Kamis, 19 April 2012

"Sistem Respirasi pada Mahkluk Hidup"


BAB I
PENDAHULUAN
1.1  Latar Belakang
Dalam membahas sistem pernapasan, kita akan berbicara tentang sistem pernapasan pada manusia, sistem pernapasan pada hewan, serta gangguan-gangguan dan kelainan yang ada di sistem pernapasan. Sistem pernapasan pada manusia sendiri terdiri atas organ yang membentuk saluran pernapasan, diantaranya rongga hidung, faring, laring, trakea, bronkus, bronkiolus, serta alveolus. Adapun mekanisme pernapasan pada manusia yaitu dengan cara pernapasan dada dan pernapasan perut. Sedangkan organ-organ pernapasan pada hewan sendiri atas trakea (pada serangga), insang (pada ikan), dan paru-paru (pada burung dan mamalia).
Pernapasan merupakan rangkaian proses sejak pengambilan gas atau udara. Penggunaannya untuk memecah zat, mengeluarkan gas yang dihasilkan dari sisa metabolisme, dan memanfaatkan energi yang dihasilkan. Pernapasan oleh mahkluk hidup dapat dibedakan menjadi dua, yaitu dengan cara langsung dan tidak langsung. Pernapasan secara langsung terjadi pada organ pernapasan khusus, sedangkan pernapasan tidak langsung terjadi jika belum ada organ pernapasan khusus. Pada hewan sendiri, pernapasan dapat dibedakan pada hewan bersel satu (uniseluler) dan hewan bersel banyak (multiseluler). Hewan bersel satu, belum memiliki sistem organ, pernapasannya terjadi secara langsung dari udara bebas langsung berdifusi ke sel tubuhnya. Hewan yang bersel banyak yang ukuran tubuhnya cukup banyak, umumnya pernapasannya tidak langsung. Pada percobaan kali ini akan dilakukan uji respirasi pada serangga. 
1.2  Rumusan Masalah
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka beberapa permasalahan dalam penelitian Biologi mengenai uji bahan makanan ini antara lain :
*      Bagaimana cara menentukan variabel bebas, variabel kontrol, dan variabel terikat ?
*      Apa yang menyebabkan pergeseran eosin selama percobaan ?
*      Apa fungsi oksigen pada respirasi mahkluk hidup ?
*      Apa fungsi KOH pada percobaan ?
1.3  Maksud dan Tujuan Percobaan
1.3.1     Maksud Percobaan
Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui dan memahami faktor yang memengaruhi banyak sedikitnya oksigen yang diperlukan oleh hewan pada saat bernapas per satuan waktu tertentu dengan menggunakan alat bantu respirometer, stopwatch, gelas kimia, neraca, serta pipet tetes.
1.3.2     Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk memahami, mengetahui, dan menentukan faktor yang memengaruhi banyak sedikitnya oksigen yang diperlukan oleh hewan pada saat bernapas per satuan waktu tertentu.
1.4  Manfaat
Beberapa manfaat yang bisa kita peroleh dari percobaan/penelitian yang kita lakukan yaitusebagai berikut.
*      Bagi siswa
Manfaat bagi siswa dengan adanya penelitian/percobaan ini yaitu pengetahuan siswa menjadi lebih bertambah dalam mengetahui dan menentukan faktor yang memengaruhi banyak sedikitnya oksigen yang diperlukan oleh hewan pada saat bernapas per satuan waktu.
*      Bagi guru
Manfaat bagi guru melalui penelitian/percobaan ini yaitu guru dapat mengetahui tingkat pemahaman siswa dalam menentukan faktor yang memengaruhi banyak sedikitnya oksigen yang diperlukan oleh hewan pada saat bernapas per satuan waktu selama percobaan serta dapat mengetahui tingkat kemampuan siswanya dalam menggunakan berbagai alat bantu penelitian.
BAB II
METODE KERJA
            2.1 Alat dan Bahan
                        2.1.1 Alat
1.    Respirometer Sederhana.
2.    Pipet tetes.
3.    Stopwatch/Jam.
4.    Neraca.
5.    Gelas kimia.
                        2.1.2 Bahan
1.    Kapas.
2.    Vaselin.
3.    KOH.
4.    Belalang.
5.    Eosin.
                        2.1.3 Cara Kerja
1.    Bungkus kristal KOH dengan kapas, lalu masukkan dalam tabung respirometer.
2.    Masukkan belalang yang telah ditimbang beratnya ke dalam botol respirometer, tutup dengan pipa berkala.
3.    Oleskan vaselin plastisin pada celah penutup tabung.
4.    Tutup ujung pipa yang berskala dengan jari kurang lebih 1 menit, kemudian lepaskan dan masukkan setetes eosin dengan menggunakan pipet.
5.    Amati dan catat perubahan kedudukan eosin pada pipa berkala setiap 2 menit selama 8 menit.
6.    Lakukan percobaan yang sama (1-5) dengan menggunakan belalang yang berbeda ukuran.
BAB III
TABEL HASIL PENGAMATAN

No.
Berat Tubuh Hewan
Perpindahan Kedudukan Eosin
2 Menit
2 Menit
2 Menit
2 Menit
1
0,8 gram
0,6 ml
0,3 ml
0,2 ml
0,1 ml
2
2,4 gram
0,002 ml
0,21 ml
0,48 ml
0,73 ml
3
0,4 gram
0 ml
0,1 ml
0,2 ml
0,3 ml

*      Berat belalang 1 :
ð  (Berat plastik + belalang) – berat plastik
ð  2,4 gram – 1,6 gram
ð  0,8 gram.
*      Berat belalang 2 :
ð  (Berat plastik + belalang) – berat plastik
ð  4,0 gram – 1,6 gram
ð  2,4 gram.
*      Berat belalang 3 :
ð  (berat plastik + belalang) – berat plastik
ð  2,0 gram – 1,6 gram
ð  0,4 gram.
Pertanyaan :
1)    Tentukan :
a)    Variabel bebas;
b)    Variabel kontrol;
c)    Variabel terikat;
Jawab :
a)    Variabel bebas adalah variabel yang dibuat berbeda. Dalam percobaan kali ini, yang menjadi variabel bebas tidak lain adalah belalang yang memiliki ukuran dan berat yang berbeda.
b)    Variabel kontrol adalah variabel yang sengaja dibuat sama (dikontrol supaya sama), yang menjadi variabel kontrol dalam percobaan kali ini yaitu jumlah kristal KOH yang digunakan, alat yang digunakan yaitu respirometer, serta waktu yang diperlukan untuk mencatat perubahan kedudukan eosin yaitu setiap 2 menit selama 8 menit.
c)    Variabel terikat merupakan variabel yang diteliti, yang menjadi variabel terikat dalam percobaan kali ini adalah banyaknya oksigen yang diperlukan hewan pada saat bernapas per satuan waktu dilihat dari kedudukan eosin.
2)    Apakah yang menyebabkan pergeseran eosin pada percobaan ?
Jawab :
Yang menyebabkan pergeseran eosin pada percobaan tidak lain karena belalang menghirup oksigen dari luar tabung kapiler berkala, sehingga jika belalang menghirup oksigen, maka eosin akan bergerak mendekat ke arah belalang.
3)    Buatlah grafik hubungan antara berat belalang dengan penggunaan oksigen per menit !
Jawab :
a)    Grafik belalang 1
b)    Grafik belalang 2




c)    Grafik belalang 3
4)    Apakah fungsi oksigen pada proses respirasi mahkluk hidup ? Jelaskan !
Jawab :
Fungsi oksigen pada proses respirasi mahkluk hidup yaitu sebagai proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen sebagai medianya sehingga akan menghasilkan energi kimia ATP untuk kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, dan pertumbuhan.
5)    Dari grafik nomor 3, jelaskan hubungan antara variasi berat dengan penggunaan O2, mengapa demikian ?
Jawab :
Berdasar kepada grafik nomor 3 dan percobaan yang telah dilakukan, kita dapat menyimpulkan bahwa banyak oksigen yang dihirup oleh tiap serangga berbeda-beda dan oksigen yang dihirup sesuai dengan berat badan hewan tersebut. Semakin berat hewan tersebut, semakin banyak oksigen yang dihirup. Pada percobaan menggunakan belalang, dapat kita tarik kesimpulan bahwa serangga memiliki daya hirup udara/oksigen yang kecil. Dan hewan yang dipercobakan tidak mengalami gangguan ketika telah dipercobakan. Dan oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa semakin berat serangga tersebut maka semakin banyak udara yang dihirup.
6)    Apakah fungsi KOH ? Jelaskan  pengaruhnya pada percobaan !
Jawab :
Fungsi kristal KOH pada percobaan adalah untuk mengikat gas CO2 yang dikeluarkan oleh belalang, agar organisme (belalang) tidak menghirup CO2 yang dikeluarlkan setelah bernapas sehingga tidak mengganggu terhadap pergerakan eosin atau dengan kata lain pergerakan eosin benar-benar hanya disebabkan oleh oksigen yang dihirup oleh belalang.
7)    Bagaimana membuktikan adanya CO2 dan H2O sebagai sisa oksidasi ? Coba demonstrasikan dan jelaskan hasilnya !
Jawab :
a)    Membuktikan adanya CO2 sebagai sisa oksidasi. Salah satu cara membuktikannya yaitu dengan meniup air kapur selama waktu tertentu. Setelah ditiup, ternyata air kapur tersebut berubah  menjadi keruh. Hal ini disebabkan karena air kapur bereaksi dengan karbon dioksida yang persamaan reaksinya sebagai berikut :
CaOH + CO2 à CaCO3 + H2O
Air kapur berfungsi untuk mengetahui apakah ada respirasi atau tidak. Air kapur juga berfungsi sebagai indikator, jika air kapur berubah menjadi keruh berarti telah terjadi respirasi yang ditandai dengan adanya CO2 yang bereaksi dengan air kapur tersebut sehingga air kapur tersebut berubah menjadi keruh.
b)     Membuktikan adanya H2O sebagai sisa oksidasi. Salah satu cara membuktikannya yaitu dengan menghembuskan napas ke sebuah media atau indikator yaitu cermin. Dari hasil yang diperoleh bahwa sebelum napas dihembuskan cermin terlihat jernih/bening. Tetapi, setelah kita menghembuskan napas akan terlihat gelembung udara atau H2O pada cermin. Hal ini membuktikan bahwa terjadi respirasi dimana menghasilkan CO2 dan H2O.
BAB IV
GAMBAR HASIL PENELITIAN
Belalang Uji 1
Belalang Uji 2

                        





Belalang Uji 3
Pengujian Belalang Uji 1

       



                                              
                
Pengujian Belalang Uji 2






Pengujian Belalang Uji 3








BAB V
PEMBAHASAN

5.1 Sistem Respirasi
Bernafas artinya melakukan pertukaran gas, yaitu mengambil oksigen (O2) ke dalam paru-paru yang disebut proses inspirasi dan mengeluarkan karbondioksida (CO2) serta uap air (H2O) yang disebut proses ekspirasi. Sedangkan respirasi adalah seluruh proses sejak pengambilan O2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi. Pertukaran gas Odan gas CO2 berlangsung melalui proses difusi. Alat-alat pernafasan dapat berupa paru-paru, insang, trakea maupun bentuk lain yang dapat melangsungkan pertukaran gas Odan gas CO2.
Respirasi dapat berlangsung dengan 2 cara, yaitu :
                1.      Respirasi Aerob (Oksidasi)
            Proses ini merupakan pemecahan molekul dengan menggunakan    oksigen, reaksi umumnya             sebagai berikut:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 675 kalori
Pada umumnya dalam keadaan normal manusia menggu­nakan cara ini.
                   2.      Respirasi Anaerob
           Proses ini merupakan pemecahan molekul tidak menggunakan oksigen.   Reaksi umumnya   sebagai berikut:
C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2 + 28 Kalori
      Pada proses respirasi anaerob terjadi pemecahan molekul yang sempurna, karena masih dihasilkan zat organik sehingga energinya belum terbebaskan semua. Pada proses tersebut hanya terhenti sampai glikolisis dan terbentuk asam laktat, sehingga energi yang dihasilkan sedikit dan dampaknya mengakibatkan kelelahan pada tubuh. Proses ini umumnya terjadi pada organism tingkat rendah, yaitu pada ragi dan bakteri. Pada organisme tingkat tinggi proses ini hanya berlangsung dalam keadaan darurat, yaitu apabila persediaan oksigen kurang mencukupi. Ini terjadi ketika otot bekerja terlalu keras dan berlebih.
5.1.1     Faktor yang Memengaruhi Respirasi
Faktor yang memengaruhi laju respirasi pada mahkluk hidup antara lain sebagai berikut.
*                   Ketersediaan Substrat
Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebaliknya, bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat
*                   Ketersediaan Oksigen
Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.
*                   Suhu
Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies. Tipe dan umur tumbuhan. Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolisme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.
5.2  Respirasi pada Serangga
            Serangga mempunyai alat pernapasan khusus berupa sistem trakea yang berfungsi untuk mengangkut dan mengedarkan O2 ke seluruh tubuh serta mengangkut dan mengeluarkan CO2 dari tubuh. Trakea memanjang dan bercabang-cabang menjadi saluran hawa halus yang masuk ke seluruh jaringan tubuh oleh karena itu, pengangkutan O2 dan CO2 dalam sistem ini tidak membutuhkan bantuan sistem transportasi atau darah. Udara masuk dan keluar melalui stigma, yaitu lubang kecil yang terdapat di kanan-kiri tubuhnya. Selanjutnya dari stigma, udara masuk ke pembuluh trakea yang memanjang dan sebagian ke kantung hawa. Pada serangga bertubuh besar terjadinya pengeluaran gas sisa pernafasan terjadi karena adanya pengaruh kontraksi otot-otot tubuh yang bergerak secara teratur.
                        Alat pernapasan pada hewan berkaki berbuku-buku, khususnya pada serangga adalah berupa pembuluh trakea. Udara masuk dan keluar melalui lubang kecil yang disebut spirakel atau stigma yang terdapat di kanan kiri tubuhnya. Dari stigma, udara terus masuk ke pembuluh trakea memanjang dan sebagian ke kantung hawa. Trakea memanjang ini selanjutnya bercabang-cabang menjadi saluran hawa halus yang masuk ke seluruh jaringa tubuh. Oleh karena itu, pada sistem trakea ini, pengangkutan oksigen dan karbondioksida tidak memerlukan sistem transportasi, khususnya darah.
                        Zat kimia yang dikeluarkan sel-sel tubuh umumnya kekurangan oksigen. Oleh karena itu, pembuluh trakea bercabang-cabang hingga bagian tubuh yang demikian ini.
BAB VI
PENUTUP
6.1  Kesimpulan
Berdasarkan penelitian/percobaan yang telah dilakukan, maka kita dapat menyimpulkan kesimpulan yaitu sebagai berikut.
ð  Banyak oksigen yang dihirup oleh tiap serangga berbeda-beda dan oksigen yang dihirup sesuai dengan berat badan hewan tersebut. Semakin berat hewan tersebut, semakin banyak oksigen yang dihirup. Pada percobaan menggunakan belalang, dapat kita tarik kesimpulan bahwa serangga memiliki daya hirup udara/oksigen yang kecil. Dan hewan yang dipercobakan tidak mengalami gangguan ketika telah dipercobakan. Dan oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa semakin berat serangga tersebut maka semakin banyak udara yang dihirup.
ð  Fungsi kristal KOH pada percobaan adalah untuk mengikat gas CO2 yang dikeluarkan oleh belalang, agar organisme (belalang) tidak menghirup CO2 yang dikeluarlkan setelah bernapas sehingga tidak mengganggu terhadap pergerakan eosin atau dengan kata lain pergerakan eosin benar-benar hanya disebabkan oleh oksigen yang dihirup oleh belalang.
ð  Fungsi oksigen pada proses respirasi mahkluk hidup yaitu sebagai proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen sebagai medianya sehingga akan menghasilkan energi kimia ATP untuk kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, dan pertumbuhan.
6.2      Saran
Dalam melakukan kegiatan penelitian/percobaan ini harus lebih ditingkatkan terutama dalam bidang ketersediaan alat bantu penelitian/percobaan khusunya mikroskop. Dengan lengkap dan memadainya alat-alat bantu penelitian/percobaan maka konsentrasi siswa akan lebih terfokuskan sehingga hasil yang ingin dicapai selama penelitian/percobaan akan maksimal dan sesuai dengan yang diharapkan selain itu dapat memberi manfaat dan pengetahuan yang lebih banyak mengenai penelitian/percobaan. 
DAFTAR PUSTAKA

Amin, Mohamad., Biologi SMA/MA, Bailmu, Jakarta.