasan pada hewan yang paling sederhana berlangsung secara difusi melalui permukaan tubuh yang basah, misalnya pada cacing pipih. Sementara itu, pernapasan yang paling kompleks yaitu pada hewan mammalia. Untuk mengetahui alat-alat yang menyusun sistem pernapasan pada hewan lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Alat-Alat Pernapasan pada Hewan 1. 2. 3.

4.

Carilah berbagai literatur tentang sistem pernapasan pada hewan. Catatlah informasi penting yang Anda temukan. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan teliti. a. Sebutkan alat-alat pernapasan pada Mollusca, Vermes, Arthropoda, Pisces, Amphibia, Reptilia, Aves, dan Mammalia! b. Tersusun dari alat-alat apakah sistem pernapasan insekta? c. Apakah mekanisme pernapasan burung sama dengan pernapasan pada hewan Vertebrata lainnya? Jelaskan keistimewaan pernapasan pada burung! Kumpulkan hasil jawaban Anda kepada Bapak atau Ibu Guru.

Nah, Anda telah mengetahui berbagai alat pernapasan pada berbagai jenis hewan. Simaklah uraian berikut untuk memahami mekanisme pernapasan pada serangga dan burung. 1.

Pernapasan pada Serangga Serangga bernapas menggunakan alat yang disebut sistem trakea. Sistem ini terdiri atas spirakel, pembuluh trakea, dan trakeolus. Udara keluar masuk melalui spirakel yang terletak berpasangan di setiap segmen tubuh. Oksigen yang masuk melalui spirakel kemudian menuju pembuluh trakea. Selanjutnya, pembuluh trakea bercabang-cabang lagi menjadi cabang halus

Untuk menambah wawasan Anda tentang pernapasan pada hewan bukalah website pada alamat berikut. 1. http:// goo.gl/FUfLIp 2. http://youtu.be/vkvNrpghQMA Setelah menyimak materi dalam website tersebut, Anda dapat membuat rangkuman sebagai tambahan bahan belajar.

Biologi Kelas XI

165

(trakeolus) yang dapat mencapai seluruh jaringan tubuh. Di dalam trakeolus terjadi pertukaran gas dengan sel-sel tubuh. Oksigen akan berdifusi dari trakeolus ke selsel tubuh. Sementara itu, karbon dioksida akan berdifusi dari sel-sel tubuh ke trakeolus. Selanjutnya, karbon dioksida menuju trakea dan akan dikeluarkan melalui spirakel. Perhatikan Gambar 7.6. Sel-sel tubuh Kantong udara

Kantong udara

Trakeolus

Trakea

Trakea Spirakel tempat udara masuk

Dinding tubuh

Spirakel


Gambar 7.6 Sistem trakea pada belalang

Sistem trakea adalah sistem pernapasan sederhana. Pada sistem trakea, sel-sel tubuh dapat berhubungan langsung dengan udara luar melalui pembuluh udara. Dengan adanya sistem trakea, maka peredaran darah tidak berfungsi mengedarkan oksigen ke seluruh tubuh karena fungsi ini dilakukan oleh sistem trakea. Seperti halnya dengan volume udara pernapasan pada manusia, volume udara pernapasan pada hewan juga dapat dihitung menggunakan alat yang disebut respirometer. Alat ini terdiri atas sebuah tabung sebagai tempat menampung serangga dan sebuah skala untuk mengukur volume respirasi serangga. Untuk lebih jelasnya, Anda dapat melakukan kegiatan berikut.

Menghitung Volume Udara Pernapasan pada Serangga A.

166

Pendahuluan Pernapasan pada serangga menggunakan sistem trakea. Sistem ini terdiri atas sistem pembuluh yang besar dan akan terus bercabangcabang menjadi sistem pembuluh yang kecil sampai berakhir pada selsel tubuh. Volume udara pernapasan pada serangga dapat diketahui menggunakan respirometer. Kegiatan ini dilakukan berkelompok. Oleh karena itu, diperlukan sikap mau bekerja sama dan bertanggung jawab sehingga kegiatan ini terlaksana dengan baik. Selain itu, untuk memperoleh data pengamatan yang baik, diperlukan sikap teliti, tekun, dan jujur.

Dalam kegiatan ini menggunakan alat-alat berbahan dasar kaca. Oleh karena itu, Anda harus berhati-hati pada saat menggunakan alat-alat tersebut. Selain itu, kegiatan ini juga menggunakan hewan. Perlakukanlah hewan tersebut dengan baik selama praktikum berlangsung. Setelah praktikum selesai, lepaskan hewan ke alam bebas. Dengan demikian, Anda telah menunjukkan sikap peduli lingkungan. B.

Apa yang Diperlukan? 1. Respirometer 2. Gelas beker (100 ml dan 250 ml) 3. Pipet tetes 4. Stopwatch


5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. C.

Kapas Jangkrik Larutan eosin Kristal KOH Plastisin Air panas Air es

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Bungkuslah 3 butir kristal KOH dengan kapas dan masukkan ke dalam tabung respirometer. Selanjutnya, masukkan jangkrik ke dalam tabung respirometer. 2. Tutup tabung respirometer dengan pipa berskala dan tempelkan plastisin di sekitar sambungan untuk mencegah kebocoran udara. 3. Lakukan penandaan pipa respirometer dengan memasukkan cairan eosin secukupnya menggunakan pipet pada pipa berskala. Usahakan cairan eosin menutup ujung pipa berskala. Amati perubahan kedudukan eosin dalam pipa berskala setiap dua menit selama 10 menit. Catatlah hasil pengamatan Anda dalam bentuk tabel. 4. Siapkan 100 ml air es dalam gelas beker 250 ml. Selanjutnya, masukkan gelas beker 100 ml ke dalam gelas beker yang berisi air es tersebut. Masukkan jangkrik ke dalam gelas beker 100 ml tersebut dan biarkan selama 5 menit. Setelah 5 menit, lakukan langkah 1–3 untuk mengetahui volume udara pernapasan jangkrik yang diperlakukan pada suhu dingin.

2.

5.

Ulangi langkah 4 menggunakan air panas. Selanjutnya, lakukan langkah 1–3 untuk jangkrik yang diperlakukan pada suhu panas. 6. Catatlah hasil pengamatan Anda dalam tabel. D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Apakah fungsi KOH dan larutan eosin pada percobaan? 2. Mengapa terjadi perbedaan jarak yang ditempuh eosin pada saat jangkrik dalam kondisi normal, setelah diperlakukan pada suhu dingin, dan setelah diperlakukan pada suhu panas? 3. Apa hubungan antara suhu dengan kebutuhan oksigen untuk respirasi jangkrik? 4. Sebutkan faktor-faktor lain yang memengaruhi volume udara pernapasan pada serangga! 5. Setelah melakukan kegiatan ini, susunlah laporan yang meliputi judul percobaan, tujuan percobaan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. E.

Unjuk Kreativitas Anda telah mengetahui salah satu faktor yang memengaruhi volume udara pernapasan pada serangga. Sekarang, buatlah rancangan percobaan untuk mengetahui pengaruh ukuran tubuh terhadap volume udara pernapasan pada serangga. Konsultasikan rancangan yang Anda buat kepada Bapak atau Ibu Guru. Lakukan percobaan sesuai dengan rancangan yang Anda buat. Presentasikan hasil yang Anda dapatkan di depan kelas.

Pernapasan pada Burung Burung mempunyai sepasang paru-paru yang terletak dalam rongga dada. Udara masuk melalui dua pasang lubang hidung yang terdapat pada pangkal paruh sebelah atas dan pada langit-langit rongga mulut. Selanjutnya, udara menuju celah

Biologi Kelas XI

167

tekak yang terdapat pada dasar hulu kerongkongan atau faring yang menghubungkan rongga mulut dengan trakea. Setelah melalui trakea, udara masuk ke dalam paru-paru. Paru-paru burung tidak memiliki alveoli. Sebagai gantinya, terdapat pembuluh-pembuluh udara yang disebut parabronki. Selain paru-paru, burung mempunyai empat pasang pundi-pundi udara (saccus pneumaticus) yang berfungsi membantu pernapasan, terutama pada saat terbang. Pundi-pundi udara juga membantu mempertahankan suhu badan dan meringankan tubuh pada saat burung terbang. Mekanisme pernapasan pada burung sebagai berikut. a. Pernapasan pada Saat Tidak Terbang 1) Inspirasi Otot antartulang rusuk berkontraksi sehingga rongga dada mengembang. Paru-paru pun ikut mengembang. Akibatnya, udara akan masuk ke dalam paru-paru. Sebagian udara diteruskan ke pundi-pundi udara. 2) Ekspirasi Rongga dada mengecil sehingga tekanan paru-paru lebih besar daripada tekanan udara luar. Akibatnya, udara keluar dari paru-paru. Bersamaan dengan mengecilnya rongga dada, udara dari pundi-pundi udara masuk ke paru-paru dan terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler paru-paru. Jadi, pengambilan oksigen pada burung dilakukan pada tahap inspirasi maupun ekspirasi. b.

Pernapasan Saat Terbang 1) Inspirasi Pada waktu sayap diangkat ke atas, pundi-pundi udara di ketiak mengembang. Sementara itu, pundi-pundi udara di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen masuk ke paru-paru. 2) Ekspirasi Pada waktu sayap diturunkan, pundi-pundi udara di ketiak terjepit. Sementara itu, kantong udara di tulang korakoid mengembang sehingga udara dikeluarkan dari paru-paru. Semakin tinggi burung terbang, semakin cepat burung mengepakkan sayapnya. Hal tersebut bertujuan untuk mendapatkan oksigen yang cukup banyak.

Flu burung merupakan salah satu penyakit yang menyerang saluran pernapasan burung. Flu burung diakibatkan oleh virus H5N1. Pada awalnya, virus ini berada dalam saluran pencernaan burung. Selanjutnya, virus ini menyebar ke seluruh sistem organ burung, termasuk sistem pernapasan. Flu burung dapat menular kepada manusia. Hasil survei menyatakan bahwa 8 dari 10 orang yang terinfeksi virus H5N1 mengalami kematian. Oleh karena itu, Anda perlu berhati-hati jika Anda memelihara burung atau unggas di rumah. Bagaimana sikap Anda terhadap kasus penularan flu burung kepada manusia? Apa tindakan yang Anda lakukan apabila wabah flu burung dekat dengan tempat tinggal Anda?

168


1. 2. 3. 4.

Jelaskan fungsi alat-alat pernapasan pada serangga! Bagaimana mekanisme pernapasan pada serangga? Apa saja fungsi pundi-pundi udara dalam tubuh burung? Bagaimana mekanisme pernapasan burung pada saat terbang?

C. Kelainan-Kelainan pada Sistem Pernapasan Manusia Kelainan-kelainan yang terjadi pada sistem pernapasan manusia dapat mengakibatkan terganggunya suplai oksigen dalam tubuh. Salah satu penyebab timbulnya kelainan pada sistem pernapasan yaitu banyaknya zat karsinogenik yang masuk ke dalam tubuh. Apa sajakah zat-zat karsinogenik yang dapat menimbulkan kelainan pada sistem pernapasan? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, lakukan kegiatan berikut.

Menganalisis Kelainan pada Sistem Pernapasan Akibat Kebiasaan Merokok 1. 2. 3. 4.

5. 6.

Perhatikan reklame-reklame rokok. Analisislah reklame rokok terhadap kesehatan sistem pernapasan. Carilah informasi dari beberapa literatur mengenai bahaya merokok bagi kesehatan sistem pernapasan. Diskusikan bersama teman-teman Anda dengan menerapkan sikap cinta damai dan mau bekerja sama untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan berikut. a. Apa kandungan zat dalam rokok yang mengakibatkan gangguan pada sistem pernapasan? b. Bagaimana dampak negatif dari kebiasaan merokok? c. Jelaskan kelainan pada alat pernapasan yang disebabkan oleh kebiasaan merokok! d. Bagaimana pendapat Anda tentang para remaja yang memiliki kebiasaan merokok? Tulislah hasil kegiatan Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Berdasarkan kegiatan tersebut, Anda telah mengetahui jenis kelainan dan penyakit yang menyerang sistem pernapasan akibat kebiasaan merokok. Selain diakibatkan oleh kebiasaan merokok, kelainan dan penyakit pada sistem pernapasan juga dapat diakibatkan oleh infeksi patogen, polusi udara, dan keabnormalan alat pernapasan. Kelainan dan penyakit yang dapat menyerang sistem pernapasan di antaranya yaitu asfiksi, asidosis, asma, bronkitis, difteri, emfiseme, influenza, kanker paru-paru, pneumonia, dan tuberkulosis.

Biologi Kelas XI

169

Kelainan dan penyakit tersebut harus segera ditangani agar tidak menggangu pemenuhan oksigen dalam tubuh. Anda dapat membuka alamat website: http://goo.gl/uLFzHp dan http://goo.gl/mTev3u Tuberkulosis (TBC) merupauntuk menambah wawasan Anda tentang penyebab kan penyakit mematikan nomor dua di Indonesia. Penyakit ini dan cara penanganan kelainan serta penyakit yang diakibatkan oleh infeksi bakteri menyerang sistem pernapasan. Mycrobium tuberculosis. Ilmuwan Beberapa kelainan pada sistem pernapasan yang pertama kali menemukan penyebab TBC adalah Robert diakibatkan oleh kualitas udara di lingkungan Koch. Anda dapat membaca sekitar Anda. Polusi oleh asap pabrik, kendaraan artikel tentang Robert Koch bermotor, atau kebakaran merupakan beberapa dengan membuka alamat website pemicu kelainan dan gangguan pada sistem http://goo.gl/7ZMYRW. pernapasan manusia. Oleh karena itu, Anda perlu menjaga kebersihan udara di lingkungan tempat tinggal Anda. Sebagai contoh tidak melakukan pembakaran sampah dan menanam berbagai jenis tumbuhan agar dapat menyerap polutan udara. Sekarang, lakukan kegiatan berikut untuk memahami pengaruh kualitas udara di lingkungan terhadap gangguan sistem pernapasan manusia.

Mengidentifikasi Pengaruh Udara yang Tercemar terhadap Kesehatan Alat-Alat Pernapasan Manusia 1. 2. 3. 4. 5. 6.

7. 8.

170

Kumpulkan informasi sebanyak-banyaknya tentang pengaruh udara tercemar terhadap kesehatan manusia. Analisis secara cermat dan teliti informasi mengenai pengaruh udara yang tercemar terhadap kesehatan alat-alat pernapasan. Catatlah informasi penting yang Anda temukan. Buatlah perencanaan kegiatan pengamatan mengenai pengaruh pencemaran udara terhadap kesehatan manusia. Komunikasikan perencanaan yang telah Anda buat kepada Bapak atau Ibu Guru Anda. Lakukan pengamatan berdasarkan perencanaan yang telah Anda buat. Berdasarkan hasil pengamatan kelompok Anda, diskusikan secara santun dan cinta damai pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Bagaimana kondisi udara di sekitar tempat tinggal Anda? Apakah memungkinkan terjadinya gangguan pada sistem pernapasan? b. Bagaimana jika seseorang tinggal di daerah yang kualitas udaranya rendah karena polusi udara? c. Jelaskan kelainan pada alat pernapasan yang disebabkan oleh polusi udara! Berdiskusilah dengan menerapkan sikap mau bekerja sama, berani, dan mengemukakan pendapat berdasar fakta. Tuliskan hasil pengamatan kelompok Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kegiatan kelompok Anda di depan kelas.


Berdasarkan kegiatan yang telah Anda lakukan, Anda telah memahami bahwa lingkungan yang tercemar dapat mengakibatkan gangguan pada sistem pernapasan. Agar Anda dapat terhindar dari gangguan-gangguan tersebut, perlu menerapkan pola hidup sehat. Beberapa pola hidup sehat yang dapat Anda lakukan sebagai berikut. 1. Mengonsumsi makanan yang mengandung antioksidan dan klorofil. 2. Olahraga secara teratur. 3. Menghindari mengonsumsi minuman beralkohol. 4. Tidak mengonsumsi narkoba. 5. Tidak merokok.

Dalam dunia kedokteran modern, telah ditemukan berbagai teknologi yang dapat digunakan untuk membantu para penderita gangguan pernapasan. Bacalah artikel dalam alamat website berikut untuk mengetahui beberapa teknologi tersebut. 1. http://goo.gl/aRWZg9 2. http://goo.gl/rH1RdE Catatlah hal-hal penting yang Anda dapatkan setelah membaca artikel tersebut. Catatan tersebut dapat Anda gunakan sebagai tambahan sumber belajar.

Pembukaan lahan dengan cara membakar hutan marak terjadi di Indonesia. Alternatif ini masih menjadi pilihan sekelompok orang karena lebih praktis dan ekonomis. Namun, pembukaan lahan dengan pembakaran menimbulkan dampak negatif. Selain merugikan lingkungan, pembakaran hutan juga merugikan kesehatan manusia. Pada tahun 2014, terjadi polusi udara hingga level berbahaya di Provinsi Riau. Polusi udara tersebut diakibatkan oleh pembakaran hutan. Peristiwa ini mengakibatkan sekitar 37.500 orang menderita ispa. Apa yang dapat Anda lakukan agar kejadian serupa tidak terjadi di daerah-daerah lain?

1. 2. 3. 4.

Sebutkan macam-macam hipoksia! Bagaimana gejala-gejala yang dialami oleh penderita pneumonia? Apa saja gangguan sistem pernapasan yang disebabkan oleh kebiasaan merokok? Bagaimana polusi udara dapat mengganggu sistem pernapasan manusia?

Biologi Kelas XI

171

Buatlah sebuah poster antirokok dan antinarkoba. Buatlah poster semenarik mungkin agar orang lain tertarik untuk membacanya. Kumpulkan hasil tugas proyek kepada Bapak atau Ibu Guru sesuai dengan waktu yang disepakati.

1. Respirasi atau pernapasan adalah proses pengambilan oksigen dan pembebasan karbon dioksida. 2. Jalur pernapasan pada manusia yaitu rongga hidung → faring → trakea → bronkus → bronkiolus → alveolus → sel-sel tubuh. 3. Volume udara pernapasan manusia ada enam macam yaitu volume tidal, volume cadangan inspirasi, volume cadangan ekspirasi, volume residu, kapasitas vital paruparu, dan volume total paru-paru. 4. Faktor-faktor yang memengaruhi volume udara pernapasan meliputi berat badan, kondisi lingkungan sekitar, usia, aktivitas, dan genetik. 5. Tahap pernapasan manusia ada dua yaitu pernapasan eksternal dan pernapasan internal. 6. Berdasarkan jenis otot yang berperan aktif, pernapasan manusia dibedakan menjadi dua macam yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. 7. Mekanisme yang terjadi dalam pernapasan manusia ada dua yaitu inspirasi yang merupakan proses pengambilan udara pernapasan dan ekspirasi yang merupakan proses pembebasan udara pernapasan. 8. Mekanisme pernapasan pada serangga berlangsung dalam sistem trakea yang tersusun atas spirakel, trakea, dan trakeolus. 9. Alat pernapasan pada burung sama seperti alat pernapasan pada manusia dan dilengkapi dengan pundi-pundi udara yang membantu mekanisme pernapasan burung saat terbang. 10. Gangguan pada sistem pernapasan di antaranya asma, asfiksi, emfisema, bronkitis, difteri, TBC, kanker paru-paru, pneumonia, dan influenza. 11. Pola hidup sehat yang dapat dilakukan untuk mencegah kelainan-kelainan pada sistem pernapasan yaitu mengonsumsi makanan yang mengandung antioksidan dan klorofil, olahraga secara teratur, menghindari mengonsumsi minuman beralkohol, tidak mengonsumsi narkoba, dan tidak merokok.

172


a.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Pada mekanisme pernapasan perut, apabila otot diafragma berelaksasi, peristiwa yang akan terjadi adalah . . . . a. volume rongga dada membesar, tekanan udara mengecil, dan udara masuk paru-paru b. volume rongga dada membesar, tekanan udara membesar, dan udara masuk paru-paru c. volume rongga dada mengecil, tekanan udara meningkat, dan udara keluar dari paru-paru d. volume rongga dada mengecil, tekanan udara mengecil, dan udara keluar dari paru-paru e. volume rongga dada membesar, tekanan udara mengecil, dan udara keluar dari paru-paru 2. Bowo ingin membandingkan kecepatan pernapasan dan volume udara pernapasannya pada waktu istirahat dan setelah berolahraga. Hasil pengukurannya disajikan dalam tabel berikut. Aktivitas

Kecepatan Pernapasan/Menit

Volume Udara Pernapasan/cm 3

Istirahat

18

600

Setelah berolahraga

31

1.200

Pertambahan volume pertukaran udara setiap menit yang dihasilkan dari aktivitas olahraga yang dilakukan Bowo tersebut sebesar . . . cm3. a. 23.400 d. 26.400 b. 24.400 e. 27.400 c. 25.400 3. Pernyataan yang tepat tentang pernapasan pada manusia yaitu . . .

b. c. d. e.

Pernapasan dalam merupakan pertukaran gas yang terjadi di alveolus. Oksigen berdifusi masuk ke dalam cairan tubuh dalam bentuk oksihemoglobin. Pada pernapasan luar oksigen akan berikatan dengan hemoglobin membentuk oksihemoglobin. Pada pernapasan dalam oksigen akan berikatan dengan hemoglobin membentuk oksihemoglobin. Difusi oksigen terjadi karena tekanan parsial oksigen dalam darah lebih rendah daripada tekanan parsial oksigen dalam selsel tubuh.

4. Perhatikan pernyataan-pernyataan mengenai faktor yang memengaruhi volume paru-paru berikut. 1) Pada umumnya volume paru-paru laki-laki lebih besar daripada wanita. 2) Orang yang tinggal di dataran tinggi memiliki volume paru-paru lebih kecil daripada orang yang tinggal di dataran rendah. 3) Seseorang yang biasa melakukan olahraga memiliki volume paruparu lebih besar. 4) Seseorang dengan berat badan besar memiliki volume udara yang besar. 5) Semakin bertambah umur seseorang volume paru-parunya semakin kecil. Pernyataan yang tepat berkaitan dengan faktor-faktor yang memengaruhi volume paru-paru ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1), 2), dan 5) b. 1), 3), dan 4) c. 1), 4), dan 5) d. 2), 3), dan 4) e. 3), 4), dan 5)

Biologi Kelas XI

173

5. Menghidupkan kendaraan bermotor di dalam ruangan tertutup dapat mengakibatkan gangguan pernapasan fatal bahkan kematian bagi orang yang berada di dalam ruangan tersebut. Hal itu terjadi karena . . . . a. paru-paru orang tersebut terisi asap b. asap kendaraan bermotor mengandung banyak CO2 c. Hb dalam darah orang tersebut terlalu banyak mengikat asap d. Hb dalam darah orang tersebut lebih banyak mengikat CO daripada O2 e. Hb dalam darah orang tersebut lebih banyak mengikat CO2 daripada O2

keruh. Pernyataan yang tepat untuk peristiwa tersebut adalah . . . a. Udara ekspirasi mengandung gas pencemar lain sehingga mengakibatkan air kapur menjadi keruh. b. Udara ekspirasi yang mengandung gas CO 2 langsung menuju air kapur pada tabung X. c. Air kapur dalam tabung X dapat mengalir keluar karena udara menekan air kapur. d. Air kapur dalam tabung Y menjadi keruh karena bereaksi dengan gas CO2. e Gas CO yang masuk ke dalam tabung X membuat air kapur tetap jernih.

6. Pernyataan yang benar mengenai antrakosis yaitu . . . a. Infeksi yang terjadi pada faring oleh bakteri dan virus. b. Penyakit yang terjadi karena peradangan bronkus. c. Kelainan pada alat pernapasan yang disebabkan oleh masuknya debu tambang. d. Penyakit yang terjadi karena ketidaknormalan (abnormalitas) susunan dan fungsi alveolus. e. Gangguan dalam pengangkutan oksigen ke jaringan atau gangguan penggunaan oksigen oleh jaringan.

8. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut! 1) Tekanan parsial karbon dioksida di dalam jaringan kapiler darah lebih besar daripada tekanan parsial karbon dioksida di dalam sel-sel tubuh. 2) Tekanan parsial karbon dioksida di dalam sel-sel tubuh lebih besar daripada tekanan parsial karbon dioksida di dalam jaringan kapiler darah. 3) Tekanan parsial oksigen di jaringan kapiler darah lebih tinggi daripada tekanan parsial oksigen di dalam sel-sel tubuh. 4) Tekanan parsial oksigen di dalam sel tubuh lebih tinggi daripada tekanan parsial oksigen di jaringan kapiler darah. Pernyataan yang tidak tepat tentang tekanan parsial oksigen dan karbon dioksida di dalam sel-sel tubuh dan jaringan kapiler darah ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) dan 2) b. 1) dan 3) c. 1) dan 4) d. 2) dan 3) e. 2) dan 4)

7. Perhatikan rangkaian alat berikut! M T

Air kapur

X

Y

Air kapur

Ketika seorang siswa mengembuskan napas melalui ujung pipa M, ternyata larutan dalam tabung X tetap jernih dan larutan di dalam tabung Y menjadi

174


9. Perhatikan gambar sistem trakea berikut!

P

Nama dan fungsi bagian yang ditunjuk oleh huruf P yang tepat dalam tabel yaitu .... Nama

Fungsi

a.

Trakea

Tempat masuknya oksigen ke sel-sel tubuh

b.

Spirakel

Tempat keluarnya karbon dioksida

c.

Trakea

Tempat masuknya udara dari atmosfer

d.

Spirakel

Tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida secara difusi

e.

Trakeolus

Tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida

10. Pada saat posisi sayap burung diturunkan pundi-pundi udara di ketiak terjepit dan pundi-pundi udara di tulang korakoid mengembang. Peristiwa tersebut merupakan mekanisme pernapasan burung fase . . . . a. inspirasi pada saat burung terbang b. ekspirasi pada saat burung terbang c. ekspirasi pada saat burung hinggap d. inspirasi pada saat burung hinggap e. inspirasi dan ekspirasi pada saat burung terbang B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Pernapasan manusia ada dua macam, yaitu pernapasan internal dan pernapasan eksternal. Bagaimana kedua mekanisme pernapasan tersebut saling bekerja sama untuk memenuhi kebutuhan oksigen dalam tubuh? 2. Pada waktu berolahraga frekuensi pernapasan dan denyut nadi seseorang lebih cepat daripada ketika sedang beristirahat. Bagaimana hubungan frekuensi pernapasan dan denyut nadi manusia?

3. G a m b a r di s a m p i n g menunjukkan irisan membujur 1 dada manusia. Dua jenis otot 3 diberi label 1 dan 2 2 serta rongga dada diberi label 3. Apakah peristiwa yang terjadi di bagian 1, 2, dan 3 saat udara masuk ke dalam paru-paru? Jelaskan jawaban Anda! 4. Perhatikan gambar sistem trakea pada Insekta berikut ini!

X Y

Z

Sebutkan nama bagian yang ditunjuk oleh huruf X, Y, dan Z. Bagaimana mekanisme masuknya udara pernapasan pada Insekta? 5. Perhatikan gambar mekanisme pernapasan pada burung berikut!

Paru-paru

Trakea

Pundi-pundi udara

a.

Mengapa udara perlu memasuki pundi-pundi udara sebelum masuk ke paru-paru? b. Alat pernapasan utama pada burung yaitu paru-paru. Apakah burung dapat bernapas tanpa adanya pundi-pundi udara? 6. Asma merupakan salah satu penyakit pernapasan. Pada saat kambuh, penderita asma mengalami sesak napas dan pernapasannya berbunyi. Mengapa pernapasan pada penderita asma dapat berbunyi? Jelaskan pendapat Anda! Biologi Kelas XI

175

7. Gambar berikut menunjukkan pertukaran gas antara alveolus dengan kapiler darah dan antara kapiler darah dengan sel-sel tubuh. Alveolus

CO2

I

Pembuluh darah O2

CO2

Sel darah merah

O2

Sel-sel tubuh

II

Apakah yang terjadi pada hemoglobin ketika berada pada bagian I dan II?

oksigen lebih sedikit daripada penggunaan oksigen oleh tubuh. Jelaskan berapa volume total oksigen yang dibutuhkan atlet tersebut agar kebutuhan oksigennya terpenuhi! 9. Ani menguji volume pernapasan pada dua ekor belalang yang memiliki berat tubuh berbeda menggunakan respirometer. Menurut Anda, bagaimana data volume pernapasan yang diperoleh Ani? 10. Berikut ini diagram pembagian udara dalam pernapasan.

Kebutuhan Oksigen (liter per menit)

Kekurangan oksigen

A

7.0

D

6.0 5.0

B

4.0 3.0 2.0 1.0 0

E

C

8. Perhatikan gambar grafik berikut!

0

5

10

Periode berolahraga

15

20

25 Waktu/menit

Daerah yang diarsir menunjukkan jumlah penggunaan oksigen seorang atlet sebelum, selama, dan setelah lima menit berolahraga. Grafik tersebut menunjukkan tubuh atlet tersebut kekurangan oksigen karena pemasukan

Berdasarkan gambar di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut! a. Emfisema merupakan penyakit pada paru-paru yang diakibatkan oleh menurunnya daya elastisitas paru-paru. Emfisema mengakibatkan terjadinya peningkatan pada beberapa komponen udara respirasi. Komponen udara respirasi apa saja yang mengalami peningkatan? b. Bagian mana yang menunjukkan udara tetap tertinggal dalam paruparu saat bernapas normal?

Jumlah penikmat rokok di seluruh dunia meningkat seiring peningkatan jumlah penduduk. Penelitian terbaru dari Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME) di University of Washington menyatakan bahwa saat ini diperkirakan terdapat 52 juta perokok di seluruh dunia. Indonesia merupakan salah satu dari 12 negara yang menyumbangkan angka sebanyak 40% dari total jumlah perokok dunia. Hal ini merupakan fakta menyedihkan yang dapat memberikan dampak negatif pada kondisi kesehatan manusia serta biaya kesehatan di Indonesia. Bagaimana tindakan Anda menanggapi fakta tersebut? Sebagai generasi muda yang bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa dan memiliki pola pikir ilmiah, apa tindakan Anda untuk meningkatkan kesadaran akan pentingnya menjaga kesehatan? 176


Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Ekskresi Mempelajari

Proses Ekskresi pada Manusia Meliputi

Gangguan dan Penyakit pada Sistem Ekskresi Meliputi

Gangguan dan Penyakit pada Ginjal

Ginjal

Batu Ginjal Diabetes Melitus

Fungsi Ginjal Struktur Ginjal Terdiri atas

Terdiri atas

Proses Pembentukan Urine

Anuria Poliuria Gangguan dan Penyakit pada Hati Hepatitis/Radang Hati

Hati Terdiri atas

Fungsi Hati

Terdiri atas

Struktur Hati

Penyakit Kuning/Jaundice Sirosis Hati Kanker Hati

Gangguan dan Penyakit pada Kulit

Kulit Terdiri atas

Nefritis Albuminuria

Mikturasi Faktor-Faktor yang Memengaruhi Produksi Urine

Gagal Ginjal Kronis

Xerosis

Fungsi Kulit Struktur Kulit Paru-Paru

Terdiri atas

Kanker Kulit Eksim/Dermatitis Kusta Jerawat Biologi Kelas XI

177

Sumber: www.harapankeluarga.co.id

ESWL (Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy) merupakan suatu mesin yang dapat menghancurkan batu ginjal. Pengobatan melalui ESWL termasuk dalam terapi nonoperatif karena tidak memerlukan pembedahan. Ginjal merupakan salah satu organ penting dalam tubuh manusia dan bagian organ dari sistem ekskresi. Sistem ekskresi adalah proses pengeluaran zat sisa metabolisme yang tidak diperlukan tubuh. Apa yang terjadi jika zat-zat sisa metabolisme tersebut tidak dikeluarkan dari tubuh? Apa yang harus Anda lakukan jika organ-organ ekskresi terkena suatu penyakit?

1. 2. 3.

178

Struktur jaringan penyusun organ pada sistem ekskresi Proses ekskresi yang berlangsung pada setiap organ ekskresi Gangguan dan penyakit pada sistem ekskresi

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Ekskresi

• • • • • • • •

Ginjal Hati Kulit Paru-paru Urine Augmentasi Filtrasi Reabsorpsi

Anda telah mengetahui bahwa ginjal termasuk dalam organ ekskresi. Selain ginjal, terdapat organ-organ lain yang berperan dalam sistem ekskresi. Sistem ekskresi bertujuan untuk menjaga keseimbangan cairan dalam tubuh dengan cara mengeluarkan zat-zat sisa metabolisme yang tidak diperlukan tubuh. Oleh karena itu, sudah sepantasnya Anda bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena telah menciptakan organ-organ ekskresi beserta mekanismenya.Wujudkan rasa syukur itu dengan berusaha merawat dan menjaga organ-organ ekskresi dengan baik. Dalam bab ini, Anda akan mempelajari tentang sistem ekskresi manusia meliputi proses ekskresi pada manusia beserta gangguan dan penyakit pada sistem ekskresi. Selain itu, Anda juga akan mempelajari tentang teknik pengobatan gangguan tersebut. Dengan demikian, Anda dapat mengetahui cara merawat dan menjaga organ-organ ekskresi dengan baik.

A. Proses Ekskresi pada Manusia

Sistem ekskresi merupakan hal yang pokok dalam homeostasis karena sistem tersebut membuang limbah metabolisme dan merespons terhadap ketidakseimbangan cairan tubuh dengan cara mengeskresikan ion-ion tertentu sesuai kebutuhan (Campbell, Reece, dan Mitchell: 2004). Macam-macam ion yang diekskresikan tersebut dipelajari dalam ilmu Kimia. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa Biologi sangat berkaitan dengan adanya ilmu Kimia. Sistem ekskresi manusia terdiri atas beberapa macam organ ekskresi. Untuk mengenal lebih dalam mengenai organ-organ ekskresi, coba lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Struktur dan Letak Organ-Organ Ekskresi 1. 2.

Perhatikan torso manusia yang sudah disediakan oleh Bapak atau Ibu Guru. Amati organ-organ yang berperan dalam sistem ekskresi. Amati pula letak organ-organ tersebut. Selanjutnya, amati struktur organ-organ ekskresi dalam gambar berikut.

Sumber: www.sclerodermasociety.co.uk, www.brighterlooks.com, www.orcee.com, tobaccocommons.com

Gambar 8.1 Macam-macam organ ekskresi

3.

Diskusikan dengan teman-teman Anda untuk menjawab pertanyaanpertanyaan berikut. a. Apa yang dimaksud dengan sistem ekskresi? b. Organ apa saja yang menyusun sistem ekskresi? c. Tuliskan letak organ-organ ekskresi tersebut dalam tubuh!

Biologi Kelas XI

179

d.

4. 5.

Mengapa dalam tubuh terdapat organ yang berfungsi mengeluarkan zat sisa metabolisme? e. Buatlah pertanyaan-pertanyaan lain mengenai struktur organ ekskresi untuk menambah bahan diskusi! Terapkan sikap bekerja sama, cinta damai, aktif, berani bertanya, dan berargumentasi dengan santun agar diskusi dapat berjalan dengan lancar. Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan Bapak atau Ibu Guru. Gunakan bahasa yang baik, sopan, dan santun serta mudah dimengerti dalam menyampaikan hasil laporan Anda.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui struktur dan letak organorgan ekskresi. Dapat diketahui bahwa organ tubuh manusia yang berperan dalam sistem ekskresi yaitu ginjal, hati, kulit, dan paru-paru. Untuk mempelajari lebih lanjut mengenai organ-organ tersebut, simaklah uraian berikut. Organ ekskresi berfungsi untuk mengekskresikan zat-zat sisa metabolisme. Setiap organ ekskresi mengekskresikan zat-zat yang berbeda melalui proses-proses yang berbeda pula. Bagaimana proses yang terjadi dalam organ-organ tersebut? Zat apa saja yang diekskresikan organ-organ tersebut? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui jawabannya.

Mengidentifikasi Fungsi dan Proses yang Berlangsung dalam Organ-Organ Ekskresi Manusia 1.

2. 3.

180

Cermatilah video mengenai organ-organ ekskresi dan proses yang berlangsung di dalamnya di alamat website berikut. a. http://youtu.be/hXhlYKk8gw8 b. http://youtu.be/HfbyTeKNLJE c. http://youtu.be/YS_u_HuBRQo d. http://youtu.be/-HdHznBqOyA Tulislah informasi-informasi penting selama Anda menyaksikan video tersebut dalam buku tugas. Diskusikan bersama teman-teman Anda untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan berikut. a. Apa fungsi organ-organ ekskresi dalam sistem ekskresi? b. Disusun oleh sel-sel apa organ-organ ekskresi tersebut? c. Bagaimana proses pengeluaran zat-zat sisa metabolisme (keringat, urine, bilirubin dan biliverdin, serta CO2 dan H2O pada organ ekskresi? d. Susunlah beberapa pertanyaan mengenai fungsi dan proses pengeluaran zat sisa metabolisme untuk menambah bahan diskusi Anda! Saat melakukan diskusi cobalah untuk menerapkan sikap bekerja sama, aktif, berani mengemukakan pendapat, dan berani bertanya agar diskusi dapat berjalan dengan lancar.


4. 5.

Buatlah laporan hasil diskusi kelompok Anda dengan format meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas dengan menggunakan bahasa yang sopan dan santun serta mudah dimengerti.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mempelajari mengenai fungsi dan proses yang berlangsung dalam organ-organ ekskresi. Selain itu, Anda juga mengetahui zatzat yang diekskresikan oleh organ-organ tersebut. Agar Anda lebih paham tentang organ, fungsi, dan proses yang berlangsung dalam sistem ekskresi, bacalah penjelasan materi berikut. 1.

Ginjal Ginjal manusia berwarna merah gelap dan berbentuk mirip kacang merah. Panjangnya 10–13 cm dan lebarnya 5–7,5 cm. Ginjal terletak di sebelah kiri dan kanan ruas tulang pinggang di dalam rongga perut. Ginjal berada di bawah diafragma, tepatnya di bawah hati pada sisi kanan dan di bawah limfa pada sisi kiri. Untuk mengetahui letak ginjal dalam tubuh, amati Gambar 8.2.

Aorta Arteri Ginjal

Vena Vena cava Ureter

Uretra

Kandung kemih

a.

Fungsi Ginjal Sumber: Biology, Raven & Johnson 1) Menjaga keseimbangan air Gambar 8.2 Letak ginjal dalam tubuh dalam tubuh. 2) Membuang sisa metabolisme. 3) Mengatur kandungan elektrolit dengan menyaring zat-zat kimia yang masih berguna bagi tubuh (natrium, fosfor, dan kalium) dan mengembalikannya ke saluran peredaran darah. 4) Menjaga tekanan osmosis dengan cara mengatur ekskresi garam-garam, yaitu membuang garam yang berlebihan dan menahan garam apabila jumlahnya berkurang. 5) Menjaga asam basa cairan darah. 6) Menghasilkan eritropoietin (EPO) dan kalsitriol.

b.

Struktur Ginjal Ginjal tersusun dari tiga bagian, yaitu korteks, medula, dan pelvis. Korteks atau kulit ginjal merupakan bagian luar ginjal. Sementara itu, bagian sebelah dalamnya disebut medula atau sumsum ginjal. Pelvis merupakan bagian dalam ginjal yang berupa ruang kosong sehingga disebut juga rongga ginjal. Pada bagian korteks terdapat nefron. Nefron merupakan unit fungsional dan struktural terkecil pada ginjal. Pada satu unit ginjal manusia terdapat sekitar satu juta nefron. Perhatikan Gambar 8.3!

Biologi Kelas XI

181

Glomerulus Kapsula Bowman Nefron

Arteri renalis Vena renalis Ureter

da mi a r P i jal gin ks Korte

Korteks

Medula Pelvis

Tubulus kontortus proksimal Tubulus kontortus distal Tubulus kolektivus

Medula

Glomerulus Penampang ginjal

Lengkung Henle Nefron

Sumber: Human Biology, Mike Boyle dan Kathryn Senior

Gambar 8.3 Ginjal dan bagian-bagiannya

Setiap nefron terdiri atas badan Malpighi dan saluran nefron. Badan Malpighi mengandung glomerulus yang diselubungi oleh kapsula Bowman. Glomerulus berupa anyaman pembuluh kapiler darah, sedangkan kapsula Bowman berbentuk cawan berdinding tebal yang mengelilingi glomerulus. Fungsi utama glomerulus adalah sebagai penyaring/filtrasi cairan darah. Saluran nefron terdiri atas tubulus kontortus proksimal, lengkung Henle, dan tubulus kontortus distal. Pada medula terdapat piramida ginjal dan piala ginjal yang mengandung pembuluh-pembuluh darah yang berfungsi untuk mengumpulkan hasil ekskresi. Pembuluh-pembuluh itu disebut tubulus kontortus kolektivus. Tubulus kontortus kolektivus berhubungan dengan ureter yang bermuara pada kandung kemih (vesica urinaria). Kandung kemih berfungsi sebagai tempat penampungan urine sementara. Jika kandung kemih telah mengandung banyak urine, dinding kandung kemih akan tertekan sehingga otot melingkar pada pangkal kandung kemih meregang. Akibatnya, akan timbul rasa ingin buang air kecil. Selanjutnya, urine tersebut akan dikeluarkan melalui uretra. Anda telah mempelajari tentang struktur ginjal manusia. Perlu Anda ketahui bahwa struktur ginjal manusia berbeda dengan struktur ginjal hewan. Bagaimana perbedaan struktur kedua ginjal tersebut? Nah, untuk mengetahui jawabannya coba lakukan kegiatan berikut.

Membandingkan Struktur Ginjal Sapi dengan Ginjal Manusia A.

182

Pendahuluan Ginjal merupakan salah satu organ ekskresi. Terdapat empat tipe ginjal pada hewan Vertebrata, yaitu pronefros, opistonefros, mesonefros, dan metanefros. Ginjal yang terdapat pada kelompok hewan mamalia yaitu tipe ginjal metanefros. Secara umum,


ginjal tersusun dari tiga bagian, yaitu korteks, medula, dan pelvis. Kegiatan ini bertujuan untuk mengamati keberadaan korteks, medula, dan pelvis pada ginjal sapi. Selanjutnya, akan dibandingkan dengan struktur ginjal manusia melalui pengamatan torso.

Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga dibutuhkan sikap bertanggung jawab, bekerja sama, aktif, dan gotong royong. Selain itu, juga diperlukan sikap cermat, jujur, dan teliti untuk memperoleh data pengamatan yang baik. Kegiatan ini menggunakan alat-alat tajam, seperti jarum dan pisau. Oleh karena itu, peserta didik harus berhati-hati selama melakukan pengamatan. Bahan praktikum yang sudah tidak digunakan sebaiknya ditimbun dalam tanah agar tidak menimbulkan bau busuk. Selain itu, peserta didik diharapkan menggunakan alat keselamatan kerja, seperti masker, jas laboratorium, dan sarung tangan. B.

Apa yang Diperlukan? 1. Ginjal sapi 2. Torso ginjal manusia 3. Kaca pembesar 4. Papan parafin dan satu set alat bedah 5. Alat tulis 6. Lembar kerja praktikum

C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Tempatkan ginjal sapi di atas papan parafin. Selanjutnya, amati morfologi ginjal sapi. 2. Potong ginjal sapi secara membujur. Selanjutnya, amati potongan bagian dalam ginjal sapi menggunakan kaca pembesar. 3. Gambarlah struktur ginjal sapi yang Anda amati pada lembar kerja praktikum yang telah disediakan. Berilah keterangan pada bagian-bagian struktur ginjal sapi yang dapat Anda amati. 4. Amatilah torso ginjal manusia. Gambarlah struktur ginjal manusia yang Anda amati pada lembar kerja praktikum yang telah disediakan. Berilah keterangan pada bagian-bagian

5. 6.

struktur ginjal manusia yang dapat Anda amati. Bandingkan struktur ginjal sapi dengan struktur ginjal manusia. Catatlah hasil pengamatan Anda dalam lembar kerja praktikum yang telah disediakan.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana bentuk morfologi ginjal sapi? Samakah dengan morfologi ginjal manusia? Jelaskan jawaban Anda! 2. Bagaimana struktur ginjal sapi yang Anda amati? 3. Apakah terdapat perbedaan struktur antara ginjal sapi dengan ginjal manusia? Jelaskan jawaban Anda! 4. Mengapa ginjal sapi dan manusia disebut sebagai ginjal metanefros? 5. Mengapa nefron pada sapi lebih panjang daripada nefron manusia? 6. Tuliskan hasil pengamatan Anda dalam bentuk laporan dengan format judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. E.

Unjuk Kreativitas Anda telah mengetahui perbedaan antara ginjal sapi dengan ginjal manusia. Meskipun di antara kedua ginjal tersebut terdapat perbedaan, kedua ginjal tersebut merupakan tipe ginjal metanefros. Cobalah Anda membuat suatu rancangan percobaan untuk mengetahui struktur tipe ginjal yang lain. Konsultasikan rancangan percobaan Anda kepada Bapak atau Ibu Guru. Selanjutnya, lakukan percobaan sesuai dengan rancangan yang Anda buat. Presentasikan hasil percobaan Anda di depan kelas.

Biologi Kelas XI

183

c.

Proses Pembentukan Urine Proses pembentukan urine terjadi di dalam ginjal. Pembentukan urine ini terjadi melalui serangkaian proses filtrasi (penyaringan zat-zat sisa yang beracun), reabsorpsi (penyerapan kembali zat-zat yang masih diperlukan tubuh), dan augmentasi (penambahan zat sisa yang tidak diperlukan lagi oleh tubuh). Perhatikan Gambar 8.4! Tubulus kontortus distal (terjadi proses augmentasi) Tubulus kontortus proksimal (terjadi proses reabsorpsi)

Tubulus kontortus kolektivus (terjadi pengumpulan urine sesungguhnya)

Kapsula Bowman Pembuluh kapiler glomerulus (terjadi proses filtrasi) Arteriola eferen Arteriola aferen

Lengkung Henle

Sumber: Biology, Raven & Johnson

Gambar 8.4 Proses pembentukan urine di dalam ginjal

184

1)

Filtrasi Pembentukan urine diawali dengan filtrasi yang terjadi di dalam kapiler glomerulus. Di glomerulus terdapat sel-sel endotelium kapiler yang berpori (podosit), membran basiler, dan epitel kapsula Bowman yang dapat mempermudah proses filtrasi. Pada proses filtrasi, sel-sel darah, trombosit, dan sebagian besar protein plasma disaring dan diikat agar tidak turut dikeluarkan. Sementara itu, zat-zat kecil terlarut dalam plasma darah seperti glukosa, asam amino, natrium, kalium, klorida bikarbonat, garam lain, serta urea melewati saringan dan menjadi bagian dari endapan. Hasil saringan tersebut merupakan urine primer (filtrat glomerulus). Jadi, urine primer komposisinya masih serupa dengan darah tetapi tidak mengandung protein dan tidak mengandung elemen seluler, contoh sel darah merah. Cairan filtrasi dari glomerulus akan masuk ke tubulus dan mengalami reabsorpsi.

2)

Reabsorpsi Pada proses ini terjadi reabsorpsi zat-zat berikut. a) Reabsorpsi air Pada keadaan normal, sekitar 99% dari air yang menembus membran filtrasi akan direabsorpsi sebelum mencapai ureter. Reabsorpsi terjadi di tubulus kontortus proksimal yang dilakukan secara pasif melalui proses osmosis.


b)

c)

3)

Reabsorpsi zat tertentu Reabsorpsi zat-zat tertentu dapat terjadi secara transpor aktif dan difusi. Zat-zat yang mengalami reabsorpsi pada tubulus kontortus proksimal yaitu ion Na+, K+, PO4–, dan NO3. Reabsorpsi zat yang penting bagi tubuh Zat-zat penting yang secara aktif direabsorpsi yaitu asam amino, glukosa, asam asetoasetat, dan vitamin. Pada saluran menurun lengkung Henle, reabsorpsi air terus berlangsung. Di saluran menurun ini, epitelium transpor sangat permeabel terhadap air, tetapi sangat tidak permeabel terhadap garam dan zat terlarut lainnya. Sebaliknya, saluran menaik lengkung Henle lebih permeabel terhadap garam dan tidak permeabel terhadap air. Setelah terjadi reabsorpsi di tubulus kontortus proksimal dan sepanjang saluran lengkung Henle, tubulus akan menghasilkan urine sekunder. Pada urine sekunder zat-zat yang masih diperlukan tidak akan ditemukan lagi. Sebaliknya, konsentrasi zat-zat sisa metabolisme yang bersifat racun akan bertambah, misal konsentrasi urea sebesar 0,03% dalam urine primer dapat mencapai 2% dalam urine sekunder.

Augmentasi Augmentasi atau sekresi tubular adalah proses penambahan zat-zat yang tidak diperlukan oleh tubuh ke dalam tubulus kontortus distal. Selsel tubulus menyekresi ion hidrogen (H+), ion kalium (K+), amonium (NH3), urea, kreatinin, dan racun ke dalam lumen tubulus melalui proses difusi. Ion-ion ini kemudian menyatu dengan urine sekunder. Pada tahap augmentasi juga berlangsung proses pembersihan zatzat sisa dari dalam tubuh. Dari proses augmentasi ini akan dihasilkan urine sesungguhnya. Urine yang terbentuk akan disimpan sementara di kandung kemih. Setelah itu, urine akan dikeluarkan dari tubuh melalui uretra. Komposisi urine yang dikeluarkan yaitu 96% air, 1,5% garam, 2,5% urea, dan sisa substansi lain seperti pigmen empedu. Pigmen empedu berfungsi memberi warna pada urine.

d.

Mikturasi Mikturasi adalah proses pengeluaran urine dari dalam tubuh. Jika dalam kandung kemih tersimpan urine sekitar 200–300 ml, akan timbul refleks rasa ingin buang air kecil. Proses mikturasi dimulai dari ginjal–ureter–kandung kemih–uretra. Zat yang terkandung dalam urine di antaranya air, garam, urea, dan sisa substansi lain seperti pigmen empedu.

e.

Faktor-Faktor yang Memengaruhi Produksi Urine 1) Hormon Antidiuretik Pada saat tubuh kekurangan cairan, konsentrasi air dalam darah akan menurun. Akibatnya, sekresi ADH meningkat dan dialirkan oleh darah menuju ginjal. ADH meningkatkan permeabilitas sel terhadap air dan permeabilitas saluran pengumpul. Dengan demikian, air akan berdifusi keluar dari pipa pengumpul, lalu masuk ke darah. Keadaan tersebut dapat memulihkan konsentrasi air dalam darah. Akibatnya, urine yang dihasilkan lebih sedikit dan pekat. Biologi Kelas XI

185

2)

3)

4)

5)

6)

7)

Usia Anak balita lebih sering mengeluarkan urine karena belum bisa mengendalikan rangsangan untuk mikturasi. Selain itu, anak balita juga mengonsumsi lebih banyak makanan yang berwujud cairan sehingga urine yang dihasilkan lebih banyak. Sementara itu, pengeluaran urine pada lanjut usia akan lebih sedikit. Penurunan jumlah urine dikarenakan setelah usia 40 tahun, jumlah nefron yang berfungsi akan menurun kira-kira 10% setiap tahun. Kondisi ini akan mengurangi kemampuan ginjal dalam memproses pengeluaran urine. Gaya Hidup dan Aktivitas Pada seseorang yang sering berolahraga, urine yang terbentuk akan lebih sedikit dan lebih pekat. Hal ini karena cairan tubuh lebih banyak digunakan untuk membentuk energi. Oleh karena itu, cairan yang dikeluarkan lebih banyak dalam bentuk keringat. Kondisi Kesehatan Seseorang yang sehat produksi urinenya berbeda dengan orang yang sakit. Orang yang sedang sakit bisa mengeluarkan urine lebih banyak ataupun lebih sedikit tergantung pada jenis penyakit yang diderita. Psikologis Orang cemas, aktivitas metabolismenya akan lebih cepat sehingga akan lebih sering mengeluarkan urine. Cuaca Apabila cuaca panas, cairan tubuh lebih banyak dikeluarkan dalam bentuk keringat. Jika cuaca dingin cairan tubuh akan dikeluarkan dalam bentuk urine. Jumlah Air yang Diminum Apabila mengonsumsi banyak air minum, konsentrasi protein dalam darah akan menurun. Kondisi ini dapat mengakibatkan penurunan tekanan koloid protein sehingga tekanan filtrasi kurang efektif. Akibatnya, volume urine yang diproduksi akan meningkat.

Anda telah mempelajari organ-organ ekskresi beserta proses-proses yang terjadi di dalamnya. Salah satu organ ekskresi yaitu ginjal yang mengekskresikan urine. Produksi urine orang normal dan orang sakit berbeda. Selain itu, kandungan di dalamnya pun juga berbeda. Apakah perbedaan tersebut? Lakukan kegiatan berikut untuk menjawab pertanyaan tersebut.

Melakukan Uji Urine Orang Sehat dan Orang Sakit Diabetes Melitus A.

186

Pendahuluan Urine merupakan salah satu zat sisa yang diekskresikan dari tubuh. Urine mengandung zat-zat yang sudah tidak berguna bagi tubuh. Namun, kandungan urine orang sehat dan orang sakit berbeda. Kegiatan ini bertujuan menguji


kandungan urine orang sehat dan orang sakit diabetes melitus. Sebelum melakukan praktikum ini, mintalah sampel urine orang yang menderita penyakit diabetes melitus di rumah sakit. Selanjutnya, simpanlah urine tersebut dalam botol. Dalam botol lain, simpanlah juga

urine orang sehat (urine Anda). Bawalah kedua sampel urine tersebut pada saat praktikum dilaksanakan. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga dibutuhkan sikap bertanggung jawab, bekerja sama, aktif, dan gotong royong dalam setiap tindakan. Dalam melakukan pengamatan diperlukan sikap teliti, cermat, dan jujur. Selain itu, diperlukan sikap hati-hati dalam merancang percobaan karena terdapat alat-alat yang terbuat dari kaca. Pada saat melaksanakan kegiatan perlu dikenakan perlengkapan berupa jas praktikum dan sarung tangan. B.

C.

Apa yang Diperlukan? 1. Alat tulis 2. Tabung reaksi 3. Rak tabung reaksi 4. Kertas indikator pH universal 5. Penjepit tabung reaksi 6. Pembakar spiritus 7. Korek api 8. Urine orang sehat 9. Urine penderita diabetes melitus (DM) 10. Larutan Biuret 11. Larutan Benedict/Fehling A dan B 12. Larutan AgNO3 Apa yang Harus Dilakukan? 1. Mengukur pH urine a. Siapkan dua tabung reaksi serta beri label A dan B. b. Masukkan 1 ml urine sehat pada tabung A dan 1 ml urine penderita diabetes melitus (DM) pada tabung B. c. Masukkan kertas indikator pH universal pada kedua tabung tersebut serta amati perubahan warna yang terjadi.

d.

2.

3.

4.

5.

Cocokkan warna dengan standar pH. e. Tulislah hasilnya ke dalam tabel pengamatan. Mengidentifikasi kandungan amonia dalam urine a. Panaskan tabung A dan tabung B dari percobaan 1 menggunakan pembakar spiritus. b. Identifikasilah bau yang timbul. c. Tulislah hasilnya ke dalam tabel pengamatan. Menguji kandungan klorida dalam urine a. Siapkan dua tabung reaksi serta berilah label C dan D. b. Masukkan 2 ml urine orang sehat pada tabung C dan 2 ml urine penderita DM pada tabung D. c. Tambahkan 5 tetes larutan AgNO 3 5% pada kedua tabung tersebut. d. Cermati apa yang terjadi pada tabung tersebut. e. Catat hasilnya pada tabel pengamatan. Menguji kandungan protein a. Siapkan dua tabung reaksi serta berilah label E dan F. b. Masukkan 2 ml urine orang sehat pada tabung E dan 2 ml urine penderita DM pada tabung F. c. Tambahkan 5 tetes larutan Biuret dan diamkan selama lima menit. d. Amati perubahan warna yang terjadi. e. Catat hasilnya pada tabel pengamatan. Menguji kandungan glukosa a. Siapkan dua tabung reaksi serta berilah label G dan H.

Biologi Kelas XI

187

b.

Masukkan 2 ml urine sehat pada tabung G dan 2 ml urine penderita DM pada tabung H. Tambahkan 5 tetes larutan Benedict atau larutan Fehling A dan B. Panaskan kedua tabung tersebut menggunakan pembakar spiritus. Selanjutnya, amatilah perubahan warna yang terjadi. Catatlah hasilnya pada tabel pengamatan.

c. d.

e.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Berapakah pH urine orang sehat dan orang yang menderita DM? 2. Bau apakah yang timbul dari hasil pemanasan urine? Bagaimana perbedaan antara bau urine orang sehat dengan orang yang menderita DM? 3. Peristiwa apa yang terjadi pada urine orang sehat dengan urine orang yang menderita DM setelah ditambah dengan AgNO3? 2.

4.

5.

6.

F.

Peristiwa apa yang terjadi pada urine orang sehat dengan urine orang yang menderita DM setelah ditambah dengan larutan Biuret? Peristiwa apa yang terjadi pada urine orang sehat dengan urine orang yang menderita DM setelah ditambah dengan larutan Benedict dan dipanaskan? Buatlah laporan hasil praktikum dengan format meliputi judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan.

Unjuk Kreativitas Cobalah Anda identifikasi kandungan urine orang yang mempunyai penyakit selain diabetes melitus, misalnya penyakit albuminuria. Bandingkan dengan urine orang sehat. Kemudian, tulislah hasil pengamatan Anda dalam buku tugas. Selanjutnya, kumpulkan hasilnya kepada Bapak atau Ibu Guru Anda.

Hati Hati merupakan organ viseral (dalam rongga abdomen) terbesar yang terletak di bawah kerangka iga. Pada kondisi hidup, hati berwarna merah tua karena kaya persediaan darah dan kaya nutriea dari vena portal dan vena hepatika (Syaifuddin, 2011). Organ hati mempunyai berat sekitar 1,5 kg atau sekitar 3–5% dari berat badan. a.

188

Fungsi Hati 1) Tempat Menyimpan Energi Hati menyimpan energi dalam bentuk glikogen. Glikogen dibentuk dari glukosa. 2) Menyimpan Vitamin-Vitamin Hati mengumpulkan dan menyimpan persediaan vitamin A, D, E, dan K. Vitamin ini dapat disimpan hingga dua sampai empat tahun. 3) Sebagai Pabrik Kimia Tubuh Beberapa protein penting yang ditemukan dalam darah dihasilkan oleh hati. Protein tersebut antara lain albumin, globin, dan globulin. Selain itu, dalam hati dihasilkan zat kimia lain yaitu fibrinogen dan protrombin. 4) Sebagai Pembersih atau Detoksifikasi Hati membantu membersihkan zat-zat racun, seperti obat dan alkohol dari aliran darah.


5)

b.

Sebagai Alat Ekskresi Fungsi hati sebagai alat ekskresi yaitu mengekskresikan cairan empedu Hati Arteri secara terus-menerus. hepatika Kantong Cairan empedu menganempedu dung air, asam empedu, Vena porta garam empedu, kolesterol, hepatika Saluran fosfolipid (lesitin), zat empedu warna empedu (pigmen Pankreas bilirubin dan biliverdin), Usus halus serta beberapa ion. Sumber: Biology, Raven & Johnson Cairan empedu berperan mencerna dan meng- Gambar 8.5 Organ hati sebagai alat ekskresi elmusikan lemak dalam usus, mengaktifkan lipase, mengubah zat yang tidak larut dalam air menjadi zat yang larut dalam air, serta membentuk urea dan amonia. Cairan empedu berasal dari penghancuran hemoglobin dari eritrosit yang telah tua. Hemoglobin ini akan diuraikan menjadi hemin, zat besi, dan globin. Zat besi dan globin digunakan dalam pembentukan antibodi atau hemoglobin baru. Sementara itu, hemin akan dirombak menjadi bilirubin dan biliverdin. Bilirubin dan biliverdin merupakan zat warna bagi empedu dan mengandung warna hijau-biru. Zat warna tersebut di dalam usus akan mengalami oksidasi menjadi urobilin. Urobilin kemudian diekskresikan dari dalam tubuh dan memberi warna kekuningan pada feses dan urine.

Struktur Hati Hati terdiri atas dua Kanalikuli lobus utama, yaitu lobus Sinusoid Sel kupffer Saluran empedu kiri dan kanan, dengan posisi sedikit saling menindih. Lobus kanan Hepatosit memiliki dua lobus yang Vena salah satunya berukuran porta hepatika lebih kecil. Setiap lobus terdiri atas banyak lobuArteri hepatika lus. Lobulus merupakan unsur terkecil yang meVena sentral nyusun hati. Sementara Lakuna itu, jaringan hati tersusun dari sel-sel hepatosit. Sumber: New Understanding Biology, Glenn and Susan Toole Antarlapisan hepatosit Gambar 8.6 Struktur hati dipisahkan oleh lakuna, sedangkan antara hepatosit satu dengan hepatosit yang lain dipisahkan oleh kanalikuli. Bagian luar hati dilindungi oleh kapsula hepatika. Dalam jaringan hati terdapat beberapa pembuluh darah, yaitu arteri hepatika dan vena porta hepatika. Pertemuan antara pembuluh arteri hepatika dan vena porta hepatika

Biologi Kelas XI

189

membentuk sinusoid. Pada sinusoid terjadi spesialisasi sel yang membentuk sel kupffer. Sel ini bertugas memfagositosis organisme asing atau zat-zat berbahaya. Dari fagositosis ini akan menghasilkan bilirubin. Bilirubin kemudian diekskresikan oleh kanalikuli dalam wujud empedu. 3.

Kulit Kulit merupakan lapisan terluar yang membungkus seluruh permukaan tubuh manusia. Sebagian besar kulit ditumbuhi rambut. a. Fungsi Kulit 1) Proteksi Kulit berfungsi melindungi organ tubuh dari kontak mekanis yang dapat mengakibatkan cedera dan melindungi tubuh dari kontak langsung dengan sinar matahari. Sementara itu, produksi keringat dan minyak pada kulit membuat lapisan kulit bersifat asam. Kondisi ini berfungsi melindungi tubuh dari infeksi jamur dan bakteri. 2) Regulator Suhu Kulit melakukan fungsi ini dengan cara memproduksi keringat dan mengkonstriksikan pembuluh darah dalam kulit. 3) Penentu Warna Kulit Warna kulit salah satunya ditentukan oleh kandungan melanosit pada kulit. 4) Pembentukan Vitamin D Vitamin D dibentuk dari provitamin D yang terdapat di bawah kulit dengan bantuan sinar matahari. 5) Ekskresi Sebagai alat ekskresi kulit berfungsi mengeluarkan keringat. Kelenjar keringat menyerap air dan garam dari darah di pembuluh kapiler. Keringat yang dikeluarkan melalui pori-pori kulit akan menyerap panas tubuh sehingga suhu tubuh tetap stabil. b.

Kelenjar keringat Epidermis Dermis Jaringan lemak

190

Struktur Kulit Kulit merupakan organ terluas yang menutupi seluruh tubuh dengan luas keseluruhan kurang lebih 2 m2. Ketebalan kulit pada setiap bagian tubuh berbeda-beda (0,5–5 mm) dan rata-rata ketebalannya 1–2 mm. Berdasarkan strukturnya, kulit terdiri atas dua lapisan, yaitu epidermis (kulit ari) dan dermis (kulit jangat). Perhatikan Gambar 8.7!

Kelenjar minyak

Lemak Folikel rambut

Sumber: Human Biology, Mike Boyle dan Kathryn Senior

Gambar 8.7 Struktur kulit


Kapiler darah

4.

1)

Epidermis Epidermis terdiri atas beberapa lapis berikut. a) Stratum korneum (lapisan tanduk), merupakan lapisan kulit yang paling luar, tersusun dari sel-sel mati yang bersifat keras, tahan terhadap air, dan selalu mengelupas (deskuamasi). b) Stratum lusidum, tersusun dari sel-sel yang tidak berinti dan berfungsi mengganti stratum korneum. c) Stratum granulosum, tersusun dari sel-sel yang berinti dan mengandung pigmen melanin. d) Stratum germinativum, tersusun dari sel-sel yang selalu membentuk sel-sel baru ke arah luar.

2)

Dermis Dermis merupakan lapisan yang terletak di bawah epidermis. Lapisan yang biasa disebut jangat ini di dalamnya terdapat akar rambut, pembuluh darah, kelenjar, dan saraf. Kelenjar yang terdapat di lapisan ini adalah kelenjar keringat (glandula sudorifera) dan kelenjar minyak (glandula sebasea). Kelenjar keringat menghasilkan keringat yang di dalamnya terlarut berbagai garam, terutama NaCl. Keringat dialirkan melalui saluran kelenjar keringat dan dikeluarkan dari dalam tubuh melalui pori-pori. Di dalam kantong rambut terdapat akar rambut dan batang rambut. Kelenjar minyak menghasilkan minyak yang berfungsi meminyaki rambut agar tidak kering. Rambut dapat tumbuh terus karena mendapat sari-sari makanan dari pembuluh kapiler di bawah kantong rambut. Di dekat akar rambut terdapat otot penegak rambut. Di bawah dermis terdapat jaringan lemak atau lapisan hipodermis. Jaringan lemak berfungsi sebagai makanan cadangan, pelindung tubuh terhadap benturan, dan menahan panas tubuh.

Paru-Paru Manusia memiliki sepasang paru-paru yang terletak di rongga dada. Paru-paru mempunyai fungsi utama sebagai alat pernapasan. Oleh karena paru-paru juga berperan mengekskresikan zat sisa metabolisme maka organ ini juga berperan sebagai alat ekskresi. Dalam sistem ekskresi paru-paru berfungsi mengeluarkan karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O). Karbon dioksida dan uap air berdifusi di dalam alveolus kemudian dikeluarkan melalui lubang hidung. Perhatikan Gambar 8.8!

Sumber: Inquiry into Life, S. Mader

Gambar 8.8 Paru-paru sebagai organ ekskresi

Biologi Kelas XI

191

Anda telah mempelajari sistem ekskresi pada manusia. Sistem ekskresi terdiri atas beberapa organ ekskresi. Organ-organ tersebut disusun oleh beberapa jenis jaringan yang berbeda-beda sesuai fungsinya. Apakah Anda mengetahui jaringan penyusun organ-organ tersebut? Untuk mengetahui jawabannya, lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Jaringan Penyusun Nefron, Alveolus, dan Kulit A.

B.

192

Pendahuluan Setiap organ ekskresi memiliki struktur yang berbeda-beda disesuaikan fungsinya. Ginjal tersusun dari unit-unit kecil yang disebut nefron. Ginjal berfungsi untuk mengekskresikan urine. Di dalam paru-paru terdapat alveolus. Paru-paru berfungsi untuk mengekskresikan CO2 dan H2O. Di lapisan dermis kulit terdapat kelenjar keringat. Kulit berfungsi untuk mengekskresikan keringat. Kegiatan ini bertujuan untuk mengetahui struktur dari nefron, alveolus, dan kulit. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga dibutuhkan sikap bertanggung jawab, bekerja sama, aktif, dan gotong royong dalam setiap tindakan. Saat melakukan kegiatan ini menggunakan mikroskop dan preparat awetan, maka dalam pemakaiannya diharapkan agar lebih berhati-hati. Selain itu, untuk mendapatkan data atau gambar yang jelas dibutuhkan sikap teliti, cermat, dan jujur. Apa yang Diperlukan? 1. Alat tulis 2. Beberapa jenis preparat awetan seperti berikut. a. Preparat awetan nefron b. Preparat awetan alveolus c. Preparat awetan kulit

3. 4. C.

Mikroskop Lembar kerja praktikum

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Siapkan mikroskop dan beberapa macam preparat awetan. 2. Letakkan preparat awetan nefron pada meja preparat dalam mikroskop. 3. Amati gambar preparat tersebut mulai dari perbesaran lemah kemudian diganti dengan perbesaran kuat sampai diperoleh gambar yang jelas. Hati-hati saat memindahkan lensa jangan sampai lensa menyentuh preparat yang diamati. 4. Gambarlah hasil pengamatan tersebut lengkap dengan bagianbagiannya dalam lembar kerja yang sudah disediakan. 5. Carilah gambar struktur nefron dari beberapa literatur. Bandingkan dengan gambar hasil pengamatan Anda. 6. Ulangi langkah 2–5 untuk mengamati alveolus dan kulit.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana struktur nefron, alveolus, dan kulit? 2. Sebutkan jaringan yang menyusun nefron, alveolus, dan kulit!


3.

4.

Apa fungsi dari nefron, alveolus, dan kulit dalam sistem ekskresi? Kaitkan jawaban Anda dengan struktur jaringan yang menyusunnya! Buatlah laporan hasil praktikum dengan format meliputi judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan.

E.

Unjuk Kreativitas Anda telah mengamati struktur nefron, alveolus, dan kulit. Sekarang coba buatlah gambar dari organ-organ tersebut secara berkelompok pada selembar kertas berukuran 50 cm × 50 cm. Setiap kelompok membuat satu gambar. Kembangkan daya kreativitas kelompok Anda untuk membuat gambar yang menarik dan jelas. Kumpulkan gambar yang Anda peroleh kepada Bapak atau Ibu Guru Anda.

Dalam ilmu Kedokteran dikenal adanya teknik transplantasi ginjal. Teknik transplantasi ginjal bertujuan meningkatkan kualitas hidup dan harapan hidup bagi penderita gagal ginjal. Dalam transplantasi ginjal ada pasien gagal ginjal (resipien) dan pendonor ginjal. Namun, akhir-akhir ini transplantasi ginjal disalahgunakan. Beberapa orang ingin memperoleh keuntungan dengan menjual ginjalnya untuk kepentingan transplantasi ginjal. Harga ginjal yang ditawarkan mencapai puluhan juta rupiah. Jika di sekitar Anda ada orang yang menjual ginjalnya karena keuntungan, bagaimanakah sikap dan tindakan Anda?

1. 2. 3. 4. 5.

Jelaskan proses pembentukan urine! Sajikan dalam bentuk tabel! Mengapa orang yang berolahraga lebih banyak mengeluarkan keringat? Dalam sistem ekskresi, hati berperan untuk mengekskresikan cairan empedu. Apa saja fungsi cairan empedu? Bagaimana hubungan antara paru-paru sebagai alat pernapasan dengan paruparu sebagai alat ekskresi? Jelaskan tiga bagian struktur ginjal!

Biologi Kelas XI

193

B. Gangguan dan Penyakit pada Sistem Ekskresi

Organ-organ ekskresi dapat mengalami gangguan dan penyakit. Gangguan dan penyakit apa saja yang terjadi pada organ-organ ekskresi? Bagaimana cara mencegah gangguan dan penyakit tersebut? Kerjakan tugas berikut agar Anda dapat menjelaskan gangguan dan penyakit yang terjadi dalam sistem ekskresi.

Mengidentifikasi Gangguan dan Penyakit pada Sistem Ekskresi 1.

2. 3. 4.

5. 6.

Perhatikan artikel mengenai gangguan dan penyakit yang dapat menyerang sistem ekskresi di alamat website berikut. a. http://goo.gl/Fsr1Gh b. http://goo.gl/PudKeE Carilah tambahan informasi mengenai gangguan dan penyakit yang menyerang sistem ekskresi dari berbagai sumber (buku-buku referensi dan majalah). Catatlah informasi-informasi penting berdasarkan artikel dalam alamat website tersebut dan dari literatur yang Anda baca. Ajaklah teman Anda untuk memecahkan permasalahan-permasalahan berikut. a. Gangguan atau penyakit apa saja yang dapat menyerang sistem ekskresi? b. Apa penyebab timbulnya penyakit tersebut? c. Bagaimana cara mencegah penyakit tersebut? d. Buatlah beberapa pertanyaan yang lain berdasarkan literatur yang Anda baca untuk menambah bahan diskusi Anda! Saat berdikusi, cobalah untuk bersikap responsif dan proaktif dengan mengemukakan pendapat secara ilmiah dan kritis. Tuliskan hasil diskusi kelompok Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan tersebut di depan kelas dengan penuh percaya diri dan menggunakan bahasa yang santun serta mudah dipahami.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui penyakit-penyakit yang terjadi pada sistem ekskresi. Beberapa gangguan atau penyakit pada sistem ekskresi dapat Anda cermati dalam tabel berikut. Tabel 8.1 Gangguan atau Penyakit pada Sistem Ekskresi Kulit

Paru-Paru

Hati

Ginjal 1

Batu ginjal

Hepatitis

Asma

Xerosis

2

Gagal ginjal kronis

Penyakit kuning

Tuberkulosis (TBC)

Kanker kulit

3

Diabetes melitus

Sirosis hati

Pneumonia

Eksim atau dermatitis

4

Nefritis

Kanker hati

Emfisema

Kusta atau lepra

5

Albuminuria

Pleuritis

Jerawat

6

Anuria

7

Poliuria

Penjelasan mengenai penyebab dan penanganan gangguan atau penyakit pada sistem ekskresi dapat Anda akses melalui alamat website http://goo.gl/vs47D8 dan http://goo.gl/Fsr1Gh.

194


Peranan ginjal sangat penting bagi tubuh. Ginjal berperan untuk menyaring zat-zat kimia yang masih berguna bagi tubuh dan mengembalikannya ke saluran peredaran darah. Apabila pada ginjal terjadi gangguan, dapat berakibat fatal. Gangguan tersebut terjadi akibat adanya kelainan pada ginjal atau komplikasi penyakit sistemik. Apabila gangguan pada ginjal masih ringan, ginjal dapat sembuh sempurna jika penyebabnya dapat diatasi. Sebaliknya, apabila gangguan tersebut memburuk maka bisa menjadi gagal ginjal akut. Apabila terjadi gagal ginjal akut, salah satu alternatif yang dapat dilakukan yaitu dengan membuat ginjal buatan melalui metode dialisis. Metode pengobatan seperti ini lebih dikenal dengan nama hemodialisis (cuci darah). Bagaimana prinsip dialisis dalam pengobatan gagal ginjal? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.

Untuk memperluas pengetahuan Anda mengenai teknologi cuci darah, bacalah sumbersumber lain yang relevan. Salah satunya, bacalah artikel pada website berikut. a. http://goo.gl/G7UB4K b. http://goo.gl/wLL3t5 c. http://goo.gl/co5Jko Berdasarkan artikel yang Anda baca, cobalah Anda kembangkan kreativitas Anda untuk menemukan inovasi-inovasi baru yang dapat digunakan untuk mengatasi gangguan pada alat ekskresi.

Menganalisis Artikel Prinsip Dialisis 1. 2. 3.

4.

Carilah artikel mengenai cuci darah serta prinsip dialisis dari berbagai literatur seperti buku-buku yang relevan dan internet. Bacalah dengan cermat artikel yang Anda peroleh dan catatlah informasiinformasi penting dari artikel tersebut. Berdasarkan informasi yang Anda peroleh, jawablah pertanyaanpertanyaan berikut. a. Bagaimana proses cuci darah pada penderita ginjal dilakukan? b. Apa saja yang harus disiapkan penderita ketika hendak melakukan cuci darah? c. Setiap berapa lama periode waktu cuci darah dilakukan? d. Mengapa teknologi cuci darah memiliki kemiripan dengan fungsi ginjal? e. Apakah ada solusi lain cara mengatasi gagal ginjal? Buatlah resume dari kegiatan ini dan kumpulkan kepada Bapak atau Ibu Guru. Terapkan sikap bertanggung jawab, jujur, dan disiplin dalam mengerjakan tugas ini.

Biologi Kelas XI

195

Anda telah memahami dan mempelajari proses terbentuknya urine. Urine merupakan zat sisa metabolisme yang tidak diperlukan tubuh. Meskipun urine termasuk zat sisa metabolisme, banyak orang yang memanfaatkan urine sebagai pengobatan alternatif dengan meminum urine atau mengoleskan urine di tempat yang terasa sakit. Bagaimana sikap dan tindakan Anda jika di lingkungan Anda ada yang melakukan hal tersebut?

1. 2. 3. 4. 5.

Bagaimana tanda-tanda orang yang menderita kencing manis? Kerusakan pada sel hati dapat mengakibatkan penyakit sirosis hati (pengerasan organ hati). Bagaimana cara mencegah timbulnya penyakit sirosis hati! Sebutkan lima macam penyakit yang dapat terjadi pada kulit! Sebutkan dua macam penyakit paru-paru yang disebabkan oleh bakteri! Penyakit apa yang terjadi jika dalam urine mengandung albumin maupun protein?

Anda telah mempelajari tentang sistem ekskresi. Salah satu organ yang berperan dalam sistem ekskresi yaitu ginjal. Ginjal berfungsi mengekskresikan urine. Pembentukan urine berlangsung di dalam nefron ginjal. Untuk memperdalam pengetahuan Anda tentang mekanisme pembentukan urine, buatlah sebuah alat peraga tentang mekanisme pembentukan urine. Dalam pembentukan peraga alat, gunakanlah barang-barang tidak terpakai yang ada di lingkungan sekitar. Kembangkan ide kreativitas Anda dalam membuat alat peraga. Selanjutnya, presentasikan alat peraga di depan kelas. Kemudian, kumpulkan alat peraga kepada Bapak atau Ibu Guru.

196


1. 2.

3.

4.

Sistem ekskresi merupakan suatu proses pengeluaran zat-zat sisa metabolisme yang tidak diperlukan oleh tubuh. Organ ekskresi dan zat yang diekskresikan manusia sebagai berikut. a. Ginjal, mengekskresikan urine. b. Hati, mengeksresikan cairan empedu. c. Paru-paru, mengekskresikan karbon dioksida dan air. d. Kulit, mengekskresikan keringat. Proses pembentukan urine melalui tiga tahap yaitu filtrasi (penyaringan zat-zat sisa yang beracun), reabsorpsi (penyerapan kembali zat-zat yang masih diperlukan tubuh), dan augmentasi (penambahan zat sisa yang tidak diperlukan lagi oleh tubuh). Gangguan yang terjadi pada organ-organ ekskresi. a. Organ ginjal: batu ginjal, diabetes melitus, gagal ginjal, nefritis, albuminuria, anuria, dan poliuria. b. Organ hati: hepatitis, penyakit kuning, sirosis hati, dan kanker hati. c. Organ kulit: xerosis, kanker kulit, dermatitis, dan jerawat. d. Organ paru-paru: asma, TBC, pneumonia, emfisema, pleuritis, dan asfiksi.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Perhatikan gambar nefron berikut!

Nama bagian yang ditunjuk oleh anak panah beserta fungsinya dalam tabel berikut yang benar adalah . . . . Nama Bagian

Fungsi

a.

Glomerulus

Sebagai penyaringan zat-zat sisa yang beracun

b.

Kapsula Bowman

Sebagai pelindung glomerulus

c.

Tubulus kolektivus

Sebagai tempat pengumpulan urine sesungguhnya

d.

Tubulus kontortus distal

Sebagai tempat penambahan zat sisa yang tidak diperlukan lagi oleh tubuh

e.

Tubulus kontortus proksimal

Sebagai tempat penyerapan kembali zat-zat yang masih diperlukan oleh tubuh

Biologi Kelas XI

197

2. Irwan merasa ginjalnya sakit. Kemudian, Irwan memeriksakan ke rumah sakit. Ternyata hasil tes urine Irwan mengandung sel darah merah. Berdasarkan data yang diperoleh, Irwan kemungkinan mengalami . . . . a. kekurangan hormon insulin b. iritasi akibat gesekan batu ginjal c. pengendapan di dalam rongga ginjal d. kerusakan ginjal secara keseluruhan e. kerusakan pada membran kapsul endotelium 3. Perhatikan gambar berikut!

5. Perhatikan skema pembentukan urine di bawah ini! Darah X Urine Primer

Y

Z

Urine Sekunder

Urine Sebenarnya

Proses yang terjadi pada huruf X dan Z secara berurutan adalah . . . . a. reabsorpsi dan filtrasi b. filtrasi dan reabsorpsi c. filtrasi dan augmentasi d. augmentasi dan filtrasi e. reabsorpsi dan augmentasi 6. Cermati gambar grafik berikut! Suhu Tubuh (°C) 38

U

37 T

Bagian yang ditunjuk oleh huruf T dan U berturut-turut memiliki fungsi . . . . a. penerima rangsang dan penghasil minyak b. menghasilkan keringat dan penerima rangsang c. menghasilkan minyak dan menghasilkan keringat d. menghasilkan keringat dan penerima rangsang e. melindungi jaringan di bawahnya dan menghasilkan keringat 4. Organ yang berfungsi sebagai sistem pernapasan dan sistem ekskresi adalah paru-paru. Fungsi paru-paru dalam sistem ekskresi adalah . . . . a. memfiksasi oksigen b. mengatur homeostatis c. mengatur osmoregulasi d. mengeluarkan CO2 dan H2O e. mengeluarkan cairan empedu

198

X


Y

36 35 0

20

40

60

80

Waktu (Menit)

Grafik tersebut menunjukkan suhu tubuh dari seorang atlet lari sprint 100 meter yang sedang beraktivitas. Berdasarkan grafik, terlihat adanya penurunan suhu tubuh atlet yang ditunjukkan oleh huruf X–Y. Kemungkinan aktivitas atlet yang mengakibatkan penurunan suhu tubuh adalah . . . . a. melakukan awalan lari b. berlari sekencang-kencangnya c. menantikan aba-aba start dari wasit d. memulai lari pada 10 meter pertama e. melewati garis finish dan mengurangi kecepatan

7. Seseorang yang rutin berolahraga dan minum air dengan volume yang sama setiap hari, diambil sampel urinenya sebanyak lima kali. Berdasarkan tabel berikut, sampel mana yang dikumpulkan pada saat suhu udara tinggi?

a. b. c. d. e.

Volume Urine yang Dihasilkan (dm3)

Volume Keringat yang Dihasilkan (dm3)

1,5 0,8 0,8 0,4 0,4

0,8 0,8 1,5 0,8 1,5

8. Perhatikan gejala-gejala penyakit berikut! 1) Perut kembung dan banyak angin. 2) Perut mengeras dan membesar. 3) Demam, meriang, dan tubuh sulit digerakkan. Gejala-gejala di atas menunjukkan adanya penyakit . . . . a. xerosis d. sirosis hati b. dermatitis e. hepatitis c. kanker hati 9. Perhatikan gejala-gejala penyakit hati berikut! 1) Nyeri pada daerah ulu hati. 2) Warna kulit dan mata menjadi kuning. 3) Air kencing berwarna gelap. 4) Demam, lelah, dan pusing. 5) Bilirubin dalam tubuh meningkat. Gejala penyakit kuning (jaundice) terdapat pada nomor . . . . a. 1), 2), dan 3) d. 2), 4), dan 5) b. 1), 3), dan 5) e. 3), 4), dan 5) c. 2), 3), dan 4) 10. Perhatikan hasil pengujian sampel urine berikut! 1) Urine awal berwarna jernih. 2) Urine diuji dengan larutan Biuret berubah menjadi warna ungu. Berdasarkan data tersebut, pasangan antara bagian ginjal yang mengalami

kerusakan beserta nama gangguan yang dialami dalam tabel yang benar adalah .... a. b. c. d. e.

Bagian Ginjal yang Rusak

Nama Gangguan

Glomerulus Glomerulus Kapsula Bowman Tubulus kontortus distal Tubulus kontortus proksimal

Oligouria Albuminuria Nefritis Poliuria Diabetes melitus

B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Pengeluaran keringat dan urine berbanding terbalik pada kondisi suhu tinggi dan suhu rendah. Artinya, ketika suhu tinggi, jumlah pengeluaran keringat meningkat sementara pengeluaran urine menurun, demikian pula sebaliknya pada suhu rendah. Mengapa hal ini bisa terjadi? Jelaskan mekanismenya! 2. Reabsorpsi merupakan tahap pembentukan urine pada saat penyerapan kembali zat-zat yang masih diperlukan tubuh. Bagaimana proses yang terjadi pada reabsorpsi zat-zat tersebut? 3. Mengapa orang yang banyak minum air akan mengeluarkan banyak urine? 4. Dalam sistem ekskresi, hati berperan mengekskresikan cairan empedu. Cairan tersebut harus dikeluarkan dari tubuh karena dapat mengakibatkan penyakit kuning. Jelaskan asal diperolehnya cairan empedu tersebut! Mengapa cairan empedu yang tidak dikeluarkan dapat mengakibatkan penyakit kuning? 5. Pada kasus donor ginjal, dapatkah pendonor hidup dengan satu ginjal saja? 6. Bagaimana metode hemodialisis dilakukan pada saat pengobatan cuci darah?

Biologi Kelas XI

199

7. Mengapa hormon antidiuretik dapat memengaruhi produksi urine? 8. Sekitar 170 liter cairan disaring oleh ginjal setiap harinya. Namun, hanya 1,5 liter yang diekskresikan dalam bentuk urine. Jelaskan apa yang terjadi pada sisa 168,5 liter cairan lainnya! 9. Bagaimana seseorang dikatakan terkena penyakit pneumonia? Bagaimana cara pencegahan penyakit tersebut?

10. Seorang pasien yang periksa di rumah sakit mengalami beberapa gejala berikut. a. Batuk lama sekitar 30 hari. b. Batuk disertai dengan dahak dan darah. c. Badan berkeringat saat malam hari. d. Nafsu makan dan berat badan menurun. Berdasarkan gejala-gejala di atas jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut! a. Apakah penyakit yang diderita oleh pasien tersebut? b. Bagaimana cara mencegah penyakit tersebut!

Anda telah mempelajari sistem ekskresi meliputi organ-organ ekskresi, proses mekanisme sistem ekskresi, dan gangguan yang terjadi pada sistem ekskresi. Organorgan ekskresi tersebut dapat terserang berbagai penyakit. Namun, Tuhan telah menganugerahkan pola pikir ilmiah kepada manusia sehingga dapat menciptakan teknologi yang dapat membantu dalam pengobatan sistem ekskresi. Contoh teknologi yang sudah ditemukan dalam ilmu Kedokteran di antaranya teknologi dialisis, cuci darah, dan mesin ESWL. Dengan adanya penemuan teknologi tersebut, dapat lebih memicu Anda untuk berusaha menemukan teknologi baru. Oleh karena itu, sudah sepantasnya Anda bersyukur kepada Tuhan karena telah dianugerahi pola pikir ilmiah. Wujud rasa syukur yang dapat Anda lakukan yaitu berpikir kreatif dan bekerja keras untuk menciptakan produk-produk baru yang bermanfaat bagi manusia.

200


Struktur dan Fungsi Sel pada Sistem Koordinasi Manusia Mempelajari

Sistem Saraf Manusia Meliputi Sel Saraf Susunan Sistem Saraf Manusia Terjadinya Gerak Biasa dan Gerak Refleks Prinsip Penghantaran Impuls

Sistem Endokrin (Hormon) Manusia Meliputi

Sistem Indra Manusia Meliputi

Kelenjar Hipofisis

Mata

Kelenjar Tiroid

Telinga Kulit

Kelenjar Paratiroid

Hidung

Kelenjar Adrenal

Lidah

Kelenjar Pankreas Kelenjar Pankreas Gonad Kelenjar Timus

Gangguan dan Pengaruh Psikotropika pada Sistem Koordinasi Manusia Dibedakan Gangguan dan Kelainan pada Sistem Koordinasi Manusia Meliputi Gangguan dan Kelainan pada Sistem Saraf Manusia Gangguan dan Kelainan pada Sistem Endokrin ( H o r m o n ) Manusia Gangguan dan Kelainan pada Sistem Indra Manusia Pengaruh Psikotropika terhadap Sistem Koordinasi Manusia

Biologi Kelas XI

201

Sumber: www.ida.liu.se

EEG (Electroencephalogram) adalah teknologi pemindai yang mampu merekam seluruh aktivitas otak manusia. Melalui teknologi ini, masalah kesehatan yang berkaitan dengan kerja otak dapat diketahui. Di samping itu, teknologi EEG mampu mengidentifikasi kondisi pikiran dan mental seseorang. Otak merupakan pusat saraf utama yang mampu mengatur seluruh aktivitas tubuh. Bagaimana cara otak melakukannya? Bagaimana jika otak manusia mengalami kerusakan?

1. 2. 3. 4.

202

Struktur dan fungsi sistem saraf Struktur dan fungsi sistem endokrin Struktur dan fungsi sistem indra Gangguan dan pengaruh psikotropika pada sistem koordinasi manusia

Struktur dan Fungsi Sel pada Sistem Koordinasi Manusia

• • • • • • • • •

Saraf Reseptor Neuron Neurotransmitter Kelenjar Daya akomodasi Bintik buta Meningitis Psikotropika

Organ-organ di dalam tubuh dapat bekerja secara selaras dan teratur karena tubuh memiliki sistem koordinasi. Sistem koordinasi terdiri atas sistem saraf, sistem endokrin (hormon), dan sistem indra. Dalam bab ini Anda akan mempelajari sistem koordinasi pada manusia yang meliputi sistem saraf, sistem endokrin (hormon), dan sistem indra. Selain itu, Anda juga akan mempelajari berbagai gangguan pada sistem koordinasi akibat pengaruh obat-obatan psikotropika. Pengetahuan ini sangatlah penting agar generasi muda seperti Anda dapat menjauhi pengaruh obat-obatan terlarang.

A. Sistem Saraf Manusia Otak manusia tidak pernah berhenti bekerja, baik siang maupun malam hari meskipun kita sedang tidur. Otak manusia berfungsi sebagai alat untuk memproses data yang diterima oleh reseptor pada alat indra. Otak merupakan komponen penting dalam sistem saraf manusia. Sistem saraf bersama dengan sistem endokrin dan sistem indra tergabung dalam sistem koordinasi. Bagaimana mekanisme sistem koordinasi bekerja? Untuk mengetahui mekanisme kerja sistem koordinasi manusia, lakukan kegiatan berikut.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

7.

Mengidentifikasi Mekanisme Kerja Sistem Koordinasi Manusia Mintalah seorang teman Anda untuk maju (siswa A). Setelah itu, tutuplah matanya menggunakan kain. Mintalah teman Anda (siswa A) untuk memegang beberapa benda. Setelah itu, mintalah dia untuk menebak nama benda yang dipegangnya tersebut. Mintalah teman Anda (siswa A) untuk mendengarkan suara beberapa teman Anda yang lain. Setelah itu, mintalah dia untuk menebak nama teman Anda berdasarkan suara yang didengarnya tersebut. Mintalah teman Anda (siswa A) untuk meminum beberapa jenis minuman. Setelah itu, mintalah dia untuk menebak jenis minuman yang diminumnya. Mintalah teman Anda (siswa A) untuk mencium beberapa jenis makanan atau minuman yang baunya menyengat. Setelah itu, mintalah dia menebak jenis makanan atau minumannya berdasarkan baunya. Berdasarkan permainan yang Anda lakukan, diskusikan pertanyaanpertanyaan berikut bersama teman sebangku Anda. a. Mengapa tubuh dapat merasakan fenomena-fenomena alam? Bagian tubuh apa yang berperan merasakan fenomena alam tersebut? b. Setelah merasakan fenomena alam (berupa rangsang), tubuh akan menanggapinya dengan menggerakkan otot. Sebagai contoh, ketika kulit tangan dicubit tubuh akan menanggapinya dan menarik tangan sambil berteriak. Bagaimana mekanisme perjalanan rangsang sampai dihasilkan tanggapan? Apa peranan otak dalam mekanisme tersebut? c. Bagaimana struktur otak yang disesuaikan dengan fungsinya? Saat melakukan diskusi jangan lupa untuk menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, serta berani bertanya dengan santun. Anda dapat menggunakan berbagai buku referensi untuk membantu menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut.

Biologi Kelas XI

203

8. 9.

Tulislah hasil diskusi dan kegiatan ini ke dalam format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan tersebut di depan kelas.

Melalui kegiatan Mari Bereksplorasi di depan, Anda telah mengetahui contoh mekanisme kerja sistem koordinasi. Sistem koordinasi tersusun dari sistem saraf, sistem endokrin, dan sistem indra. Sistem saraf tersusun dari berjuta-juta sel saraf yang mempunyai bentuk bervariasi. Dalam tubuh, sel-sel saraf saling berhubungan untuk memindahkan impuls listrik dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh lainnya. Seluruh sel-sel saraf saling bekerja sama dalam pengaturan kerja alat tubuh. 1.

Sel Saraf (Neuron) Sel saraf (neuron) adalah sel-sel yang bermuatan listrik dengan serabut-serabut mirip benang yang menghubungkannya dengan bagian-bagian tubuh atau dengan sel-sel saraf lain (Rutland, 1976). Sel saraf memiliki struktur tertentu yang meliputi dendrit, badan sel saraf, dan neurit. Agar Anda mengetahui struktur sel saraf, lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Struktur Sel Saraf A.

204

Pendahuluan Sistem saraf tersusun dari berjuta-juta sel saraf yang mempunyai bentuk bervariasi. Sel-sel saraf tersusun dari dendrit, badan sel, dan neurit (akson). Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga diperlukan pembagian tugas pada setiap anggota kelompok. Setiap anggota kelompok harus bertanggung jawab pada tugasnya masing-masing. Selain itu, diperlukan juga sikap mau bekerja sama antaranggota kelompok. Dalam melakukan identifikasi diperlukan sikap teliti, cermat, tekun, dan jujur. Pada kegiatan ini digunakan peralatan yang mudah pecah sehingga diperlukan sikap kehati-hatian saat


B.

C.

menggunakan peralatan tersebut. Penggunaan mikroskop juga perlu dilakukan sesuai dengan prosedur sehingga hasil pengamatan dapat terlihat dengan jelas. Apa yang Diperlukan? 1. Mikroskop cahaya. 2. Preparat awetan sel saraf. Apa yang Harus Dilakukan? 1. Amati preparat yang tersedia menggunakan mikroskop mulai dari perbesaran lemah, kemudian dilanjutkan dengan perbesaran kuat. Hati-hati saat memindahkan lensa dengan perbesaran yang lebih kuat, jangan sampai lensa menyentuh preparat yang diamati.

2.

Gambarlah hasil pengamatan sel saraf tersebut beserta bagianbagiannya pada buku kerja. Beri keterangan bagian-bagiannya pada gambar tersebut. Cocokkan gambarmu dengan Gambar 9.1. 3. Tulislah kesimpulan Anda dari kegiatan ini. D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimanakah bentuk sel saraf yang Anda amati? 2. Apa saja bagian-bagian sel saraf yang Anda amati! 3. Apa fungsi bagian-bagian sel saraf tersebut!

4.

E.

Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan, serta kesimpulan. Unjuk Kreativitas Anda telah mengamati struktur suatu sel saraf. Cobalah Anda cocokkan gambar sel saraf yang telah Anda buat berdasarkan hasil pengamatan Anda dengan gambar sel saraf dari berbagai buku referensi. Termasuk sel saraf sensorik, motorik, ataukah konektor?

Sel-sel saraf tersusun dari dendrit, 1 badan sel, dan neurit (akson), perhatikan 2 Gambar 9.1. Dendrit berfungsi menerima 3 impuls dari ujung saraf lain dan meng4 hantarkannya ke badan sel saraf. Dalam badan sel terdapat badan Nissl yang berfungsi menerima dan meneruskan impuls dari dendrit ke neurit. Neurit 5 6 7 berfungsi meneruskan impuls dari badan sel saraf ke sel saraf yang lain. Neurit 8 9 terbungkus oleh selubung mielin yang disusun oleh sel-sel Schwann. Selubung Sumber: Biology, For Advanced Level, Fourth Edition mielin berfungsi sebagai pelindung neurit Gambar 9.1 Struktur sel saraf dan pemberi nutrisi bagi neuron. Bagian 1 ) Nukleus 6 ) Nodus Ranvier 7 ) Sel Schwann neurit yang tidak terbungkus selubung 2 ) Nukleolus 8 ) Akson mielin disebut nodus Ranvier. Ketika di 3 ) Dendrit 4 ) Badan sel 9 ) Selaput mielin neurit, impuls menjalar ke nodus Ranvier 5 ) Selaput mielin dan kemudian meloncati selubung mielin. Hal ini terjadi karena selubung mielin bersifat sebagai isolator impuls. Loncatan impuls tersebut mempercepat gerakan impuls. Sel-sel saraf saling berhubungan membentuk suatu simpul saraf yang disebut ganglion. Antara neuron satu dengan neuron lainnya dihubungkan oleh sinapsis. Ada tiga macam neuron berdasarkan fungsinya, yaitu neuron sensorik (neuron aferen), neuron motorik (neuron eferen), dan neuron asosiasi (neuron penghubung). 1) Neuron sensorik berfungsi menghantarkan impuls dari reseptor ke sistem saraf pusat. Reseptor adalah penerima rangsang. Organ yang mengandung reseptor disebut indra. 2) Neuron motorik berfungsi menghantarkan impuls dari sistem saraf pusat ke efektor. Efektor berupa otot dan kelenjar. 3) Neuron asosiasi berfungsi menghubungkan neuron sensorik dengan neuron motorik. Neuron asosiasi terdapat dalam otak dan sumsum tulang belakang. Biologi Kelas XI

205

2.

Susunan Sistem Saraf Manusia Sistem saraf manusia terdiri atas sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi. a. Sistem Saraf Pusat Sistem saraf pusat terdiri atas otak dan sumsum tulang belakang. 1) Otak Otak merupakan pusat saraf utama karena berperan dalam pengaturan seluruh aktivitas tubuh. Bagian luar otak (korteks) berwarna abu-abu. Bagian ini mengandung banyak badan sel saraf yang disebut substansi grissea. Bagian dalam otak (medula) berwarna putih. Bagian ini mengandung banyak neurit dan dendrit yang disebut substansi alba. Otak terdiri atas enam bagian, yaitu otak besar (serebrum), otak depan (diensefalon), otak tengah (mesensefalon), otak kecil (serebelum), jembatan varol (Pons varolli), dan sumsum lanjutan (medula oblongata). Perhatikan Gambar 9.2 dan Gambar 9.3. Korteks serebral

Lobus frontalis

Lobus parietalis

Serebrum

Otak depan

Talamus Hypotalamus Kelenjar pituitari Otak tengah Pons varolli

Otak belakang

Sumsum lanjutan

Sumsum tulang belakang

Serebelum

Lobus temporalis

Lobus oksipitalis



Gambar 9.2 Bagian-bagian otak manusia

Gambar 9.3 Otak besar dan bagian-bagiannya

a)

b)

c)

206

Otak besar (serebrum) Serebrum terdiri atas dua belahan. Setiap belahan terdiri atas empat lobus, yaitu lobus frontalis (pengendali gerakan otot rangka dan tempat terjadinya proses intelektual), lobus oksipitalis (pusat penglihatan), lobus temporalis (pusat pendengaran, penciuman, dan pengecap), serta lobus parietalis (pengatur perubahan pada kulit dan otot). Otak besar berfungsi dalam pengaturan semua aktivitas yang berkaitan dengan kepandaian (intelegensi), ingatan (memori), kesadaran, dan pertimbangan. Otak besar merupakan pusat pengaturan semua kegiatan/gerakan yang kita sadari. Otak depan (diensefalon) Otak depan terdiri atas talamus dan hipotalamus. Talamus berfungsi sebagai pusat pengaturan perasaan dan gerakan. Hipotalamus berperan dalam pengaturan suhu tubuh, rasa lapar, dan haus. Otak tengah (mesensefalon) Otak tengah berfungsi mengatur gerak refleks mata. Selain itu, otak tengah juga berfungsi mengontrol pendengaran.


d)

e)

f)

2)

Otak kecil (serebelum) Serebelum terletak tepat di bawah bagian posterior otak besar. Serebelum merupakan pusat keseimbangan gerak, koordinasi gerak otot, serta posisi tubuh. Jembatan Varol (pons varolli) Pons varolli berfungsi menghantarkan impuls otot-otot bagian kiri dan kanan tubuh. Pons varolli juga berfungsi menghubungkan otak besar dengan otak kecil. Sumsum lanjutan (medula oblongata) Medula oblongata merupakan lanjutan otak yang menghubungkan otak dengan sumsum tulang belakang. Medula oblongata berfungsi mengatur denyut jantung, pelebaran dan penyempitan pembuluh darah, gerak alat pencernaan, sekresi kelenjar, bersin, bersendawa, batuk, muntah, serta gerak alat pernapasan.

Sumsum Tulang Belakang (Medula Spinalis) Saraf spinal

Bagian tepi

Sayap dorsal

Neuron aferen (sensorik)

Ganglion

Bagian dalam

Neuron eferen Sayap ventral (motorik)

Reseptor

Efektor (otot)

Sumber: Success Biology SPM, Gan Wan Yeat

Gambar 9.4 Sumsum tulang belakang

Bagian luar (tepi) medula spinalis berwarna putih (substansi alba) dan bagian dalamnya berwarna abu-abu (substansi grissea). Medula spinalis merupakan lanjutan medula oblongata dan terdapat dalam rongga tulang belakang. Medula spinalis berfungsi menghantarkan impuls dari dan ke otak serta mengendalikan gerak refleks. b.

Sistem Saraf Tepi Saraf tepi menghubungkan semua bagian tubuh dengan pusat saraf (otak dan sumsum tulang belakang). Berdasarkan tempatnya, sistem saraf tepi terdiri atas saraf kranial dan saraf spinal. Saraf kranial berasal dari otak dan berjumlah 12 pasang. Saraf spinal berasal dari sumsum tulang belakang. Cabang-cabang saraf spinal mempersatukan seluruh otot rangka dan kulit. Saraf spinal berjumlah 31 pasang. Berdasarkan fungsinya, sistem saraf tepi terdiri atas sistem saraf somatik (saraf sadar) dan sistem saraf otonom (saraf tidak sadar). 1) Sistem Saraf Somatik Saraf somatik berfungsi mengatur gerakan yang disadari, contoh gerakan kaki melangkah menuju ke suatu tempat. Berdasarkan arah impuls yang dibawanya, sistem saraf tepi dibedakan menjadi sistem saraf aferen dan eferen.

Biologi Kelas XI

207

2)

Sistem Saraf Otonom Sistem saraf otonom mengendalikan gerak organ-organ yang bekerja secara otomatis, contohnya otot polos, jantung, lambung, usus, pembuluh darah, dan kelenjar. Sistem saraf otonom terdiri atas saraf simpatetik dan saraf parasimpatetik. Kedua macam saraf itu bekerja saling berlawanan. Fungsi kedua macam saraf tersebut dapat Anda simak pada Tabel 9.1 berikut. Tabel 9.1 Jenis Saraf Otonom dan Fungsinya No. No.

Parasimpatetik

1.

Mengecilkan pupil

Membesarkan pupil

2.

Memacu sekresi saliva

Menghambat sekresi saliva

3.

Mengerutkan bronkus

Membesarkan bronkus

4.

Memperlambat detak jantung

Mempercepat detak jantung

5.

Meningkatkan sekresi asam lambung

Menghambat sekresi asam lambung

6.

Memacu kerja kantong empedu

Memacu pelepasan glukosa oleh hati

7.

Mengerutkan kandung kemih

Menghambat kontraksi kandung kemih

8.

Memacu ereksi pada alat kelamin

Memacu ejakulasi

9.

3.

Menyekresi adrenalin

Terjadinya Gerak Biasa dan Gerak Refleks Tubuh kita dapat melakukan gerakan karena adanya hantaran impuls oleh sel-sel saraf. Gerak dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu gerak biasa dan gerak refleks. Bagaimana terjadinya gerak biasa dan gerak refleks? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya.

1. 2. 3. 4.

208

Simpatetik

Mengidentifikasi Gerak Biasa dan Gerak Refleks Mintalah seorang teman Anda maju. Dekatkan jari telunjuk Anda ke arah mata teman Anda secara tiba-tiba dari jarak ±10 cm. Perhatikan reaksi matanya. Lakukan cara yang sama pada nomor 2, tetapi secara perlahan-lahan. Berdasarkan permainan yang Anda lakukan, diskusikan pertanyaanpertanyaan berikut bersama teman sebangku Anda. a. Bagaimana reaksi mata teman Anda terhadap gerakan jari telunjuk secara tiba-tiba? b. Bagaimana reaksi mata teman Anda terhadap gerakan jari telunjuk secara perlahan-lahan? c. Manakah reaksi yang lebih cepat dari kedua kegiatan tersebut? d. Manakah yang termasuk gerak refleks dari kedua kegiatan tersebut? Jelaskan proses terjadinya gerak refleks tersebut! e. Bagaimanakah proses perambatan impuls pada saraf saat terjadi gerak refleks? (Kaitkan dengan keadaan polarisasi dan depolarisasi)


f.

5. 6.

a.

b.

4.

Bagaimanakah proses perambatan impuls pada saraf saat terjadi gerak refleks apabila dikaitkan dengan perambatan impuls secara fisik, kimia, dan biologi? Saat melakukan diskusi, jangan lupa untuk menerapkan sikap mau bekerja sama, saling menghormati, dan santun dalam mengajukan pertanyaan dan berargumentasi. Buatlah laporan dari hasil kegiatan ini yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas dengan bahasa yang sopan dan santun serta mudah dipahami.

Gerak Biasa Gerak biasa merupakan gerak yang disadari, contohnya melangkahkan kaki menuju suatu tempat, berlari, dan menyapu. Urutan perjalanan impuls pada gerak biasa secara skematis sebagai berikut. Rangsang → reseptor → neuron sensorik → otak → neuron motorik → efektor Gerak Refleks Gerak refleks merupakan gerak yang tidak disadari. Hantaran impuls pada gerak refleks mirip seperti pada gerak biasa. Bedanya, impuls pada gerak refleks tidak melalui pengolahan oleh pusat saraf. Neuron di otak hanya berperan sebagai konektor saja. Urutan perjalanan impuls pada gerak refleks secara skematis sebagai berikut. Rangsang → reseptor → neuron sensorik → konektor (otak/sumsum tulang belakang) → neuron motorik → efektor

Prinsip Penghantaran Impuls Ada dua prinsip penghantaran impuls, yaitu melalui neuron dan melalui sinapsis. a. Penghantaran Impuls Melalui Neuron Penghantaran impuls dengan cara ini terjadi karena adanya perbedaan muatan Depolarisasi listrik antara bagian luar dan bagian dalam –– –– membran serabut saraf. Ketika istirahat, bagian ++ ++ ++ ++ luar membran serabut saraf bermuatan listrik –– –– positif. Sementara itu, bagian dalam memSumber: Biology, Campbell, Reece & Mitchell Gambar 9.5 Penghantaran impuls bran serabut saraf bermuatan listrik negatif. melalui neuron Keadaan tersebut dinamakan polarisasi. Ketika menerima rangsang berupa impuls, permukaan luar membran serabut saraf bermuatan negatif dan permukaan dalamnya bermuatan positif. Keadaan ini disebut depolarisasi. Selanjutnya akan terjadi aliran listrik dari daerah bermuatan listrik negatif ke daerah bermuatan listrik positif. Impuls kemudian diteruskan ke neuron dan akhirnya menuju sumsum tulang belakang dan otak. Pesan kemudian diolah oleh otak dan sumsum tulang belakang sehingga timbul tanggapan atau respons. Respons diubah menjadi impuls dan diteruskan ke neuron motorik hingga ke efektor.

Biologi Kelas XI

209

b.

Penghantaran Impuls Melalui Sinapsis Jika impuls telah Selubung mielin melindungi Perjalanan sinyal di akson dan memudahkan sepanjang akson sampai sampai di membran prahantaran sinyal elektrik ke bonggol sinapsis sinapsis, vesikel-vesikel akan menuju membran Bonggol prasinapsis karena pesinapsis Neurotransmiter ngaruh Ca2+ yang masuk melintasi celah Sel saraf mengirim ke bonggol sinapsis. sinapsis sinyal elektrik di sepanjang akson Selanjutnya, vesikelAkson membawa Sel reseptor diaktifkan sinyal elektrik vesikel tersebut akan melepaskan zat neurotrans- Sumber: Biology, Campbell, Reece & Mitchell miter. Zat ini berfungsi Gambar 9.6 Penghantaran impuls melalui sinapsis menghantarkan impuls ke ujung dendrit neuron berikutnya. Neurotransmiter menerima impuls dan akan berdifusi melewati celah sinapsis. Selanjutnya, neurotransmiter akan berikatan dengan protein khusus atau reseptor yang berada di membran pascasinapsis. Ikatan antara neurotransmiter dengan reseptor ini mengakibatkan impuls dapat diteruskan ke saraf lainnya.

Pernahkah Anda mencabut gigi? Menurut mitos yang berkembang di masyarakat, mencabut gigi bagian atas dapat mengakibatkan kebutaan atau gangguan pada mata. Anda telah mempelajari sistem saraf manusia. Bagaimana cara Anda mencari kebenaran berita tersebut? Menurut Anda, apakah ada hubungan saraf pada gigi dengan saraf pada mata?

1. 2. 3. 4. 5.

Jelaskan struktur sel saraf manusia! Sistem saraf manusia terdiri atas sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi. Jelaskan kedua sistem saraf tersebut! Sebutkan bagian-bagian otak manusia! Jelaskan dua prinsip penghantaran impuls pada saraf! Bagaimana mekanisme terjadinya gerak biasa dan gerak refleks?

B. Sistem Endokrin (Hormon) Manusia Di dalam tubuh, pengaturan kadar gula darah, tekanan darah, dan kerja jantung terjadi secara otomatis. Pengaturan ini dilakukan oleh kerja sama antara sistem saraf dan sistem endokrin. Namun, antara sistem saraf dan sistem endokrin memiliki beberapa perbedaan. Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui perbedaan antara sistem saraf dan sistem endokrin.

210


1. 2. 3.

4.

5. 6.

Mengidentifikasi Perbedaan Sistem Saraf dan Sistem Edokrin Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai perbedaan sistem saraf dan sistem endokrin. Bacalah literatur tersebut dengan cermat dan teliti. Catatlah informasi-informasi penting berdasarkan literatur yang Anda baca. Diskusikan bersama teman sekelompok Anda untuk menemukan perbedaan sistem saraf dan sistem endokrin. Selanjutnya, tulislah perbedaan tersebut dalam bentuk tabel. Buatlah daftar pertanyaan lain tentang sistem saraf dan sistem endokrin manusia berdasarkan literatur yang Anda baca. Saat berdiskusi, cobalah untuk bersikap responsif dan proaktif dengan mengemukakan pendapat secara ilmiah dan kritis. Tuliskan hasil diskusi kelompok Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi (dalam bentuk tabel), serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas dengan bahasa yang santun dan mudah dipahami.

Melalui kegiatan Mari Bereksplorasi tersebut, Anda telah mengetahui perbedaan antara sistem saraf dengan sistem endokrin. Sistem endokrin disebut juga sistem kelenjar buntu, yaitu kelenjar yang tidak mempunyai saluran khusus untuk mengeluarkan sekretnya. Sekret dari kelenjar endokrin dinamakan hormon (Isnaeni, 2006). Hormon berfungsi untuk mengatur homeostasis, pertumbuhan, reproduksi, metabolisme, dan tingkah laku. Hipofisis merupakan salah satu kelenjar endokrin. Hipofisis sering disebut master of glands karena memengaruhi aktivitas kelenjar yang lain. Macam-macam hormon yang dihasilkan oleh kelenjar hipofisis beserta fungsinya dijelaskan dalam tabel berikut. Tabel 9.2 Jenis Hormon yang Dihasilkan Hipofisis Beserta Fungsinya Kelenjar

Letak

Hipofisis/pituitari a. Lobus anterior

Dasar otak besar

Hormon

Fungsi

•

ACTH (Adenocorticotropic Hormone)

•

•

GH (Growth Hormone)/hormon somatotropin

•

•

FSH (Follicle Stimulating Hormone)

•

•

LH (Luteinizing Hormone)

•

Merangsang kelenjar adrenal untuk menyekresi glukokortikoid (hormon yang berperan dalam metabolisme karbohidrat) Merangsang sintesis protein dan metabolisme lemak serta merangsang pertumbuhan tulang dan otot Merangsang spermatogenesis, merangsang pematangan folikel dalam ovarium, dan menghasilkan hormon estrogen Menstimulasi pembentukan hormon progesteron

Biologi Kelas XI

211

Kelenjar

Letak

Hormon • • •

Fungsi

ICSH (Interstitial Cell Stimulating Hormone) Prolaktin TSH (Thyroid Stimulating Hormone)

•

Menstimulasi produksi testosteron

• •

Menstimulasi sekresi air susu Merangsang kelenjar tiroid dan menyekresi hormon tiroksin

b. Intermedia

•

MSH (Melanocyte Stimulating Hormone)

•

Memengaruhi pembentukan zat warna kulit (melanin)

c.

•

Oksitosin

•

•

ADH (Antidiuretic Hormone)/vasopresin

•

Merangsang kontraksi otot uterus saat proses kelahiran Mencegah pembentukan urine dalam jumlah banyak

Lobus posterior

Selain hipofisis, tubuh kita memiliki berbagai kelenjar endokrin, seperti tiroid, paratiroid, adrenal, pankreas, gonad, dan kelenjar timus. Hormon apa saja yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin tersebut? Lakukan tugas berikut untuk mengetahui jawabannya!

1. 2. 3.

Mengidentifikasi fungsi kelenjar endokrin Carilah informasi mengenai kelenjar endokrin dan hormon yang dihasilkan beserta fungsinya! Tuliskan informasi yang Anda peroleh dalam bentuk tabel! Kumpulkan hasil tugas Anda kepada Bapak atau Ibu Guru!

Penyakit gondok merupakan penyakit yang disebabkan oleh terganggunya pembentukan hormon tiroksin. Penyakit ini ditandai adanya pembengkakan pada kelenjar tiroid. Bagaimana tindakan Anda jika saudara atau teman Anda menderita penyakit tersebut? Bagaimana cara mencegah terjadinya penyakit tersebut?

1. 2. 3. 4. 5.

212

Mengapa sistem endokrin disebut juga sistem kelenjar buntu? Jelaskan ciri-ciri hormon! Apa saja fungsi hormon bagi tubuh? Jelaskan! Jelaskan tiga macam hormon yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid! Apa fungsi hormon adrenalin dan noradrenalin bagi tubuh?


C. Sistem Indra Manusia Selain sistem saraf dan sistem endokrin (hormon), bagian dari sistem koordinasi yang lain adalah sistem indra. Sistem indra berfungsi menerima rangsang dari lingkungan sekitarnya. Sebelum mempelajari lebih lanjut mengenai struktur dan fungsi alat-alat penyusun sistem indra, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

1. 2. 3.

4. 5. 6.

Mengidentifikasi Jenis-Jenis Alat Indra Sediakan torso manusia serta amati dengan cermat dan teliti bagian-bagian alat indra. Gambarlah setiap jenis alat indra dan beri keterangan bagian-bagiannya! Selanjutnya, diskusikan bersama teman-teman Anda mengenai permasalahan-permasalahan berikut. a. Bagaimana struktur dan fungsi setiap alat indra? b. Mengapa alat indra sangat peka terhadap rangsang? c. Apakah setiap alat indra memiliki kepekaan terhadap jenis rangsang tertentu? d. Bagaimana mekanisme jalannya rangsang yang diterima oleh alat indra sampai dihasilkan sebuah gerakan sebagai respons dari rangsang tersebut? Jangan lupa menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, serta berani mengemukakan pendapat secara sopan dan santun saat melakukan diskusi. Carilah informasi tambahan mengenai alat-alat indra pada manusia dari berbagai literatur untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan tersebut. Buatlah laporan hasil diskusi meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan yang telah Anda buat di depan kelas.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengenal alat-alat penyusun sistem indra manusia beserta fungsinya. Alat-alat penyusun sistem indra manusia terdiri atas mata, telinga, kulit, hidung, dan lidah. 1.

Mata Pada mata terdapat sel-sel saraf penerima rangsang cahaya (fotoreseptor). Oleh karena itu, mata merupakan indra penglihat. Mata tersusun dari alat tambahan mata, bola mata, otot bola mata, dan saraf optik. a. Alat Tambahan Mata Alat tambahan mata meliputi alis mata, kelopak mata, bulu mata, dan aparatus lakrimalis. b. Otot Bola Mata Otot bola mata tersusun dari tiga pasang otot lurik. Otot bola mata berguna untuk menggerakkan bola mata.

Biologi Kelas XI

213

c.

Retina

Bola Mata Bola mata dilapisi oleh tiga lapisan dinding berikut. 1) Lapisan luar terdiri atas sklera dan kornea Sklera berwarna Vitreous humour putih dan tidak tembus Iris cahaya. Kornea meRetina Aqueous Koroidea humour ngandung banyak seSklera rabut saraf, tidak ter- Fovea sentralis Kornea Lensa dapat pembuluh darah, (bintik kuning) Pupil Saraf optik dan tembus cahaya. Konjungtiva Kornea berfungsi meneruskan cahaya ke Bintik buta Otot sirkuler lensa mata. Kornea Sumber: Biology, For Advanced Level, Fourth Edition dilindungi oleh selaput Gambar 9.7 Bola mata dan bagian-bagiannya pelindung konjungtiva. 2) Lapisan tengah terdiri atas koroidea dan iris atau selaput pelangi Koroidea mengandung banyak pembuluh darah dan berfungsi memberi nutrisi pada retina. Bagian depan koroidea dan di belakang kornea terdapat iris. Iris mengandung pigmen warna sehingga mengakibatkan perbedaan warna pada mata. Lubang bulat di tengah iris disebut pupil. Pupil merupakan jalan masuknya cahaya. Pupil akan mengecil jika cahaya terang. Sebaliknya, pupil membesar jika cahaya redup. 3) Lapisan dalam Saraf penglihatan Pada lapisan dalam terdapat retina. Pada retina inilah terdapat fotoreseptor. Ada dua macam fotoreseptor, yaitu sel batang dan sel kerucut. Sel batang mengandung rodopsin dan diperlukan untuk melihat dalam suasana redup. Sel kerucut mengandung Sel kerucut pigmen iodopsin yang mampu Sel menerima rangsang warna dan batang sinar terang. Pada lapisan dalam juga terdapat bintik kuning dan Sumber: New Understanding Biology For Advanced Level, Glenn dan Susan Toole bintik buta. Bintik kuning (fovea Gambar 9.8 Sel kerucut dan sel batang sentralis) merupakan bagian pada mata retina yang mengandung banyak fotoreseptor berupa sel kerucut. Bintik buta, yaitu bagian mata tempat serabut saraf yang berasal dari retina meninggalkan bola mata menuju ke otak. Di bagian bintik buta tidak ada sel sensorik. Saraf Optik Saraf optik merupakan bagian mata yang menjalarkan impuls saraf dari retina menuju otak. Setelah sampai di otak, impuls saraf tersebut kemudian diinterpretasikan oleh otak sehingga benda dapat dilihat.

d.

214


Ruangan di antara lensa mata dan retina diisi oleh vitreous humour yang berfungsi mempertahankan bentuk bola mata agar tetap bundar. Sementara itu, ruangan di antara lensa, iris, dan kornea diisi oleh aqueous humour. Perhatikan Gambar 9.7. Aqueous humour berfungsi memberi makan kornea dan lensa. Adapun mekanisme kerja indra penglihat sebagai berikut. Cahaya → aqueous humour → pupil → lensa → vitreous humour → retina → saraf optik → otak. Suatu benda dapat terlihat jelas jika bayangan benda jatuh tepat di bintik kuning. Namun, benda tidak dapat terlihat jika bayangan benda jatuh di bintik buta. Nah, untuk memperjelas pemahaman Anda mengenai letak bintik buta, lakukan kegiatan berikut.

A.

B.

C.

Mengidentifikasi Letak Bintik Buta Pendahuluan 2. Peganglah kertas tersebut dePada mata terdapat bintik ngan tangan kanan dan posisi kuning dan bintik buta. Bintik kuning tanda silang di sebelah kiri. merupakan bagian yang mengan3. Rentangkan tangan kanan lurus dung banyak fotoreseptor. Sementara ke depan sehingga tanda silang itu, bintik buta merupakan bagian terletak di depan mata kanan. yang tidak memiliki fotoreseptor. Jika 4. Tutuplah mata kiri menggunabayangan benda jatuh di bintik kan tangan kiri. kuning, kita dapat melihat benda 5. Pusatkan pandangan pada tersebut. Namun, jika bayangan tanda silang dan usahakan benda jatuh di bintik buta, kita tidak tanda lingkaran masih kelihatdapat melihat benda tersebut. an. Kegiatan ini bertujuan untuk meng6. Gerakkan tangan menuju mata identifikasi letak bintik buta. secara perlahan-lahan sehingga Kegiatan ini dilakukan secara tanda lingkaran menghilang. berkelompok sehingga diperlukan Ukurlah jarak saat tanda lingsikap mau bekerja sama dan bergotong karan mulai menghilang. royong antaranggota kelompok serta 7. Gerakkan kembali kertas terdiperlukan kehati-hatian. sebut menjauhi arah mata secara perlahan-lahan sehingga tanda Apa yang Diperlukan? lingkaran terlihat kembali. 1. Kertas putih Ukurlah jarak saat tanda ling2. Penggaris karan mulai terlihat kembali. 3. Spidol 8. Ulangi kegiatan yang sama Apa yang Harus Dilakukan? pada mata kiri untuk menge1. Buatlah tanda lingkaran (O) tahui bintik buta pada mata kiri. dan tanda silang (X) pada D. Pertanyaan dan Diskusi kertas putih masing-masing 1. Berapa jarak pada saat tanda berdiameter 0,5 cm. Berilah jarak lingkaran mulai tidak terlihat antara kedua tanda tersebut pada mata kiri dan mata kanan? sepanjang 7 cm. Adakah perbedaannya?

Biologi Kelas XI

215

2. 3. 4.

E.

Unjuk Kreativitas Lakukan kegiatan yang sama pada beberapa orang. Selanjutnya, bandingkan jarak tanda lingkaran mulai tidak terlihat dan terlihat pada setiap orang. Apakah terdapat perbedaan jarak antara hilangnya tanda lingkaran antara satu orang dengan orang lain? Mengapa demikian?

Telinga Pada telingga terdapat sel-sel saraf penerima rangsang suara (fonoreseptor). Telinga tersusun dari telinga bagian luar, telinga bagian tengah, dan telinga bagian dalam. Perhatikan Gambar 9.9! a. Telinga Bagian Luar Pada bagian luar terdapat daun Telinga Telinga dalam Telinga luar tengah telinga dan saluran telinga luar. Telinga bagian luar berfungsi menangkap getaran bunyi. b. Telinga Bagian Tengah Horizontal Saluran Saluran telinga setengah Posterior Pada bagian tengah terdapat dalam Maleus lingkaran Anterior tulang-tulang pendengaran dan Koklea saluran eustachius. Tulang-tulang pendengaran terdiri atas tulang martil Daun Saraf telinga (maleus), landasan (inkus), dan pendengar sanggurdi (stapes). Saluran Jendela bundar eustachius merupakan penghubung Saluran Stapes Inkus eustachius telinga tengah dengan rongga faring. Jendela Tulang Membrana timpani oval (gendang telinga) Eustachius berfungsi menyamakan tekanan telinga luar dengan telinga Sumber: Biology, Campbell, Reece, & Mitchell Gambar 9.9 Bagian-bagian telinga tengah. c. Telinga Bagian Dalam Telinga bagian dalam terdiri atas beberapa bagian berikut. 1) Alat keseimbangan yang terdiri atas kanalis semisirkularis, sakulus, dan utrikulus. Bagian-bagian tersebut berhubungan dengan saraf otak VIII. 2) Tingkap jorong merupakan membran yang terdapat pada pangkal koklea. Tingkap jorong berfungsi menyalurkan getaran ke koklea. 3) Koklea/rumah siput, saluran koklea berisi cairan limfe dan terdapat ujung saraf pendengaran yang menghubungkan koklea dengan otak. Mekanisme kerja indra pendengar sebagai berikut. Getaran suara → daun telinga → saluran telinga → gendang telinga (membran timpani) → tiga tulang pendengaran → rumah siput (koklea) → sel-sel rambut dalam organ korti → sel saraf auditori → otak.

2.

Mengapa tanda lingkaran semakin tidak terlihat pada saat kertas didekatkan? Bagaimana proses perambatan impuls pada sistem saraf agar dapat melihat suatu benda? Buatlah laporan dari percobaan ini meliputi judul, tujuan, alat dan bahan, langkah-langkah kegiatan, hasil pengamatan, pembahasan, serta kesimpulan.

216


3.

5.

Hidung Serabut-serabut saraf penciuman terdapat pada bagian atas selaput lendir hidung. Serabut-serabut olfaktori berfungsi mendeteksi rangsang zat kimia dalam bentuk gas di udara (kemoreseptor). Mekanisme kerja indra penciuman sebagai berikut. Rangsang (bau) → lubang hidung → epitelium olfaktori → mukosa olfaktori → saraf olfaktori → talamus → hipotalamus → otak.

Korpus Meissner (Reseptor sentuhan)

Korpus Krausse (Reseptor dingin) Rambut

Korpus Ruffini (Reseptor panas)

Epidermis

Dermis

Reseptor nyeri

4.

Kulit Pada kulit terdapat reseptor yang peka terhadap rangsang fisik (mekanoreseptor), seperti terlihat pada Gambar 9.10.

Korpus Paccini (Reseptor tekanan)

Urat saraf Sumber: Biology, Campbell, Reece, & Mitchell

Gambar 9.10 Penampang kulit manusia

Lidah Lidah merupakan indra pengecap yang dapat merasakan pahit, asam, asin, dan manis. Setiap bagian lidah peka terhadap rasa tertentu. Untuk menguji bagianbagian lidah yang peka terhadap rasa tertentu, lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Letak Reseptor Pengecap pada Lidah A.

Pendahuluan Reseptor pengecap merupakan kemoreseptor yang menerima rangsang berupa zat-zat terlarut dalam cairan mulut. Zat-zat tersebut menimbulkan rangsang sehingga menghasilkan cita rasa yang dapat kita rasakan saat makan atau minum. Terdapat empat cita rasa dasar yang dapat dirasakan manusia yaitu manis, asam, pahit, dan asin. Masing-masing cita rasa tersebut dapat direspons oleh salah satu reseptor yang terdapat pada bagian tertentu. Kegiatan ini bertujuan untuk mengidentifikasi letak reseptor pengecap pada lidah. Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok sehingga setiap anggota kelompok harus menerapkan sikap mau bekerja sama. Selain itu,

B.

C.

dalam kegiatan ini diperlukan sikap jujur, teliti, dan cermat saat merasakan cita rasa. Apa yang Diperlukan? 1. Gula pasir 2. Cuka 3. Garam halus 4. Kopi 5. Cotton bud 6. Kertas tisu 7. Air tawar 8. Gelas beker 9. Spatula 10. Pengaduk kaca Apa yang Harus Dilakukan? 1. Larutkan masing-masing 5 gram gula pasir, 5 gram garam halus, dan 5 gram kopi ke dalam 20 ml air tawar pada gelas beker yang berbeda-beda.

Biologi Kelas XI

217

Bersihkan rongga mulut Anda dengan berkumur menggunakan air tawar. 3. Celupkan cotton bud pada larutan. Gunakan cotton bud yang berbeda untuk setiap larutan. 4. Tempelkan cotton bud yang telah dicelupkan pada ujung lidah, tepi lidah bagian depan, tepi lidah bagian belakang, dan pangkal lidah tengah. 5. Catatlah rasanya dan tentukan daerah yang paling tajam rasanya. 6. Lakukan pula langkah nomor 2 sampai 5 untuk masing-masing larutan. 7. Buatlah diagram yang menunjukkan letak reseptor untuk masing-masing cita rasa. D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Jelaskan letak reseptor pada lidah!

2.

2.

Lidah mempunyai reseptor yang peka terhadap zat kimia berbentuk cair (kemoreseptor). Permukaan lidah ditutupi oleh papila yang peka terhadap rasa. Perhatikan Gambar 9.11. Lidah berfungsi sebagai alat berbicara, membantu mengatur letak makanan ketika dikunyah, membantu dalam proses menelan makanan, serta sebagai indra pengecap. Mekanisme kerja indra pengecap sebagai berikut. Makanan/larutan berasa → papila lidah → saraf gustatori → medula oblongata → talamus → otak.

218


E.

Apakah setiap lokasi reseptor hanya dapat menerima satu zat dengan cita rasa tertentu? Mengapa demikian? 3. Bagaimana proses perambatan impuls pada sistem saraf sehingga kita dapat merasakan cita rasa? 4. Buatlah laporan dari percobaan ini meliputi judul, tujuan, alat dan bahan, langkah-langkah kegiatan, hasil pengamatan, pembahasan, serta kesimpulan. Unjuk Kreativitas Lakukan kegiatan dengan prosedur yang sama seperti kegiatan di atas. Namun, saat berkumur gunakanlah air tawar yang panas. Berdasarkan kegiatan tersebut, apa yang Anda rasakan? Bandingkan dengan hasil kegiatan sebelumnya apakah terdapat perbedaan? Mengapa demikian?

Sel penyangga Sel pengecap Pori pengecap

Saraf pengecap Pahit Asam

(c)

Asin Tunas pengecap

Manis

(a)

(b)

Sumber: http://goo.gl/51sjWg

Gambar 9.11 Struktur lidah (a) bagian-bagian lidah yang mampu merasakan pahit, asam, asin, dan manis, (b) papila, dan (c) struktur tunas pengecap

Berdasarkan penelitian Simamora, merokok dapat menurunkan sensitivitas lidah terhadap rasa manis dan pahit. Padahal saat ini mayoritas remaja usia sekolah telah menjadi perorok aktif. Apabila sebagian teman-teman di sekitar Anda termasuk perokok aktif, apa yang akan Anda lakukan untuk menyikapi hal tersebut?

1. 2. 3. 4. 5.

Mengapa telinga manusia berfungsi sebagai indra pendengaran dan keseimbangan? Jelaskan letak tunas pengecap pada lidah yang peka terhadap rasa asin, manis, asam, dan pahit! Tuliskan skema mekanisme kerja mata hingga dapat melihat! Apa saja reseptor yang terdapat pada kulit? Jenis reseptor apa yang terdapat pada hidung? Mengapa demikian?

D. Gangguan dan Pengaruh Psikotropika pada Sistem Koordinasi Manusia Sistem koordinasi terdiri atas sistem saraf, sistem endokrin, dan sistem indra yang saling bekerja sama dalam mengatur kegiatan tubuh. Oleh karena itu, apabila salah satunya mengalami gangguan ataupun kelainan akan memengaruhi kerja sistem koordinasi. Sebelum Anda mempelajari tentang gangguan yang terjadi pada sistem koordinasi, lakukan kegiatan berikut.

1.

2. 3.

Menganalisis Penyebab Terjadinya Berbagai Gangguan pada Sistem Koordinasi Carilah informasi dari berbagai sumber mengenai berbagai gangguan atau kelainan pada sistem koordinasi meliputi sistem saraf, sistem endokrin, dan sistem indra. Catatlah informasi penting yang Anda peroleh. Berdasarkan informasi yang Anda peroleh, lakukanlah kegiatan diskusi bersama beberapa teman Anda mengenai permasalahan-permasalahan berikut. a. Gangguan dan penyakit apa saja yang dapat terjadi pada sistem saraf? Apa penyebab terjadinya gangguan tersebut? b. Gangguan dan penyakit apa saja yang dapat terjadi pada sistem endokrin? Apa penyebab terjadinya gangguan tersebut? c. Gangguan dan penyakit apa saja yang dapat terjadi pada sistem indra? Apa penyebab terjadinya gangguan tersebut?

Biologi Kelas XI

219

4. 5.

Terapkan sikap kerja sama dan saling menghormati pendapat orang lain dalam melakukan kegiatan diskusi agar pemecahan masalah dapat berjalan lancar. Tuliskan hasil kegiatan diskusi kelompok Anda dalam bentuk laporan meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan hasilnya di depan kelas dengan sikap sopan dan santun.

Dari kegiatan tersebut, Anda telah mengenal beberapa gangguan atau kelainan pada sistem koordinasi. 1. Gangguan dan Kelainan pada Sistem Koordinasi Manusia a. Gangguan dan Kelainan pada Sistem Anda telah mengetahui tentang Saraf Manusia berbagai penyakit pada sistem Sistem saraf dapat mengalami saraf. Untuk mengetahui lebih dalam tentang penyakit tersebut gangguan dan kelainan. Gangguan dan beserta penyebabnya, bukalah kelainan tersebut dapat mengakibatkan alamat website berikut. penyakit pada sistem saraf yaitu meni1. http://goo.gl/Fcr8od ngitis, hidrosefalus, neuritis, parkinson, 2. http://goo.gl/4Uggbj 3. http://goo.gl/iryNa9 gegar otak, epilepsi, alzheimer, afasia, dan ataksia. b. Gangguan dan Kelainan pada Sistem Endokrin (Hormon) Manusia Tubuh kita kadang kala mengalami gangguan sekresi hormon. Beberapa faktor yang memengaruhi sekresi hormon, antara lain stres, infeksi, penuaan, genetik, dan lingkungan. Gangguan sekresi hormon dapat berupa sekresi hormon yang berlebihan (hipersekresi) atau kekurangan sekresi hormon (hiposekresi). Hipersekresi dan hiposekresi hormon dapat menimbulkan kelainan seperti dalam Tabel 9.3. Tabel 9.3 Kelainan Akibat Gangguan Sekresi Hormon No.

Kelainan Sekresi Hormon

1.

Hiposekresi somatotropin sebelum pubertas dapat mengakibatkan dwarfisme Hipersekresi somatotropin a. Pada anak: gigantisme b. Pada dewasa: akromegali

Anak tumbuh kerdil

2.

Hiposekresi ADH (Anti Diuretic Hormone) dapat mengakibatkan diabetes insipidus

Produksi urine berlebihan

3.

Hiposekresi tiroksin a. Pada anak: kretinisme b. Pada dewasa: miksedema

Terjadi hambatan pertumbuhan fisik dan mental sehingga menjadi kerdil Terjadi pembengkakan di bawah kulit berisi cairan dan berat badan bertambah Metabolisme dalam tubuh meningkat, banyak keringat, suhu tubuh cenderung tinggi, dan tangan gemetar

Hipersekresi tiroksin mengakibatkan penyakit basedowi

220


Gejala yang Dialami Penderita

Pertumbuhan raksasa Pertumbuhan tulang tidak normal pada masa dewasa, misal ujung tulang jari dan tulang dagu sehingga bentuk dan ukuran jari dan dagu menjadi abnormal, yaitu lebih besar dan panjang dibanding ukuran normal

No. 4.

Gejala yang Dialami Penderita

Kelainan Sekresi Hormon Hiposekresi parathormon

Kekurangan kalsium dalam darah dan terjadi kejang pada otot tangan dan kaki Kalsium keluar dari darah dan tulang menuju serum darah sehingga tulang menjadi keropos dan dapat mengakibatkan gagal ginjal

Hipersekresi parathormon

5.

6.

c.

Hiposekresi glukokortikoid dan mineralokortikoid mengakibatkan penyakit adison Hipersekresi glukokortikoid dan mineralokortikoid mengakibatkan coushing syndrome

Hiperpigmentasi, kelelahan, dan nafsu makan turun

Hiposekresi insulin mengakibatkan penyakit diabetes melitus

Kadar gula darah tinggi, berat badan turun, mudah merasa haus, serta kulit dan mulut terasa kering

Wajah bulat, tumbuh benjolan pada tulang punggung, hiperpigmentasi, dan perut menggelantung

Gangguan dan Kelainan pada Sistem Indra Manusia Sistem indra yang tersusun dari mata, telinga, kulit, hidung, dan lidah dapat mengalami gangguan dan kelainan. Gangguan dan kelainan pada sistem indra dapat dilihat pada Tabel 9.4 berikut. Tabel 9.4 Gangguan dan Kelainan pada Sistem Indra Manusia No.

2.

Alat Indra

Anda telah mengetahui tentang berbagai gangguan dan kelainan pada sistem indra. Untuk mengetahui lebih lengkap mengenai gangguan tersebut beserta penyebabnya, bukalah alamat website berikut. 1. http://goo.gl/UEqDXt 2. http://goo.gl/cKE4NI 3. http://goo.gl/5O6BIF 4. http://goo.gl/RkKiOG

Gangguan dan Kelainan

1.

Mata

Miopi, hipermetropi, astigmatisme, presbiopi, juling, buta warna, rabun senja, dan katarak.

2.

Telinga

Tuli konduktif dan tuli saraf

3.

Kulit

Jerawat, dermatitis, panu, kudis, dan eksim

4.

Hidung

Influenza, polip, dan sinusitis

5.

Lidah

Sariawan, kanker lidah, glossoptosis, glossopyrosis, dan atrophic glossitis.

Pengaruh Psikotropika terhadap Sistem Saraf Beberapa obat-obatan tertentu bermanfaat dalam bidang kesehatan dengan cara kerja memengaruhi sistem saraf misalnya obat penghilang rasa sakit. Akan tetapi, obat-obatan tersebut sering disalahgunakan oleh oknum-oknum tertentu, sehingga menimbulkan gangguan pada sistem saraf. Salah satu obat yang sering disalahgunakan adalah psikotropika. Bagaimana pengaruh psikotropika terhadap sistem koordinasi? Carilah jawabannya melalui kegiatan berikut.

Biologi Kelas XI

221

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Menganalisis Hubungan Psikotropika dengan Sistem Koordinasi Carilah informasi mengenai dampak negatif penggunaan psikotropika terhadap sistem koordinasi. Baca dan catatlah informasi penting yang Anda peroleh degan cermat dan teliti. Bagaimana hubungan psikotropika terhadap sistem koordinasi? Jenis-jenis gangguan apa saja yang terjadi pada sistem koordinasi terutama fungsi sistem saraf akibat obat psikotropika tersebut? Sebagai generasi muda, apa yang seharusnya Anda lakukan terhadap hal-hal tersebut agar tidak merugikan masa depan Anda? Buatlah tulisan mengenai hal tersebut dan kumpulkan kepada guru. Menurut UU No. 5 tahun 1997, psikotropika merupakan zat atau obat, baik alamiah maupun sintetik yang berkhasiat psikoaktif melalui pengaruh selektif menurut susunan saraf pusat yang menyebabkan perubahan khas pada aktivitas mental dan perilaku. Berdasarkan pengaruhnya, obat-obatan tersebut dapat dikelompokkan menjadi beberapa golongan berikut. a. Sedatif Obat-obatan golongan sedatif dapat memberikan efek penenang dengan menurunkan aktivitas otak. Contohnya valium dan barbiturate. Obat-obatan psikotropika meb. Stimulan miliki dampak buruk terhadap Obat-obatan golongan stimulan dapat tubuh apabila tidak digunakan sesuai aturan medis. Obat-obatan menimbulkan efek menjadi lebih aktif, tidak tersebut dapat memengaruhi sistem mengantuk, dan memberikan kondisi prima koordinasi serta kesehatan tubuh dengan mengaktifkan susunan saraf pusat yang lain. Untuk mengetahui damdan meningkatkan kerja otak. Contohnya pak penggunaan psikotropika bukaamphetamin dan kokain. lah website berikut. 1. http://goo.gl/yKETLr c. Halusinogen 2. http://goo.gl/u9Lbhe Obat-obatan golongan halusinogen 3. http://goo.gl/SjccFi dapat memberikan efek halusinasi pada Baca dan pahami baik-baik artikel penggunanya. Golongan ini merupakan tersebut sebagai pembelajaran bagi golongan psikotropika yang paling berAnda untuk menghindari obatobatan berbahaya tersebut. bahaya karena menimbulkan efek yang sama seperti narkotika. Contohnya mariyuana, ekstasi, heroin, kokain, dan ganja. d. Painkiller Golongan ini dapat menghilangkan rasa nyeri dengan cara menekan bagian otak yang mengatur rasa nyeri. Penggunaan golongan ini dapat mengakibatkan ketergantungan. Contohnya opium, morfin, dan kokain. Penggunaan obat-obatan psikotropika melebihi dosis dan tanpa pengawasan dokter dapat berakibat buruk terhadap sistem koordinasi. Beberapa gangguan yang diakibatkan oleh psikotropika terhadap sistem saraf sebagai berikut.

222


a.

Hilangnya koordinasi tubuh. Hal tersebut terjadi karena dopamin yang berfungsi sebagai neurotransmiter dalam tubuh berkurang. b. Pengaturan saraf terhadap kendali otot gerak dan denyut jantung melemah. Mengingat rawannya penyalahgunaan psikotropika, maka pemerintah melakukan pengawasan terhadap peredaran obat-obat psikotropika seperti tercantum pada UU No. 5 tahun 1997 Bab IV Pasal 9–13.

Masa remaja merupakan masa di mana kita dapat bergaul dengan luas. Akan tetapi, tidak sedikit remaja yang mendapat teman-teman kurang baik sehingga timbul istilah ”salah gaul”. Dengan pola pikir yang masih labil, remaja cenderung mudah terbujuk rayuan teman-temannya. Salah satunya ajakan untuk mencicipi obat-obatan terlarang seperti psikotropika. Karena tidak ingin dikatakan ketinggalan zaman, tanpa pikir panjang tak sedikit remaja yang tergoda untuk mencicipi psikotropika. Berawal dari coba-coba tersebut akhirnya menimbulkan kecanduan. Setelah mengetahui berbagai dampak negatif yang diakibatkan obat-obatan tersebut, sebagai generasi muda apa yang akan Anda lakukan terhadap permasalahan tersebut?

1. 2. 3. 4.

Mengapa banyak lansia mengalami pikun? Apakah hal tersebut termasuk gangguan pada saraf? Apa yang akan terjadi jika seseorang mengalami hiposekresi parathormon dan hipersekresi parathormon? Apa yang dimaksud dengan psikotropika? Sebutkan jenis-jenisnya! Bagaimana pengaruh penyalahgunaan psikotropika terhadap sistem koordinasi?

Obat-obatan psikotropika merupakan obat-obatan yang dilarang penggunaannya secara umum. Hal tersebut dikarenakan psikotropika dapat menimbulkan dampak buruk terjadap sistem saraf, kesehatan tubuh, dan kehidupan sosial penggunaanya. Sebagai generasi muda yang telah memahami tentang bahaya psikotropika, ikutlah berpartisipasi dalam memberantas penggunaan obat-obatan terlarang tersebut. Salah satu kontribusi yang dapat Anda berikan adalah dengan membuat poster yang menjelaskan tentang bahaya penggunaan psikotropika bagi tubuh.

Biologi Kelas XI

223

1. 2. 3.

4. 5. 6.

Sistem koordinasi tersusun dari sistem saraf, sistem endokrin (hormon), dan sistem indra. Sel saraf (neuron) tersusun dari dendrit, badan sel, dan neurit (akson). Sistem saraf terbagi menjadi dua, yaitu sistem saraf sadar dan sistem saraf tidak sadar. Sistem saraf sadar terdiri atas sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi. Adapun sistem saraf tidak sadar terdiri atas sistem saraf simpatetik dan sistem saraf parasimpatetik. Mekanisme perjalanan impuls sebagai berikut. Reseptor → neuron sensorik → sistem saraf pusat → neuron motorik → efektor Hormon adalah zat kimia yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin dan berfungsi mengatur homeostatis, metabolisme, reproduksi, pertumbuhan, dan tingkah laku. Reseptor adalah sel-sel saraf penerima rangsang dari lingkungan. Terdapat beberapa macam reseptor, antara lain fotoreseptor, fonoreseptor, mekanoreseptor, dan kemoreseptor yang terletak pada alat indra.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Burhan mengalami kecelakaan lalu lintas saat mengendarai motor. Saat dibawa ke rumah sakit, dokter yang merawat Burhan menjelaskan bahwa Burhan mengalami kerusakan otak yang mengakibatkan kelumpuhan dan kehilangan kesadaran. Akan tetapi, Burhan masih dapat bernapas dengan baik. Berdasarkan peristiwa tersebut, bagian otak Burhan yang tidak rusak terdapat pada . . . . a. serebrum b. serebelum c. daerah motorik d. daerah sensorik e. medula oblongata 2. Perhatikan gambar sistem saraf pusat di samping! Bagian X adalah otak tengah (mesensefalon). X

224


Kerusakan pada bagian ini akan mengakibatkan . . . . a. hilang keseimbangan b. terganggunya penglihatan c. denyut jantung tidak teratur d. terhambatnya sekresi kelenjar e. terganggunya gerak alat pencernaan 3. Perhatikan bagian-bagian neuron berikut! 1) Akson 2) Dendrit 3) Badan sel 4) Ujung akson Arah jalannya impuls dalam neuron secara berurutan ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) → 2) → 3) → 4) b. 1) → 3) → 2) → 4) c. 2) → 1) → 3) → 4) d. 2) → 3) → 1) → 4) e. 3) → 2) → 1) → 4)

4. Hubungan yang tepat antara hormon dan fungsinya adalah . . . . Nama Hormon a.

Parathormon

b.

Tiroksin

c.

Gonadotrop

d.

Prolaktin

e.

Adenotrop

Fungsi Memengaruhi proses metabolisme Mengatur keseimbangan kalsium Memengaruhi kerja kelenjar kelamin Memengaruhi kerja kelenjar anak ginjal Memengaruhi kerja anak gondok

5. Manakah dari pernyataan berikut ini yang tepat mengenai sistem saraf tepi? a. Sistem saraf tepi menghubungkan semua bagian tubuh dengan pusat saraf. b. Sistem saraf tepi berperan dalam pengaturan seluruh aktivitas tubuh. c. Sistem saraf tepi merupakan sistem saraf pusat yang menjadi bagian dari sumsum lanjutan. d. Sistem saraf tepi terletak di otak dan susum tulang belakang. e. Sistem saraf tepi merupakan pusat pengaturan sistem refleks. 6. Perhatikan kedua gambar yang memperlihatkan lensa mata berikut!

A

B

Berdasarkan gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa . . . . a. lensa mata pada gambar A lebih tebal karena mata melihat benda pada jarak lebih jauh b. lensa mata pada gambar B lebih tebal karena mata melihat benda pada jarak lebih jauh c. lensa mata pada gambar A lebih tebal karena mata melihat benda pada jarak lebih dekat d. lensa mata pada gambar B lebih tebal karena mata melihat benda pada jarak lebih dekat e. lensa mata A mengecil karena mata melihat benda pada jarak dekat

7. Pada telinga bagian dalam terdapat bagian-bagian berikut. 1) Tingkap jorong 2) Kanalis semisirkularis 3) Utrikulus 4) Skala vertibuli 5) Skala timpani 6) Sakulus Bagian-bagian telinga yang berfungsi sebagai alat keseimbangan ditunjukkan oleh . . . . a. 1), 2), dan 5) b. 1), 4), dan 6) c. 2), 3), dan 6) d. 2), 4), dan 5) e. 3), 5), dan 6) 8. Perhatikan bagian-bagian telinga berikut! 1) Incus 2) Stapes 3) Maleus 4) Membran timpani 5) Koklea 6) Saraf pendengar Urutan jalannya gelombang bunyi sampai kita mendengar adalah . . . . a. 1) – 2) – 3) – 4) – 5) – 6) b. 1) – 3) – 4) – 5) – 2) – 6) c. 3) – 4) – 2) – 1) – 5) – 6) d. 4) – 3) – 1) – 2) – 5) – 6) e. 4) – 3) – 5) – 1) – 2) – 6) 9. Perhatikan gambar berikut!

1 2 3 4

Bagian kuncup pengecap yang dapat merasakan cita rasa asin, pahit, dan manis secara berturut-turut ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1, 3, dan 4 b. 2, 1, dan 3 c. 2, 4, dan 1 d. 3, 1, dan 4 e. 4, 2, dan 1 Biologi Kelas XI

225

10. Tremor merupakan gejala yang dialami penderita Parkinson karena penderita .... a. mengalami kerusakan pada otak bagian tengah b. mengalami peradangan pada selaput otak c. kekurangan dopamine pada sel sarafnya d. terjadi peradangan pada otaknya e. terjadi iritasi pada sel saraf B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Seseorang yang mendapat serangan berupa pukulan dari orang lain akan memberikan gerakan tangkisan. Bagaimana mekanisme terjadinya gerakan tangkisan tersebut jika dilakukan secara refleks atau disadari? 2. Iklan produk susu berkalsium tinggi banyak dijumpai di berbagai media. Menurut Anda, apakah penyerapan kalsium oleh tubuh selalu efektif di berbagai usia? Kaitkan jawaban Anda dengan fungsi kelenjar paratiroid! 3. Seorang wanita terbaring koma selama 10 tahun setelah mengalami kecelakaan mobil yang mengakibatkan kerusakan otak permanen. Wanita tersebut dapat bertahan hidup dengan bantuan alat bantu medis. Keluarganya meminta supaya ia dibiarkan meninggal dengan melepas alat bantu. Otoritas hukum

melarang pelepasan alat bantu medis pada wanita tersebut. Setelah dimusyawarahkan, akhirnya disepakati untuk melepas alat bantu medis pada wanita tersebut. Wanita tersebut meninggal 12 hari setelah pemberian makanan lewat tabung dihentikan. Bagaimana pendapat Anda mengenai kasus tersebut? Apa sebaiknya yang harus dilakukan pada pasien yang mengalami mati otak? 4. Akhir-akhir ini perkembangan teknologi semakin pesat, salah satunya adalah semakin merebaknya handphone. Saat ini handphone tidak hanya menjadi sarana komunikasi, tetapi juga dapat dimanfaatkan untuk hiburan, misalnya untuk mendengarkan musik. Pada umumnya, kita mendengarkan musik melalui handphone dengan bantuan earphone. Padahal mendengarkan musik melalui earphone dapat berdampak buruk terhadap telinga yaitu semakin berkurangnya daya pendengaran atau bahkan menyebabkan hilangnya kemampuan mendengar. Mengapa hal tersebut dapat terjadi? Jelaskan jawaban Anda! 5. Anestesi bertujuan untuk mengurangi rasa sakit dengan cara menghambat penghantaran impuls saraf. Berdasarkan pengetahuan mengenai prinsip penghantaran impuls, bagaimana mekanisme pencegahan rasa sakit melalui anestesi?

Anda telah mempelajari sistem koordinasi pada manusia. Sistem koordinasi tersusun dari beberapa sistem yaitu sistem saraf, sistem endokrin, dan sistem indra yang saling bekerja sama untuk mengatur seluruh aktivitas tubuh. Apabila terjadi gangguan pada salah satu penyusun sistem tersebut, akan mengganggu aktivitas tubuh. Hal tersebut menunjukkan suatu kompleksitas ciptaan Tuhan Yang Maha Esa. Oleh karena itu, sudah sepantasnya Anda bersyukur terhadap hal yang telah dianugerahkan kepada Anda. Salah satu rasa syukur Anda dapat diwujudkan dengan cara menjaga organ-organ penyusun sistem koordinasi agar tetap berperan sesuai fungsinya dan tidak mengalami gangguan. Gangguan pada sistem koordinasi juga dapat disebabkan oleh pengaruh psikotropika. Oleh karena itu, sebagai generasi muda yang berakhlak dan peduli terhadap kesehatan, hindarilah obat-obatan psikotropika agar tidak merusak diri Anda. 226


Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Reproduksi Mempelajari

Struktur dan Fungsi Alat Reproduksi Manusia

Proses-Proses yang Berlangsung dalam Organ Reproduksi

Meliputi

Berlangsung di

Keterkaitan Antara Kesehatan Reproduksi dengan Program KB dan Kependudukan Membahas

Organ Reproduksi Organ Reproduksi Pria Wanita

Penyakit dan Gangguan yang Berhubungan dengan Sistem Reproduksi

Organ Reproduksi Organ Reproduksi Wanita Pria Meliputi

Meliputi Meliputi Organ Reproduksi Luar

Organ Reproduksi Dalam

Terdiri atas

Terdiri atas

Penis

Diatasi dengan

Spermatogenesis

Oogenesis

Merawat dan Menjaga Kesehatan Sistem Reproduksi Mengakibatkan

Menstruasi

Masalah Kependudukan

Ovulasi

Meliputi

Diperlukan

Fertilisasi

Skrotum

Program KB

Gestasi Testis Saluran Kelamin Kelenjar Kelamin

Persalinan Organ Reproduksi Dalam Organ Reproduksi Luar

Terdiri atas Vagina

Uterus

Oviduk

Ovarium

Terdiri atas

Vulva

Labium

Biologi Kelas XI

227

Sumber: http://kangrivan.com

Berkembang biak merupakan salah satu ciri organisme. Perkembangbiakan (reproduksi) merupakan suatu cara organisme menghasilkan individu yang memiliki sifat atau ciri-ciri sama atau menyerupai induknya untuk mempertahankan kelestarian jenisnya. Seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi, reproduksi merupakan salah satu objek utama untuk memenuhi kebutuhan manusia. Sebagai contoh, diterapkannya teknologi reproduksi berupa fertilisasi in vitro. Dalam teknik ini, embrio ditanam di rahim ibu sehingga tumbuh menjadi janin. Bagaimana proses pembentukan janin di dalam tubuh? Organ-organ apa saja yang berperan dalam reproduksi?

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

228

Struktur dan fungsi alat reproduksi manusia Proses pembentukan sel kelamin Ovulasi dan menstruasi Fertilisasi, gestasi, dan persalinan ASI (Air Susu Ibu) Program KB dan masalah kependudukan Kelainan atau penyakit yang terjadi pada sistem reproduksi

Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Reproduksi

• • • • • • • • •

Fertilisasi Ovulasi Menstruasi Gestasi Gametogenesis Oogenesis Spermatogenesis Ovum Sperma

Pertumbuhan janin di dalam rahim seorang wanita membuktikan bahwa telah terjadi proses reproduksi. Reproduksi melibatkan suatu sistem dalam tubuh, yaitu sistem reproduksi. Tujuan utama makhluk hidup melakukan reproduksi yaitu untuk melestarikan jenisnya agar tidak punah. Oleh karena itu, sudah sepantasnya Anda bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena telah menciptakan organ-organ reproduksi beserta mekanismenya. Sistem reproduksi terdiri atas organ-organ reproduksi. Organ-organ reproduksi dapat terserang berbagai jenis penyakit. Sebagai generasi muda yang peduli terhadap kesehatan reproduksi, Anda perlu mempelajari mengenai sistem reproduksi manusia. Dengan demikian, Anda dapat menjaga kesehatan organ-organ reproduksi dengan baik. Dalam bab ini, Anda akan mempelajari tentang organ-organ reproduksi pria dan wanita. Anda juga akan mempelajari berbagai proses yang berlangsung dalam organ reproduksi yaitu spermatogenesis, oogenesis, fertilisasi, menstruasi, gestasi, dan persalinan. Di akhir bab, Anda akan mempelajari keterkaitan antara proses reproduksi dengan program Keluarga Berencana dan masalah kependudukan.

A. Struktur dan Fungsi Alat Reproduksi Manusia Secara umum, suatu organisme dapat berkembang biak apabila telah mencapai kedewasaan. Pada saat itulah alat reproduksi telah berkembang dan siap untuk bereproduksi. Sebelum mempelajari lebih lanjut mengenai alat reproduksi manusia, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Organ-Organ Reproduksi 1. 2. 3.

Sediakan torso manusia. Selanjutnya, amati dengan cermat dan teliti torso tersebut. Identifikasilah organ-organ yang menyusun sistem reproduksi manusia. Setelah itu, amati charta atau gambar berikut.

Organ reproduksi pria

Organ reproduksi wanita

Sumber: Biologi, Campbell, Reece, dan Mitchell

Gambar 10.1 Organ reproduksi pria dan wanita

4.

Setelah melakukan pengamatan dengan teliti, diskusikan pertanyaanpertanyaan berikut. a. Organ-organ apa saja yang menyusun sistem reproduksi pria dan wanita? Biologi Kelas XI

229

b.

5. 6.

Organ mana yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya spermatogenesis dan oogenesis? Berdasarkan fungsinya, sel-sel apa saja yang menyusun jaringan pada organ tersebut? Saat melakukan diskusi, jangan lupa untuk menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, dan berani mengemukakan pendapat dan pertanyaan dengan santun. Jika perlu, buatlah daftar pertanyaan yang lain mengenai organ reproduksi manusia untuk menambah bahan diskusi. Tulislah hasil dari kegiatan ini ke dalam format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan tersebut di depan kelas.

Dari kegiatan di atas, Anda telah mengenal organ-organ reproduksi manusia baik pada wanita maupun pria. Apa fungsi setiap organ tersebut dalam proses reproduksi? Untuk mengetahui jawabannya simaklah uraian berikut. 1.

230

Organ Reproduksi Pria Organ reproduksi pria terdiri atas organ reproduksi luar dan organ reproduksi dalam. Organ reproduksi luar berupa penis dan skrotum. Organ reproduksi dalam berupa testis, saluran kelamin, dan kelenjar kelamin. Perhatikan Gambar 10.2! a. Organ Reproduksi Bagian Luar 1) Penis Penis berfungsi untuk Ginjal memasukkan sperma ke sebelah kiri saluran kelamin wanita. Di dalam penis terdapat Ureter sebelah uretra. Uretra pada penis Kantong kiri semen dikelilingi oleh pembuluh Kantong urinaria Duktus darah dan ujung-ujung Glandula prostat ejakulatorius Vas deferens saraf perasa. Glandula Uretra 2) Skrotum (kantong pelir) Cowper Penis Epididimis Skrotum merupakan kantong yang memSkrotum Testis bungkus atau melindungi sebelah kiri testis. Antara skrotum Sumber: New Understanding Biology, Susan Toole & Glenn kanan dan skrotum kiri Gambar 10.2 Organ reproduksi pria terdapat jaringan ikat dan otot polos. Adanya otot polos mengakibatkan skrotum dapat mengerut dan mengendur. Dalam skrotum terdapat otot lurik yang berfungsi mengatur suhu di sekitar testis agar selalu stabil (pembentukan sperma memerlukan suhu sedikit di bawah suhu tubuh yaitu 34°C). Fungsi utama skrotum untuk memberikan testis suatu lingkungan yang memiliki suhu 1–8°C lebih dingin dibandingkan temperatur rongga tubuh. Pengaturan suhu dilakukan dengan mengerutkan atau melonggarkan skrotum sehingga testis dapat bergerak mendekat atau menjauhi tubuh. Testis akan diangkat mendekati tubuh pada suhu dingin dan bergerak menjauh pada suhu panas.


b.

2.

Organ Reproduksi Bagian Dalam 1) Testis (gonad jantan) Testis berfungsi memproduksi sperma dan testosteron (hormon kelamin pria). Di dalam testis terdapat saluransaluran halus yang disebut tubulus seminiferus. Dalam tubulus seminiferus inilah terjadi pembentukan sperma. Untuk mengamati struktur testis, perhatikan Gambar 10.3!

Vas deferens

Vas eferens Lobulus

Epididimis

Tubulus seminiferus

Testis Sumber: New Understanding Biology, Susan Toole dan Glenn

Gambar 10.3 Struktur testis

2)

Saluran Kelamin Saluran kelamin berfungsi menyalurkan sperma dari testis ke luar tubuh melalui penis. Saluran kelamin pada organ reproduksi pria yaitu epididimis, vas deferens, saluran ejakulasi, dan uretra.

3)

Kelenjar Kelamin Selama perjalanan di dalam saluran kelamin, sperma mengalami penambahan cairan-cairan kelamin. Cairan tersebut berguna untuk mempertahankan kehidupan dan gerak sperma. Cairan-cairan kelamin dihasilkan oleh vesikula seminalis, kelenjar prostat, dan kelenjar Cowper. a) Vesikula seminalis menghasilkan cairan yang berfungsi sebagai sumber energi dan untuk memudahkan gerakan sperma. Cairan ini juga menormalkan keasaman saluran reproduksi wanita saat koitus. b) Kelenjar prostat menghasilkan cairan yang memberi suasana basa pada cairan sperma. Cairan tersebut mengandung kolesterol, garam, dan fosfolipid. c) Kelenjar Cowper/kelenjar bulbouretra menghasilkan cairan yang bersifat basa. Kelenjar Cowper berhubungan langsung dengan uretra.

Organ Reproduksi Wanita Organ reproduksi wanita terdiri atas organ kelamin luar dan organ kelamin dalam. Organ kelamin luar berupa vulva dan labium. Organ kelamin dalam berupa ovarium dan saluran kelamin. Perhatikan Gambar 10.4! a. Organ Reproduksi Bagian Luar Ginjal 1) Vulva sebelah kiri Vulva merupakan celah paling luar dari alat kelamin Ureter sebelah Ovarium kiri wanita. Pada bagian dalam sebelah kiri Oviduk sebelah kiri vulva terdapat saluran urine Uterus dan saluran reproduksi. Pada Serviks Uretra daerah dekat ujung saluran Vagina kelamin terdapat himen Vulva (selaput dara). Himen mengandung banyak pembuluh Sumber: New Understanding Biology, Susan Toole & Glenn Gambar 10.4 Organ reproduksi wanita darah.

Biologi Kelas XI

231

2)

b.

Labium Labium merupakan bagian yang membatasi vulva. Ada dua macam labium, yaitu labium mayora (terletak di sebelah luar) dan labium minora (terletak di sebelah dalam). Antara labium mayora dan labium minora bagian atas terbentuk tonjolan kecil yang disebut klitoris. Pada klitoris terdapat korpus kavernosa yang mengandung banyak pembuluh darah dan ujung saraf perasa. Organ Reproduksi Bagian Dalam

1)

Vagina Vagina merupakan saluran akhir organ reproduksi wanita. Vagina bermuara di vulva. Vagina mengandung banyak lendir yang dihasilkan kelenjar Bartholin. Lendir ini berguna pada saat koitus dan mempermudah kelahiran bayi. 2) Uterus Uterus adalah rongga besar yang merupakan pertemuan oviduk kanan dan kiri. Bagian terbawah uterus menyempit disebut serviks (leher rahim). Uterus berfungsi sebagai tempat pertumbuhan dan perkembangan embrio hingga siap lahir. Uterus dibatasi oleh dinding endometrium yang kaya pembuluh darah. Dinding endometrium akan menebal ketika terjadi kehamilan. 3) Oviduk Oviduk atau tuba fallopii merupakan sepasang saluran yang ujungnya berbentuk corong disebut infundibulum. Pada infundibulum terdapat fimbriae (rumbai-rumbai) untuk menangkap ovum. Tuba fallopii berguna sebagai tempat terjadinya fertilisasi. 4) Ovarium Ovarium merupakan penghasil ovum. Terdapat dua buah ovarium yaitu di sebelah kiri dan kanan. Anda telah mempelajari mengenai organ-organ reproduksi manusia. Setiap organ memiliki struktur tertentu yang disesuaikan dengan fungsinya. Anda sebaiknya menggunakan pola pikir secara ilmiah untuk memahami struktur organ-organ tersebut berdasarkan fungsinya di dalam tubuh. Bagaimana struktur ovarium dan testis? Sel-sel apa saja yang menyusun jaringan pada organ reproduksi tersebut? Untuk mengetahuinya, lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Sel-Sel Penyusun Jaringan Ovarium dan Testis A.

232

Pendahuluan Struktur anatomi organ reproduksi berbeda-beda disesuaikan dengan fungsinya masing-masing. Sebagai contoh, ovarium merupakan organ reproduksi


wanita memiliki struktur berbeda dengan testis yang merupakan organ reproduksi pria. Kegiatan ini bertujuan mengidentifikasi sel-sel penyusun jaringan pada ovarium dan testis.

Kegiatan ini dilakukan secara berkelompok. Setiap anggota sebaiknya mengamati preparat secara bergiliran. Oleh karena itu, diperlukan sikap kerja sama antaranggota kelompok. Saat melakukan pengamatan menggunakan mikroskop diperlukan ketelitian dan ketekunan sehingga preparat dapat diamati dengan jelas. Penggunaan mikroskop dilakukan secara benar dan sesuai dengan prosedur. Selain itu, diperlukan juga sikap hatihati saat menggunakan preparat awetan agar tidak pecah. B.

Apa yang Diperlukan? 1. Mikroskop 2. Preparat awetan ovarium 3. Preparat awetan testis 4. Alat tulis

C.

Apa yang Harus Dilakukan? 1. Siapkan mikroskop dan preparat awetan yang akan diamati. 2. Letakkan mikroskop di meja datar dan letakkan preparat ovarium di bagian meja preparat pada mikroskop. 3. Amati preparat tersebut mulai dari perbesaran lemah, kemudian diganti dengan perbesaran kuat

4. 5.

sampai diperoleh gambar yang jelas. Hati-hati saat memindahkan lensa jangan sampai lensa menyentuh preparat yang diamati. Gambarlah hasil pengamatan dan beri keterangan bagian-bagiannya. Ulangi langkah nomor 2–4 untuk mengamati preparat awetan testis.

D. Pertanyaan dan Diskusi 1. Bagaimana struktur sel-sel penyusun jaringan pada organ ovarium? 2. Apa fungsi ovarium? Apakah ada keterkaitan antara struktur dengan fungsinya? 3. Bagaimana struktur sel-sel penyusun jaringan pada organ testis? 4. Apa fungsi testis? Apakah ada keterkaitan antara struktur dengan fungsinya? 5. Buatlah laporan hasil praktikum yang meliputi judul, tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil pengamatan, serta kesimpulan. E.

Unjuk Kreativitas Carilah gambar struktur anatomi ovarium dan testis dari berbagai literatur. Selanjutnya, bandingkan hasil pengamatan Anda dengan gambar tersebut.

Organ-organ yang menyusun sistem reproduksi wanita dan pria berbeda. Tuhan menciptakan organ reproduksi yang berbeda antara pria dan wanita dengan tujuan agar manusia dapat berkembang biak sehingga dapat melestarikan jenisnya. Kemampuan berkembang biak ini merupakan salah satu anugerah Tuhan kepada makhluk hidup termasuk manusia. Itulah yang membedakan antara pria dan wanita yaitu dalam hal reproduksi. Namun, sebagian masyarakat masih berpegang erat pada perbedaan gender saat melakukan suatu aktivitas. Sebagai contoh, seorang wanita tidak perlu menuntut pendidikan formal yang tinggi karena tugasnya kelak hanya menjadi seorang ibu yang mengasuh anak dan mengurus rumah tangganya. Jika di lingkungan sekitar Anda masih menganut perbedaan gender dalam kehidupan sehari-hari, apa yang akan Anda lakukan untuk mengubah paradigma tersebut?

Biologi Kelas XI

233

1. 2. 3. 4.

Apa tujuan utama makhluk hidup melakukan reproduksi? Organ reproduksi apa saja yang menyusun sistem reproduksi pria? Organ reproduksi apa saja yang menyusun sistem reproduksi wanita? Kelenjar apa saja yang terdapat di organ reproduksi pria?

B. Proses-Proses yang Berlangsung dalam Organ Reproduksi Di dalam organ reproduksi manusia berlangsung berbagai proses yang berkaitan dengan sistem reproduksi. Proses-proses tersebut antara lain spermatogenesis, oogenesis, menstruasi, ovulasi, gestasi, dan persalinan. Di mana proses-proses tersebut berlangsung? Untuk mengetahui jawabannya, lakukan kegiatan berikut.

1. 2. 3. 4.

Mengidentifikasi Organ-Organ yang Berperan sebagai Tempat Berlangsungnya Proses Reproduksi Carilah informasi mengenai proses spermatogenesis, oogenesis, menstruasi, ovulasi, gestasi, dan persalinan. Identifikasilah organ-organ yang berperan sebagai tempat berlangsungnya proses-proses tersebut. Buatlah gambar sistem reproduksi pria dan wanita secara sederhana. Selanjutnya, beri keterangan organ-organ yang berperan sebagai tempat berlangsungnya proses-proses reproduksi. Kumpulkan hasil tugas Anda kepada Bapak atau Ibu Guru.

Berdasarkan kegiatan di atas, tentu Anda telah mengetahui organ-organ yang berperan sebagai tempat berlangsungnya proses-proses reproduksi. Bagaimana mekanisme terjadinya proses-proses reproduksi tersebut? Simaklah uraian berikut ini. 1.

234

Gametogenesis Gametogenesis adalah proses pembentukan sel kelamin atau gamet. Pada manusia, gametogenesis dibedakan menjadi dua yaitu spermatogenesis dan oogenesis. Spermatogenesis adalah proses pembentukan sperma yang terjadi di dalam tubulus seminiferus. Oogenesis adalah proses pembentukan ovum yang berlangsung di ovarium. Bagaimana terjadinya spermatogenesis dan oogenesis? Untuk mengetahuinya, coba lakukan kegiatan berikut.


Mendeskripsikan Spermatogenesis dan Oogenesis Melalui Pengamatan Gambar 1.

Perhatikan gambar berikut dengan cermat dan teliti. a. Spermatogenesis Sel kecambah primordial

Epididimis

Tubula seminiferus (sayatan melintang)

Spermatogonium (diploid) Pembelahan mitosis

Testis Tubula seminiferus

Spermatosit primer (diploid) dalam profase meiosis I Pembelahan meiosis pertama Spermatosit sekunder (haploid) Pembelahan meiosis kedua Spermatid (haploid)

Sel serroli

Spermatid (pada dua tahapan diferensial)

Sel sperma (haploid)


Gambar 10.5 Proses spermatogenesis

b.

Oogenesis Sel kecambah primordial Oogonium (diploid)

Oosit primer di dalam folikel

Korpus luteum yang sedang beregenerasi Korpus luteum

Oosit primer (dalam tahap profase meiosis 1) Pembelahan meiosis pertama Oosit sekunder (haploid)

Badan polar pertama (haploid) Pembelahan meiosis kedua (dirangsang oleh fertilisasi)

Folikel yang sedang tumbuh

Oosit sekunder Ovulasi

Badan polar kedua (haploid)

Ovarium

Folikel dewasa

Folikel yang pecah

Ovum (haploid)


Gambar 10.6 Proses oogenesis

2. 3.

4. 5.

Analisislah gambar tersebut bersama teman-teman Anda. Berdasarkan gambar yang Anda amati, diskusikan mengenai permasalahan-permasalahan berikut bersama teman-teman Anda. a. Bagaimana proses pembentukan sel sperma pada organ reproduksi pria? b. Bagaimana proses pembentukan sel telur pada organ reproduksi wanita? c. Berdasarkan hasil pengamatan Anda, carilah perbedaan ciri-ciri antara spermatogenesis dan oogenesis! Jangan lupa, saat berdiskusi Anda menerapkan sikap mau bekerja sama serta berani dan santun dalam mengajukan pertanyaan dan berargumentasi. Tuliskan hasil diskusi kelompok Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Biologi Kelas XI

235

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda tentu telah memiliki sedikit pemahaman mengenai spermatogenesis dan oogenesis. Untuk memperdalam pemahaman Anda, simaklah uraian berikut ini. a. Spermatogenesis Spermatogenesis atau produksi sel-sel sperma dewasa adalah proses yang terus-menerus dan prolifik pada jantan dewasa (Campbell, Reece, dan Mitchell: 2004). Spermatogenesis melibatkan spermatogonium, sel sertoli, dan sel Leydig yang ketiganya terdapat di dalam tubulus seminiferus. 1) Spermatogonium (sel induk spermatozoa) merupakan penghasil sperma. 2) Sel sertoli merupakan pemberi nutrisi bagi spermatozoa. 3) Sel Leydig merupakan penghasil hormon testosteron. Hormon ini berperan dalam pembelahan meiosis untuk membentuk spermatosit sekunder. Spermatogenesis dipengaruhi oleh beberapa hormon LH dan FSH. LH (Luteinizing Hormone) berfungsi merangsang sel Leydig untuk menghasilkan hormon testosteron. FSH (Follicle Stimulating Hormone) merangsang sel sertoli untuk menghasilkan ABP (Androgen Binding Protein). ABP akan merangsang spermatogonium untuk memulai spermatogenesis. Spermatogenesis terjadi melalui tiga tahap, yaitu tahap penggandaan, tahap pertumbuhan, dan tahap pematangan. Perhatikan Gambar 10.5 di depan! 1) Tahap penggandaan, sel primordial mengalami pembelahan mitosis berulang-ulang dan membentuk spermatogonia (tunggal = spermatogonium). 2) Tahap pertumbuhan, spermatogonium bersifat diploid. Spermatogonium tumbuh dan berkembang membentuk spermatosit primer (diploid). 3) Tahap pematangan, spermatosit primer membelah secara meiosis membentuk dua spermatosit sekunder (haploid). Spermatosit sekunder kemudian membelah secara meiosis membentuk empat buah spermatid (haploid). Setiap spermatid akan berdiferensiasi menjadi sperma (haploid). Proses pematangan spermatid menjadi sperma disebut spermiasi. Proses pematangan sperma dipengaruhi oleh hormon testosteron. Sperma terdiri atas kepala dan Leher Bagian ekor. Pada membran yang Membran Plasma tengah Kepala

melindungi ujung kepala sperma terdapat selubung yang disebut Ekor akrosom. Akrosom mengandung Mitokondria enzim hialuronidase, akrosin, dan antifertilizin. Hialuronidase dan Nukleus akrosin berfungsi menembus lapisan Akrosom pelindung ovum. Antifertilizin merupakan antigen yang berfungsi Sumber: Human Biology, Mike Boyle & Kathryn Senior melekatkan sperma pada sel telur. Gambar 10.7 Struktur sperma Bagian ekor berfungsi sebagai alat gerak sperma. Pada pangkal ekor terdapat badan sperma yang mengandung mitokondria. Mitokondria berfungsi sebagai penghasil energi untuk pergerakan sperma. Struktur sperma dapat Anda amati pada Gambar 10.7.

236


b.

2.

Oogenesis Sel telur terbentuk melalui oogenesis yang terjadi di dalam ovarium. Oogenesis terjadi melalui tiga tahap, yaitu tahap penggandaan, tahap pertumbuhan, dan tahap pematangan. Perhatikan Gambar 10.6 pada kegiatan Mari Bereksplorasi! 1) Tahap penggandaan terjadi di dalam ovarium janin ketika masih dalam kandungan. Pada tahap penggandaan, sel primordial mengalami pembelahan mitosis membentuk oogonia (tunggal = oogonium) yang bersifat diploid. 2) Tahap pertumbuhan terjadi pada ovarium bayi. Pada tahap pertumbuhan oogonium mengalami pembelahan mitosis membentuk oosit primer (diploid). Oosit primer berada dalam keadaan dorman (istirahat) sampai anak perempuan mengalami masa puber. 3) Tahap pematangan dimulai pada masa puber. Pada masa puber terjadi perubahan hormonal dalam tubuh anak perempuan. Perubahan tersebut mengakibatkan oosit primer membelah secara meiosis I menghasilkan oosit sekunder (berukuran besar) dan badan polar I (berukuran kecil). Oosit sekunder berhenti mengalami pembelahan saat terjadi ovulasi. Pembelahan meiosis II ini kemudian dilanjutkan setelah sel telur mengalami fertilisasi. Pada pembelahan ini, oosit sekunder menghasilkan ootid (haploid) dan Anda telah mempelajari proses badan polar II (haploid). Ootid akan spermatogenesis dan oogenesis. mengalami diferensiasi menjadi Nah, agar Anda lebih jelas tentang kedua proses tersebut, amatilah video ovum, sedangkan badan polar II melalui alamat website berikut. mengalami degenerasi. Badan polar I 1. http://youtu.be/ZFLb19nC2bs juga akan mengalami pembelahan 2. http://youtu.be/5Xnj0_d-vec menjadi dua badan polar. Namun, 3. http://youtu.be/Aupu2rdZTnY Cermati video-video tersebut dan kadang-kadang badan polar I menggunakan untuk menambah alami degenerasi sebelum mengalami wawasan Anda. pembelahan.

Siklus Menstruasi Seorang wanita yang masih produktif setiap bulan melepaskan satu sel telur matang dari salah satu ovariumnya. Apabila tidak terjadi fertilisasi akan terjadi pendarahan disertai luruhnya sel telur dan lapisan endometrium. Pendarahan ini disebut menstruasi. Menstruasi terjadi secara periodik sehingga disebut siklus menstruasi. Pada umumnya siklus menstruasi berlangsung selama 28 hari. Bagaimana terjadinya siklus menstruasi? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui jawabannya.

Biologi Kelas XI

237

Mendeskripsikan Siklus Menstruasi Melalui Pengamatan Gambar Perhatikan dengan cermat Hari 0 5 10 14 20 25 28 (a) Fluktuasi kadar dan teliti charta siklus gonadotropin LH menstruasi berikut. Charta siklus menstruasi FSH tersebut menggambarkan keadaan sel telur dan uterus (b) Fluktuasi kadar Estrogen pada hari 1–28. hormon ovarium Pelajari charta tersebut Progesteron beserta keterangannya. Berdasarkan charta tersebut, (c) Siklus ovarium diskusikan permasalahanpermasalan berikut bersama

↑ Fase folikuler Fase luteal teman-teman Anda. Ovulasi a. Ada berapa fase siklus (d) Siklus menstruasi (siklus uterus) menstruasi? Sebutkan fase-fasenya!

b. Mengapa proses Fase Fase Fase aliran proliferasi sekresi menstruasi disebut menstruasi siklus? Hari 0 5 10 14 20 25 28 c. Tafsirkan charta di Sumber: Biologi, Campbell, Reece, dan Mitchell atas untuk menjelas- Gambar 10.8 Siklus menstruasi kan siklus menstruasi! d. Apa yang dimaksud dengan ovulasi? e. Lengkapi informasi dalam tabel berikut.

2. 3.

Kadar hormon plasma

Kadar hormon plasma

1.

Folikel Folikel yang Folikel primer sedang de Graaf tumbuh

Ovulasi

Korpus Korpus luteum yang luteum sedang mengalami disintegrasi

Lapisan fungsional endometrium

Lapisan basal

Hari Ke-

Peristiwa yang Terjadi

1–5 6–13 14 15–28

4. 5.

238

Agar proses diskusi dapat berjalan dengan baik, terapkan sikap mau bekerja sama serta berani bertanya dan mengemukakan pendapat secara santun. Buatlah daftar pertanyaan lain mengenai siklus menstruasi dan diskusikan bersama temanteman Anda. Tuliskan hasil kegiatan Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan yang telah Anda buat di depan kelas.


Berdasarkan kegiatan di depan, Anda telah mengetahui bahwa siklus menstruasi terdiri atas beberapa fase yaitu fase aliran menstruasi, fase proliferasi, dan fase sekresi. Untuk mengetahui peristiwa-peristiwa yang terjadi pada setiap fase simaklah uraian berikut. a. Fase Aliran Menstruasi Fase ini terjadi apabila ovum tidak dibuahi oleh sperma. Dalam keadaan tersebut korpus luteum menghentikan produksi estrogen dan progesteron. Akibatnya, ovum meluruh bersama-sama dengan endometrium. Kondisi ini ditandai adanya pendarahan melalui vagina. b. Fase Proliferasi Pada fase proliferasi, hipotalamus menghasilkan hormon gonadotropin yang merangsang pembentukan follicle stimulating hormone (FSH). FSH akan merangsang pembentukan folikel yang mengelilingi oosit primer hingga matang. Ovum matang yang diselubungi folikel disebut folikel de Graaf. Folikel de Graaf kemudian menghasilkan estrogen yang merangsang pembentukan endometrium. Estrogen juga memengaruhi serviks untuk mengeluarkan lendir bersifat basa. Lendir tersebut akan menetralkan sifat asam dalam serviks sehingga sperma mampu hidup di dalamnya. Adanya peningkatan kadar estrogen mengakibatkan terhambatnya pembentukan FSH sehingga hipofisis melepaskan luteinizing hormone (LH). LH akan merangsang terjadinya ovulasi. Ovulasi biasanya terjadi pada hari ke-14 dihitung sejak hari pertama menstruasi. Pada saat ovulasi, oosit sekunder terlepas dari folikel. c. Fase Sekresi Pada tahap ini, LH akan merangsang folikel yang telah kosong menjadi korpus luteum (badan kuning). Korpus luteum tetap menghasilkan estrogen dan progesteron. Progesteron bekerja sama dengan estrogen memacu pembentukan endometrium. Progesteron juga merangsang sekresi lendir pada vagina dan pertumbuhan kelenjar susu. Hal ini berguna untuk persiapan penanaman zigot dalam uterus setelah terjadi pembuahan. Apabila sampai akhir fase ini tidak terjadi pembuahan, akan kembali ke fase aliran menstruasi lagi. Siklus menstruasi ini berlangsung bertahun-tahun hingga seorang wanita berusia kurang lebih 45 tahun. Pada usia 42–52 tahun, banyak oosit primer dalam ovarium yang mengalami degenerasi. Akibatnya, siklus menstruasi menjadi tidak teratur dan akhirnya berhenti sama sekali. Berhentinya siklus menstruasi disebut menopause. 3.

Fertilisasi, Gestasi, dan Persalinan Di dalam organ reproduksi wanita berlangsung tahap-tahap reproduksi mulai dari dihasilkan ovum sampai terjadinya kehamilan. Untuk mengetahui urutan tahap-tahap reproduksi, lakukan kegiatan berikut.

Biologi Kelas XI

239

Mengidentifikasi Tahap-Tahap Reproduksi dalam Organ Reproduksi Wanita 1.

2. 3.

4.

Perhatikan dengan cermat dan teliti proses terjadinya kehamilan melalui video dari alamat website berikut. a. http://youtu.be/Qsi2X4WKlbQ b. http://youtu.be/6H-08ACLXZ4 Susunlah sebuah skema yang menggambarkan tahap-tahap reproduksi mulai dari dihasilkan ovum hingga terjadi kehamilan sesuai dengan tayangan video tersebut. Diskusikan secara berkelompok untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut ini. a. Apa yang akan terjadi jika sel telur yang dihasilkan ovum dibuahi atau tidak dibuahi? Jelaskan! b. Bagaimana tahap-tahap reproduksi sehingga terjadi kehamilan? Jangan lupa untuk menerapkan sikap mau bekerja sama dan menghargai pendapat orang lain saat melakukan diskusi. Buatlah laporan tertulis dari kegiatan ini dan presentasikan di depan kelas.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui tahap-tahap reproduksi pada organ reproduksi wanita sehingga terjadi kehamilan. Terjadinya kehamilan diawali dengan fertilisasi. Bagaimana mekanismenya? Sebulan sekali ovarium melakukan ovulasi, yaitu pengeluaran sel telur matang berupa oosit sekunder. Sel telur ini siap dibuahi oleh sperma. Peleburan antara sel telur dengan sperma Dalam ilmu kedokteran, ditemudisebut pembuahan atau fertilisasi. Fertilisasi kan suatu teknologi reproduksi terjadi di dalam tuba fallopii dan menghasilkan yang dapat membantu manusia zigot. Zigot kemudian mengalami pembelahan memperoleh keturunan bagi wanita sel berulang-ulang. Zigot membelah menjadi yang sulit hamil. Teknologi tersebut di antaranya inseminasi dan bayi dua sel kemudian membelah lagi menjadi empat tabung. Pelajarilah teknologisel. Selanjutnya, terjadi pembelahan sel menjadi teknologi tersebut melalui alamat 32 sel berkelompok seperti buah arbei yang website berikut. disebut morula. Morula mengalami pembelahan 1. http://goo.gl/1ynGZb 2. http://goo.gl/XyPVN6 membentuk blastula (Perhatikan Gambar 10.9). 3. http://goo.gl/r8dNvN Blastula mempunyai rongga di dalamnya yang Setelah itu, catatlah informasidisebut blastosol. Blastula terdiri atas sel-sel informasi penting dari alamat bagian luar dan sel-sel bagian dalam. Sel-sel tersebut dalam buku catatan Anda. bagian luar disebut trofoblas. Trofoblas membantu implantasi blastula pada uterus. Trofoblas ini kemudian berkembang membentuk plasenta dan membran kehamilan.

240


3. Morula

1. Proses fertilisasi 2. Pembelahan zigot

4. Blastula

5. Gastrula


Gambar 10.9 Perkembangan sel telur setelah terjadi fertilisasi

Sel-sel bagian dalam blastula berkembang menjadi calon embrio/embrioblas. Embrioblas dilindungi oleh dua lapisan, yaitu ektoderm (lapisan luar) dan endoderm (lapisan dalam). Selanjutnya, blastula berkembang menjadi gastrula. Pada fase gastrula, di antara ektoderm dan endoderm terbentuk lapisan mesoderm. Semua bagian tubuh manusia terbentuk dari ketiga lapisan tersebut. Organogenesis dari ketiga lapisan di atas terjadi pada minggu keempat sampai kedelapan. Pada minggu kesembilan sampai beberapa saat sebelum lahir terjadi penyempurnaan organ dan pertumbuhan tubuh sehingga terbentuklah fetus (janin). Embrio melepaskan hormon human chorionic gonadotropin (HCG). Hormon ini terus meningkat hingga sekitar hari ke-70 dan akan menurun selama sisa kehamilan. HCG kemudian dibawa ke ovarium untuk mempertahankan korpus luteum. Dengan demikian, korpus luteum tetap menghasilkan estrogen dan progesteron yang berfungsi mempertahankan kehamilan. Implantasi embrio Zigot Tuba fallopii Morula Blastosis Fertilisasi

Embrio

1

Uterus

7 hari

Hati

4

3 Embrio Kantong embrio

10 hari

Vili

12 hari

25 hari

4 hari

Proses implantasi 5

2 Kantong embrio

Dinding uterus

Korion Amnion

6

7

8

9

Tali pusar Plasenta

29 hari

45 hari

5 minggu panjang 1 cm 7 minggu panjang 2 cm

Fetus berusia 11 minggu

Sumber: Biology, Solomon

Gambar 10.10 Perkembangan embrio

Biologi Kelas XI

241

Selama berlangsungnya kehamilan, Korion terbentuk beberapa membran kehamilan, Amnion yaitu sakus vitelinus, karion, amnion, dan Embrio alantois. Perhatikan Gambar 10.11. a. Sakus vitelinus atau kantong telur Alantois merupakan pelebaran endodermis. Tali pusar Sakus vitelinus merupakan tempat Sakus pembentukan sel darah dan vitelinus pembuluh darah embrio. Sakus Plasenta fetus vitelinus dengan trofoblas Plasenta ibu berinteraksi membentuk korion. Sumber: Dokumen Penerbit b. Korion merupakan membran terluar Gambar 10.11 Membran kehamilan pada embrio. Korion membentuk vili korion yang berisi pembuluh darah. Korion dengan jaringan endometrium ibu membentuk plasenta. Plasenta berperan dalam pertukaran gas, makanan, dan zat sisa antara janin dan ibu. Namun, darah ibu tidak pernah berhubungan dengan darah janin karena dibatasi oleh jaringan ikat. Hanya beberapa partikel kecil dalam darah saja yang dapat melewati jaringan ikat tersebut, contoh virus dan bakteri. c. Amnion merupakan kantong berisi cairan tempat embrio berada. Amnion berguna melindungi janin dari tekanan, benturan, atau perubahan suhu yang drastis. d. Alantois merupakan membran pembentukan tali pusar (ari-ari). Tali pusar menghubungkan janin dengan plasenta pada endometrium ibu. Tali pusar berguna menyalurkan zat makanan dan oksigen dari ibu serta mengeluarkan zat sisa yang dihasilkan janin untuk dibuang. Pada saat usia kehamilan mencapai 38 minggu, bayi siap dilahirkan. Proses persalinan diawali dengan kontraksi uterus yang dipengaruhi oleh hormon estrogen (dihasilkan oleh plasenta), oksitosin (dihasilkan oleh hipofisis ibu dan janin), dan prostaglandin (dihasilkan oleh membran pada janin). Selain ketiga hormon tersebut, korpus luteum pada ovarium juga menghasilkan hormon relaksin. Hormon itu berfungsi melunakkan serviks dan melonggarkan tulang panggul. Adanya perubahan hormonal dan kontraksi otot mengakibatkan serviks membuka. Setelah selaput amnion pecah dan cairan di dalamnya keluar, tidak lama kemudian bayi segera lahir. 4.

242

Laktasi Setelah bayi terlahir, sepasang kelenjar payudara akan memproduksi susu (laktasi). Pertumbuhan awal kelenjar payudara dipengaruhi oleh hormon mammotropin. Hormon ini dihasilkan oleh hipofisis ibu dan plasenta janin. Plasenta juga menghasilkan hormon estrogen dan progesteron. Hormon estrogen dan progesteron memengaruhi perkembangan fisik kelenjar payudara. Hormon lain yang memengaruhi sekresi ASI yaitu prolaktin. Hormon ini dihasilkan oleh hipofisis. Hormon prolaktin berfungsi meningkatkan sekresi ASI pada minggu kelima kehamilan sampai kelahiran bayi. ASI yang dikeluarkan pertama kali berwarna kekuningan disebut kolostrum. ASI merupakan makanan terbaik bagi bayi. ASI diketahui mengandung zat gizi yang paling sesuai untuk pertumbuhan dan perkembangan bayi, baik kualitas maupun kuantitasnya (Dewi: 2012). Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa ASI lebih unggul dibandingkan susu formula. Apa keuntungan atau keunggulan pemberian ASI bagi bayi dan ibu? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui jawabannya.


Manfaat Pemberian ASI bagi Bayi dan Ibu serta Peningkatan Kualitas SDM 1. 2. 3.

4.

Carilah informasi mengenai keuntungan pemberian ASI bagi bayi dan ibu dari berbagai literatur atau bertanya kepada petugas kesehatan. Catatlah informasi yang Anda peroleh dalam buku tugas Anda. Berdasarkan informasi yang Anda peroleh, diskusikan permasalahanpermasalan berikut dengan menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, dan menghargai pendapat orang lain. a. Apa keuntungan pemberian ASI bagi pertumbuhan bayi? b. Apa manfaat pemberian ASI yang pertama kali keluar bagi bayi? c. Apa keuntungan pemberian ASI bagi ibu? d. Apa peranan ASI eksklusif untuk peningkatan kualitas SDM? Buatlah laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Setelah mengalami masa puber organ-organ reproduksi dan hormon-hormon yang berperan dalam sistem reproduksi mulai aktif. Seorang laki-laki mulai mengalami mimpi basah dan seorang wanita mulai mengalami menstruasi. Setelah masa puber, pergaulan bebas dapat mengakibatkan terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan seperti kehamilan di luar pernikahan. Sebagai generasi muda yang berakhlak, apa yang akan Anda lakukan untuk menghindari terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan tersebut?

1. 2. 3. 4. 5.

Apa yang dimaksud dengan spermatogenesis dan oogenesis? Di organ apa kedua proses tersebut berlangsung? Apa yang akan terjadi jika sel telur yang dilepaskan saat ovulasi tidak dibuahi atau dibuahi oleh sperma? Bagaimana embrio di dalam rahim mendapatkan perlindungan, makanan, dan oksigen? Apa keunggulan ASI dibandingkan dengan susu formula? Apa yang dimaksud dengan fertilisasi dan ovulasi?

Biologi Kelas XI

243

C. Keterkaitan Antara Kesehatan Reproduksi dengan Program KB dan Kependudukan Pada zaman modern ini, kesehatan sistem reproduksi mendapat perhatian yang serius. Hal ini terbukti dengan adanya berbagai upaya mencari solusi terhadap masalah atau gangguan pada sistem reproduksi. Kesehatan sistem reproduksi berhubungan erat dengan penyakit atau gangguan pada sistem reproduksi dan cara menjaga atau merawat kesehatan sistem reproduksi. Penyakit apa saja yang dapat menyerang sistem reproduksi? Apa penyebabnya? Untuk mengawali pemahaman Anda, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

Menganalisis Penyebab Penyakit yang Terjadi pada Sistem Reproduksi 1.

Carilah informasi mengenai jenis-jenis penyakit yang menyerang sistem reproduksi dan penyebabnya melalui berbagai literatur seperti buku-buku referensi, internet, atau bertanya langsung kepada petugas kesehatan. Catatlah informasi yang Anda peroleh dengan cermat dan teliti. Jenis-jenis penyakit apa saja yang dapat menyerang sistem reproduksi? Apa penyebabnya? Bagaimana cara penularannya? Apa yang akan Anda lakukan untuk menjaga kesehatan sistem reproduksi sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan? Buatlah resume tertulis dari tugas ini dan kumpulkan kepada Bapak atau Ibu Guru.

2. 3. 4. 5.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mendata beberapa jenis penyakit yang dapat menyerang sistem reproduksi. Oleh karena itu, kesehatan reproduksi perlu dirawat dan dijaga. Uraian berikut akan menjelaskan jenis-jenis penyakit yang menyerang sistem reproduksi, cara merawat kesehatan reproduksi, program KB, dan masalah kependudukan akibat proses reproduksi. 1.

244

Penyakit dan Gangguan yang Berhubungan dengan Sistem Reproduksi Penyakit pada sistem reproduksi pada umumnya terjadi akibat infeksi mikroorganisme tertentu. Penyakit ini dapat menular melalui hubungan seksual. Oleh karena itu, penyakit Anda telah mengetahui macamtersebut sering disebut PMS (Penyakit Menular macam penyakit dan gangguan pada sistem reproduksi. Apakah yang Seksual). Selain melalui hubungan seksual, PMS menyebabkan munculnya penyakit dapat ditularkan oleh cairan darah melalui dan gangguan tersebut? Bagaimana jarum suntik/transfusi. Ibu hamil juga dapat cara penanganannya? Bacalah menularkan PMS kepada bayinya. Dalam artikel pada alamat website berikut untuk mengetahui jawabannya. banyak kasus, PMS kadang tidak menunjukkan 1. http://goo.gl/iSG3RA gejala sama sekali. Meskipun demikian, tetap 2. http://goo.gl/xGi142 harus digarisbawahi bahwa seseorang yang 3. http://goo.gl/U62Ezv terinfeksi PMS dapat menularkan penyakitnya 4. http://goo.gl/CaOPim 5. http://goo.gl/Ok6v3A kepada orang lain.


Beberapa jenis penyakit yang menyerang sistem reproduksi antara lain keputihan, uretritis, prostatitis, epididimitis, gonore, sifilis, herpes genitalis, kutil kelamin, dan trikomoniasis vaginalis. Selain PMS, organ reproduksi dapat mengalami gangguan tertentu sehingga tidak berfungsi dengan baik. Gangguan tersebut dapat terjadi pada organ reproduksi pria maupun wanita. Beberapa gangguan yang sering dijumpai pada sistem reproduksi yaitu endometriosis, kriptorkidisme, hipogonadisme, amenore, mioma, dan penyumbatan saluran reproduksi. 2.

Merawat dan Menjaga Kesehatan Sistem Reproduksi Kesehatan sistem reproduksi berhubungan dengan fungsi dan proses yang terjadi dalam sistem reproduksi. Setiap pribadi, baik pria maupun wanita, perlu menjaga kesehatan sistem reproduksinya. Hal ini perlu dilakukan agar kesuburan atau fertilitas tetap terjaga untuk menghasilkan keturunan. Beberapa upaya berikut dapat dilakukan untuk menjaga kesehatan sistem reproduksi. a. Membersihkan alat kelamin bagian luar menggunakan air bersih setelah buang air. Saat membersihkan alat kelamin sebaiknya dari arah depan ke belakang. b. Menjaga alat kelamin luar agar selalu kering, misal dilap menggunakan tisu setelah terkena air. Daerah lembap cocok untuk berkembangbiaknya bakteri dan jamur. c. Menggunakan celana dalam dari bahan yang menyerap keringat dan tidak terlalu ketat. d. Menghentikan kebiasaan menahan buang air. Menahan buang air dapat mengakibatkan urine menetes sehingga membasahi celana dalam. e. Mengurangi kebiasaan mandi menggunakan air panas. Suhu panas dapat mengganggu spermatogenesis. Untuk menjaga kesehatan sistem reproduksi, diperlukan perilaku yang positif dalam pergaulan. Perkembangan zaman yang semakin modern, mengakibatkan semakin merebaknya pergaulan bebas di kalangan remaja. Akibatnya, banyak terjadi pernikahan dini di kalangan remaja. Apa pendapat Anda mengenai pernikahan dini dan perilaku negatif yang berkaitan dengan reproduksi? Kerjakan tugas berikut dan kumpulkan hasilnya kepada Bapak atau Ibu Guru.

Menganalisis Hubungan Antara Pergaulan Remaja dengan Sistem Reproduksi 1. 2. 3. 4.

Carilah artikel mengenai kasus-kasus pernikahan dini dan perilaku negatif kaum remaja yang akhir-akhir ini sering terjadi. Buatlah artikel mengenai pernikahan dini dan perilaku negatif kaum remaja yang berkaitan dengan reproduksi. Tulislah pendapat Anda mengenai permasalahan tersebut dan akibat-akibat yang ditimbulkannya. Kumpulkan artikel yang Anda buat kepada Bapak atau Ibu Guru.

Biologi Kelas XI

245

3.

Masalah Kependudukan dan Program KB Proses reproduksi manusia merupakan proses pertambahan individu baru sebagai akibat kelahiran. Semakin tinggi tingkat reproduksi manusia maka permasalahan yang ditimbulkannya juga semakin meningkat. Oleh karena itu, diperlukan usaha-usaha untuk mengatasi permasalahan tersebut salah satunya dengan program KB. Apa hubungan antara kesehatan reproduksi, program KB, dan kependudukan? Untuk mengetahui jawabannya, lakukan kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Keterkaitan Antara Kesehatan Reproduksi dengan Program KB dan Kependudukan 1. 2. 3.

4. 5.

Carilah informasi mengenai dampak peningkatan jumlah penduduk dan usaha pengendaliannya dari berbagai literatur, misalnya buku-buku referensi dan internet. Catatlah informasi yang Anda peroleh secara cermat dan teliti. Lakukan diskusi bersama teman-teman Anda dengan menerapkan sikap mau bekerja sama dan menghormati pendapat orang lain untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan berikut. a. Mengapa laju pertumbuhan penduduk dari tahun ke tahun semakin tinggi? Kaitkan jawaban Anda dengan kesehatan reproduksi! b. Apa saja dampak peningkatan jumlah penduduk? c. Bagaimana cara memecahkan masalah kepadatan penduduk yang berkaitan dengan sistem reproduksi? Apa peranan program KB untuk mengatasi permasalahan ini? d. Apakah program KB perlu dilakukan untuk mengatasi permasalahan kependudukan tersebut? Selain pertanyaan-pertanyaan di atas, Anda dapat membuat pertanyaan yang lain sebagai bahan tambahan untuk diskusi. Tuliskan hasil kegiatan Anda dalam bentuk laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan yang telah Anda buat di depan kelas.

Dari kegiatan di depan, Anda telah mengetahui keterkaitan antara kesehatan reproduksi dengan program KB dan masalah kependudukan. Untuk lebih jelasnya, simaklah uraian berikut. Pertumbuhan jumlah penduduk yang semakin meningkat terjadi karena waktu reproduksi manusia relatif cepat. Selain itu, perkembangan ilmu dan teknologi di bidang kesehatan mengakibatkan peningkatan kesehatan reproduksi manusia. Peningkatan jumlah penduduk yang tidak terkendali dapat mengakibatkan ketidakseimbangan antara kebutuhan dan persediaan berbagai faktor kehidupan antara lain papan, sandang, pangan, dan lapangan pekerjaan. Akibatnya, terjadilah kerawanan sosial karena pengangguran, kriminalitas, dan berbagai penyakit sosial lainnya. Akibat lebih lanjut dari masalah sosial ini adalah menurunnya kualitas hidup. Dengan demikian, di satu sisi reproduksi dapat menambah kuantitas manusia tetapi di sisi lainnya dapat menurunkan kualitas manusia. Oleh karena itu, diperlukan usaha-usaha untuk menanggulanginya, salah satunya dengan menerapkan program Keluarga Berencana (KB). 246


Keluarga Berencana merupakan program pemerintah Indonesia untuk mengatasi dan mengantisipasi masalah pertambahan penduduk yang cepat. Keluarga Berencana dalam pengertian umum dapat dijelaskan sebagai usaha yang mengatur banyaknya jumlah kelahiran sehingga ibu, bayi, ayah, dan keluarganya atau masyarakat yang bersangkutan tidak akan mendapatkan kerugian sebagai akibat langsung dari kelahiran tersebut. Dalam pengertian sederhana dan sempit, keluarga berencana dalam kehidupan sehari-hari berkisar pada pencegahan konsepsi (pembuahan) yaitu persatuan sel telur dengan spermatozoa. Jadi, salah satu fungsi program Keluarga Berencana yaitu untuk mencegah kehamilan sehingga jarak kelahiran dapat diatur. Pencegahan kehamilan dapat dilakukan dengan menggunakan alat-alat kontrasepsi. Secara umum berdasarkan sifat kerjanya, kontrasepsi dibedakan menjadi dua macam yaitu kontrasepsi permanen dan kontrasepsi temporer. Kontrasepsi permanen dilakukan dengan cara operasi, baik pada wanita (tubektomi) maupun pria (vasektomi). Kontrasepsi temporer dilakukan dengan alat bantu atau tanpa alat bantu. Kontrasepsi tanpa alat bantu dilakukan dengan menghindari hubungan seksual pada masa subur. Kontrasepsi dengan alat bantu banyak ragamnya yaitu Intra-Uterine Devices (IUD) atau spiral, pil kontrasepsi, obat suntik, kondom, dan diafragma.

Beberapa orang beranggapan bahwa banyak anak banyak rezeki. Apa pendapat Anda mengenai anggapan tersebut? Bagaimana sikap dan tindakan Anda jika ada kerabat atau saudara Anda menganut anggapan tersebut?

1. 2. 3. 4.

Apa penyebab penyakit inkomoniasis vaginalis? Apa gejala-gejalanya? Berikan tiga contoh jenis penyakit atau gangguan pada wanita dan pria beserta penyebabnya! Apa tujuan diterapkannya program Keluarga Berencana? Jelaskan dampak peningkatan pertumbuhan penduduk bagi kesejahteraan manusia?

Biologi Kelas XI

247

Buatlah poster mengenai upaya penanggulangan pertambahan penduduk dan peningkatan kualitas SDM melalui program Keluarga Berencana (KB) serta pemberian ASI eksklusif. Kembangkan daya kreativitas Anda untuk membuat poster yang menarik. Selanjutnya, pasanglah poster yang Anda buat di tempat-tempat strategis.

1. 2.

3. 4. 5. 6.

Organ reproduksi pria dibedakan menjadi organ reproduksi luar dan organ reproduksi dalam. Organ reproduksi luar terdiri atas penis dan skrotum. Organ reproduksi dalam terdiri atas testis, epididimis, vas deferens, saluran ejakulasi, uretra, dan kelenjar asesoris. Organ reproduksi wanita dibedakan menjadi organ reproduksi dalam dan organ reproduksi luar. Organ reproduksi dalam terdiri atas ovarium dan saluran reproduksi yang meliputi oviduk, uterus, dan vagina. Organ reproduksi luar terdiri atas vulva dengan bagian labium mayor, labium minor, dan klitoris. Spermatogenesis merupakan proses pembentukan sperma secara meiosis yang berlangsung di tubulus seminiferus. Oogenesis merupakan proses pembentukan ovum secara meiosis di ovarium. Siklus menstruasi meliputi fase menstruasi, proliferasi, dan sekresi. Gangguan dan penyakit pada sistem reproduksi wanita antara lain trikomoniasis vaginalis dan endometriosis. Gangguan dan penyakit pada sistem reproduksi pria antara lain prostatitis, uretritis, dan epididimitis.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Perhatikan gamX bar di samping dan pernyataan Y berikut! (1) Pada bagian bertanda Y terdapat sel Leydig yang berfungsi sebagai penghasil hormon testosteron.

248


(2) Pada bagian bertanda Y terdapat sel sertoli yang berperan sebagai pemberi nutrisi pada spermatozoa. (3) Bagian bertanda X berfungsi menyimpan sperma sementara. (4) Pada bagian X berlangsung spermatogenesis. (5) Sel induk spermatozoa terdapat dalam bagian yang bertanda X. Hubungan antara gambar dan pernyataan yang benar terdapat pada nomor . . . .

a. b. c. d. e.

(1), (2), dan (3) (1), (3), dan (4) (1), (4), dan (5) (2), (3), dan (4) (3), (4), dan (5)

4. Jika pada tanggal 25 November, Lusi mengalami hari pertama haid, kapan Lusi akan mengalami ovulasi dan haid lagi?

2. Gambar di bawah ini menunjukkan mekanisme pembentukan sel kelamin pada wanita.

X

Setelah mengalami meiosis, proses yang berkaitan dengan bagian X adalah . . . . a. FSH menurun akibat pembentukan oosit sekunder b. LH meningkat, mendorong terjadinya ovulasi c. estrogen meningkat, mendorong terjadinya ovulasi d. penurunan estrogen dan LH sehingga ovulasi terjadi e. progesteron menurun, terjadi pelepasan oosit sekunder 3. Perhatikan gambar (1) spermatogenesis di samping! (2) Bagian yang ditunjuk nomor (3) (3) dan (4) serta pembelahan (4) yang terjadi adalah . . . . (5) a. sel primordial, spermatogonium, dan mitosis b. sel primordial, spermatogonium, dan meisosis c. spermatosit sekunder, spermatid, dan meiosis II d. spermatogonium, spermatosit primer, dan mitosis e. spermatosit primer, spermatosit sekunder, dan meiosis I

a. b. c. d. e.

Ovulasi

Menstruasi

23 November 9 Desember 9 Desember 9 November 23 November

23 Desember 13 Desember 23 Desember 23 November 9 Desember

5. Beberapa keterangan berikut berhubungan dengan suatu jenis penyakit pada sistem reproduksi. (1) Penyakit ini dapat diderita baik oleh pria maupun wanita. (2) Gejala pada pria berupa keluarnya nanah kental berwarna kehijauan dari ujung penis. (3) Penyakit ini dapat mengakibatkan kemandulan. (4) Penyakit ini diakibatkan oleh Neisseria gonorrhoeae. Jenis penyakit kelamin yang sesuai dengan keterangan di atas adalah . . . . a. sifilis b. gonore c. klamidiasis d. kutil kelamin e. herpes genetalis B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Ibu hamil yang mengidap HIV/AIDS dapat menularkan virus HIV kepada janin yang dikandungnya, padahal pembuluh darah ibu tidak pernah berhubungan dengan pembuluh darah janin. Bagaimana penularan ini dapat terjadi? 2. Seorang pria yang sering mengenakan celana ketat dikhawatirkan akan mengalami gangguan kesuburan. Benarkah pendapat itu? Jelaskan alasan jawaban Anda!

Biologi Kelas XI

249

3.

Gambar berikut menunjukkan perubahan jumlah kadar hormon dalam darah selama siklus menstruasi.

4.

Dalam teknologi fertilisasi in vitro diterapkan teknik baru yaitu penyortiran sperma. Dengan demikian, melalui teknik ini memungkinkan bagi satu pasangan untuk memilih jenis kelamin bayinya. Apakah Anda akan melakukan teknik ini jika kelak sudah menikah? Mengapa ya dan mengapa tidak? Apa potensi permasalahan yang mungkin Anda ramalkan jika penggunaan teknik itu menjadi semakin luas?

5.

Peningkatan jumlah penduduk yang tidak terkendali sangat berkaitan dengan proses reproduksi pada manusia. Peningkatan jumlah penduduk menimbulkan masalah-masalah kependudukan. Untuk mengantisipasi masalah tersebut, pemerintah menggalakkan program Keluarga Berencana. Apakah program Keluarga Berencana terbukti efektif untuk mengendalikan populasi penduduk? Upaya-upaya apa saja yang perlu dilakukan untuk mengendalikan populasi penduduk?

Jumlah hormon dalam darah

Ovulasi

LH

FSH Hari ke1

5

10

15

20

25 28

Jumlah hormon dalam darah

Kadar FSH dan LH selama siklus menstruasi Progesteron

Estrogen Hari ke1

5 10 15 20 25 28 Kadar estrogen dan progesteron selama siklus menstruasi

Bagaimana pengaruh perubahan kadar hormon-hormon tersebut menjelang dan setelah ovulasi?

Anda telah mempelajari sistem reproduksi meliputi organ-organ reproduksi, proses reproduksi, dan kesehatan reproduksi. Selain itu, berdasarkan rubrik tautan Anda mengetahui beberapa teknologi dalam sistem reproduksi. Tanpa disadari bahwa semua yang berkaitan dengan sistem reproduksi tersebut merupakan anugerah yang telah diciptakan Tuhan demi kelangsungan hidup manusia. Oleh karena itu, bersyukurlah kepada Tuhan atas karunia tersebut. Selain itu, dengan pola pikir ilmiah yang Anda miliki cobalah temukan suatu teknologi baru mengenai sistem reproduksi. Dengan demikian, Anda dapat menemukan produk-produk inovatif yang bermanfaat bagi manusia.

250


Struktur dan Fungsi Sel-Sel Penyusun Jaringan dalam Sistem Pertahanan Tubuh Mempelajari

Mekanisme Pertahanan Tubuh

Jenis-Jenis Kekebalan dan Gangguan pada Sistem Kekebalan Tubuh

Mencakup

Meliputi

Respons Kekebalan terhadap Antigen

Jenis-Jenis Pertahanan Tubuh

Meliputi

Terdiri atas

Jenis-Jenis Kekebalan Tubuh Terdiri atas

Terdiri atas

Kekebalan Humoral Pertahanan Tubuh Nonspesifik Terdiri atas

Pertahanan Tubuh Spesifik Terdiri atas

Kulit

Kekebalan Seluler

Gangguan pada Sistem Kekebalan Tubuh

Alergi Kekebalan Aktif

Kekebalan Pasif Autoimunitas

Limfosit AIDS

Inflamasi

Antibodi

Membran Mukosa

Sel-sel Fagosit

Rambut Hidung dan Silia pada Trakea Protein Antimikrobia

Cairan Sekresi dari Kulit dan Membran Mukosa

Biologi Kelas XI

251

Sumber: http://askabiologist.asu.edu/explore/building-blocks-life

Pemberian vaksin sangat dianjurkan untuk anak-anak bahkan orang dewasa. Vaksinasi perlu dilakukan untuk menciptakan kekebalan tubuh terhadap penyakit tertentu. Sebagai contoh, vaksinasi BCG diberikan untuk memberikan kekebalan terhadap penyakit TBC. Pada beberapa kasus, anak-anak yang diberi vaksinasi mengalami demam setelah pemberian vaksin. Mengapa hal tersebut terjadi? Mengapa pemberian vaksin umumnya harus dilakukan beberapa kali dalam jangka waktu tertentu? Mengapa tidak bisa satu kali saja?

1. 2. 3. 4.

252

Mekanisme pertahanan tubuh Respons kekebalan terhadap antigen Jenis-jenis kekebalan tubuh Gangguan pada sistem kekebalan tubuh

Struktur dan Fungsi Sel-Sel Penyusun Jaringan dalam Sistem Pertahanan Tubuh

• • • • • •

Antibodi Antigen Patogen Vaksinasi Inflamasi Sel limfosit

Di sekitar kita terdapat berbagai jenis mikroorganisme patogen yang dapat masuk ke tubuh dan mengakibatkan penyakit. Namun, Tuhan telah menciptakan sistem pertahanan di dalam tubuh manusia sehingga tubuh dapat menolak suatu penyakit masuk ke tubuh. Dengan demikian, meskipun di lingkungan sekitar selalu terdapat virus atau bakteri penyebab penyakit, tubuh kita tidak selalu terkena penyakit. Sistem imun atau sistem pertahanan tubuh tersusun dari sel-sel dan jaringan yang membentuk imunitas tubuh. Dengan demikian, terbentuk kekebalan tubuh terhadap infeksi atau penyakit. Namun pada saat daya tahan tubuh lemah, organisme penyebab penyakit dapat mengalahkan sistem imun dan memasuki sel-sel serta jaringan tubuh. Jika sistem imun kita dapat dikalahkan oleh patogen, tubuh kita akan mengalami suatu penyakit. Selain dapat diperoleh secara alami, kekebalan terhadap suatu jenis penyakit juga dapat diperoleh dengan pemberian vaksin. Di dunia kedokteran, pembuatan vaksin dapat dilakukan setelah mempelajari sistem imun. Nah, dalam bab ini Anda akan mempelajari tentang sistem pertahanan tubuh yang meliputi mekanisme pertahanan tubuh, respons kekebalan, dan jenis-jenis kekebalan. Selain itu, Anda juga akan mempelajari tentang gangguan pada sistem kekebalan tubuh. Dengan demikian, Anda dapat mengetahui cara mempertahankan imunitas dan mencegah penyakit masuk ke tubuh.

A. Mekanisme Pertahanan Tubuh Tuhan menciptakan manusia dengan sempurna. Dalam tubuh manusia telah diciptakan sistem pertahanan tubuh yang dapat memberikan kekebalan terhadap suatu penyakit. Apa yang dimaksud dengan kekebalan tubuh? Bagaimana mekanisme terjadinya kekebalan tubuh? Sebelum mempelajari lebih lanjut mengenai mekanisme pertahanan tubuh, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

Mendeskripsikan Sistem Kekebalan Tubuh 1. 2. 3. 4.

Carilah informasi mengenai penyakit AIDS dari berbagai literatur seperti buku-buku referensi dan internet. Bacalah informasi yang Anda peroleh dengan cermat dan teliti. Catatlah informasi-informasi penting yang Anda peroleh meliputi penyebab penyakit AIDS, bagian tubuh yang diserang, dan gejala-gejalanya. Berdasarkan informasi yang Anda peroleh, diskusikan bersama temanteman Anda mengenai permasalahan-permasalahan berikut. a. Apa penyebab penyakit AIDS dan bagian tubuh apa yang diserang? b. Mengapa seseorang yang mengidap penyakit AIDS mudah terserang penyakit? c. Jika ada penderita AIDS di lingkungan Anda, apakah penderita AIDS itu harus dikucilkan? Ungkapkan alasan Anda! d. Mengapa sistem kekebalan sangat penting dalam menjaga kesehatan tubuh? e. Bagaimana mekanisme terbentuknya kekebalan tubuh?

Biologi Kelas XI

253

f.

5. 6.

Komponen apa saja dalam tubuh yang memicu terbentuknya kekebalan tubuh? Saat berdiskusi, jangan lupa menerapkan sikap mau bekerja sama, cinta damai, menghargai pendapat orang lain, serta berani berargumentasi dengan sopan dan santun sehingga pemecahan masalah dapat berjalan dengan lancar. Susunlah laporan kegiatan meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui peranan sistem kekebalan dalam menjaga kesehatan tubuh. Bagaimana pertahanan tubuh jika ada patogen masuk ke tubuh? Simaklah uraian berikut untuk mengetahui jawabannya. 1.

254

Jenis-Jenis Pertahanan Tubuh Tubuh kita sudah dilengkapi dengan sistem pertahanan yang dapat melindungi tubuh dari patogen sehingga tidak mudah terserang penyakit. Jika bekerja dengan baik, Untuk menambah wawasan Anda sistem pertahanan tubuh akan melindungi mengenai sistem imun dalam tubuh manusia, bukalah video tubuh terhadap infeksi, serta menghancurkan dalam alamat website http://youtu.be/ sel kanker dan zat asing lain dalam tubuh. nGkjdyUGP5Q. Fungsi sistem pertahanan tubuh sebagai Amati video tersebut dengan berikut. cermat dan teliti. Selanjutnya, tulisa. Melindungi tubuh dari serangan benda lah informasi-informasi penting dalam buku catatan Anda. asing atau bibit penyakit yang masuk ke tubuh. Benda asing tersebut dapat berupa mikrobia penyebab penyakit (patogen), misal virus, bakteri, Protozoa, dan jamur. b. Menghilangkan jaringan atau sel yang mati atau rusak (debris sel) untuk perbaikan jaringan. c. Mengenali dan menghilangkan sel abnormal. Itulah beberapa fungsi sistem pertahanan tubuh. Pertahanan tubuh terhadap suatu penyakit melibatkan antigen dan peran antibodi. Sebelum mempelajari lebih lanjut mengenai jenis-jenis pertahanan tubuh, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut untuk mendefinisikan antigen dan antibodi.


Mendefinisikan Antigen dan Antibodi 1.

2.

3. 4.

5. 6.

Perhatikan dengan cermat dan Sumsum tulang teliti skema masuknya patogen berupa virus influenza ke tubuh pada gambar di Sel stem samping. Carilah informasi dari berLimfosit bagai literatur mengenai Sel B matang di limfa nodus mekanisme penularan virus Antigen asing memasuki influenza pada seseorang. tubuh ketika virus influenza menginfeksi. Catatlah informasi-informasi Sel B penting dari literatur yang Anda baca. Gambar 11.1 Skema masuknya Diskusikan bersama temanpatogen teman Anda tentang perSel B merespon terhadap antigen. Sel B menggandakan diri, membentuk masalahan-permasalahan klon-klon sel plasma yang menyekresikan antibodi. berikut dengan menerapkan sikap mau bekerja sama serta berani mengemukakan argumentasi secara sopan dan santun. Imunitas humoral a. Apa yang dimaksud dengan antigen dan antibodi? Jelaskan fungsi antibodi bagi tubuh! Antibodi berikatan dengan b. Menurut Anda, apa yang mikroorganisme untuk membunuhnya. Sel B tidak terlibat akan terjadi jika dalam secara langsung. tubuh tidak terdapat Sel T dan sel B tetap hdiup sebagai sel memori. Infeksi kedua oleh antibodi? antigen yang sama akan menghasilkan respons sekunder yang c. Bagaimana mekanisme lebih cepat. penularan virus influenza Gambar 11.1 Skema masuknya patogen ke tubuh seseorang? d. Apa yang akan terjadi jika sistem kekebalan tubuh seseorang dapat dikalahkan oleh patogen yang masuk ke tubuh? Tulislah hasil diskusi kelompok Anda dalam format laporan yang berisi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Berdasarkan kegiatan di atas, Anda telah mengetahui bahwa di dalam tubuh terjadi suatu mekanisme pertahanan ketika terdapat patogen yang masuk. Mekanisme pertahanan tubuh melibatkan antigen dan antibodi. Menurut Campbell, Reece, dan Mitchell (2004), molekul asing yang mendatangkan suatu respons spesifik dari limfosit disebut sebagai antigen. Sementara itu, salah satu cara antigen menimbulkan respons kekebalan adalah dengan mengaktifkan sel B untuk menyekresikan protein yang disebut antibodi.

Biologi Kelas XI

255

Berdasarkan cara mempertahankan diri dari penyakit, sistem pertahanan tubuh digolongkan menjadi dua, yaitu sistem pertahanan tubuh nonspesifik dan sistem pertahanan tubuh spesifik. Mikrobia penyebab penyakit dan benda asing saat akan menginfeksi tubuh harus melalui sistem pertahanan tubuh nonspesifik terlebih dahulu. Jika sistem pertahanan tubuh nonspesifik tidak mampu menghancurkannya, zat penginfeksi tersebut akan menghadapi sistem pertahanan tubuh spesifik. Beberapa lapis pertahanan yang dilakukan oleh tubuh dapat dilihat dalam tabel berikut. Tabel 11.1 Beberapa Lapis Pertahanan Tubuh terhadap Penyakit Pertahanan Tubuh Nonspesifik Pertahanan Pertama • • • •

a.

Kulit Membran mukosa Rambut hidung dan silia pada trakea Cairan sekresi dari kulit dan membran mukosa

Pertahanan Tubuh Spesifik

Pertahanan Kedua • • •

Inflamasi Sel-sel fagosit Protein antimikrobia

Pertahanan Ketiga • •

Limfosit Antibodi

Sistem Pertahanan Tubuh Nonspesifik Sistem pertahanan tubuh nonspesifik merupakan pertahanan tubuh yang tidak membedakan mikrobia patogen satu dengan yang lainnya. Bagian tubuh apa saja yang berperan dalam sistem pertahanan tubuh nonspesifik? Bagaimana struktur sel atau jaringan yang menyusun bagian tubuh tersebut? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui jawabannya.

Mengidentifikasi Struktur Sel atau Jaringan Tubuh yang Berperan dalam Sistem Pertahanan Tubuh Nonspesifik 1.

Perhatikan dengan cermat struktur sel-sel yang menyusun membran mukosa trakea berikut ini.

Gambar 11.2 Sel penyusun jaringan trakea

2. 3.

256

Carilah informasi dari berbagai literatur mengenai sel-sel penyusun jaringan trakea beserta fungsinya. Catatlah informasi-informasi penting dari literatur yang Anda baca.


4.

5. 6.

Berdasarkan gambar dan informasi yang Anda peroleh, diskusikan permasalahan-permasalahan berikut bersama teman-teman Anda. a. Bagaimana struktur sel-sel yang menyusun permukaan trakea? b. Apa kaitan struktur trakea tersebut dengan sistem pertahanan tubuh nonspesifik? c. Menurut Anda, selain membran mukosa trakea, bagian tubuh apa saja yang berperan dalam sistem pertahanan tubuh nonspesifik? Saat berdiskusi, jangan lupa menerapkan sikap mau bekerja sama serta mengemukakan argumentasi secara sopan dan santun. Tulislah hasil kegiatan Anda dalam bentuk laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Dari kegiatan tersebut, Anda telah mengetahui sel-sel penyusun jaringan trakea yang disesuaikan dengan fungsinya sebagai bagian dari sistem pertahanan tubuh nonspesifik. Sistem pertahanan tubuh nonspesifik diperoleh dengan berbagai cara berikut. 1) Pertahanan yang Terdapat di Permukaan Tubuh Pertahanan yang terdapat di permukaan tubuh berupa pertahanan fisik, pertahanan mekanis, pertahanan kimiawi, dan pertahanan biologis. a) Pertahanan Fisik Pertahanan tubuh secara fisik dilakukan oleh lapisan terluar tubuh yang berfungsi menghalangi jalan masuknya patogen ke tubuh. Pertahanan ini dilakukan oleh kulit dan membran mukosa. Lapisan terluar kulit terdiri atas sel-sel epitel yang tersusun rapat sehingga patogen sulit menembusnya. Lapisan terluar kulit mengandung keratin dan sedikit air sehingga dapat menghambat pertumbuhan mikrobia. Saluran pencernaan, saluran pernapasan, dan saluran kelamin juga dilapisi oleh membran mukosa yang berfungsi menghalangi masuknya patogen. b) Pertahanan Mekanis Pertahanan tubuh secara mekanis dilakukan oleh rambut hidung dan silia pada trakea. Rambut hidung berfungsi menyaring udara yang dihirup dari partikel-partikel berbahaya maupun mikrobia. Adapun silia yang terdapat pada trakea berfungsi menyapu partikelpartikel berbahaya yang terperangkap dalam lendir agar dapat dikeluarkan dari tubuh.

Biologi Kelas XI

257

c)

2)

Pertahanan Kimiawi Pertahanan tubuh secara kimiawi dilakukan oleh sekret yang dihasilkan oleh kulit dan membran mukosa. Sekret tersebut mengandung zat-zat kimia yang dapat menghambat pertumbuhan mikrobia, contoh minyak dan keringat. Kedua sekret tersebut akan memberikan suasana asam (pH 3–5) sehingga dapat mencegah pertumbuhan mikroorganisme di kulit. Adapun air liur (saliva), air mata, dan sekresi mukosa (mukus) mengandung enzim lisozim yang dapat membunuh bakteri. Enzim tersebut dapat menghidrolisis dinding sel bakteri sehingga pecah dan mati. Berdasarkan uraian tersebut, dapat diketahui bahwa dalam pertahanan kimiawi melibatkan zat-zat kimia yang berperan dalam menghambat pertumbuhan mikrobia. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa ilmu biologi sangat berkaitan atau berhubungan dengan ilmu kimia. d) Pertahanan Biologis Pertahanan tubuh secara biologis dilakukan oleh populasi bakteri tidak berbahaya yang hidup di kulit dan membran mukosa. Bakteri-bakteri tersebut melindungi tubuh dengan cara berkompetisi dengan bakteri patogen dalam memperoleh nutrisi. Respons Peradangan (Inflamasi) Inflamasi merupakan respons tubuh terhadap kerusakan jaringan, misal akibat tergores atau benturan keras. Proses inflamasi merupakan kumpulan dari empat gejala sekaligus yaitu dolor (nyeri), rubor (kemerahan), calor (panas), dan tumor (bengkak). Mekanisme pertahanan tubuh melalui inflamasi dapat dilihat pada Gambar 11.3 berikut.

Patogen Senyawa kimia

Sel-sel fagosit

Perpindahan fagosit

Pembuluh darah

Pelebaran pembuluh darah a)

b)

c)


Gambar 11.3 Mekanisme pertahanan tubuh melalui inflamasi

Berdasarkan gambar di atas, mekanisme pertahanan tubuh melalui inflamasi dapat dijelaskan sebagai berikut. a) Jaringan mengalami luka. Adanya kerusakan jaringan mengakibatkan patogen mampu melewati pertahanan tubuh untuk menginfeksi sel-sel tubuh. Jaringan yang terinfeksi akan merangsang mastosit mengeluarkan histamin dan prostaglandin.

258


b)

3)

Terjadi pelebaran pembuluh darah yang mengakibatkan peningkatan kecepatan aliran darah sehingga permeabilitas pembuluh darah meningkat. Daerah yang terinfeksi menjadi berwarna kemerahan, panas, bengkak, dan terasa nyeri. Peningkatan kecepatan aliran darah dan permeabilitas pembuluh darah mengakibatkan terjadinya perpindahan sel-sel fagosit (neutrofil dan monosit) menuju jaringan yang terinfeksi. c) Sel-sel fagosit kemudian memakan patogen. Inflamasi berfungsi mencegah infeksi menyebar ke jaringan lain serta mempercepat proses penyembuhan. Reaksi tersebut juga berfungsi sebagai sinyal adanya bahaya dan sebagai perintah agar sel darah putih (neutrofil dan monosit) melakukan fagositosis terhadap mikrobia yang menginfeksi tubuh. Fagositosis Fagositosis adalah suatu mekaa b nisme pertahanan yang dilakukan oleh sel-sel fagosit dengan jalan mencerna c mikrobia/partikel asing. Sel fagosit terdiri atas dua jenis, yaitu fagosit mononuklear dan polimorfonuklear. d Contoh fagosit mononuklear adalah monosit (di dalam darah) dan jika e f bermigrasi ke jaringan akan berperan Sumber: www.sandurezu.wordpress.com sebagai makrofag. Contoh fagosit Gambar 11.4 Proses fagositosis polimorfonuklear adalah granulosit, yaitu neutrofil, eosinofil, basofil, dan cell mast (mastosit). Sel-sel fagosit ini akan bekerja sama setelah memperoleh sinyal kimiawi dari jaringan yang terinfeksi patogen. Penjelasan mengenai proses fagositosis sebagai berikut. Perhatikan pula Gambar 11.4! a) Pengenalan (recognition), mikrobia atau partikel asing terdeteksi oleh sel-sel fagosit. b) Pergerakan (chemotaxis), setelah suatu partikel mikrobia dikenali, sel fagosit akan bergerak menuju partikel tersebut. Pada proses ini mikrobia atau partikel asing mengeluarkan zat yang dapat memikat sel hidup seperti fagosit untuk menghampirinya. c) Perlekatan (adhesion), setelah sel fagosit bergerak menuju partikel asing, partikel tersebut akan melekat dengan reseptor pada membran sel fagosit. d) Penelanan (ingestion), ketika partikel asing telah berikatan dengan reseptor di membran plasma sel fagosit, membran plasma sel fagosit akan menyelubungi seluruh permukaan partikel asing dan menelannya ke sitoplasma dalam sebuah gelembung mirip vakuola yang disebut fagosom.

Biologi Kelas XI

259

e)

4)

Pencernaan (digestion), lisosom yang berisi enzim-enzim penghancur seperti acid hydrolase dan peroksidase, berfusi dengan fagosom membentuk fagolisosom. Enzim-enzim tersebut mencerna seluruh permukaan partikel asing sampai hancur. Setelah infeksi tertanggulangi, beberapa neutrofil dan sel fagosit lain akan mati bersamaan dengan matinya sel-sel tubuh dan patogen. Sel-sel fagosit yang masih hidup maupun yang sudah mati serta sel-sel tubuh yang rusak selanjutnya akan membentuk nanah. Terbentuknya nanah merupakan indikator bahwa infeksi telah sembuh. f) Pengeluaran (releasing), produk sisa partikel asing yang tidak dicerna akan dikeluarkan oleh sel fagosit. Protein Antimikrobia Salah satu jenis protein yang berperan dalam sistem pertahanan tubuh nonspesifik yaitu protein komplemen. Protein komplemen membunuh bakteri penginfeksi dengan cara membentuk lubang pada dinding sel dan membran plasma bakteri tersebut. Hal ini mengakibatkan ion-ion Ca2+ keluar dari sel bakteri. Sementara itu, cairan dan garamgaram dari luar bakteri akan masuk ke sel bakteri. Masuknya cairan dan garam mengakibatkan sel bakteri hancur. Perhatikan Gambar 11.5! Protein komplemen

Garam-garam

« « Bakteri

Protein komplemen membentuk lubang di dinding sel dan membran plasma sel bakteri

Cairan

Cairan dan garamgaram masuk ke sel bakteri

Sel bakteri hancur

Sumber: Biology, S.S Mader

Gambar 11.5 Mekanisme penghancuran bakteri oleh protein komplemen

Jenis protein lain yang berperan dalam sistem pertahanan tubuh nonspesifik yaitu interferon. Interferon dihasilkan oleh sel-sel yang terinfeksi oleh virus. Senyawa tersebut dihasilkan ketika virus memasuki tubuh tidak melalui pembuluh darah, melainkan melalui kulit dan selaput lendir. Interferon selanjutnya akan berikatan dengan sel-sel yang tidak terinfeksi. Sel-sel yang telah berikatan dengan interferon akan membentuk zat yang mampu mencegah replikasi virus. Dengan demikian, serangan virus dapat dicegah. b.

260

Sistem Pertahanan Tubuh Spesifik Sistem pertahanan tubuh spesifik merupakan pertahanan tubuh terhadap patogen tertentu yang masuk ke tubuh. Sistem ini bekerja apabila patogen telah berhasil melewati sistem pertahanan tubuh nonspesifik. Sistem pertahanan tubuh spesifik disebut juga dengan sistem kekebalan tubuh atau sistem imun. Sistem kekebalan tubuh melibatkan peran limfosit dan antibodi.


1)

2)

Limfosit Limfosit terdiri atas dua tipe, yaitu limfosit B (sel B) dan limfosit T (sel T). a) Sel B Proses pembentukan dan pematangan sel B terjadi di sumsum tulang. Sel B berperan dalam pembentukan kekebalan humoral dengan membentuk antibodi. Sel B dapat dibedakan menjadi tiga jenis berikut. (1) Sel B plasma, berfungsi membentuk antibodi. (2) Sel B pengingat, berfungsi mengingat antigen yang pernah masuk ke tubuh serta menstimulasi pembentukan sel B plasma jika terjadi infeksi kedua. (3) Sel B pembelah, berfungsi membentuk sel B plasma dan sel B pengingat. b) Sel T Proses pembentukan sel T terjadi di sumsum tulang dan proses pematangannya terjadi di kelenjar timus. Sel T berperan dalam pembentukan kekebalan seluler yaitu dengan cara menyerang sel penghasil antigen secara langsung. Sel T juga ikut membantu produksi antibodi oleh sel B plasma. Sel T dapat dibedakan menjadi tiga jenis berikut. (1) Sel T pembunuh, berfungsi menyerang patogen yang masuk ke tubuh, sel tubuh yang terinfeksi, serta sel kanker secara langsung. (2) Sel T pembantu, berfungsi menstimulasi pembentukan jenis sel T lainnya dan sel B plasma serta mengaktivasi makrofag untuk melakukan fagositosis. (3) Sel T supresor, berfungsi menurunkan dan menghentikan respons imun dengan cara menurunkan produksi antibodi dan mengurangi aktivitas sel T pembunuh. Sel T supresor akan bekerja setelah infeksi berhasil ditangani. Antibodi (Immunoglobulin/Ig) Antibodi akan dibentuk oleh tubuh ketika ada antigen yang masuk ke tubuh. Antigen merupakan senyawa protein yang terdapat pada patogen sel asing atau sel kanker. Antibodi disebut juga immunoglobulin atau serum protein globulin, karena berfungsi untuk melindungi tubuh melalui proses kekebalan (immune). Antibodi merupakan senyawa protein yang berfungsi melawan antigen dengan cara mengikat antigen tersebut. Selanjutnya, sel asing yang antigennya telah diikat oleh antibodi akan ditangkap dan dihancurkan oleh makrofag. Suatu antibodi bekerja secara spesifik untuk antigen tertentu. Contoh antibodi cacar hanya bekerja untuk antigen cacar. Oleh karena jenis antigen pada setiap kuman penyakit bersifat spesifik maka diperlukan antibodi yang berbeda untuk jenis kuman yang berbeda. Dengan demikian, diperlukan berbagai jenis antibodi untuk melindungi tubuh dari berbagai kuman penyakit.

Biologi Kelas XI

261

Antibodi tersusun dari dua macam rantai polipeptida yang identik, yaitu dua rantai ringan dan dua rantai berat. Keempat rantai pada molekul antibodi tersebut dihubungkan satu sama lain oleh ikatan disulfida dan bentuk molekulnya seperti huruf Y. Setiap lengan dari molekul tersebut memiliki tempat pengikatan antigen. Perhatikan Gambar 11.6 di bawah ini!

Rantai ringan Tempat perlekatan antigen Rantai berat

Rantai ringan


Gambar 11.6 Struktur antibodi

Beberapa cara kerja antibodi dalam menginaktivasi antigen sebagai berikut. a) Netralisasi (menghalangi tempat pengikatan virus, membungkus bakteri dan atau opsonisasi). b) Aglutinasi partikel yang mengandung antigen, seperti mikrobia. c) Presipitasi (pengendapan) antigen yang dapat larut. d) Fiksasi komplemen (aktivasi komplemen). Antibodi dapat dibedakan menjadi lima tipe, yaitu IgM, IgG, IgA, IgD, dan IgE. Karakteristik dari kelima tipe antibodi tersebut dapat dilihat dalam Tabel 11.2.

262


Tabel 11.2 Tipe-Tipe Antibodi Beserta Karakteristiknya Tipe Antibodi

Karakteristik

1.

IgM

Antibodi ini dilepaskan ke aliran darah saat terjadi infeksi yang pertama kali (respons kekebalan primer).

2.

IgG

Antibodi ini paling banyak terdapat di dalam darah dan diproduksi saat terjadi infeksi kedua (respons kekebalan sekunder). IgG juga mengalir melalui plasenta dan memberi kekebalan pasif dari ibu kepada janin.

3.

IgA

Antibodi ini dapat ditemukan dalam air mata, air ludah, keringat, dan membran mukosa. IgA berfungsi mencegah infeksi pada permukaan epitelium. IgA juga terdapat dalam kolostrum yang berfungsi mencegah kematian bayi akibat infeksi saluran pencernaan.

4.

IgD

Antibodi ini ditemukan pada permukaan limfosit B sebagai reseptor dan berfungsi merangsang pembentukan antibodi oleh sel B plasma.

5.

IgE

Antibodi ini ditemukan terikat pada basofil di dalam sirkulasi darah dan cell mast (mastosit) di dalam jaringan yang berfungsi memengaruhi sel untuk melepaskan histamin dan terlibat dalam reaksi alergi.

Respons Kekebalan terhadap Antigen Respons kekebalan tubuh terhadap antigen dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu kekebalan humoral (antibody-mediated immunity) dan kekebalan yang diperantai sel (cell-mediated immunity) atau sering juga disebut kekebalan seluler. a.

Kekebalan Humoral Kekebalan humoral melibatkan aktivitas sel B dan antibodi yang beredar dalam cairan darah dan limfe. Ketika suatu antigen masuk ke tubuh untuk pertama kalinya, sel B pembelah akan membentuk sel B plasma dan sel B pengingat. Sel B plasma akan menghasilkan antibodi yang berfungsi mengikat antigen. Dengan demikian, makrofag akan lebih mudah menangkap dan menghancurkan patogen. Setelah infeksi berakhir, sel B plasma akan mati, sedangkan sel B pengingat akan tetap hidup dalam waktu lama. Serangkaian respons terhadap patogen ini disebut respons kekebalan primer. Pemberian antigen A yang kedua dan antigen B yang pertama Konsentrasi Antibodi

2.

No.

Respons sekunder pada antigen A

Pemberian antigen A yang pertama Respons primer pada antigen A

Respons primer pada antigen B

Waktu (Hari) Sumber: Biology, Campbell, Reece, dan Mitchell

Gambar 11.7 Grafik perbedaan antara respons kekebalan primer dengan kekebalan sekunder

Biologi Kelas XI

263

Apabila antigen yang sama masuk kembali ke tubuh, sel B pengingat akan mengenalinya dan menstimulasi pembentukan sel B plasma. Sel B plasma berfungsi memproduksi antibodi. Respons tersebut dinamakan respons kekebalan sekunder. Respons kekebalan sekunder terjadi lebih cepat dan konsentrasi antibodi yang dihasilkan lebih besar dibandingkan pada respons kekebalan primer. Hal ini dikarenakan adanya memori imunologi, yaitu kemampuan sistem imun untuk mengenali antigen yang pernah masuk ke tubuh. b.

Kekebalan Seluler Kekebalan seluler melibatkan sel T yang bertugas menyerang sel-sel asing atau jaringan tubuh yang terinfeksi secara langsung. Ketika sel T pembunuh kontak dengan antigen pada permukaan sel asing, sel T pembunuh akan menyerang dan menghancurkannya dengan cara merusak membran sel asing. Apabila infeksi telah berhasil ditangani, sel T supresor akan menghentikan respons kekebalan dengan cara menghambat aktivitas sel T pembunuh dan membatasi produksi antibodi. Anda telah mempelajari mengenai mekanisme pertahanan tubuh terhadap suatu jenis penyakit. Sekarang, lakukan kegiatan berikut untuk memeragakan mekanisme pertahanan tubuh.

Memeragakan Mekanisme Pertahanan Tubuh 1. 2. 3.

4.

5. 6.

264

Bacalah kembali dengan cermat materi mengenai mekanisme pertahanan tubuh terhadap suatu penyakit. Catatlah komponen-komponen yang terlibat dalam mekanisme pertahanan tubuh. Ajaklah teman-teman dalam kelompok Anda untuk bermain peran sebagai salah satu komponen yang telibat dalam sistem pertahanan tubuh. Sebagai contoh, siswa A berperan sebagai antibodi, siswa B berperan sebagai limfosit B, siswa C berperan sebagai limfosit T, dan seterusnya. Selanjutnya, peragakan mekanisme pertahanan tubuh sesuai dengan perannya masing-masing. Hati-hati saat melakukan kegiatan role play. Jangan sampai bertabrakan dengan teman Anda. Setelah melakukan kegiatan tersebut, diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut. a. Bagaimana mekanisme pertahanan tubuh berdasarkan kegiatan role play yang telah Anda lakukan? b. Komponen-komponen apa saja yang terlibat dalam mekanisme pertahanan tubuh? c. Apa yang akan terjadi jika salah satu komponen yang terlibat dalam mekanisme pertahanan tubuh mengalami kerusakan? Jangan lupa untuk menerapkan sikap saling menghormati dan menghargai pendapat orang lain serta berani mengemukakan argumentasi secara ilmiah dan sopan. Tulislah hasil kegiatan Anda dalam format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil pengamatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.


Mikroorganisme patogen banyak terdapat di lingkungan sekitar. Mikroorganisme tersebut jika masuk ke tubuh dapat mengakibatkan penyakit. Namun, jika sistem kekebalan tubuh dalam keadaan baik, mikroorganisme patogen yang masuk ke tubuh tidak akan mengakibatkan penyakit. Berdasarkan materi yang telah Anda baca, bagaimana tindakan Anda untuk meningkatkan daya tahan tubuh sehingga tidak mudah terserang penyakit?

1.

2. 3. 4. 5.

Jelaskan istilah-istilah berikut! a. Interferon b. Antigen c. Antibodi Jelaskan perbedaan antara sistem pertahanan tubuh nonspesifik dan sistem pertahanan tubuh spesifik! Apakah yang dimaksud dengan memori imunologi? Jelaskan perbedaan antara kekebalan humoral dan kekebalan seluler! Tuliskan tiga kegunaan reaksi inflamasi bagi sistem pertahanan tubuh!

B. Jenis-Jenis Kekebalan dan Gangguan pada Sistem Pertahanan Tubuh Penyakit yang disebabkan oleh patogen dapat dicegah dengan mekanisme kekebalan tubuh atau pertahanan tubuh yang terdapat dalam sistem imun. Mekanisme pertahanan ini dapat berjalan dengan baik karena kerja sama yang sangat teratur antara komponen-komponen yang terlibat di dalamnya. Namun, jika keseimbangan yang rumit ini terganggu dapat mengakibatkan beberapa kasus seperti alergi dan penyakit autoimunitas. Bagaimana cara tubuh memperoleh kekebalan? Untuk mengetahui jawabannya, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

1. 2. 3.

Menganalisis Jenis Kekebalan yang Diperoleh Melalui Imunisasi Carilah informasi mengenai imunisasi dengan berkunjung ke puskesmas atau rumah sakit. Bertanyalah kepada petugas kesehatan mengenai jenis, cara, serta tujuan dilakukannya vaksinasi kepada anak-anak dan orang dewasa. Catatlah informasi yang Anda peroleh dalam buku tugas Anda.

Biologi Kelas XI

265

4.

5.

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut untuk memperluas wawasan Anda. a. Apa yang dimaksud dengan imunisasi? b. Jenis kekebalan apa yang diperoleh dengan cara vaksinasi? c. Apa saja jenis-jenis vaksinasi berdasarkan data yang Anda peroleh? Jelaskan tujuan dan cara pemberian vaksinasi tersebut! d. Jika seseorang sudah terkena penyakit campak sebelum divaksinasi campak, perlukah orang tersebut divaksinasi campak? Mengapa? e. Jenis kekebalan apa yang diperoleh setelah mengalami sakit akibat infeksi kuman? f. Jenis kekebalan apa yang diperoleh bayi dari ibunya? Kumpulkan hasil tugas Anda kepada Bapak atau Ibu Guru.

Berdasarkan tugas di atas, Anda telah mengetahui tentang imunisasi. Menurut Dewi (2012), imunisasi merupakan bentuk intervensi kesehatan yang sangat efektif dalam menurunkan angka kematian bayi dan balita. Dengan imunisasi, berbagai penyakit seperti TBC, difteri, pertusis, tetanus, hepatitis B, poliomielitis, dan campak dapat dicegah. Imunisasi merupakan salah satu cara tubuh memperoleh kekebalan. Apa saja jenis-jenis kekebalan tubuh berdasarkan cara memperolehnya? Simaklah uraian berikut untuk mengetahui jawabannya. 1.

Jenis-Jenis Kekebalan Tubuh Berdasarkan cara memperolehnya, kekebalan tubuh digolongkan menjadi dua kelompok yaitu kekebalan aktif dan kekebalan pasif. a.

266

Kekebalan Aktif Kekebalan aktif merupakan kekebalan yang dihasilkan oleh tubuh itu sendiri. Kekebalan ini dapat diperoleh secara alami dan secara buatan. Kekebalan aktif Pengetahuan tentang sistem pertahanan tubuh diaplikasikan alami diperoleh setelah seseorang dalam bidang kesehatan yaitu mengalami sakit akibat infeksi suatu penemuan vaksin dan interferon. kuman penyakit. Setelah sembuh dari Anda telah cukup mengenal sakit, orang tersebut akan menjadi kebal mengenai vaksinasi. Nah, untuk mengetahui tentang interferon terhadap penyakit tersebut. Sebagai bacalah artikel dalam alamat contoh, orang yang pernah sakit campak website http://goo.gl/d3lx7A. tidak akan terkena penyakit tersebut Setelah membaca artikel untuk kedua kalinya. tersebut, kembangkan pola pikir ilmiah Anda untuk menciptakan Adapun kekebalan aktif buatan produk-produk inovatif yang diperoleh melalui imunisasi misalnya berguna bagi kehidupan manusia. dengan pemberian vaksin (vaksinasi). Vaksin merupakan siapan antigen yang diberikan secara oral (melalui mulut) atau melalui suntikan untuk merangsang mekanisme pertahanan tubuh terhadap patogen. Vaksin dapat berupa suspensi mikroorganisme yang telah dilemahkan atau dimatikan. Vaksin juga dapat berupa toksoid atau ekstrak antigen dari suatu patogen yang telah dilemahkan. Vaksin yang dimasukkan ke tubuh akan menstimulasi pembentukan antibodi untuk melawan antigen. Akibatnya, tubuh akan menjadi kebal terhadap penyakit jika suatu saat penyakit tersebut menyerang.


1) 2) 3) 4) b.

2.

Berikut ini beberapa vaksin yang telah ditemukan oleh beberapa ilmuwan. Vaksin cacar air, ditemukan oleh Edward Jenner (1796). Vaksin rabies, ditemukan oleh Louis Pasteur (1885). Vaksin polio, ditemukan oleh Jonas Salk (1954). Vaksin oral, ditemukan oleh Albert Sabin (1992).

Kekebalan Pasif Kekebalan pasif merupakan kekebalan yang diperoleh setelah menerima antibodi dari luar. Kekebalan ini dapat diperoleh secara alami dan buatan. Kekebalan pasif alami dapat ditemukan pada bayi setelah menerima antibodi dari ibunya melalui plasenta saat masih berada di dalam kandungan. Jenis kekebalan ini juga dapat diperoleh dengan pemberian air susu pertama (kolostrum) yang mengandung banyak antibodi. Sementara itu, kekebalan pasif buatan diperoleh dengan cara menyuntikkan antibodi yang diekstrak dari satu individu ke tubuh orang lain sebagai serum. Kekebalan pasif ini berlangsung singkat, tetapi berguna untuk penyembuhan secara cepat. Contoh pemberian serum antibisa ular kepada orang yang dipatuk ular berbisa.

Gangguan pada Sistem Pertahanan Tubuh Sistem pertahanan tubuh dapat mengalami gangguan mulai dari yang ringan seperti alergi hingga kasus yang serius seperti penyakit autoimunitas dan penyakit defisiensi kekebalan. Sebelum mempelajari lebih lanjut mengenai gangguan pada sistem pertahanan tubuh, lakukan terlebih dahulu kegiatan berikut.

Mengidentifikasi Gangguan dan Kelainan yang Menyerang Sistem Pertahanan Tubuh 1. 2. 3.

4. 5.

Carilah informasi dari berbagai sumber mengenai berbagai jenis gangguan dan kelainan yang menyerang sistem pertahanan tubuh. Catatlah informasi-informasi penting yang Anda peroleh. Ajaklah teman Anda untuk berdiskusi dengan menerapkan sikap mau bekerja sama dan cinta damai untuk menyelesaikan permasalahanpermasalahan berikut. a. Apa yang dimaksud dengan penyakit imunodefisiensi? b. Apa yang dimaksud dengan penyakit autoimunitas? Sebutkan contoh-contoh penyakit autoimunitas! c. Apa yang dimaksud dengan alergi? Bagaimana mekanisme terjadinya alergi? Tuliskan hasil kegiatan kelompok Anda dalam format laporan yang meliputi judul, tujuan, hasil kegiatan dan diskusi, serta kesimpulan. Presentasikan laporan kelompok Anda di depan kelas.

Biologi Kelas XI

267

Berdasarkan kegiatan tersebut, Anda telah memahami beberapa jenis gangguan pada sistem pertahanan tubuh. Untuk lebih memahaminya, simaklah uraian materi berikut ini. a. Alergi Alergi atau hipersensitivitas adalah suatu respons imun yang berlebihan terhadap suatu senyawa yang masuk ke tubuh. Senyawa yang dapat menimbulkan alergi disebut alergen. Alergen dapat berupa debu, serbuk sari, gigitan serangga, rambut kucing, dan jenis makanan tertentu misal udang. Proses terjadinya alergi diawali dengan masuknya alergen ke tubuh. Alergen tersebut akan merangsang sel-sel B plasma untuk menyekresikan antibodi IgE. Alergen yang masuk ke tubuh pertama kali tidak akan menimbulkan gejala alergi. Namun, IgE yang terbentuk akan berikatan dengan mastosit. Akibatnya, ketika alergen masuk ke tubuh untuk kedua kalinya, alergen akan terikat pada IgE yang telah berikatan dengan mastosit. Keadaan ini mengakibatkan mastosit melepaskan histamin yang berperan dalam proses pembesaran dan peningkatan permeabilitas pembuluh darah (inflamasi). Respons inflamasi ini mengakibatkan timbulnya gejala alergi, misal bersin, kulit terasa gatal, mata berair, hidung berlendir, dan kesulitan bernapas. Pemberian antihistamin dapat menghentikan gejala alergi. b. Autoimunitas Autoimunitas merupakan gangguan pada sistem pertahanan tubuh saat antibodi yang diproduksi justru menyerang sel-sel tubuh sendiri karena tidak mampu membedakan sel tubuh sendiri dengan sel asing. Autoimunitas dapat disebabkan oleh gagalnya proses pematangan sel T di kelenjar timus. Autoimunitas dapat mengakibatkan beberapa kelainan yaitu diabetes melitus, myasthenia gravis, addison’s disease, lupus, dan radang sendi. c. AIDS AIDS (Acquired Immunodeficiency SynRNA drome) merupakan kumpulan berbagai Glikoprotein penyakit yang disebabkan oleh melemahReverse nya sistem kekebalan tubuh. Penyakit ini transcriptase disebabkan oleh infeksi HIV (Human Immunodeficiency Virus). Struktur HIV dapat Protein dilihat pada Gambar 11.8. Virus tersebut menyerang sel T pembantu yang berMembran lemak fungsi menstimulasi pembentukan jenis sel T lainnya dan sel B plasma. Hal ini Sumber: New Understanding Biology, Glenn dan Susan Toole mengakibatkan kemampuan tubuh Gambar 11.8 Struktur HIV melawan kuman penyakit menjadi berkurang. Sel T pembantu menjadi target utama HIV karena pada permukaan selnya terdapat molekul CD4 sebagai reseptor. Infeksi dimulai ketika molekul glikoprotein (gp120) yang terdapat pada permukaan HIV menempel ke reseptor CD4 pada permukaan sel T pembantu. Virus tersebut kemudian masuk ke sel T pembantu secara endositosis dan memulai replikasi (memper-

268


banyak diri). Selanjutnya, virus-virus baru keluar dari sel T yang terinfeksi secara eksositosis atau dengan cara melisiskan sel. Perhatikan proses infeksi HIV pada sel T melalui Gambar 11.9! Sel T Sel T

HIV HIV Sumber: New Understanding Biology, Glenn dan Susan Toole

Molekul CD4

Sumber: Biology, S.S. Mader

Gambar 11.9 Infeksi HIV pada sel T

Jumlah sel T pada orang normal sekitar 1.000 sel/mm3 darah, sedangkan pada penderita AIDS jumlah sel T-nya hanya sekitar 200 sel/mm3. Kondisi ini mengakibatkan penderita AIDS mudah terserang berbagai penyakit, misal TBC, meningitis, kanker darah, dan melemahnya ingatan sehingga dapat mengakibatkan kematian.

1.

2.

Untuk memperdalam wawasan Anda mengenai gangguan yang menyerang sistem kekebalan tubuh, pelajari materi dari artikel dalam alamat website berikut. 1. http://goo.gl/ZEkDD3 2. http://goo.gl/fwcn0T Catatlah informasi-informasi penting di dalam buku catatan Anda.

Pemberian vaksin masih menjadi pro dan kontra. Sebagian orang beranggapan bahwa pemberian vaksin tidak perlu dilakukan karena di dalam tubuh sudah terdapat sistem pertahanan tubuh. Namun, sebagian orang beranggapan bahwa pemberian vaksin sangat perlu dilakukan untuk menghindari dampak-dampak yang tidak diharapkan. Bagaimana menurut pendapat Anda? Apa yang akan Anda lakukan jika Anda belum pernah divaksinasi? Sistem imun dapat mengalami gangguan salah satunya penyakit imunodefisiensi misalnya AIDS. AIDS dapat menular melalui cairan tubuh seperti darah. Jika di lingkungan sekitar Anda terdapat penderita AIDS, apa yang akan Anda lakukan terhadap penderita AIDS tersebut?

Biologi Kelas XI

269

1. 2. 3.

4.

Mengapa orang yang mengidap addison’s disease kadar gula dalam darahnya menurun? Jelaskan proses terjadinya alergi pada tubuh! Salah satu cara mendapatkan kekebalan aktif buatan adalah dengan melakukan vaksinasi. Vaksinasi dapat dilakukan secara oral maupun dengan menyuntikkan antigen sehingga dapat merangsang pembentukan antibodi dalam tubuh. Jelaskan tiga sumber antigen yang dapat dijadikan vaksin! Perhatikan grafik berikut!

Konsentrasi Antibodi

Pemberian antigen A yang kedua dan antigen B yang pertama

Respons sekunder pada antigen A

Pemberian antigen A yang pertama Respons primer pada antigen A

Respons primer pada antigen B

Waktu (Hari)

Jelaskan respons kekebalan yang terjadi berdasarkan grafik tersebut!

Penyebaran penyakit AIDS semakin merajalela di kalangan masyarakat Indonesia terutama pada remaja. Penularan penyakit AIDS mayoritas diakibatkan oleh pergaulan remaja yang semakin tidak terkendali, misalnya melalui seks bebas ataupun penggunaan jarum suntik obat-obatan psikotropika. Namun, pemahaman masyarakat tentang AIDS dan penyebarannya masih terbatas. Anda telah mempelajari mengenai seluk-beluk penyakit AIDS. Oleh karena itu, tunjukkanlah peran aktif Anda untuk ikut serta dalam memerangi penyebaran AIDS. Salah satu kegiatan yang dapat Anda lakukan adalah dengan membuat video kampanye dengan tema ”Perangi AIDS”. Setelah itu, sosialisasikan karya yang Anda buat di lingkungan sekolah dan masyaralat. Selanjutnya, kumpulkan video Anda dan laporan hasil sosialisasi tersebut kepada Bapak atau Ibu Guru untuk dinilai.

270


2. 3. 4.

5. 6.

Sistem pertahanan tubuh diperlukan dalam menjaga tubuh agar tidak terinfeksi oleh kuman penyakit. Sistem pertahanan tubuh pada manusia dibedakan menjadi sistem pertahanan tubuh spesifik dan sistem pertahanan tubuh nonspesifik. Sistem pertahanan tubuh secara spesifik dengan pembentukan antibodi oleh sel B dan sel T yang secara langsung menyerang sel penghasil antigen. Sistem pertahanan tubuh nonspesifik terdiri atas pertahanan di permukaan tubuh atau organ, inflamatori, dan protein komplemen. Kekebalan aktif dapat diperoleh setelah mengalami sakit atau pemberian vaksin. Kekebalan pasif diperoleh sejak dalam kandungan (berasal dari sistem imun ibu) dan dari kolostrum. Mikroorganisme penyebab penyakit dapat dikenali dari antigen yang terdapat pada membran plasmanya dan dapat dimatikan dengan pembentukan antibodi. HIV dapat menyerang sistem imun manusia dan dalam jangka waktu lama akan menimbulkan penyakit AIDS.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut! 1) Respons kekebalan humoral melibatkan peran sel B pengingat. 2) Respons kekebalan humoral melibatkan makrofag untuk melawan antigen. 3) Respons kekebalan seluler menghancurkan antigen dengan melibatkan makrofag. 4) Respons kekebalan seluler menyerang antigen dengan membentuk antibodi. Pernyataan yang tepat mengenai sistem kekebalan tubuh ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) dan 2) d. 2) dan 4) b. 1) dan 3) e. 3) dan 4) c. 2) dan 3)

2. Perhatikan grafik perubahan konsentrasi sel T pada penderita AIDS berikut! Konsentrasi sel T dalam darah (sel/mm3)

1.

Waktu (tahun)

Pernyataan berikut yang sesuai dengan grafik adalah . . . a. Jumlah sel T berkurang seiring bertambahnya waktu infeksi. b. Jumlah sel T bertambah seiring bertambahnya waktu infeksi. c. Infeksi virus HIV tidak memengaruhi jumlah sel T dalam darah. d. Pada awal infeksi HIV, jumlah sel T turun drastis. e. Seiring bertambahnya waktu infeksi, jumlah sel T semakin normal.

Biologi Kelas XI

271

3. Perhatikan tabel berikut! No. I.

Tipe Limfosit

Fungsi

Sel B plasma

II.

Sel B pembelah

III.

Sel T pembunuh

IV.

Sel T supresor

V.

Sel T pembantu

b.

Mengingat antigen yang masuk ke tubuh Memproduksi antibodi Menyerang patogen secara langsung Menghentikan respons imun Membentuk sel B pembelah

Pasangan yang tepat antara jenis limfosit dengan fungsinya ditunjukkan oleh nomor . . . . a. I dan III d. II dan V b. I dan V e. III dan IV c. II dan IV 4. Antibodi ini banyak ditemukan dalam keringat dan berfungsi untuk mencegah infeksi pada epitelium. Gambar yang menunjukkan struktur antibodi yang dimaksud yaitu . . . . a. d.

b.

e.

c.

5. Protein komplemen berperan penting dalam sistem pertahanan tubuh. Senyawa ini membunuh bakteri penginfeksi dengan cara . . . . a. menimbulkan respons peradangan (inflamasi)

272

c. d. e.

merangsang limfosit untuk membentuk antibodi membentuk lubang pada membran plasma bakteri menonaktifkan antigen pada permukaan sel bakteri memberikan sinyal pada makrofag untuk memfagosit bakteri

6. Ketika ada patogen dari jenis yang sama menyerang tubuh, sel B pengingat akan menstimulasi sel B pembelah untuk membentuk sel B plasma. Selanjutnya, sel B plasma akan membentuk antibodi untuk melawan patogen tersebut. Peristiwa tersebut menunjukkan mekanisme . . . . a. respons imun primer b. respons imun seluler c. respons imun sekunder d. respons pertahanan spesifik e. respons pertahanan nonspesifik 7. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut! 1) Enzim lisozim diproduksi untuk menghidrolisis dinding sel bakteri. 2) Partikel berbahaya diperangkap dalam lendir. 3) Mastosit mengeluarkan histamin dan prostaglandin. 4) Sel-sel fagosit memakan patogen. 5) Interferon mencegah virus bereplikasi. Pernyataan yang berhubungan dengan reaksi inflamasi ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) dan 2) d. 3) dan 4) b. 1) dan 3) e. 4) dan 5) c. 2) dan 3) 8. Alergi merupakan respons imun yang berlebihan terhadap senyawa yang masuk ke tubuh. Untuk menghentikan gejala alergi dapat dilakukan dengan pemberian . . . . a. vitamin d. antihistamin b. penisilin e. antiinterferon c. parasetamol


9. Lupus merupakan penyakit autoimunitas yang terjadi akibat . . . . a. antibodi menyerang otot lurik b. serangan virus terhadap sel T c. antibodi menyerang kelenjar adrenal d. antibodi menyerang sel-sel penyusun sendi e. peradangan oleh senyawa kimia hasil sekresi sel fagosit 10. Tubuh memproduksi berbagai jenis antibodi karena . . . . a. antibodi tidak dapat bekerja untuk kedua kalinya b. antigen pada setiap patogen bersifat spesifik c. beberapa antibodi ditujukan untuk satu jenis antigen d. satu jenis antigen dapat mengalahkan beberapa antibodi e. setelah melawan antigen, antibodi langsung dikeluarkan oleh tubuh B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Mengapa ketika kulit kita digigit serangga tidak lama kemudian bekas gigitan tersebut menjadi bengkak dan merah? 2. Jelaskan mengenai proses imunisasi! Bagaimana imunisasi dapat membantu terbentuknya antibodi? 3. Bagaimana sel T pembunuh bekerja mengatasi sel patogen pada mekanisme cell-mediated immunity? 4. Mengapa respons kekebalan sekunder terjadi lebih cepat dan konsentrasi antibodi yang dihasilkan lebih besar dibandingkan pada respons kekebalan primer? 5. Mengapa respons imun harus dihentikan apabila infeksi telah berhasil ditangani?

6. Saluran pernapasan merupakan saluran yang berhubungan langsung dengan lingkungan luar. Lingkungan luar merupakan tempat bermacammacam mikrobia yang dapat membahayakan tubuh. Bagaimana mekanisme tubuh untuk melindungi organorgan pernapasan dari mikrobia? 7. Jelaskan mekanisme pertahanan yang terjadi saat ada virus yang masuk ke tubuh melalui kulit atau selaput lendir! 8. Seorang bayi yang memiliki Rh positif dilahirkan dari seorang ibu yang memiliki Rh negatif. Setelah kelahiran anaknya tersebut, ibu tersebut divaksinasi secara pasif dengan antibodi terhadap faktor Rh tersebut. Dua tahun kemudian ibu tersebut melahirkan anak kedua yang sehat dan memiliki Rh positif. Menurut Anda, bagaimana antibodi yang diberikan setelah kelahiran anak pertama melindungi bayi kedua? Apakah ibunya harus diberikan antibodi terhadap faktor Rh sekali lagi? Mengapa perlu dilakukan dan tidak perlu dilakukan? 9. Laju infeksi HIV semakin meningkat dari waktu kewaktu. Oleh karena itu, diperlukan sikap kepedulian terhadap penularan HIV. Bagaimana sikap kepedulian Anda terhadap penularan HIV? 10. Sebelum ditemukannya vaksin, penyakit polio merupakan salah satu penyakit yang sangat ditakuti karena dapat mengakibatkan kerusakan saraf. Saat ini, baik vaksin virus polio hidup yang dilemahkan dan diberikan secara oral maupun vaksin virus polio yang diinaktivasi (dimatikan) dan diberikan melalui suntikan sudah tersedia.

Biologi Kelas XI

273

Pemberian vaksin oral lebih populer dan terbukti mampu mengendalikan penyakit polio di seluruh dunia. Namun, virus hidup dapat bermutasi menjadi bentuk yang lebih virulen. Setiap tahun, kira-kira 10 orang di Amerika Serikat terserang polio paralisis yang terkait dengan vaksin. Sebagian besar penderita tersebut justru sebelumnya adalah orang-orang yang sehat kemudian diberi vaksin

serta orang-orang yang berinteraksi dengan seseorang yang baru diberi vaksin. Namun, secara statistik, peluang terserang penyakit polio tetap rendah yaitu 1 dalam 12 juta orang. Bagaimana pendapat Anda? Apakah Anda beranggapan bahwa risiko tersebut dapat diterima apabila dibandingkan dengan keuntungan vaksinasi oral?

Tubuh manusia dapat terserang berbagai penyakit disebabkan oleh mikroorganisme yang terdapat di lingkungan. Oleh karena itu, Tuhan menganugerahi tubuh kita dengan suatu sistem pertahanan tubuh untuk menangkal berbagai jenis penyakit. Meskipun sudah dianugerahi suatu sistem pertahanan, kita tetap harus menjaga kebersihan lingkungan agar terhindar dari serangan penyakit. Inilah salah satu wujud rasa syukur kita terhadap anugerah Tuhan yang tidak ternilai harganya. Tidak hanya itu, Tuhan juga telah menganugerahi pola pikir ilmiah sehingga dapat diciptakan produk-produk inovatif. Sebagai contoh dalam bidang kedokteran, telah ditemukan beberapa teknologi untuk menjaga sistem kekebalan tubuh. Teknologi tersebut di antaranya vaksinasi dan interferon. Dengan adanya penemuan teknologi tersebut, dapat memicu manusia untuk lebih berkarya menemukan suatu teknologi baru. Oleh karena itu, sudah sepantasnya Anda bersyukur kepada Tuhan karena telah dianugerahi pola pikir ilmiah. Wujudkan rasa syukur Anda dengan cara mau bekerja keras dan berpikir kreatif untuk menciptakan produk-produk yang bermanfaat bagi kehidupan.

274


A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Mengapa karbon dioksida dalam asap sisa pembakaran kendaraan berbahaya bagi manusia? a. Dapat mengakibatkan kanker paru-paru. b. Mengakibatkan kecanduan. c. Mematikan sel-sel yang melapisi trakea. d. Bersaing dengan oksigen untuk bergabung dengan hemoglobin. e. Dapat mengakibatkan penyempitan saluran pernapasan. 2. Perhatikan jenis-jenis kelainan pada mata berikut! 1) Lensa mata terlalu cembung. 2) Lensa mata terlalu pipih. 3) Bola mata terlalu pendek. 4) Bola mata terlalu panjang. 5) Bayangan jatuh di depan retina. Penyebab kelainan miopi ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1), 2), dan 3) d. 2), 4), dan 5) b. 1), 4), dan 5) e. 3), 4), dan 5) c. 2), 3), dan 4) 3. Gambar di bawah menunjukkan seorang laki-laki yang menderita suatu gangguan.

Gangguan ini merupakan hasil dari ketidakseimbangan hormon. Hormon apakah yang terlibat? a. Insulin d. Adrenalin b. Glukagon e. Somatotropin c. Tiroksin 4. Bernapas dapat dilakukan melalui mulut atau hidung. Akan tetapi, sebaiknya kita bernapas melalui hidung karena . . . . a. bernapas selain melalui hidung dapat mengakibatkan tersedak b. di dalam hidung udara akan disaring dari kotoran dan debu c. dalam hidung terdapat lendir yang mengatur suhu dan kelembapan udara d. udara yang bercampur dengan lendir di hidung dapat membersihkan tenggorokan e. dalam hidung terdapat saraf penciuman sehingga dapat mendeteksi adanya bau 5. Cermati pernyataan-pernyataan berikut! 1) Volume paru-paru berkurang. 2) Otot diafragma berkontraksi. 3) Otot interkostal internal berelaksasi. 4) Tekanan udara di dalam paru-paru lebih besar daripada tekanan atmosfer. Pernyataan yang tepat menjelaskan proses inspirasi pada sistem pernapasan ditunjukkan oleh nomor . . . . a. 1) dan 2) b. 1) dan 3) c. 1), 2), dan 3) d. 1), 2), 3), dan 4) e. 2) dan 3)

Biologi Kelas XI

275

6. Perhatikan gambar alat peraga sistem pernapasan berikut!

c.

Pipa Botol plastik Balon

Apabila lembaran karet ditarik ke bawah (diafragma kontraksi), volume botol plastik (rongga dada) membesar sehingga balon (paru-paru) mengembang. Peristiwa yang terjadi mendeskripsikan proses . . . . a. relaksasi b. kontraksi c. ekshalasi d. inhalasi e. difusi 7. Seseorang yang rutin berolahraga dan minum air dengan volume yang sama setiap hari, diambil sampel urinenya sebanyak lima kali. Berdasarkan tabel berikut, sampel mana yang dikumpulkan pada saat suhu udara tinggi? Volume Urine yang Dihasilkan (dm3)

Volume Keringat yang Dihasilkan (dm3)

1,5 0,8 0,8 0,4 0,4

0,8 0,8 1,5 0,8 1,5

8. Seorang pasien diambil sampel urinenya untuk didiagnosis di dalam laboratorium. Hasil uji urine tersebut diketahui bahwa urine berwarna kuning cokelat, pH 4,9, dan berbau menyengat. Interpretasi yang tepat berdasarkan data tersebut adalah . . . .

276

Ujian Akhir Semester 2

d. e.

Lembaran karet

a. b. c. d. e.

a. b.

ginjal pasien tersebut sehat pasien tersebut menderita hipertensi pasien tersebut menderita penyakit diabetes melitus pasien tersebut mengalami dehidrasi dan banyak mengonsumsi sayuran pasien tersebut mengalami dehidrasi dan banyak mengonsumsi makanan berpotein tinggi

9. Medula oblongata merupakan bagian otak yang berfungsi . . . . a. mengekskresikan hormon b. mengoordinasi gerakan otot c. mengatasi temperatur tubuh dan homeostasis d. mengatur pusat pendengaran dan penciuman e. mengatur gerak otot pernapasan dan denyut jantung 10. Pelajari gambar berikut!

(4) (1) (2)

(3)

Gangguan atau penyakit yang dapat menyerang pada bagian organ yang ditunjuk nomor (1) dan (3) secara berturut-turut adalah . . . . a. orkitis dan uretritis b. prostatitis dan orkitis c. epididimitis dan prostatitis d. klamidiasis dan kandidiasis e. kriptokordisme dan hipogonadisme

11. Grafik berikut menunjukkan hasil pemeriksaan konsentrasi sel T dan konsentrasi HIV dalam darah seorang pasien.

Konsentrasi (Sel/mm3)

I II

III IV V

Konsentrasi Virus HIV

Konsentrasi Sel T Waktu (Tahun)

Berdasarkan grafik tersebut, pasien tersebut dapat terserang AIDS apabila konsentrasi sel T dan konsentrasi HIV dalam darahnya ditunjukkan oleh fase .... a. I d. IV b. II e. V c. III 12. Sisa pencernaan dibuang dalam bentuk feses. Warna cokelat pada feses disebabkan oleh . . . . a. urea b. amonia c. biliverdin d. garam empedu e. bakteri Escherichia coli 13. Perhatikan gambar berikut! Z

Pada bagian yang bertanda Z terjadi peristiwa . . . . a. pembentukan urine primer b. pembentukan urine sebenarnya c. penyaringan darah dan protein plasma

d. e.

penyerapan kembali zat-zat yang masih dibutuhkan tubuh penambahan zat-zat yang sudah tidak dibutuhkan oleh tubuh

14. Perhatikan bagian-bagian ginjal berikut! 1) Glomerulus 2) Tubulus kontortus distal 3) Lengkung Henle 4) Tubulus kontortus proksimal 5) Ureter 6) Vesica urinaria 7) Tubulus kolektivus 8) Uretra Urutan tempat pembentukan urine sampai urine dikeluarkan yaitu . . . . a. 1)–2)–3)–4)–7)–5)–6)–8) b. 1)–3)–2)–4)–7)–5)–6)–8) c. 1)–4)–3)–2)–7)–5)–6)–8) d. 1)–4)–3)–2)–7)–8)–6)–5) e. 1)–4)–3)–2)–7)–8)–5)–6) 15. Hasil tes urine seorang pasien ternyata mengandung sel darah merah. Pasien tersebut kemungkinan mengalami . . . . a. kekurangan hormon insulin b. iritasi akibat gesekan batu ginjal c. kerusakan ginjal secara keseluruhan d. kerusakan pada membran kapsul endotelium e. pengendapan di dalam rongga ginjal, saluran ginjal, atau kandung kemih B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Pada masa kehamilan embrio mengeluarkan hormon human chorionic gonadotropin (HCG) yang kadarnya terus meningkat hingga sekitar hari ke-70 dan akan menurun selama sisa kehamilan. a. Apa fungsi HCG tersebut? b. Walau dapat digunakan untuk mengetahui kehamilan, tetapi hasilnya kurang akurat, terutama jika dilakukan melalui tes urine. Mengapa demikian?

Biologi Kelas XI

277

2. Bagaimana impuls dari suatu neuron berpindah ke neuron lain? 3. Pengeluaran keringat dan urine berbanding terbalik pada kondisi suhu tinggi dan suhu rendah. Artinya ketika suhu tinggi, jumlah pengeluaran keringat meningkat sementara pengeluaran urine menurun, demikian pula sebaliknya pada suhu rendah. Mengapa hal ini bisa terjadi? Jelaskan mekanismenya!

278

Ujian Akhir Semester 2

4. Frekuensi pernapasan dan denyut nadi seseorang pada saat berolahraga lebih cepat daripada saat beristirahat. Bagaimana hubungan frekuensi pernapasan dan denyut nadi manusia? 5. Bagaimana antibodi dapat terbentuk dalam tubuh seseorang?

BAB I Sel sebagai Unit Terkecil Kehidupan dan Bioproses pada Sel A. Pilihan Ganda 1. b 3. c 5. c 7. a 9. b 2. e 4. e 6. c 8. b 10. c B. Uraian 5. Sintesis protein akan menghasilkan suatu polipeptida (protein). Berdasarkan fungsinya, protein dibedakan menjadi protein struktural dan protein fungsional. Protein fungsional merupakan protein yang berperan dalam pengaturan sel, misalnya enzim dan hormon. Sebagai contoh, enzimenzim yang berperan dalam sistem pencernaan. BAB II Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Tumbuhan A. Pilihan Ganda 1. c 3. c 5. e 7. c 9. e 2. d 4. b 6. c 8. e 10. b B. Uraian 2. Pada saat mencangkok tanaman, bagian yang harus dihilangkan adalah dari kulit luar hingga lapisan kambium. Jika kambium tidak dibersihkan dengan benar, kambium dapat membentuk floem kembali. Floem dihilangkan agar aliran zat-zat makanan dari daun tidak dapat dialirkan ke bawah sehingga pada sayatan atas akan terjadi penumpukan auksin dan karbohidrat. Adanya penumpukan auksin dan karbohidrat tersebut akan merangsang terbentuknya akar pada batang bagian atas sayatan.

BAB III Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan Hewan A. Pilihan Ganda 1. a 3. b 5. d 7. c 9. d 2. a 4. e 6. c 8. b 10. b B. Uraian 5. a. X = dendrit; Y = badan sel; Z = akson/neurit b. Dendrit berfungsi membawa impuls ke badan sel saraf. Badan sel saraf berfungsi menerima dan meneruskan impuls dari dendrit ke neurit. Neurit atau akson berfungsi membawa impuls meninggalkan badan sel saraf. BAB IV StStruktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Gerak A. Pilihan Ganda 1. d 3. c 5. c 7. c 9. d 2. a 4. b 6. a 8. d 10. a B. Uraian 9. Dislokasi merupakan suatu gangguan yang trejadi karena pergeseran tulang penyusun sendi dari posisi awal. Jika terjadi dislokasi, tulang akan sulit dan terasa sakit saat digerakkan. BAB V Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Sirkulasi A. Pilihan Ganda 1. d 3. c 5. b 7. d 9. b 2. e 4. a 6. e 8. a 10. b B. Uraian 3. Sistol merupakan periode kontraksi jantung yang terjadi saat ventrikel menguncup dan darah terdorong keluar jantung. Diastol merupakan periode kontraksi jantung yang terjadi saat ventrikel mengembang sehingga darah mengalir ke dalam jantung. Biologi Kelas XI

279

BAB VI Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Pencernaan A. Pilihan Ganda 1. d 3. d 5. e 7. e 9. b 2. d 4. b 6. c 8. a 10. e B. Uraian 1. Apabila di dalam tubuh terjadi kelebihan protein, protein tersebut akan dirombak di hati menjadi senyawa yang mengandung unsur N dan senyawa yang tidak mengandung unsur N. 5. Apabila tubuh kekurangan asupan vitamin A dapat memicu terserang penyakit xeroftalmia, rabun senja, kulit kasar, dan kelelahan. BAB VII Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Pernapasan/Respirasi A. Pilihan Ganda 1. c 3. c 5. d 7. d 9. b 2. d 4. b 6. c 8. c 10. b B. Uraian 1. Udara masuk ke dalam paru-paru melalui saluran pernapasan. Dalam paru-paru, oksigen berdifusi melalui dinding alveolus menuju kapiler darah. Dalam darah, oksigen diikat oleh hemoglobin membentuk oksihemoglobin. Peristiwa tersebut terjadi melalui pernapasan eksternal. Selanjutnya, darah membawa oksigen ke seluruh tubuh. Setelah darah mencapai sel, hemoglobin melepaskan ikatannya dengan oksigen. Oksigen masuk ke dalam sel secara difusi. Peristiwa tersebut terjadi melalui pernapasan internal. 5. a. Paru-paru burung mengalami modifikasi membentuk pundipundi udara. Pundi-pundi udara tersebut berfungsi agar burung dapat menampung udara dalam jumlah yang banyak.

280

Kunci Jawaban Soal Terpilih

b.

Meskipun alat pernapasan yang utama pada burung adalah paru-paru, burung tidak dapat bernapas tanpa adanya pundi-pundi udara. Hal tersebut terjadi karena pundipundi udara merupakan perluasan paru-paru.

BAB VIII Sistem Ekskresi pada Manusia dan Hewan A. Pilihan Ganda 1. d 3. c 5. c 7. e 9. d 2. e 4. d 6. e 8. d 10. b B. Uraian 3. Apabila mengonsumsi banyak air minum, konsentrasi protein dalam darah menurun. Keadaan seperti ini dapat mengakibatkan menurunnya tekanan koloid protein. Oleh karena itu, tekanan filtrasi dalam pembentukan urine kurang efektif. Akibatnya, volume urine yang diproduksi akan meningkat. 9. Seseorang dikatakan terkena penyakit pneumonia jika mengalami gejala-gejala seperti menggigil, demam, sakit kepala, batuk dan mengeluarkan keringat, serta sesak napas. Penyakit ini disebabkan oleh Diplococcus pneumoniae dan menyebabkan oksigen sulit masuk karena alveolus dipenuhi cairan. Pneumonia dapat dicegah dengan cara memelihara kebersihan, menjaga daya tahan tubuh, dan berolahraga secara teratur. BAB IX Struktur dan Fungsi Sel pada Sistem Koordinasi Manusia A. Pilihan Ganda 1. e 3. d 5. a 7. c 9. d 2. b 4. c 6. c 8. d 10. c

B.

Uraian 4. Saat mendengarkan musik menggunakan earphone, posisi earphone yang diletakkan langsung pada saluran telinga akan menimbulkan efek ledakan pada membran timpani. Ledakan tersebut dapat merobek membran timpani. Padahal membran timpani merupakan selaput yang berfungsi menangkap gelombang suara. Getaran yang dibentuk akan diteruskan ke tiga tulang pendengaran dan melalui tahapan selanjutnya hingga dapat mendengar. Apabila membran timpani robek, tidak akan terjadi penangkapan gelombang suara yang berakibat tidak terjadinya mekanisme selanjutnya. Oleh karena itu, penggunaan earphone dapat mengakibatkan kerusakan membran timpani sehingga sensitivitas telinga akan berkurang bahkan hilang (tuli). BAB X Struktur dan Fungsi Sel Penyusun Jaringan pada Sistem Sirkulasi A. Pilihan Ganda 1. a 2. b 3. e 4. c 5. b B. Uraian 1. Antara pembuluh darah ibu dengan pembuluh darah janin dipisahkan oleh jaringan ikat. Akan tetapi, jaringan ini dapat dilewati oleh bakteri dan virus. Itulah sebabnya ibu hamil yang mengidap HIV/AIDS dapat menularkan kepada janin yang dikandungnya.

5.

Keluarga Berencana terbukti efektif mengendalikan jumlah penduduk. Usaha-usaha pengendalian jumlah penduduk yaitu merencanakan program Keluarga Berencana, menetapkan undang-undang perkawinan yang menetapkan batas usia perkawinan, dan membatasi pemberian tunjangan anak PNS hanya sampai anak kedua. BAB XI Struktur dan Fungsi Sel-Sel Penyusun Jaringan dalam Sistem Pertahanan Tubuh A. Pilihan Ganda 1. a 6. c 2. a 7. d 3. e 8. d 4. c 9. e 5. c 10. b B. Uraian 3. Sel T akan menyerang sel-sel tubuh yang terinfeksi oleh sel-sel patogen secara langsung. Kedua membran sel tersebut akan saling bertemu dan sel T pembunuh akan merusak membran sel patogen dengan cara melubanginya. Akibatnya, sel patogen akan kehilangan sitoplasma sehingga sel patogen mati. 5. Apabila tubuh terus-menerus memproduksi antibodi dan menstimulasi sel B dan sel T untuk terus membelah walaupun tidak dibutuhkan oleh tubuh, komponen sistem imun tersebut dapat merusak jaringan tubuh sendiri.

Biologi Kelas XI

281

alantois anastomosis antibodi

: membran pembentuk tali pusar (ari-ari) : cabang-cabang pada otot jantung : senyawa protein yang terbentuk sebagai respons masuknya antigen ke tubuh dan berfungsi melawan antigen antifertilizin : antigen yang berfungsi melekatkan sperma pada sel telur augmentasi : penambahan zat sisa yang tidak diperlukan lagi oleh tubuh autoimunitas : gangguan pada sistem pertahanan tubuh saat antibodi yang diproduksi justru menyerang sel-sel tubuh sendiri berkas Hiss : salah satu sistem hantaran listrik pada jantung BMI (Body Mass Index) : perbandingan antara berat badan (kg) dengan kuadrat tinggi badan (dalam m) BMR (Basal Metabolic Rate) : besar kalori yang diperlukan tubuh ketika istirahat sehingga fungsi organ tetap berjalan dengan baik defekasi : proses pengeluaran zat-zat sisa makanan melalui anus ekskresi : proses pengeluaran zat sisa metabolisme yang tidak diperlukan tubuh fagositosis : suatu mekanisme pertahanan yang dilakukan oleh sel-sel fagosit dengan jalan mencerna partikel asing fertilisasi : peleburan antara sel telur dengan sel sperma filtrasi : penyaringan zat-zat sisa yang beracun hemoglobin : pigmen berwarna merah pada sel darah yang merupakan gabungan molekul heme dan globin hormon : hasil sekresi kelenjar endokrin yang berfungsi mengatur homeostasis, pertumbuhan, reproduksi, metabolisme, dan tingkah laku iodopsin : pigmen pada sel batang yang mampu menerima rangsang warna dan sinar terang interferon : protein yang dihasilkan oleh sel-sel yang terinfeksi oleh virus dan berperan dalam pertahanan tubuh nonspesifik jaringan embrional : jaringan yang memiliki kemampuan untuk membelah lignin : bahan polimer tidak berbentuk yang bersama-sama dijumpai di antara sel dan dinding sel tumbuhan, berfungsi sebagai pembentuk kayu makanan sehat : makanan yang higienis dan mengandung zat gizi seimbang makrofag : monosit yang bermigrasi dari darah ke jaringan dan berperan sebagai fagosit menu makanan seimbang : menu makanan yang terdiri atas beraneka ragam makanan dalam jumlah dan proporsi yang sesuai mikturasi : proses pengeluaran urine dari dalam tubuh nefron : unit fungsional dan struktural terkecil pada ginjal

282

Glosarium

neurotransmitter

: zat yang berfungsi menghantarkan impuls ke ujung dendrit berikutnya noktah : bagian dinding sel tumbuhan yang sangat tipis, terdiri atas dinding primer saja dan berfungsi dalam transpor zat antara sel yang bersebelahan oksihemoglobin : senyawa gabungan antara hemoglobin dengan oksigen osifikasi : proses pembentukan tulang (penulangan) otot antagonis : pasangan otot yang bekerja berlawanan otot diafragma : otot yang membatasi rongga dada dengan rongga perut dan berfungsi dalam mekanisme pernapasan perut otot sinergis : pasangan otot yang bekerja sama dengan tujuan yang sama parabronki : pembuluh udara yang terdapat di dalam paru-paru burung pencernaan kimiawi : pelarutan dan pemecahan makanan oleh enzim-enzim pencernaan dengan mengubah makanan yang bermolekul besar menjadi molekul kecil pencernaan mekanis : pengubahan makanan dari bentuk kasar menjadi halus dengan bantuan gerakan organ-organ pencernaan persendian : bagian sistem rangka yang menghubungkan antartulang reabsorpsi : penyerapan kembali zat-zat yang masih diperlukan tubuh respirometer : alat yang digunakan untuk mengetahui konsumsi oksigen pada serangga sel eukariotik : sel yang sudah memiliki membran inti (nukleus dibungkus membran nukleus) dan sistem endomembran sel prokariotik : sel yang tidak memiliki membran inti sehingga inti sel berbatasan langsung dengan sitoplasma sel punca : sel yang aktif melakukan pembelahan dan dapat berkembang menjadi sel apa saja sintesis protein : proses penerjemahan gen menjadi urutan asam amino yang akan disintesis menjadi polipeptida (protein) sistem Havers : susunan lempeng-lempeng tulang bentuk pipa, yang semakin ke tengah semakin kecil dan di bagian tengah terdapat saluran spermatogenesis : proses pembentukan sel sperma yang berlangsung dalam organ reproduksi pria tensimeter : alat yang digunakan untuk mengukur tekanan darah totipotensi : kemampuan sel untuk dapat membelah sehingga menjadi satu organisme utuh transfusi : mendapatkan darah atau cairan dari orang lain transplantasi : pemindahan jaringan atau organ tubuh manusia atau tanaman ke tempat (orang) lain atau ke tanaman lain transpor aktif : perpindahan molekul yang memerlukan energi untuk melawan gradien konsentrasi transpor pasif : perpindahan molekul atau ion tanpa menggunakan energi sel uterus : rongga pertemuan antara oviduk kanan dan oviduk kiri

Biologi Kelas XI

283

Indeks Subjek A aglutinin, 104, 116, 150 aglutinogen, 104, 106, 116, 150 antibodi, 67, 101, 126, 189, 251, 252, 254–256, 260–268, 270–273, 278 antigen, 236, 251–252, 254–255, 261–266, 270–273, 278 augmentasi, 178, 184–185, 197–198, 278 B bilirubin, 180, 189–190, 199 biliverdin, 100, 184–185, 197–198, 278 D darah, 20, 54, 57–59, 61, 64, 67, 71–72, 76, 79, 90, 92, 97–120, 127–128, 140, 145, 150– 151, 159–161, 165, 173–174, 176, 181– 182, 184–185, 188–191, 195, 198–200, 207–208, 210, 214, 221, 232, 242, 244, 249–250, 258–260, 263, 268–269, 271, 277 dinding sel, 4, 7, 12, 17, 24–25, 30–36, 32, 41, 258, 160, 272 E efektor, 63, 205, 207, 209, 224 ekspirasi, 154, 157, 159–163, 168, 172, 174– 175 enzim, 5, 7, 9–10, 18, 20, 19, 122, 128–129, 136–137, 139, 147–148, 236, 258, 260, 272 epidermis, 32–33, 36, 38–42, 47–48, 50, 51, 151, 190–191, 217 epitel, 51, 54–57, 63–65, 69–72, 127, 140, 150, 156, 184, 251 eukariotik, 1–2, 7–8, 10, 14, 24 F filtrasi, 178, 182, 184, 186, 197–198

284

Indeks

H hormon, 185, 198, 200–201, 203, 210–213, 220–221, 224–225, 231, 236, 238–239, 241–243, 248, 250, 264, 275–277 I impuls, 63, 71, 128, 201, 204–205, 207–210, 212 imunisasi, 265–266, 273 indra, 201–205, 213, 215–219, 221, 224, 226 inflamasi, 251–252, 256, 258–259, 265, 268, 270 inspirasi, 154, 157, 159–163, 165, 168, 172, 175, 275 J jantung 20, 51, 54, 62, 64, 65, 69–70, 81, 85– 88, 91, 93, 95, 97–99, 107–119, 128, 152, 154, 157, 160, 207–208, 210, 223–224, 276 jaringan 4, 10–11, 19, 23, 27–38, 40–74, 76, 78, 80, 82, 84–86, 97–100, 102, 106, 109, 121, 124, 127, 130, 135, 141, 145, 149– 152, 155–157, 159–162, 165–166, 174, 177–178, 189–192, 198, 227, 230, 232, 242, 251, 253–254, 256–259, 263, 264 K karbon dioksida 5, 61, 100, 115, 154–157, 159–160, 166, 172, 174–175, 191, 197, 275 kelenjar 41, 51, 54–57, 61, 70, 100, 123, 127, 129, 135–139, 145–148, 150, 190–192, 201–202, 205–208, 211–212, 224–227, 23–232, 234, 239, 242, 248, 261, 268, 273 kultur jaringan 27–29, 44–50 M meristem 23, 27, 30–31, 37, 39, 46, 48–49 monosit 61, 101, 259

N nefron 54, 181–183, 186, 192–193, 196–197 neuron 63, 65, 69, 202, 204–205, 207, 209– 210, 224, 278 nukleus 8–9, 21, 30, 33, 63, 205, 236 O oksigen 4–5, 9, 61, 87, 100, 115, 124–125, 130, 151, 154–157, 159–160, 165–170, 172– 176, 198, 242–243, 275 otak 76, 80, 202–203, 205–207, 209–211, 214– 218, 220, 222, 224–226, 276 otot 26, 51, 54–55, 62–65, 69–70, 73–76, 85– 96, 107, 109, 126–129, 138–140, 147, 150–151, 154, 156, 159–162, 168, 172– 173, 175, 182, 191, 203, 205–208, 211– 214, 221, 223, 230, 242, 273, 275–276 P paru-paru 81, 108, 111–112, 116, 118, 150, 154, 156–157, 159–164, 167–169, 172– 178, 180, 191–194, 196–198, 275–276 prokariotik 1-2, 7, 14, 24 protein 1–2, 4–10, 13, 15, 17–20, 23–26, 58, 61, 79, 86, 100, 104–106, 121–122, 124– 125, 127–131, 133–134, 139, 145–148, 151, 160, 184, 186–188, 196, 210–211, 236, 251, 255–256, 260–261, 268, 271– 272, 277 pundi-pundi udara 154, 168–169, 172, 175

R rangka 59–60, 62, 71–73, 75–76, 78, 80, 82– 83, 86, 91, 93, 96, 206–207 rangsang 63, 71, 86–88, 198, 203, 205, 209, 213–214, 216–217, 224 reabsorpsi 178, 184–185, 197–199 reseptor 63, 136, 202–203, 205, 207, 209–210, 217–219, 224, 259, 263, 268 S sendi, 59, 73, 75, 82–84, 89, 92, 94–96, 268, 273 sistem pertahanan, 251–254, 256–258, 260, 262, 264–272, 274 sistem trakea, 165–166, 172, 175 stem cell, 51–52, 65–69, 72, 92 T transplantasi, 51–52, 66–69, 72–73, 92, 115– 116, 119, 193 transpor membran, trombosit, 61, 97–98, 10–102, 106, 116–117, 184 tulang, 33, 41, 59–61, 64, 67, 70–85, 87, 91– 95, 100, 127 V vaksin, 252–253, 266–267, 269–271, 273–274 Z zigot, 239–241

Indeks Pengarang Campbell, Reece, dan Mitchell: 8, 16, 31, 32, 35, 37, 39, 40, 54, 126, 129, 140, 166, 179, 206, 216, 217, 229, 236, 238, 255, 258, 263 Davis, Dinwiddy, Morgan, Goldstein, Wood, dan Woodford: 99 Davis: 85 Dewi: 242, 266 Duvall: 90 Gan Wan Yeat: 207 Glenn: 100, 189, 214, 230, 231, 268, 269 Isnaeni: 211 Mader: 8, 109, 191, 260, 269 Mike Boyle: 182, 190, 236 Nugroho, Purnomo, dan Sumardi: 29 Pearce: 61 Raven dan Johnson: 60–63, 161, 262 Rutland: 204 Soewolo: 155 Solomon: 55, 138, 241

Biologi Kelas XI

285

Campbell, N.A., Reece, J.B., & Mitchell, L.G. 2012. Biology. 8th Edition. California: The Benjamin/Cummings Publishing Company.Inc. Davis, P., Robert D., Ben M., Natalie G., Ian W., & Chris W. 2010. Materi Biologi! Volume 7 Tubuh Manusia. Alih bahasa: Rizka Yanuarti dan Wulandari. Bandung: Pakar Raya. Departemen Pendidikan Nasional. 2013. Lampiran Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 69 Tahun 2013 tentang Kerangka Dasar dan Struktur Kurikulum Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah. Jakarta: Pusat Kurikulum dan Perbukuan Balitbang Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. Dewi, V. N. L. 2012. Asuhan Neonatus Bayi dan Anak Balita. Jakarta: Salemba Medika. Duval, Ellen Neall. 1959. Kinesiology: The Anatomy of Motion. New York: Prentice–Hall, Inc. Glenn & Susan T. 1999. New Understanding Biology. London: Stanley Thornes. Hermaya, T. 1996. Tubuh Manusia. Edisi Bahasa Indonesia. Jakarta: Tira Pustaka. Indrianto, A. 2002. Bahan Ajar: Kultur Jaringan Tumbuhan. Yogyakarta: Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada. Isnaeni, W. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta: Kanisius. Nugroho, L.H., Purnomo, & Sumardi. 2006. Struktur dan Perkembangan Tumbuhan. Jakarta Penebar Swadaya. Pierce, E. C. 2006. Anatomi dan Fisiologi untuk Paramedis. Jakarta: Gramedia. Purnomo. 2003. Struktur dan Perkembangan Tumbuhan. Yogyakarta: UGM. Raven, P.H. and Johnson. 1996. Biology. Fourth Edition. New York: WBC/McGraw–Hill Companies, Inc. Rutland, J. 1976. Tubuh Manusia. Edisi Bahasa Indonesia. Jakarta: Widyadara. Soewolo. 2000. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Solomon, B.M. 2011. Biology. 9th Edition. Canada: Nelson Education. Syaifuddin. 2011. Fisiologi Tubuh Manusia untuk Mahasiswa Keperawatan. Jakarta: Salemba Medika.

286

Daftar Pustaka

Buku Biologi Kelas XI

Recommend Documents