1. BAHAN AJAR ONLINE. IPA SD 2. Oleh. M. Nasir Tamalene, S.Pd, M.Pd.
Sundari, S.Pd ...... 5) Bagaimanakah rumusan hipotesisnya? ...... lakukan un-tuk
lebih.
BAHAN AJAR ONLINE
IPA SD 2 Oleh M. Nasir Tamalene, S.Pd, M.Pd Sundari, S.Pd, M.Pd
Kakatua Putih (Endemik Halmahera)
Bidadari Halmahera (Endemik Halmahera)
PROGRAM STUDI S1-PGSD FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS KHAIRUN
1
PEDOMAN KULIAH ONLINE MATAKULIAH IPA-BIOLOGI SD FKIP-UNIVERSITAS KHAIRUN 1. 2. 3. 4. 5. 6.
7. 8. 9.
Buka web blog dengan cara ketik alamat http://pgsdunkhair.wordpress.com pada kolom alamat situs (URL) Pilih dan klik judul materi pada tulisan di blog sesuaikan dengan materi pada Garis Besar Perencanaan Perkuliahan (GBPP) Pelajari setiap kompetensi secara saksama, dan kuasai masing-masing kompetensi tersebut untuk mencapai standar kompetensi yang diharapkan Untuk membuat tugas online di weblog matakuliah IPA Biologi SD, silahkan download format tugas online yang tersedia, kemudian di save Format tugas yang di save kemudian dijadikan rujukan untuk melengkapi tugas yang tersedia pada weblog matakuliah IPA Biologi SD. Tugas bisa dijawab secara online dengan cara tulis jawaban atau tanggapan di bawah kolom ‘Pesan’ (Message), sedangkan judul tanggapan akan muncul secara otomatis. Klik ‘Post to forum’ jika sudah selesai memberikan tanggapan/jawaban Klik ’Menjawab secara online/link blog’ dan jawablah tugasnya secara langsung di komputer yang sedang online seperti kuis, test, dan sebagainya Selain menjawab secara online tugas yang dibuat oleh mahasiswa juga bisa di buat di rumah kemudian dimasukkan kembali ke dalam weblog pribadi dan dikirimkan ke weblog matakuliah & weblog teman-teman lainnya dengan cara Klik ‘Post to (alamat yang diinginkan)
Cara menilai tugas yang dijawab di blog mahasiswa 1. Dosen akan membuka link web yang dikirim mahasiswa Kemudian menglik tanda panah back setelah selesai diperiksa 2. Setelah itu memilih nilai yang sesuai (0 – 100) pada kolom “nilai” (grade) dan 3. Menulis umpan balik (feed back) kepada mahasiswa pada kolom yang tersedia. DOSEN
MATERI
EVALUASI
HASIL BELAJAR
INTERNET
MAHASISWA
2
KATA PENGANTAR Membuat suatu bahan ajar online merupakan suatu kebutuhan untuk meningkatkan kompetensi dalam bidang ilmu IPA-Biologi. Bidang ilmu ini merupakan bidang yang sangat penting untuk dipelajari oleh calon guru Sekolah Dasar (SD) sehingga menjadi bekal saat mereka menjadi seorang guru. Sebenarnya untuk materi Biologi tidak semuanya mengalami perubahan ataupun penambahan yang berarti. Jika diteliti lebih dalam hanya urutan materi saja yang berubah dan penambahan materi tidak terlalu jauh berubah. Bahan ajar online ini di sususn untuk kalangan sendiri yaitu di khususkan pada mahasiswa PGSD-S1 Universitas Khairun Ternate. Bahan ajar online ini disusun dengan cara memanfaatkan buku ajar yang terdahulu, sumber dari internet dan ditambah dengan materi yang disesuaikan dengan kurikulum yang tengah berlaku. Sudah saatnya mahasiswa belajar secara online dengan memanfaatkan web blog matatakuliah IPA- SD 2 (Biologi) untuk menunjang kegiatan belajar. Kenyataan inilah yang melatarbelakangi keinginan penulis untuk membuat bahan ajar secara online ini. Dalam bahan ajar ini juga penulis mewajibkan kepada mahasiswa untuk membuat serta melengkapi tugas-tugas yang ada pada akhir setiap bab, hal ini dilakukan untuk mengetahui penguasaan kompetensi pada setiap standar kompetensi yang ditetapkan. Tugas yang dibuat oleh mahasiswa dikumpulkan secara online melalui web-blog matakuliah ini. Sistem penilaian juga dilakukan secara online Akhirnya, sebuah keberhasilan belajar adalah hasil kerjasama antara mahasiswa dan dosen. Dosen sebagai fasilitator dan motivator harus senantiasa berusaha sekuat tenaga dan bekerja sepenuh hati demi keberhasilan proses pembelajaran. Semoga bahan ajar online ini bermanfaat untuk kemajuan mahasiswa. Ternate, Juni 2012 Penulis M. Nasir Tamalene 3
1
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL
Kompetensi Dasar: Mendeskripsikan struktur dan fungsi sel sebagai unit terkecil kehidupan Tujuan Pembelajaran: 1. Memahami struktur dan fungsi sel 2. Memahami tentang organisasi seluler 3. Memahami sel sebagai satu kesatuan yang unik
4
Struktur dan Organel Sel Semua organisme tersusun atas satu atau benyak sel. Sel merupakan satu kesatuan dasar dari kehidupan. Organisme uniseluler merupakan organisme yang hanya tesusun atas satu sel. Organisme ini sangat sederhana dan dapat melaksanakan semua fungsi dan proses kehidupan dalam satu sel tersebut. Organisme multi seluler adalah organisme yang terdiri atas lebih dari satu sel. Organisme ini memiliki bermacam – macam sel yang bentuk dan fungsinya berbeda.
Pertanyaan Pembelajaran 1. Apakah yang dimaksud dengan sel prokariotik dan sel eukariotik? 2. Pernahkah kalian menggambar sel hewan dan sel tumbuhan? 3. Dapatkah kalian beri nama organel organel sel hewan dan sel tumbuhan tersebut? 4. Apakah fungsi masing – masing organel sel tersebut? 5. Apakah perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhan? 6. Dapatkah kalian menghubungkan antara fungsi organel tertentu dengan fungsi khusus dari sebuah sel?
Sub Topik dan Uraiannya SUB TOPIK
URAIAN
Struktur dan Organel sel: Prokariotik sel
Perbedaan antara sel prokariotik dan sel eukariotik
Eukariotik sel
Perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhan
Komponen sel: membrane sel, dinding sel, dan sitoplasma
Struktur dan fungsi: Struktur membran fluid mozaik dari Singer
Oragnel
Struktur fungsi dan organel
5
A
Pendahuluan
Istilah sel pertama kali diperkenalkan oleh Robert Hooke (1665). Hooke mengadakan pengamatan terhadap sayatan gabus dengan menggunakan mikroskup. Dia menemukan suatu struktur yang berbentuk ruangan – ruangan kecil. Ruangan – ruangan itu disebutnya dengan istilah sel. Ruangan- ruangan kecil yang ditemukan Hooke tersebut adalah sel gabus namun ruangan kosong tersebut adalah sel yang telah mati. Namun demikian istilah sel masih tetap digunakan hingga sekarang Pada tahun 1831 Brown mengemukakan teori baru tentang sel. Brown mengemukakan bahwa sel merupakan suatu ruangan kecil yang dibatasi oleh membran, yang didalamnya terdapat cairan (protoplasma). Di dalam protoplasma terdapat inti atau nukleus dan cairan sel yang disebut sitoplasma, sedangkan di dalam inti terdapat cairan yang disebut nukleoplasma. Penelitian tentang sel dilanjutkan oleh Theodor Schwan seorang ahli fisiologi dari Jerman. Dia mengemukakan bahwa semua organisme tersusun atas sel. Selanjutnya Rudolf Virchow seorang ahli dari Negara yang sama mengatakan bahwa sel berasal dari sel yang ada sebelumnya. Teori ― Sel berasal dari Sel‖ selanjutnya diteliti oleh seorang ahli mikrobiologi Perancis Louis Pasteur antara tahun 1859 – 1861. Teori modern tentang sel menjelaskan: a. Semua makhluk hidup tersusun atas satu sel atau banyak sel. b. Sel dapat membentuk sel baru dari pembelahan sel sebelumnya. c. Sel mengandung materi genetik dari suatu organisme yang diwariskan dari sel sebelumnya. d. Semua reaksi metabolik terjadi di dalam sel
Gambar Sel Gabus
Web Link:
http://pan.intrasun.tcnj.e du/501/ projects/Parker/student _poem.htm
Gambar 1.1 Sel bakteri
6
Tubuh organisme tersusun atas sel. Ada organisme yang hanya terdiri atas satu sel adapula organisme yang tersusun atas banyak sekali sel. Organisme yang terdiri atas satu sel disebut organisme uniseluler, sedangkan organisme yang tersusun atas banyak sel disebut organime multiseluler. Ukuran sel sangat bervariasi, ada yang hanya 1 – 10 mikron, misalnya sel bakteri, ada yang mencapai 30 – 40 mikron misalnya Protozoa. Adapula pula yang Gambar 1.2 Sapi adalah organisme multiseluler mencapai beberapa sentimeter misalnya serabut kapas. Meskipun jenis makhluk hidup diperkirakan 4 juta jenis, namun demikian secara biokimia sel hanya dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sel Prokariotik dan sel Eukariotik. Prokarion (pro = sebelum; karyon = inti) artinya sel yang intinya belum diselubungi oleh membrane, sedangkan Eukarion (eu= sejati; karyon = inti) artinya sel yang intinya telah diselubungi oleh membrane. Sehingga sel prokariotik artinya sel yang bersifat prokarion, sedangkan sel eukariotik artinya sel yang bersifat eukarion. Selain tidak mempunyai membran inti sel prokariotik juga tidak mempunyai sistem endomembran.
B
Sel Prokariotik
Struktur sel prokariotik terdiri atas membrane plasma, nukleoid (DNA dan RNA) , dan sitoplasma yang mengandung ribosom. Karena sel prokariotik tidak mengandung membrane inti maka bahan inti (DNA dan RNA) mengadakan kontak langsung dengan protoplasma. Ciri lain dari sel prokariotik adalah tidak mempunyai sistem endomembran ( membrane dalam ) seperti Retikulum Endoplasma dan Badan Golgi. Sel prokariotik juga tidak mempunyai mitokondria dan kloroplas, tetapi sebagai gantinya prokariotik mempunyai mesosom untuk organel penghasil energi dan kromatofor sebagai pengganti kloroplas. Contoh dari sel prokariotik adalah bakteri dan ganggang biru. 7
Gambar 1.3 Struktur sel prokariotik dan eukariotik
Berikut ini adalah organel –organel yang ditemukan pada organisme prokariotik: 1.
Dinding sel Dinding sel bersifat tetap (rigid) dan tersusun atas murein (peptidoglikan) yang terdiri atas polisakarida, lemak, dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan transport materi keluar masuk sel melalui poriporinya.
2.
Membran plasma Membran plasma terdiri atas molekul lemak dan protein (lipoprotein). Fungsinya sebagai pengatur lalu lintas molekul dari dan ke dalam sel.
3.
Sitoplasma Di dalam sitoplasma terdapat air, protein, lemak, mineral, dan enzim. Enzim digunakanuntuk proses pencernaan secara ektrasel. Disamping itu enzim digunakan untuk melakukan berbagai reaksi metabolisme.
4.
Mesosom Mesosom pelekukan membrane plasma ke dalam sel. Organel ini berfungsi sebagai penghasil energi. Biasanya mesosom terbentuk pada dinding sel yang baru hasil pembelahan biner sel bakteri. Pada membrannya terdapat enzim pencernaan yang berfungsi untuk menghasilkan energi 8
5.
Ribosom Merupakan organel sangat kecil yang berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Diameternya antara 15 – 20 nm (1 nanometer = 10 -9 meter). Di dalam E.coli terdapat 15.000 butir ribosom atau sekitar 25% dari massa bakteri.
6.
Info Bio E. coli mempunyai flagel yang dapat meluncurkan bakteri itu dengan kecepatan 30 mil per jam jika bakteri diibaratkan sebagai manusia. Setiap detik flagel dapat menyebar dan bersatu sehingga bakteri dapat mengubah arah geraknya.
DNA DNA (Deoxiribonucleid Acid) merupakan suatu senyawa yang tersusun atas gula deoksiribosa, fosfat, dan basa nitrogen. DNA berfungsi sebagai pembawa informasi genetik dari induk kepada keturunannya, oleh karena itu DNA disebut sebagai materi genetik. 7. RNA RNA (Ribonucleid Acid) merupakan senyawa yang terdiri atas gula ribose, fosfat, dan basa nitrogen. RNA ini merupakan hasil transkripsi (cetakan, hasil kopian) dari DNA. Informasi dari DNA dibawa oleh RNA sebagai kode dalam membentuk asam amino yang selanjutnya dirangkai untuk membentuk protein.
C
Sel Eukariotik
Sel eukariotik yang akan dibahas pada bagian ini adalah sel hewan dan sel tumbuhan. Perbedaannya dengan sel bakteri adalah pada sel bakteri intinya belum mempunyai membran, sedangkan sel hewan dan sel tumbuhan intinya sudah dilindungi oleh membran sel. Jumlah organel pada sel eukariotik lebih banyak dan organelnya mempunyai sistem endomembran . Berikut ini akan diuraikan organel organel yang terdapat organisme eukariotik. 1. Membran plasma Membran plasma atau membran sel tersusun atas molekul lemak dan protein. Tebal membrane plasma antara 5-10 nm. Lapisan lemak terdiri atas dua lapis yang terdapat pada bagian tengah membrane. Letak membran 9
dapat berupa fosfolipid (senyawa antara lemak dengan fosfat), glikolipid (senyawa antara senyawa antara lemak dengan karbohidrat), dan sterol (lemak alcohol; misalnya kolesterol) Molekul protein terdapat pada bagian luar lapisan (protein perifer). Selain protein perifer juga terdapat protein integral yaitu protein yang masuk menembus lapisan lemak. Molekul lemak dan protein ini tidak statis melainkan terus bergerak. Membran sel ini seperti benda cair yang di dalamnya dan diatasnya terdapat molekul protein yang berenang-renang. Itulah sebabnya molekul membran disebut sebagai‖ fluid mozaik membran‖ atau ―membrane mozaik cair‖.
Gambar 1.4 Model Fluid mosaik membran
10
Fungsi membran Sel a. Sebagai pelindung isi sel b. Mengatur keluar masuknya molekul-molekul. Membran plasma bersifat selektif permeable artinya terdapat molekul –molekul tertentu yang dapat melaluinya. Molekul-molekul ini sangat penting untuk kehidupan sel. c. Sebagai penerima rangsang dari luar ( reseptor) Bagian yang berfungsi sebagai reseptor adalah glikoprotein. Rangsangan dapat berupa rangsangan kimia maupun rangsangan mekanik. Rangsangan kimia misalnya hormone dan racun. Sedangkan rangsangan mekanik dapat berupa tusukan ataupun tekanan.
Gambar 1.5 Struktur sel eukariotik
Web Link
2. Dinding Sel Dinding sel hanya dimiliki oleh sel tumbuhan. Dinding sel bersifat kaku dan tersusun atas polisakarida. . Polisakarida terdiri atas hemiselulosa dan pektin. Dinding sel dibentuk oleh Diktiosom. Bersama dengan vakuola dinding sel berperan dalam memelihara turgiditas (kekakuan sel). Jika tidak ada dinding sel, sel tumbuhan akan mengempis dan kayu tidak dapat digunakan untuk membentuk meja dan kursi. Diantara dinding sel yang satu dengan sel yang lain terdapat lamella tengah yang banyak mengandung Kalsium dan Magnesium. Sel-sel itu berhubungan satu dengan yang lain melalui suatu struktur yang disebut noktah. Struktur ini tidak mengalami
http://www.usoe.k12.u t.us/curr/science/sciber 00/7th/cells/sciber/orgt able.ht
Gambar 1.6 Plasmodesmata
11
penebalan sehingga sitoplasma dapat mengalir dari satu sel ke sel yang lain membentuk suatu penjuluran yang disebut Plasmodesmata. Pada beberapa sel dinding sel yang tersusun atas selulosa mengalami penambahan zat lignin yang keras dan kaku. Setelah dewasa umumnya selsel tersebuta kan mati, tinggal dinding selnya yang keras dan tebal. Kumpulan sel tersebut menjadi kayu. Misalnya sel-sel xilem yang terdapat pada batang atau ranting. Padas sel-sel sklerenkim pengerasan ini akan membentuk sel batu (sklereid), misalnya pada batok kelapa. 3. Sitoplasma Sitoplasma adalah bagian cair yang terletak antara inti dan membrane sel. Sitoplasma terdiri atas bagian yang cair yang disebut sitosol, sedangkan bagian padat yang terdiri atas organel – organel. Sitosol mengandung air, protein, asam amino, vitamin, nukleotida, asam lemak, gula, dan ion. Sifat sitosol dapat berubah – ubah karena mengandung protein. Pada fase tertentu sitosol dapa berupa fase sol (cair) dan dapat juga berupa fase gel (gelatin, agak padat). Sitoplasma yang dekat dengan membran biasanya berbentuk sol, sedangkan yang terletak pada bagian lebih dalam berada pada fase gel. Selanjutnya untuk memahami struktur dan fungsi organel-organel sel dapat dilihat dari table di bawah ini: Tabel 1.1. Struktur dan Fungsi Komponen sel Eukariotik
NAMA ORGANEL Nukelus
STRUKTUR
FUNGSI
Merupakan organel Pusat control sel Pembawa informasi terbesar didalam sel genetik. Di dalam nuBiasanya berbentuk cleus terdapat DNA. bulat atau oval dan DNA membentuk terletak di tengah RNA pada saat proses Terdapat kromosom, transkripsi. Kode genukeloplasma, dan netik yang dikopi nekleolus RNA dari DNA akan Nukleolus hanya diwaris-kan pada saat terbentuk pada saat sel pembe-lahan sel melakukan transkripsi Sangat berperan pada RNA. saat pembelahan sel Nukelolus bukan organel yang tetap, melain12
NAMA ORGANEL
Retikulum Endoplasma
Ribosom
STRUKTUR kan sebagai suatu tanda bahwa sedang kan sebagai sel suatu tanmelakukan da bahwa transkripsi. sel sedang melakukan Setiap sel transkripsi umumnya berinti satu kecuali Paramaecum yang berinti dua, dan jamur yang berinti banyak Membrannya rangkap dan berpori. Membran luar berhubungan dedengan Retikulum Endoplasma dan akhirnya berhubungan dengan membran sel Terdiri atas Retikulum Endoplasma Kasar (REK) dan Retikulum Endoplasma Halus (REH) REK merupakan RE yang permukaan membrannya banyak ditempeli Ribosom, sedangkan REH permukaannya tidak ditempeli Ribosom Memiliki banyak bentuk (poliforfik) Bayak terdapat pada sel kelenjar
FUNGSI Pusat control sel Pembawa informasi genetik. Di dalam nucleus terdapat DNA. DNA membentuk RNA pada saat proses transkripsi. Kode genetik yang dikopi RNA dari DNA akan diwariskan pada saat pembelahan sel Sangat berperan pada saat pembelahan sel Memperluas permukaan sitoplasma karena membentuk jaringjarring/ jala Menampung protein hasil sintesis Ribosom untuk disalurkan ke badan Golgi (REK) Mensintesis lemak dan kolesterol REK dan REH) Detoksisifikasi racun ( RE di hati ) Transport molekul antar organel
Tidak memiliki mem- Mensintesis protein. Ribosom yang mebrane nempel pada RE Tersusun atas RNAmensintesis protein ribosom (RNA-r) dan untuk disalurkan protein keluar sel. Sedangkan Terdiri atas dua unit, Ribosom yang bebas, besar dan kecil yang mensintesis protein bergabung menyerupai untuk digunakan angka delapan. sendiri di dalam sel. Ada yang menempel pada RE, adapula yang melayang-layang di 13
NAMA ORGANEL
STRUKTUR
FUNGSI
sitoplasma Disintesis oleh nukleolus Kompleks Golgi
Lisosom
Sentriol
Terletak antara RE dan sitoplasma Pada sel tumbuhan disebut diktiosom Jumlahnya beragam, bersambung-sambungan pada sel hewan, pada sel tumbuhan tidak. Merupakan organel polimorfik, tersusun atas membrane berbentuk kantong pipih, berupa pembuluh,gelembung kecil, atau bentukan seperti mangkuk Berbentuk kantung kecil yang berisi enzim hidrolitik yang disebut Lisozim
Membentuk glikoprotein dengan menambahkan glioksilat pada protein Sebagai organel sekre-tori Membentuk glikolipid Membentuk dinding sel pada sel tumbuhan Membentuk Lisosom
Hanya dapat dilihat ketika sel membelah Terletak dekat denga inti Terdiri atas dua perangkat mikrotubulus yang saling tegak lurus Hanya ditemukan pada sel hewan
Membentuk benang spindle ketika sel hewan melakukan pembelahan
Berfungsi dalam pen cernaan intrasel,yaitu mencerna zat-zat yang masuk ke dalam sel Bergabung dengan vakuola makanan di dalam sel untuk mencerna makanan Menghancurkan organel sel yang telah rusak Sebagai sel fagosit misalnya seldarah putih
14
NAMA ORGANEL Mitokondria
Mikrotubulus dan mikrofilaman
STRUKTUR Bentuknya beranekaragam: bulat, oval, silindris, seperti gada, seperti raket, atau tidak beraturan Diameternya antara 0,5-1µm dengan panjang antara 3-10 µm Membrannya rangkap. Membran luar mirip dengan membran plasma. Membran dalam membentuk lekukan kearah dalam disebut Krista. Krista memperluas permukaan organel sehingga respirasi berlangsung lebih efektif Mikrotubulus berbentuk tabung – tabung kecil yang panjangnya mencapai 2,5 µm dan diameter 25 nm Tabung-tabung protein penyusun mikrotubulus itu dikenal sebagai protein tubulin Mikrofilamen berbentuk benang halus, tipis, memanjang Mikrofilamen tersusun atas protein aktin dan myosin
FUNGSI Menghasilkan ATP sebagai dengan melakukan respirasi sel Reaksi respirasi yang berlangsung di dalam mitokondria adalah reaksi dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs dan transfer elektron.
Mikrotubulus berfungsi dalam pembentukan benang spindle pada saat sel membelah Mikrotubulus berperan dalam pembentukan sentriol, silia dan flagella Mikrofilamen berperan dalam kontraksi sel dan membentuk rangka di dalam sel Pada Protozoa mikrofilamen berperan dalam pembentukan pseudopodia, gerakan sel, dan gerakan sitoplasma
15
NAMA ORGANEL
STRUKTUR
FUNGSI
Plastida
Organel yang hanya Amiloplas berfungsi menyimpan amilum terdapat pada sel Kloroplas berperan tumbuhan dalam proses Plastida ada yang fotosintesis berwarna (kromoplas) dan ada yang tidak berwarna (leukoplas) Plastida ada yang mengandung amilum (amiloplas) ada yang mengandung klorofil (kloroplas)
Vakuola
Vakuola merupakan organel yang bersifat menetap Hanya terdapat pada sel tumbuhan Dibatasi oleh suatu membrane yang disebut tonoplas
D
Sebagai tempat untuk menyimpan cadangan makanan, pigmen, dan minyak atsiri serta tempat menimbun sisa metabolisme
Perbandingan antara Sel Hewan dan Sel Tumbuhan
Gambar 1.7 Sel Hewan
Gambar 1.8 Sel Tumbuhan 16
Tabel 1.2 di bawah ini menunjukkan perbandingan antara sel hewan dansel tumbuhan selengkapnya
NO 1
Struktur Sel Ukuran
2
Bentuk
3 4
5
Dinding sel Organel sel: a. Nukleus b. Retikulum Endoplasma c. Ribosom d. Badan mikro (1) peroksisom (2) glioksisom e. Komplek Golgi f. Mitokondria g. Lisosom h. Sentriol i. Plastida Vakuola
6
Silia dan Flagela
7
Penyimpanan makanan
Sel Hewan Umumnya lebih kecil daripada sel tumbuhan
Sel Tumbuhan Umumnya lebih besar daripada sel hewan Bentuknya tetap
Tidak tetap misalnya pada sel fagosit darah putih. Atau bersifat tetap misalnya sel neuron motorik Tidak ada Ada Ada Ada
Ada Ada
Ada
Ada
Ada Tidak Ada Ada ( diktiosom) Ada Ada Ada Tidak ada Kecil / tidak ada Beberapa sel hewan memilki misalnya sel epitel, sel sperma
Ada Ada Ada Ada Tidak ada Tidak ada Ada Ada Tidak ada
Makanan disimpan dalam bentuk glikogen
Makanan disimpan dalam bentuk amilum
Web Link
http://cellsalive.com/cells/plantcell.htm http://cellsalive.com/cells/animalcell.htm 17
Brain Teaser
Info Bio
1. Apakah perbedaan antara kromosom dan kromatin 2. Lebih banyak manakah mitokondria di sel aktif misalnya sel syaraf, atau sel pasif misalnya sel tulag? 3. Apakah organel penghasil energy pada sel prokariotik? Terbentuk dari apakah organel tersebut?Apakah perbedaannyadengan mitokondria?
Penebalan dinding sel dapat terjadi secara aposisi dan intersusepsi 1. Penebalan aposisi terjadi bila penambahan materi dinding baru (dilapiskan) pada materi dinding lama 2. Penebalan intersusepsi terjadi bila materi dinding baru disisipkan diantara materi dinding lama
Hubungan antara Banyaknya Organel tertentu dengan Fungsi Khusus dari Suatu Sel
E
Banyaknya suatu organel di dalam suatu sel sangat bervariasi tergantung pada fungsi sel tersebut. Di dalam menjalankan fungsinya ada sel yang bertugas sebagai sel kelenjar, sel yang selalu aktif melakukan kegiatan, atau sel-sel yang selalu aktif melakukan pembelahan. Tabel di bawah ini menunjukkan variasi penyebaran jumlah organel pada sel-sel yang mempunyai fungsi khusus Sel Sel sperma
Fungsi Diperlukan untuk berenang menuju ovum melewati Tuba Fallopii. Selama fertilisasi sebuah sperma akan bergabung dengan sebuah ovum untuk membentuk zigot
Distribusi Organel Mitokondri a merupakan organel terbanyak karena diperlukan untuk meghasilkan energy untuk pergerakan
18
Sel
Fungsi
Distribusi Organel
Otot yang digunakan oleh insekta dan burung
Kontraksi dan relaksasi untuk menggerakkan sayap selama terbang
Mitokondria diperlukan untuk menghasilkan nergi selama terbang
Sel hati
Metabolisme karbohidrat dan lemak Detoksifikasi racun Sintesis protein plasma dan kolesterol Sintesis dan sekresi enzim dan hormon
Mitokondria sebagai penghasil ATP Retikulum endoplasmic kasar dan badan golgi
Sel Pankreas
Sel Maristematik
Aktif membelah untuk membentuk sel baru
Palisade dan jaringan spongosa
Melaksanakan fotosintesis
Mitokondria juga disebut sebagai “ power house” suatu sel Sentriol mungkin tidak ada pada tumbuha tingkat tinggi. Sentriol terdapat pada gamet tumbuhan tingkat rendah
Retikulum endoplasma kasar Badan golgi Mitokondria Mitokndria sebagai penghasil energy untuk pembelahan Badan golgi untuk menghasilkan polisakarida sebagai pembentuk dinding sel Kloroplas
Web Link:
Untuk melihat sel hewan dan sel tumbuhan silakan kunjungi: http://cellsalive.com/cells/animal cell.htm
19
F
Transport Lewat Membran
Membran sel berfungsi sebagai pengatur keluar masuknya zat,dengan demikian sel akan mendapatkan pH yang sesuai, konsentrasi zat terkendali, dan sel akan mendapatkan ion-ion yang diperlukan serta membuang zat yang sudah tidak terpakai. Semua pengntrolan itu tergantung dari peran membrane sel. Lalu lintas molekul melewati membrane sel ada dua macam yaitu transport aktif dan transport pasif. 1. Transport Pasif adalah perpindahan molekul pada membrane sel tanpa memerlukan energi. Perpindahan molekul terjadi secara spontan karena adanya perbedaan konsentrasi di dalam sel dan di luar sel. Contohnya adalah diffuse dan osmosis 2. Transport aktif adalah perpindahan molekul Gambar 1.9 Peristiwa difusi yang melewati membrane dengan menggunakan energy. Perpindahan molekul dapat terjadi meskipun harus berlawanan gradient konsentrasi. Contoh transport aktif adalah ompa Na+ dan K+, endositosis dan eksositosis 1.
Difusi Diffusi adalah peristiwa penyebaran molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah tanpa menggunkan energy. Molekul-molekul tersebut dapat berdifusi sampai akhirnya diperoleh kerapatan molekul yang merata dalam suatu ruangan. Contoh peristiwa ini adalah bila ada salah seorang siswa yang menyemprotkan parfum di salah satu pojok kelas maka setelah selang beberapa waktu bau parfum akan menyebar ke seluruh ruangan. Misalnya ada air murni (A) dicampur dengan larutan gula 50% (B). Sebut saja larutan yang terbentuk adalah C, maka akan terjadi difusi air dari A ke B, serta difusi gula dari B ke A. C adalah larutan yang homogen dengan konsentrasi gula 25%. Air dan molekul atau zat tertentu dapat keluar masuk sel tanpa memerlukan energy. Hal ini tentunya sangat menguntungkan bagi sel.
20
2.
Osmosis Berbeda dengan difusi, pada osmosis terjadi perpindahan molekul dari kerapatan tingi ke tingkat kerapatan rendah melalui suatu membrane, atau dapat didefinisikan bahwa osmosis adalah difusi lewat membran. Tidak semua ion dapat melewati membrane sel, karena membrane sel bersifat selektif permeable. a. Zat yang dapat melewati membrane sel
Gambar 1.10 Peristiwa osmosis
Zat tertentu yang dapat melewati membrane antara lain: molekul asam amino, asam lemak, gliserol, gula sederhana, dan air. Zat yang merupakan elektrolit lemah lebih cepat melewati membrane daripada elektrolit kuat. Berikut adalah ion-ion yang dapat melewati membrane dari yang paling cepat hingga yang paling lambat: Na+, K+, I-, Cl-, Ca2+, Mg 2+, SO42-, Fe3+. Dikatakan membrane bersifat permeable terhadap zat tersebut. b. Zat yang tidak dapat melewati membrane sel Zat yang tidak dapat melewati membrane umumnya bermolekul besar dan zat-zat yang mudah larut dalam pelarut organic. Dikatakan membrane bersifat impermeable terhadap zat tersebut. Oleh karena membrane bersifat permeable terhadap zat tertentu dan impermeable terhadap zat yang lain maka dikatakan membrane bersifat semi permeable atau selektif permeable. Contoh: 1. Seandainya di ruangan A terdapat laritan Na+ 30% sedangkan di B tidak, maka kerapatan air di A 70% dan Na30%. Karena membrane permeable terhadap Na+, maka Na+ akan berosmosis dari A ke B, sedangkan air akan berosmosis dari B ke A. Kerapan kedua macam zat tersebut pada kondisi akhir sama yaitu konsentrasi air 35% dan Na+ 15%. 2. Ruangan A dan B dibatasi membrane semipermeabel. Di Ruangan A ada larutan gula 20%, sedangkan di B ada lartan gula 10%. Sehingga kerapatan air di A adalah 80%, sedangkan di B kerapatan airnya 90%. Menurut keten21
larutan gula 20%, sedangkan di B ada lartan gula 10%. Sehingga kerapatan air di A adalah 80%, sedangkan di B kerapatan airnya 90%. Menurut ketenentuan zat akan mengalami osmosis dari kerapatan tinggi ke kerapatan rendah melewati membrane. Seharusnya akan terjadi perpindahan molekul gula dari A ke B, tetapi karena membrane impermeable terhadap gula maka gula tidak dapat melewati membrane. Air dapat melewati membrane dari B ke A sampai tercapai kesetimbangan. Osmosis itu akan terhenti jika kerapatan di A dan B sama yaitu kerapatan air 85% dan kerapatan gula 15%. Air
80%
Gula 20%
Air
Diskusi Coba jelaskan bagaimanakah telur yang direndam dalam larutan garam akan menjadi asin? Bagaimana jika telur direndam dalam air gula?
90%
Gula 10%
Plasmolisis, Krenasi, dan Lisis Proses osmosis kadang-kadang membahayakan untuk sel yang sitoplasmanya pekat (kerapatan airnya rendah) . Kondisi sel yang demikian bila berada pada keadaan air yang hipotonik akan kemasukan air hingga tekanan osmosis sel menjadi tinggi. Keadaan ini dapat menimbukan sel menggembung dan akhirnya pecah. Keadaan inilah yang disebut lisis, yaitu hancurnya sel karena rusakknya atau robeknya membrane plasma. Sebaliknya jika sel tersebut tenggelam dalam larutan yang hipertonik maka air di dalam sel akan berosmosis keluar sel hingga akhirnya sel akan keriput. Keadaan ini yang disebut krenasi. Padas el tumbuhan keluarnya air dari sitoplasma keluar sel menyebabkan sitoplasma mengecil, Akibatnya sitoplasma akan terlepas dari dindingnya . Peristiwa lepasnya membrane plasma dari dindingnya disebut plasmolisis. Dalam kondisi yang parah plasmolisis dapat menimbulkan kematian pada tumbuhan. 22
Gambar 1.11 Plasmolisis dan Lisis 3. Difusi Terfasilitasi Difusi yang terjadi di dalam sel akan dipermudah dengan adanya protein pada membrane. Misalnya yang terjadi pada waktu proses pengangkutan glukosa dari lumen usus ke dalam pembuluh darah usus halus. Glukosa tidak dapat secara spontan masuk ke dalam usus tanpa adanya protein pembawa. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut: Mula-mula molekul glukosa diikat oleh protein pembawa yang terdapat di membrane sel. Selanjutnya protein pembawa mengalami perubahan konformasi dan mendorong glukosa masuk ke dalam sel. Setelah itu protein pembawa kembali pada kondisi semula. 4. Pompa Natrium dan kalium Untuk mengangkut kedua macam ion tersebut sel memerlukan energy, oleh karena itu proses ini disebut transport aktif. Pada transport aktif zat dapat berpindah pada konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Jadi perjalanan molekul dapat melawan gradient konsentrasi. 23
Ion K+ penting untuk mempertahankan kegiatan listrik di dalam sel syaraf dan memicu transport aktif zat-zat lain. Meskipun ion K+ dan Na+ dapat melewati membrane, karena kebutuhan akan ion K+ tinggi, maka diperlukan lagi ion K+ ke dalam sel dan pengeluaran ion Na+ . Konsentrasi ion K+ di luar sel rendah, dan di dalam sel tinggi. Sebaliknya konsentrasi ion Na+ di dalam sel rendah dan diluar sel tinggi. Bila terjadi proses osmosis maka akan terjadi aliran ion K+ dari dalam keluar sel, dan Na+ dari luar ke dalam sel. Akan tetapi yang terjadi tidaklah demikian karena perjalanan ion-ion itu melawan gradient kadar, yaitu pemasukan ion K+ dan pengeluaran ion Na+ . Untuk melalukan ini diperlukan energy dengan menggunakan ATP dan protein membrane. Setiap pengeluaran 3 ion na+ diimbangi dengan pemasukan 2 ion K+ dari luar sel. Peristiwa ini disebut pompa Natrium-Kalium. Zat-zat yang dapat diangkut dengan peristiwa transport aktif misalnya gula, protein, enzim, dan hormone.
Gambar 1.12 Pompan Ion Natrium dan kalium
24
5. Endositosis dan Eksositosis Endositosis artinya pemasukan zat ke dalam sel. Sedangkan eksositosis artinya pengeluaran zat dari dalam keluar sel. Pada peristiwa ini juga diperlukan energy dan melawan gradient kadar. Contoh endositosis adalan fagositosis dan pinositosis. Pada fagositosis membrane plasma membungkus partikel dari lingkungan luar dan menagkapnya dalam suatu vakuola makanan. Vakuola kemudian menyatu dengan lisosom membentuk heterofagosom dan lisosom mencerna / menghancurkan partikel tersebut. Contoh peristiwa ini adalah sel amuba dan sel darah putih yang memakan bakteri. Sel-sel tersebut membungkus bakteri dan menangkapnya dalam suatu vakuola makanan. Selanjutnya bakteri akan dicerna oleh lisosom. Sedangkan Pinositosis adalah peristiwa sel memakan zat cair. Sel mengelilingi setetes cairan dan membentuk sebuah gelembung. Cairan yang dimakan itu dimasukkan ke dalam vakuola makanan. Contoh eksositosis adalah pengeluaran zat dari sel-sel kelenjar pada peristiwa sekresi. Misalnya sel-sel penghasil enzim pencernaan makanan mensekresikan enzim itu ke dalam usus. Caranya, enzim-enzim itu dimasukkan ke dalam vakuola atau kantung-kantung kecil. Vakuola itu menuju ke tepi sel, membrannya membuka dan keluarlah enzim-enzim tersebut dari sel. Proses ini memerlukan energy sel. Tanpa energi sel tidaka akan mampu mengeluarkannya.
Gambar 1.13 Eksositosis dan endositosis 25
6. Pentingnya Proses Transport Membran dalam Kehidupan Pengetahuan tentang transport membrane sangat penting dalam dunia pertanian. Para petani yang memberikan dosis pupuk berlebihan malah tidak berdampak baik pada tanaman. Penyemprotan pupuk daun yang melebihi dosis pada tanaman anggrek akan mengakibatkan daun layu dan mati. Hal ini berkaitan dengan pengetahuan tentang transport pasif. Bila dosis berlebihan maka akan menimbulkan kondisi lingkungan yang hipertonik pada sel tanaman, akibatnya akan terjadi plasmolisis dan akhirnya tanaman mati. Selain itu pengetahuan tentang transport pasif diperlukan dalam proses penentuan formula pupuk. Dengan pengetahuan ini macam zat yang digunakan sebagai nutrient makanan berupa ion-ion yang mudah masuk ke dalam sel tanaman. Zat-zat organic seperti gula dan protein tidak akan masuk ke dalam sel tanaman karena sel tanaman bersifat inpermeabel terhadapa zat tersebut. Zat tersebut justru akan memicu plasmolisis dan akhirnya mematikan tanaman.
G
Sel Kanker
Kanker adalah segolongan penyakit yang ditandai dengan pembelahan sel yang tidak terkendali dan kemampuan sel-sel tersebut untuk menyerang jaringan biologis lainnya, baik dengan pertumbuhan langsung di jaringan yang bersebelahan (invasi) atau dengan migrasi sel ke tempat yang jauh (metastasis). Pertumbuhan yang tidak terkendali tersebut disebabkan kerusakan DNA, menyebabkan mutasi di gen vital yang mengontrol pembelahan sel. Beberapa buah mutasi mungkin dibutuhkan untuk mengubah sel normal menjadi sel kanker. Mutasi-mutasi tersebut sering diakibatkan agen kimia maupun fisik yang disebut karsinogen. Mutasi dapat terjadi secara spontan (diperoleh) ataupun diwariskan (mutasi germline).Kanker dapat menyebabkan banyak gejala yang berbeda, bergantung pada lokasinya dan karakter dari keganasan dan apakah ada metastasis. Sebuah diagnosis yang menentukan biasanya membutuhkan pemeriksaan mikroskopik jaringan yang diperoleh dengan biopsi. Setelah didiagnosis, kanker biasanya dirawat dengan operasi, kemoterapi dan/atau radiasi. Bila tak terawat, kebanyakan kanker menyebabkan kematian; kanker adalah salah satu penyebab utama kematian di negara berkembang. Kebanyakan kanker dapat dirawat dan banyak disembuhkan, terutama bila 26
perawatan dimulai sejak awal. Banyak bentuk kanker berhubungan dengan faktor lingkungan yang sebenarnya bisa dihindari. Merokok tembakau dapat menyebabkan banyak kanker dari faktor lingkungan lainnya. Tumor (bahasa Latin; pembengkakan) menunjuk massa jaringan yang tidak normal, tetapi dapat berupa "ganas" (bersifat kanker) atau "jinak" (tidak bersifat kanker). Hanya tumor ganas yang mampu menyerang jaringan lainnya ataupun bermetastasis. Mendiagnosa kanker Kebanyakan kanker dikenali karena tanda atau gejala tampak atau melalui "screening". Kedua ini tidak menuju ke diagnosis yang jelas, yang biasanya membutuhkan sebuah biopsi. Beberapa kanker ditemukan secara tidak sengaja pada saat evaluasi medis dari masalah yang tak berhubungan. Riset kanker Riset kanker merupakan usaha ilmiah yang banyak ditekuni untuk memahami proses penyakit dan menemukan terapi yang memungkinkan. Meskipun pemahaman kanker memiliki tumbuh secara eksponen sejak dekade terakhir dari abad ke-20, terapi baru yang radikal hanya ditemukan dan diperkenalkan secara bertahap. Penghambat tyrosine kinases (imatinib dan gefitinib) pada akhir 1990-an dianggap sebuah terobosan utama; mereka mengganggu terutama dengan protein tumor-tertentu. Antibodi monoclonal telah terbukti sebuah langkah besar dalam perawatan oncological.
27
Ketika sel normal (A) rusak atau tua (2), mereka mengalami apoptosis (1); sel kanker (B) menghindari apoptosis dan terus membelah diri.
PRAKTIKUM 1.1
Pengamatan Sel Hewan
Pendekatan keterampilan proses Tujuan : Setelah melakukan kegiatan diharapkan siswa dapat menunjukkan bagian-bagian sel berdasarkan hasil pengamatan dengan membandingkannya dengan gambar/ foto sel literature
28
Alat dan Bahan: 1. Mikroskop, gelas benda, gelas penutup, tusuk gigi, pipet 2. sel hewan/ manusia, biru metilen sebagai pewarna 3. gambar/ foto sel 4. biakkan protozoa (cara membuat biakan dapat dilihat pada buku 1B) Langkah Kerja 1. Sediakan gelas benda yang bersih, letakkan di atas meja, kemudian tetesi dengan tetes biru metilen. 2. Bukalah mulutmu. Dengan menggunakan tusuk gigi, koreklah secara hatihati epitel pipi sebelah dalam (kuit luar rongga mulut pada bagaian pipi sebelah dalam). Hati-hati jangan sampai terluka. 3. Masukkan epitel pipi itu kedalam setetes biru metilen di atas gelas benda tadi, tutup dengan gelas penutup kemudian amatilah di bawah mikroskop. 4. Tentukan: membrane sel, sitoplasma, inti sel. Apa warna inti sel setelah diberi metilen biru? 5. Gambarlah 2 atau 3 sel dan beri keterangan. 6. Ukur berapa diameter sel epitel pipi. Untuk mengukur diameter sel di mikroskop cahaya diperlukan micrometer okuler dan micrometer objektif. Mula-mula pasang mirkometer okuler pada lensa okuler. Kalibrasikan setiap unit skala di mikrometer okuler dengan skala di micrometer objektif (micrometer objektif sudah ditentukan ). Mikrometer okuler yang sudah dikalibrasi siap digunakan. 7. Sediakan kaca benda yang bersih, tetesi dengan 1-2 tetes biakan protozoa dan tutup dengan kaca penutup. 8. Carilah protozoa yang diamati. 9. Pelajari organel-organel yang terdapat di dalam sel protozoa dan tentukan: membrane sel, sitoplasma, inti dll. 10. Gambar dan beri keterangan. 11. Ukur berapa diameter sel protozoa dibandingkan ukurannya dengan sel epitel pipi. Pertanyaan: 1. Dapatkah kalian mengamati adanya ribosom, mikrokondria, lisosom, RE, dan system endomembran yang lain? Mengapa demikian? 29
2. Apakah kalian dapat mengamati adanya vakuola? Mengapa? 3. Apakah persamaan dan perbedaan sel yang kalian amati dengan gambar/ foto sel di literature? 4. Apakah ada perbedaan ukuran sel hewan?
PRAKTIKUM 1.2
Pengamatan Sel Tumbuhan
Pendekatan keterampilan proses Tujuan : Siswa dapat menunjukkan hasil pengamatannya. Alat dan Bahan : 1. Mikroskop 4. 2. gelas benada 5. 3. gelas penutup
bagian-bagian sel berdasarkan pipet Sel tumbuhan/ kult bawang merah
Langkah Kerja: 1. Sediakan gelas benda yang bersih, kemudian beri setetes air bersih dengan pipet. 2. Dengan menggunakan jari, kupaslah bawang merah yang berwarna ungu hingga diperoleh kulit tipis (seperti kulit ari) yang disebut sebagai epidemis. (Pilih kulit bawang merah yang masih segar, bukan kulit yang kering). 3. Letakkan epidemis tersebut segera (jangan sampai kering) di atas setetes air pada gelas benda, kemudian tutup dengan penutup; kemudian amati dengan mikroskop. 4. Tentukan bagian-bagian sel
: dinding sel, membran sel, sitoplasma, inti,
vakuola; apakah kamu dapat mengamatinya? 5. Gambar dua atau tiga sel dan beri keterangan. 6. Ukur panjang dan lebar sel. Pertanyaan: 1. Apakah struktur sel tumbuhan yang kalian amati sama dengan yang terdapat pada gambar/ foto di literature? Menagapa terdapat perbedaan? Dalam hala apakah perbedaan itu? 30
2
Apa perbedaan struktur antara sel manusia / hewan dan sel tumbuhan dari hasil pengamatanmu?
3. Berdasarkan teori yang telah kamu ketahui, apa sajakah perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhan? Buatlah table perbedaannya! 4. Apaka ada perbedaan ukuran sel tumbuhan dengan sel hewan? Jelaskan jawabanmu.
PRAKTIKUM 1.3
Osmosis
Pendekatan Inkuiri Tujuan
: Mengamati proses osmosis.
Alat dan Bahan: 1. Kentang atau wortel 2. Larutan yodium 1 %, 10 %, 100 %
4. silet 5. penggaris
3. 3 buah beaker glass (gelas kimia) 5,0 ml Cara Kerja 1. Potonglah kentang/ wortel menjadi 15 kubus yang masing-masing berukuran 1 x 1 x 1 cm. 2. Siapkan 3 buah beaker glass 50 ml, lalu berilah kode A, B, C. 3. Tuangkan larutan yodium 1 % ke dalam beaker glass A, larutan yodium 10 % ke dalam beaker glass B, larutan yodium 100 % ke dalam beaker glass C. 4. Masukkan 5 buah kubus kentang/ wortel ke dalam tiap-tiap beaker glass. 5. Pada interval 5 menit, keluarkan sebuah kubus kentang/ wortel dari tiap-tiap beaker glass dan potonglah menjadi 2 bagian dengan memakai silet. 6. Ukurlah jarak larutan yodium yang masuk ke dalam kubus tersebut dengan mengukurnya mulai dari tepi irisankubus menuju ke daerah tengah yang masih dapat teramatiwarna larutan yodiumnya.
31
7. Hitunglah jarak rata-ratanya selama waktu 25 menit. Pertanyaan: 1. Apa yang terjadi pada kentang/ wortel pada tiap-tiap beaker glass? Menaga demikian? 2. Apa yang dapat disimpulkan dari percobaan diatas.
PRAKTIKUM 1.4
Pengamatan Plasmolisis dan Krenasi
Pendekatan keterampilan proses Inkuiri Tujuan : Siswa dapat menjelaskan proses plasmolisis dan krenasi. Alat dan Bahan: 1. Mikroskop 6. Sel daun Tinea versicolor (bisa 2. Gelas benda (bisa juga daun kana ungu) 3. Gelas penutup 7. Larutan gula 10 % 4. Jarum bersih 8. Alkohol 70 % 5. Sel darah merah. Langkah Kerja: A. Krenasi 1. Sediakan gelas benda bersih, beri setetes air dengan pipet. 2. Bersihkan salah satu ujung jari tanganmu dengan alcohol 70 % dengan menggunakan kapas. 3. Tusuk ujung jari tersebut dengan jarum yang dibersihkan dengan alcohol 70 %. 4. Ambil setetes darah dan letakkan di atas gelas benda, dan tutup dengan gelas penutup. 5. Setelah selesai , luka di ujung jari diberi alcohol 70 % dengan kapas, agar tidak terjadi infeksi. 6. Periksa sel-sel darah merah dengan mikroskop. Gambar bentuk sel darah merah yang kamu lihat. 7. Beri setetes larutan gula 10 % di tepi gelas penutup, sedangan di tepi yang lain isap dengan kertas pengisap agar medium di dalamnya berganti. 32
8. Segera amati perubahan yang terjadi. Gambarlah bentuk yang kamu lihat. Jka bentuk sel tidak mengalami perubahan, tambahkan kepekatan Larutan gula misalnya menjadi 15 %. Pertanyaan: a. Menagapa bentuk sel mengalami perubahan? Jelaskan terjadinya peristiwa tersebut.! b. Gambarlah dengan skema! c. Misalkan laruan gula yang digunakan dibuat bertingkat mulai dari 0 %, 5 %, 10 % dan 15 %. Larutan gula tersebut diunakan untuk mencari kadar yang menyebabkan terjadinya krenasi pada sel darah merah. 1) Manakah yang termasuk variabel bebas? 2) Manakah yang termasuk vaiabel terkendali? 3) Manakah yang termasuk variabel terikat? 4) Bagaimanakah judul experiment ni? 5) Bagaimanakah rumusan hipotesisnya? B. Plasmolisis 1. Sediakan gelas benda bersih, beri setetes air dengan pipet. 2. Ambil daun T, versicolor (tanaman hias, daun mirip pandan, warna permukaan bawah daun ungu, jika tidak ada ambil daun bunga kana ungu). 3. Kelupas epidemis bawahnya, hingga beberapa sel di dalamnya terbawa. Caranya patahkan daun tersebut, dengankuku kelupaslah bagian epidemis tersebut, tarik hinga diperoleh selapis sel epidemis, kemudian segera letakkan di atas setetes air agar tidak mengering . Tutup dengan gelas penutup. 4. Amati dengan mikroskop dan gambarlah dua atau tiga sel yang jelas benar strukturnya. 5. Dari tepi gelas penutup, teteskan larutan gula dengan pipet. Dari tepi yang lain, isap air dengan kertas isap, agar terjadi pergantian medium. 6. Amati sel yang telah digambar tadi. Apakah terjadi plasmolisis? Jika terjadi plasmolisis, akan tampak ruangan antara isi sel dengan dinding sel yang semakin meluas. Warna isi sel menjadi semakin ungu.Gambarlah! Pertanyaan: a. Apakah plasmolisis itu? b. Bagaimana proses terjadinya plasmolisis pada sel-sel yang kalian amati tersebut? c. Tanaman pot yang disiram dengan larutan gula berkonsentrasi tinggi akan mati. Jelaskan alasannya! 33
d. Tanaman pot yang disiram dengan larutan gula berkonsentrasi tinggi akan mati. Jelaskan alasannya!
TUGAS Buatlah bagan/ skema perbandingan system transport pada membrane sel secara: Difusi Osmosis Transport aktif Endositosis eksositosis
Ringkasan 1. Sel merupakan unit terkecil dari makhluk hidup yang dapat melaksanakan 2. 3. 4.
5. 6.
7.
kegiatan hidup. Sel disebut sebagai satuan struktural dan fungsional makhluk hidup. Sel dibedakan menjadi dua macam, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik tidak mempunyai membran nukleus dan sistem endomembran. Sel eukariotik mempunyai membran nukleus dan sistem endomembran. Struktur sel prokariotik (bakteri E. coli): dinding sel, membran sel, sitoplasma, mesosom, ribosom, DNA, RNA. Struktur sel eukariotik: dinding sel (pada tumbuhan)/ membran sel, sitoplasma, mitokondria, kloroplas (pada tumbuhan), kompleks Golgi, retikulum endoplasma, membran inti, nukleoplasma, lisosom (pada hewan), sentriol (pada hewan), ribosom, dan vakuola (pada tumbuhan, berukuran besar). Membran plasma atau membran sel tersusun atas dua lapis molekul lemak dan di sebelah luamya masing-masing ada lapisan molekul perifer. Berdasarkan model "membran mosaik cair", molekul lemak dan protein senantiasa bergerak, tidak menetap. 34
Membran sel berfungsi: melindungi sel, mengatur keluar masuknya zat-zat, sebagai reseptor (penerima) rangsangan dari luar sel. 9. Sitoplasma tersusun atas air, protein, asam amino, vitamin, nukleotida, asam lemak, gula, serta ion-ion. Sitoplasma merupakan koloid, dapat berubah dari fase sol ke gel, sebagai tempat berlangsungnya reaksi metabolisme sel. 10. Nukleus berbentuk bulat atau oval, memiliki membran rangkap, membran luar berhubungan secara langsung dengan membran plasma melalui retikulum endoplasma. Di dalam nukleus terdapat nukleoplasma, yang di dalamnya terdapat benang-benang kromatin yang terdiri atas DNA, RNA, protein. 11. Di dalam nukleus kadang terbentuk nukleolus, sebagai tanda bahwa sel sedang aktif melakukan transkripsi. Nukleus berfungsi: pengendali kehidupan sel, pengatur pembelahan sel, pengatur pewarisan sifat. 12. Sentriol hanya dapat dilihat pada saat sel hewan membelah, letaknya dekat nukleus. Pada saat sel membelah, sentriol membelah diri, masing-masing menuju ke kutub sel, mengeluarkan benang-benang spindel sebagai benang yang menarik kromosom menuju ke kutub. 13. Retikulum endoplasma (RE) berbentuk benang-benang jala, hanya dijumpai pada sel eukariotik, terdiri dari tubulus, vesikula, dan kantung-kantung pipih. Tersusun atas protein dan lemak, seperti membran sel. RE merupakan kelanjutan dari membran nukleus. . Membran retikulum endoplasma kasar/berbintil ditempeli ribosom, sedangkan RE halus tidak. RE berbintil sebagai tempat ribosom dalam sintesis protein. RE halus dan berbintil berfungsi mensintesis lemak, dan menetralisir racun. 15. Ribosom terdiri dari unit kecil dan unit besar, yang masing-masing berbentuk bulat; dan tersusun dari protein dan RNA. Ribosom yang menempel pada membran RE berfungsi mensintesis protein untuk dikeluarkan dari sel, sedangkan yang melayang di sitoplasma memproduksi protein untuk sel. 16. Kompleks Golgi merupakan organel yang menampung dan mengolah protein yang dihasilkan di RE. Protein yang dikeluarkan dari sel "dibungkus" di dalam kantung-kantung sekresi, kantung tersebut menepi, kemudian pecah., mengeluarkan protein ke luar sel. 35
17. Lisosom berbentuk kantung kecil/ berisi enzim hidrolitik (lisozim). Lisosom berfungsi mencerna zat-zat yang masuk ke dalam sel. Lisozim tidak mencema sel jika membran pembungkusnya utuh; jika pecah, sel akan tercerna. Peroksisom mencerna hidrogen peroksida. 18. Mitokondria memiliki membran rangkap, banyak dijumpai pada sel-sel yang aktif. Fungsinya untuk menghasilkan tenaga. Membran dalam melakukan pelipatan ke arah dalam membentuk krista. Cairan di dalamnya disebut matriks. 19. Mikrotubulus merupakan penyusun benang spindel, sentriol, silia, flagela. Struktumya terdiri dari protein tubulin. Mikrotubulus berperan dalam pergerakan kromosom saat pembelahan dan pergerakan sel. Mikrofilamen tersusun atas protein aktin dan miosin dan berperanan dalam gerakan sel, gerakan sitoplasma, kontraksi otot, dan pembelahan sel. 20. Dinding sel tumbuhan tersusun atas hemiselulosa, bersifat kaku, dibentuk oleh kompleks Golgi. Pada beberapa sel, dinding sel mengalami penambahan zat lignin, mengeras menjadi kayu.
EVALUASI A. SOAL PILIHAN GANDA 01. Sel merupakan satu satuan fungsi makhluk hidup, artinya: a. Semua sel mempunyai jumlah organel yang sama b. Melakukan apa yang dilakukan oleh makhluk hidup c. Makhluk hidup terdiri atas sel-sel d. Semua jenis sel berfungsi sama e. Sel merupakan bagian terkecil dari makhluk hidup 02. Sel merupakan satu kesatuan struktural makhluk hidup karena: a. Struktur sel semua makhluk hidup sama b. Setiap organel menyusun struktur mahluk hidup c. Makhluk hidup terdiri atas sel-sel d. Setiap organel mempunyai struktur yang sama e. Struktur organel menentukan fungsinya 36
03. Retikulum endoplasma merupakan: a. Organel terbesar dalam sitoplasma b. Sepasang badan silindris yang saling tegak lurus c. Organel kecil yang tersusun atas protein dan ARN d. Sistem membran yang kompleks membentuk jaring-jaring kerja dalam sitoplasma e. Tempat sintesis protein dan lemak 04. Organel dibawah ini yang tidak dimiliki oleh sel eukariotik adalah .. a. mesosom b. ribosom c. Kromosom d. lisosom e. Sentrosom 05. Organel yang dimiliki oleh sel hewan tetapi tidak dimiliki oleh sel tumbuhan adalah .. a. plastida, sentriol RE b. vakuola, mitokondria, plastida c. dinding sel, kromososm, vakuola d. dinding sel, plastida, vakuola e. inti, golgi, plastida 06. Hidrogen peroksida (H2O2) dipecah menjadi oksigen dan air oleh enzim katalase yang terdapat pada organel.. a. peroksisom b. lisosom c. Mitokondria d. glioksisom e. RE 07. Membran sel adalah penting karena beberapa alasan, kecuali: a. bersifat diferensial permeabel b. mengendalikan pertukaran zata antar sel c. pembatas antara sel dan lingkungannya d. pembatas antara sitoplasma dan nukleoplasma e. transport materi dari luar kedalam sel 08. Transport aktif merupakan transport yang .. a. mengandalkan perbedaan konsentrasi larutan b. berjalan kedua arah dan dipengaruhi muatan listrik
37
c. Mitokondria d. glioksisom e. RE 09. Membran sel adalah penting karena beberapa alasan, kecuali: a. bersifat diferensial permeabel b. mengendalikan pertukaran zata antar sel c. pembatas antara sel dan lingkungannya d. pembatas antara sitoplasma dan nukleoplasma e. transport materi dari luar kedalam sel 10. Transport aktif merupakan transport yang .. a. mengandalkan perbedaan konsentrasi larutan b. berjalan kedua arah dan dipengaruhi muatan listrik c. dipengaruhi ion Na dan K tanpa energi d. berjalan dari konsentrasi tinggi ke rendah dengan memerlukan e. memerlukan E untuk mengeluarkan/ memasukkan ion/ molekul melalui membran sel 11. Organel sel tumbuhan yang perkembangannya cahaya matahari adalah .. a. nukleus b. vakuola c. Leukoplas d. kloroplas e. Amiloplas
dipengaruhi oleh
12. Organel berikut terdapat dalam sitoplasma, kecuali .. a. sentriol b. golgi c. sentromer d. nucleolus e. Vakuola 13. Sifat koloid protoplasma yang dapat berubah dari sol ke gel atau sebaliknya, dimanfaatkan oleh amuba untuk .. a. mengeluarkan enzim pencernaan b. melakukan difusi dan osmosis oksigen c. membentuk pseudopodia d. mengedarkan protein dalam tubuh e. melindungi diri dari bahaya mekanik
38
14. Peristiwa keluarnya air sel dari dalam sel, yang disebabkan sel diletakkan dalam larutan yang hipertonik disebut... a. silikosis b. plasmolisis c. Lisis d. sitokinesis e. e. deplasmolisis 15. Enzim pencerna yang belum aktif terdapat di dalam organel .. a. ribososm b. lisosom c. Sentrosom d. peroksisom e. Glioksisom
B. SOAL MENJODOHKAN Jodohkanlah soal dibawah ini dengan pilihan yang tepat: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
Berfungsi sebagai penerima rangsang... Polimorfik, detoksifikasi dalam sel hati ... Lisosom paru-paru tidak dapat mencerna silikon... Menghubungkan satu sel dengan sel yang lain... Bagian luarnya bergabung dengan RE... Menampung protein hasil sintesis Ribosom Pengendali semua kegiatan sel ... Mengandung enzim hirolitik... Disebut Power house... Menyimpan minyak atsiri.. Berperan dalam metabolisme lemak... Berperan dalam kontraksi sel otot... Hanya tampak ketika sel membelah.. Tampak ketika sel mengadakan transkripsi... Pembawa informasi genetika...
39
a. b. c. d. e.
membran plasma sitoplasma nukleus nukleolus sentriol
l. rematik m. peroksisom n. glioksisom o. mitokondria p. mikrotubulus
f. g. h. i. j. k.
RE Ribosom Kromoplas Kompleks golgi Lisosom Silikosis
q. mikrofilamen r. plastida s. vakuola t. plasmodesmata u. Dinding sel v. Kloroplas
C. SOAL ESSAY 1. Mengapa mitokondria lebih banyak terdapat pada sel aktif daripada sel pasif?
2. Jelaskan peristiwa transport aktif diatas
40
2. Beri nama organel- organel sel dibawah ini:
3. Gambarlah bentuk sel yang mengalami krenasi !
41
2
Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan
Kompetensi dasar: Mengidentikasi Struktur dan Fungsi jaringan Tumbuhan Tujuan Pembelajaran : 1. Membedakan berbagai jaringan (epidermis, kolenkim, sklerenkim, parenkim, xilem, floem & kambium) penyusun organ tumbuhan 2. Menunjukkan letak epidermis, kortek & stele 3. Mendiskripsikan fungsi masing-masing jaringan tumbuhan 4.
Menggunakan pengetahuannya untuk pembudidayaan tanaman langka melalui perbanyakan dengan biji, stek, cangkok. 42
A
Pendahuluan
Struktur dan fungsi jaringan tumbuhan merupakan dasar pengetahuan bagi pemanfaatan tumbuhan untuk kehidupan manusia. Seperti pada hewan, tubuh tumbuhan pun terdiri dari sel-sel. Sel-sel tersebut akan berkumpul membentuk jaringan, jaringan akan berkumpul membentuk organ dan seterusnya sampai membentuk satu tubuh tumbuhan. Di sini akan dibahas macam-macam jaringan dan organ yang membentuk tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan dikenal ada 3 sistem jaringan, yaitu system jaringan dermal (epidermis), system jaringan pembuluh (xylem dan floem) dan system jaringan dasar (korteks, empulur). Ketiganya memegang peranan penting bagi kelangsungan hidup tumbuhan.
B
Macam Jaringan Tumbuhanen
Jaringan tumbuhan dapat dibagi 2 macam : 1. Jaringan meristem 2. Jaringan dewasa
1. Jaringan Meristem Jaringan meristem adalah jaringan yang terus menerus membelah. Sel meristem biasanya sel muda dan belum mengalami diferensiasi dan spesialisasi. Ciri-ciri sel meristem misalnya berdinding tipis, banyak mengandung protoplasma, vakuolanya kecil, inti besar, dan plastida belum matang. Bentuk sel maristem umumnya sama ke segala arah, misalnya seperti kubus. Terdapat 3 macam jaringan merstem berdasarkan letaknya yaitu: meristem apikal (di ujung akar atau batang), meristem interkalar (antara) terdapat diantara jarngan dewasa, dan meristem lateral (samping) yang terdapat pada
Gambar 2.1 Struktur jaringan meristem Jaringan meristem yang terus membelah adalah meristem apical (ujung) yang membuat sumbu tanaman bertambah panjang, dan meristem lateral (cambium) yang membuat tanaman bert-ambah besar
43
cambium pembuluh dan cambium gabus. Berdasarkan asal terbentuknya meristem dapat digolongkan menjadi 2 yaitu: meristem primer dan meristem sekunder. a. Jaringan Meristem Primer Jaringan meristem yang merupakan perkembangan lebih lanjut dari pertumbuhan embrio. Contoh: ujung batang, ujung akar. Meristem yang terdapat di ujung batang dan ujung akar disebut meristem apikal. Kegiatan jaringan meristem primer menimbulkan batang dan akar bertambang panjang. Pertumbuhan jaringan meristem primer disebut pertumbuhan primer. Meristem primer dapat dibedakan berdasarkan letak perkembangan sel yang berbeda. Di dekat meristem ujung terdapat promeristem dan daerah meristematik yang terdiri atas sekelompok sel yang mengalamai diferensiasi sampai pada tingkat tertentu. Di belakang promeristem terdapat tiga jaringan meristem yaitu protoderma, prokambium, dan meristem dasar. Protoderma akan membentuk epidermis, prkambium akan membentuk ikatan pembuluh primer (xylem primer dan floem primer) dan kambium. Meristem dasar akan membentuk jaringan dasar tumbuhan yang mengisi empulur dan korteks seperti parenkim, kolenkim, dan sklerenkim. Tumbuhan monokotil hanya memiliki jaringan primer dan tidak memiliki jaringan sekunder. Pada tumbuhan dikotil terdapat jaringan primer dan jaringan sekunder. Jaringan sekunder dibentuk oleh meristem sekunder. b. Jaringan Meristem Sekunder Jaringan meristem sekunder adalah jaringan meristem yang berasal dari jaringan dewasa yaitu kambium dan kambium gabus. Pertumbuhan jaringan meristem sekunder disebut pertumbuhan sekunder. Meristem sekunder berkembang daringan dewasa yang telah mengalami diferensiasi dan spesialisasi (sudah berhenti pertumbuhannya) tetapi menjadi embrional kembali. Jaringan cambium yang terletak diantara berkas pengangkut (xylem dan floem) pada batang tumbuhan dikotil merupakan meristem 44
sekunder. Jaringan cambium membelah kearah dalam membentuk xylem sekunder, dan kearah luar membentuk floem sekunder. Kegiatan jaringan meristem sekunder menimbulkan pertambahan besar tubuh tumbuhan. Pertumbuhan tanaman karena pengaruh pertumbuhan sekunder disebut pertumbuhan sekunder.
2. Jaringan Dewasa Jaringan dewasa adalah jaringan yang sudah berhenti membelah. Jaringan dewasa dapat dibagi menjadi beberapa macam : a. Jaringan Epidermis Jaringan epidermis letaknya paling luar, menutupi permukaan tubuh tumbuhan. Jaringan epidermis terdiri atas sel yang pipih dan rapat. Bentuk jaringan epidermis bermacam-macam. Pada tumbuhan yang sudah mengalami pertumbuhan sekunder, akar dan batangnya sudah tidak lagi memiliki jaringan epidermis. Fungsi jaringan epidermis untuk melindungi jaringan di sebelah dalamnya, serta untuk pertukaran zat. Jaringan epidermis dapat mengalami modifikasi dan mempunyai fungsi khusus sesuai dengan letaknya. 1) Epidermis Daun Epidermis daun terletak pada permukaan atas dan permukaan bawah. Jaringan ini tidak berklorofil kecuali pada sel penjaga di stomata. Stomata
Gambar 2.2 Epidermis Daun
Gambar 2.3 Epidermis Akar
45
adalah modifikasi dari epidermis yang berfungsi sebagi tempat pertukaran gas. Pada permukaan atas epidermis ada yang dilapisi kutikula misalnya pada daun nangka. Ada juga epidermis yang dilapisi zat untuk melindunginya dari air, misalnya daun pisang dan keladi. 2) Epidermis akar Epidermis pada akar mengalami modifikasi membentuk tonjolan/ juluran yang disebut rambut akar. Rambut akar berfungsi untuk difusi dan osmosis. Air
Gambar 2.4 Epidermis Batang
dan mineral yang diperlukan tumbuhan diserap melalui epidermis akar. 3) Epidermis Batang Pada batang epidermis mengalami modifikasi menjadi lapisan tebal yang disebut kutikula. Kutikula membentuk bulu sebagai alat perlindungan b. Jaringan Parenkim Jaringan parenkim terletak di sebelah dalam jaringan epdemis sampai ke empulur. Parenkim tersusun atas sel bersegi banyak. Susunan selnya longgar sehingga terdapat ruangan antar sel Jaringan parenkim dijumpai pada kulit batang, kulit akar, daging, daun, daging buah dan endosperm. Bentuk sel parenkim bermacam-macam. Sel parenkim yang mengandung klorofil disebut klorenkim, yang mengandung rongga-rongga udara disebut aerenkim. Penyimpanan cadangan makanan dan air oleh tubuh tumbuhan dilakukan oleh jaringan parenkim.
Gambar 2.5 Klorenkim
46
c. Floem Floem merupakan jaringan dewasa yang kompleks. Floem berfungsi menyalurkan zat hasil fotosintesis ke sluruh bagian tanaman. Bentuk sel floem berupa pipa yang mempunyai tapisan/ayakan pada bagian ujungnya. Bagian sel ini disebut buluh tapis. Selain itu terdapat sel pengiring yang berfungsi untuk membantu pengangkutan zat. Diantara pembuluh floem terdapat jaringan parenkim yang disebut parenkim floem. Pada tumbuhan tertentu terdapat serabut floem yang berdinding tebal dan dilapisi lignin dan pada sel tua tidak terdapat protoplasma. Pada rami (Boehmeria nivea) floem tersebut dapat digunakan sebagai tali. d. Xilem Xilem merupakan jaringan dewasa yang kompleks. Xilem berfungsi menyalurkan air dan garam mineral dari akar ke daun. Xilem mempunyai dua tipe sel yaitu trakeid dan unsur pembuluh. Keduanya merupakan sel mati. Pada batang dewasa trakeid berupa tabung panjang dan runcing dengan dinding sel berlubang-lubang. Unsur pembuluh berupa tabung yang saling berhubungan pada ujungujungnya. Dinding sel xylem menebal dan dilapisi oleh lignin. Dinding sel xylem mengalami penebalan berbentuk spiral, cincin, jala, atau tangga. Xilem juga mengandung sel parenkim dan serabut xylem yang fungsinya sama dengan serabut floem.
Gambar 2.6 Sel – sel floem
Web
Link:
http://images.google.c o.id/imgres?imgurl=ht tp://www.steve.gb.co m/images/science/phl oem_pressure_flow.p ng&imgrefurl
Gambar 2.7 Jaringan Xilem 47
e. Jaringan Penguat Jaringan penguat disebut juga jaringan mekanik. Jaringan berguna untuk mmperkokoh tegaknya tumbuhan. Ada dua macam jaringan penguat yaitu sklerenkim dan kolenkim. Pada biji sklereid merupakan faktor yang menyusun kulit biji. Fungsi sklerenkim adalah menguatkan bagian tumbuhan yang sudah dewasa. Sklerenkim juga melindungi bagian-bagian lunak yang lebih dalam seperti pada kulit biji jarak, kenari, dan tempurung kelapa. f.
Jaringan Gabus Jaringan gabus atau disebut periderm merupakan jaringan sekunder. Jaringan ini menggantikan epidermis batang dan akar yang telah menebal akibat pertumbuhan sekunder. Periderm terlihat jelas pada tumbuhan dikotil dan gymnospermae. Struktur jaringan gabus terdiri atas felogen ( cambium gabus) yang akan membentuk felem (gabus) ke arah luar dan feloderm kearah dalam. Felogen dapat dihasilkan oleh epidermis, parenkim dibawah epidermis, kolenkim, perisikel, atau parenkim floem tergantung spesies tumbuhannya. Pada penambang bujur sel-sel felogen berbentuk segi empat atau segi banyakdan bersifat meristematis. Sel gabus dewasa berbentuk prisma, mati, dan dinding selnya berlapis suberin, yaitu sejenis selulosa yang berlemak. Sel –sel feloderma menyerupai sel parenkim, berbentuk kotak, dan hidup. Jaringan gabus berfungsi sebagai pelindung tumbuhan dari kekurangan air. Pada tumbuhan gabus (Quercus suber) lapisan gabus dijadikan sebagai penutupbotol.
Tabel 2.1 Macam-macam Jaringan Dewasa dan Fungsinya pada Tumbuhan No
Nama jaringan
1
Epidermis
Letak Permukaan tubuh tumbuhan
Sifat Jaring an Primer, hidup
Macam sel Derifat eepidermis misalnya stomata, dan trikoma
Fungsi Pelindung jaringan bagian dalam
48
Sifat Jaring an
No
Nama jaringan
Letak
2
Parenkim
Bagian dalam
Primer, hidup
3
Floem
Pada batang membentuk berkas sebelah luar xilem
4
Xilem
Pada batang membentuk berkas di sebelah dalam floem
Primer dan sekund er ada yang hidup dan mati Primer dan sekund er, mati
5
Kolenkim
Lebih tepi dibanding sklerenkim, dibawah epidermis Lebih dalam disbanding kolenkim,dap at berada di tepi atau agak dalam pada organ
6
Sklerenki m
Macam sel
Fungsi
Kebanyakan berbentuk isodiametris, bersegi banyak Pembuluh tapis, sel pengiring, serabut floem, parenkim floem
Pegisi organ tubuh sebagai jaringan dasar
Trakea (pembuluh kayu), trakeid, serabut xylem, parenkim floem Primer, Bentuk bersegi hidup banyak dengan penebalan dinding tidak merata Primer, Bentuk serabut dewasa disebut serabut , mati serabut sklerenkim; bentuk pendek dan bulat disebut sklereid
Pengangkut air dan garam mineral
Pengangkut hasil fotosintesis
Penguat organ yang masih mengalami perkembanga n ( muda) Pelindung organ muda dan tua
49
No
7
Nama jaringan
Letak
Permukaan tubuh tumbuhan
Gabus
C
Sifat Jaring an
Macam sel
Sekund Terdiri dari er, sel felem, felogen, dewasa feloderm felem mati; felogen dan feloder m hidup
Fungsi
Pengganti epidermis sebagai pelindung jaringan di sebelah dalam
Proses Pengangkutan pada Tumbuhan
1. Pengambilan
zat-zat
oleh
tumbuhan
dari
lingkungan
Untuk kelangsungan hidupnya tumbuhan memerlukan beberapa zat. Zat yang diperlukan tumbuhan diambil dari lingkungan sebagian besar berupa: -O2 dan CO2 dari udara diambil melalui daun, air dan mineral dari dalam tanah diambil melalui ujung akar dan bulu-bulu akar. Bagi tumbuhan tingkat rendah, pengambilan zat-zat dapat dilakukan oleh permxkaan tubuhnya. Kemampuan tumbuhan mengambil zat-zat dari lingkungan dilakukan dengan cara difusi, osmosis dan transpor aktif. 2. Pengangkutan air dan mineral a. pengangkutan ekstravaskular, yaitu pengangkutan yang terjadi di luar berkas pengankut. Pengankutan ini terjadi pada akar dimulai dari bulu akar→epidermis→korteks→endodermis→perisikel, terus ke xylem akar. Pengangkutan ini dibedakan menjadi: 1) jalur simplas, transpor melewati plasmodesmata. 2) jalur apoplas, transpor melewati dinding serta ruang antarsel. 50
Gambar 2.10 : Pengangkutan jalur simplas dan apoplas b. Pengangkutan Intravaskuler Yaitu pengangkutan yang berlangsung dalam berkas pengangkut. Dalam pengangkutan air, air diangkut dari xylem akar ke xylem batang dan diteruskan ke daun. Sedangkan pengangkutan hasil fotosintesis melalui pembuluh tapis atau floem. Tenaga yang menyebabkan terjadinya pengangkutan ini ialah: 1) Tekanan akar, timbul karena pergerakan air secara osmosis, ketika bulu akar menyerap air dari dalam tanah. 2) Daya kapilaritas, terjadi karena daya dorong, hidrasi pada dinding xylem dan daya kohesi air. 3) Daya isap daun, ditimbulkan oleh adanya transpirasi dari daun dan fotosintesis. 3. Pengangkutan hasil fotosintesis melalui pembuluh Tapis (Floem) Pengangkutan zat organik hasil fotosintesis, diangkut melalui pembuluh floem menuju seluruh bagian tumbuhan yang memerlukan. Pengangkutan ini disebut translokasi dan bersifat bidireksional, artinya pada saat yang sama dapat menuju ujung atau pangkal batang (dua arah).
51
Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pengangkutan Air yang diangkut oleh xilem digunakan untuk fotosintesis dan transpirasi. Kecepatan transportasi diatur oleh transpirasi pada stomata dan dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, misalnya kelembaban suhu, cahaya, angin dan kandungan air tanah.
D
Organ Pada Tumbuhan
Bagian-bagian organ pada tumbuhan 1. Akar a. Epidermis (kulit luar) Terdiri atas selapis sel yang letaknya rapat dan tidak terdapat ruang-ruang antarsel. Selsel epidermis yang letaknya satu garis dengan berkas xilem mengalami modifikasi membentuk bulu akar. Bulu-bulu akar berfungsi menyerap air dan unsur hara dari dalam tanah. b. Korteks Terdiri atas beberapa lapis sel yang berdinding tipis serta susunanya tidak rapat. Banyak terdapat ruang antarsel yang berfungsi untuk pertukaran gas. c. Endodermis
Gambar 2.11 Pengangkutan Air pada Tumbuhan
Jaringan endodermis merupakan batas terdalam lapisan korteks, terdiri sel-sel endodermis mengalami penebalan dari 52
lignin atau suberin, yang bersifat impermiabel. Penebalan dinding sel tersebut tampak seperti pita yang mengililingi dinding sel dan disebut pita kapsari. d. Silinder Pusat/Stele Merupakan bagian yg terdapat di sebelah dalam endodermis. Batas terluar dr silinder pusat terdiri atas jaringan periskel yg mudah dibedakan dari jaringan lainnya. Sel-sel periskel yg berhadapan dg berkas xilem bersifat meristematis & mampu membentuk akar cabang. B'dasarkan sifat tersebut periskel disebut juga perikambium.
Gambar 2.12 Struktur anatomi akar
2. Batang a. Epidermis Terdiri atas selapis sel yg tersusun rapat tanpa ruang-ruang antarsel. Dinding sel-sel epidermis yg berbatasan dg udara mengalami penebalan gabus & dilapisi kutikula b. Korteks Terdapat di sebelah dalam epidermis. Bagian korteks yg berbatasan dg epidermis terdiri atas sel-sel kolenkim yg berfungsi sbg penyokong. Sedangkan bagian ke arah dalam diisi dg selsel parenkim.
Gambar 2.13 Struktur anatomi batang
c. Endodermis Merupakan lapisan yg menjadi batas antara korteks & silinder pusat/stele. Pada tumbuhan
53
biji tertutup sel-sel endodermis mengandung zat tepung shg disebut sarung tepung/floeterma. d. Silinder Pusat/Stele Silinder pusat/stele merupakan bagian batang yg t'letak paling dlm. Lapisan terluar dr silinder pusat dsbt periskel/perikambium. Di sebelah dalamnya t'dpt jaringan parenkim dg berkas pembuluh pengangkut yg tdr atas xilem & floem. Ikatan xilem t'letak b'dampingpan dg ikatan floem, xilem di sblh dlm, sdgkan floem menghadap ke arah luar (tipe kolateral). 3. Daun Daun sesungguhnya adalah cabang atau ranting yang mengalami modifikasi. Pada tumbuhan tingkat tinggi daun merupakan tempat penting untuk fotosintesis. Fungsi : - sebagai tempat fotosintesis - sebagai alat penguapan (evaporasi) - sebagai tempat menyimpan bahan makanan - sebagai alat perkembangbiakan vegetatif Organ daun tersusun atas jaringan epidermis, parenkim dan berkas pengangkut. a. Epidermis - Berfungsi melindungi jaringan di bawahnya - Terdapat lapisan kutikula (lilin) - Sebagian mengalami modifikasi menjadi sel penutup pada stomata yang berfungsi untuk pertukaran gas dan uap air - Tidak mengandung kloroplas, kecuali pada sel penutup
Gambar 2.14 Anatomi Daun C3
Gambar 2.15 Anatomi Daun C4
54
b. Parenkim - Terdapat 2 macam parenkim, yaitu parenkim palisade (jaringan tiang) dan parenkim spons (bunga karang) yang keduanya membentuk daging daun (mesofil). - Jaringan palisade berbentuk tiang, tersusun rapat dan biasanya terdapat pada bagian atas daun. Daun yang memiliki dua lapis jaringan palisade pada kedua permukaan disebut daun isobilateral. - Jaringan bunga karang tersusun atas sel-sel yang tidak teratur dan terdapat rongga udara antar sel. Rongga tersebut berfungsi untuk pertukaran gas. - Banyak mengandung klorofil dan merupakan tempat berlangsungnya fotosintesis c. Berkas pengangkut - Terdiri atas xylem dan phloem - Terdapat pada tulang-tulang daun yang merupakan lanjutan dari ranting atau batang - Berkas pengangkut akan berakhir pada celah kecil pada ujung atau tepi daun disebut hidatoda. 4. Bunga ( Flos) Bunga sesungguhnya adalah kuncup daun yang telah mengalami modifikasi sesuai dengan fungsinya yaitu sebagai alat reproduksi yang menghasilkan sel kelamin jantan dan sel kelamin betina. Adapun bagian-bagian bunga meliputi :
Transpirasi pada tumbuhan dapat melepaskan air dalam jumlah banyak. Pohon ek yang memiliki tinggi 16 m dan diameter batang 1 m dapat mentranspirasikan sekitar 150 liter air pada hari yang cerah. Bahkan sebuah pohon yang besar dapat mentranspirasikan air dari tanah sekitar 1800 liter sehari.
Tumbuhan yang mempunyai batang berkayu akan tetap berdiri tegak meskipun tidak disirami selama 2 hari. Sebaliknya tumbuhan herba akan menjadi layu. Hal ini disebabkan tumbuhan berkayu disokong oleh sel-sel berdinding tebal yang keras, sehingga tegaknya tidak dipengaruhi oleh kandungan air. Sebaliknya, tumbuhan herba disokong oleh turgiditas sel.
55
Kelopak bunga (calyx) yang terdiri dari beberapa daun kelopak (sepal) yang berwarna hijau. Kaliks berfungsi melindungi bunga ketika masih kuncup dari kekeringan. - Tajuk atau mahkota bunga (corolla), berfungsi menarik serangga atau hewan lain yang akan menyerbuk bunga. - Alat kelamin jantan (androesium), terdiri dari beberapa benang sari (stamen) - Alat kelamin betina (ginoesium), terdiri dari satu atau lebih daun buah (karpel) yang akan membentuk putik (pistil) Bunga yang memiliki semua bagian di atas disebut bunga lengkap. Jika memiliki putik dan benang sari disebut bunga sempurna. Jika hanya memiliki putik saja disebut bunga betina dan kalau hanya memiliki benang sari saja disebut bunga jantan. -
Gambar 2.16 Anatomi bunga
5. Buah Memekatnya serbuk sari di atas kepala putik disebut penyerbukan. Penyerbukan diikuti oleh pembuahan yang sesudahnya bakal buah dan biji berkembang menjadi buah. 6. Biji (sperm) Biji yang mengandung embrio atau lembaga berfungsi sebagai alat perkembangbiakan bagi tumbuhan.
Gambar 2. 17 Tumbuhan lengkap
56
Tabel 2.1 Perbadaan Struktur Tumbuhan Dikotil dan Monokotil Aspek Pembeda Akar
Monokotil
Dikotil
Serabut
Tunggang
Batas antara ujung akar dengan kaliptra jelas
Batas Batas antara ujung akar dengan kaliptra jtidak elas
Perisikel terdiri atas beberapa sel berdinding tebal
Perisikel terdiri atas satu lapis sel
Pada akar tua letak xilem dan floem berselang-seling Mempunyai empulur yang luas pada pusat akar
Pada akar tua letak xilem dan floem kolateral, xilem di dalam floem di luar Mempunyai empulur yang sempit atau tidak pada pusat akar
Tidak berkambium Mempunyai lengan protoxilem
Kambium tampak sebagai meristem sekunder Jumlah lengan protoxilem antara 2 sampai 6, jarang lebih.
Batang
Tidak bercabang
Batang bercabang
Pembuluh angkut tersebar
Pembuluh angkut teratur atau berseling radial
Tidak mempunyai cambium vascular, sehingga tidak dapat tumbuh
mempunyai cambium vascular, sehingga dapat 57
membesar
tumbuh membesar
Mempunyai meristem interkalar
Tidak mempunyai meristem interkalar
Tidak mempunyai empulur
Jari-jari empulur berupa deretan parenkim diantara berkas pengangkut
Tidak dapat dibedakan antara korteks dan empulur Daun
Bunga
Dapat dibedakan antara korteks dan empulur
Pertulangan daun sejajar atau melengkung
Pertulangan daun menyirip atau menjari
Tidak memiliki jaringan tiang
Memiliki jaringan tiang
Mahkota bunga dan bagian bunga yang lain biasanya kelipatan tiga
Mahkota bunga atau bagian bunga yang lain biasanya kelipatan empat atau lima
58
Gambar 2. 18 Perbandingan organ tanaman Dikotil dan Monokotil 59
E
Tanaman Langka
GANDARIA Family ANACARDIACEAE Gandaria berbentuk pohon yang tingginya mencapai 27 m, dengan kulit kayunya yang retak-retak, berwarna coklat muda, dan seringkali memiliki ranting yang menggantung, tak berbulu, bersegi empat atau pipih.Gandaria adalah pohon buahbuahan yang populer, buahnya mirip buah mangga kecil. Walaupun rasanya agak asam, bahkan yang matang sekalipun
Gambar 2.19 Gandaria
Kepel (Burhanol ) Kepel termasuk tanaman langka di Indonesia. Tumbuhan ini biasa dijumpai di keraton-keraton yang ada di Pulau Jawa. Pohon ini mempunyai arti filosofis tersendiri bagi keraton di samping buahnya berguna untuk memelihara kecantikan puteriputerinya. Daunnya berkhasiat menurunkan kolesterol.
Gambar 2.20 Buah Bisbul
Buah Bisbul (Buah mentega) Buah bisbul umumnya dimakan dalam keadaan segar jika matang. Rasanya agak manis, tetapi cukup kering. Daging buahnya juga dapat diiris-iris dan dicampur dengan buahbuahan lain untuk dijadikan rujak. Kayunya licin dan tahan lama, warnanya hitam dan banyak dimanfaatkan di Filipina untuk pembuatan kerajinan tangan. Pohon bisbul sering ditanam di pinggir jalan.
Gambar 2.18 Buah Namnam 60
Buah Namnam (Cynometra cauliflora L.) Tanaman ini sering juga disebut "Kapi anjing" yang berasal dari kawasan Malesia bagian timur dan tumbuh secara liar di hutan-hutan di Sulawesi. Buah namnam yang masih muda rasanya asam sekali, tetapi kandungan asam ini akan menurun menjelang buah matang. Buah yang matang dapat dimakan dalam keadaan segar atau diolah dengan dicampur
Web Link
www.progressivega rdens.com/.../plant phys.html
gula dijadikan manisan. Juga dapat dijadikan rujak, asinan, serta disiapkan dalam bentuk sambal yang khas (sambal namnam). Pohon namnam merupakan tanaman hias yang menarik untuk ditanam di pekarangan, dapat pula dipotkan dan ditumbuhkan sebagai bonsai. Kayunya tidak bermanfaat, sekalipun untuk kayu bakar. Buah Srikaya Merah Bentuk batang bulat(teres), permukaan batang berusuk (costatus), arah tumubuh batang tegak lurus (erectus), percabangan pada batang simpodial.Termasuk semak semi-hijau abadi atau pohon yang meranggas mencapai 8m tingginya.Kulit batang coklat muda
Gambar 2.19 Buah Srikaya Merah
Web Link
Budidaya Tanaman Langka: Di Indonesia terdapat beberapa jenis tumbuhan langka (jambu monyet, durian burung, kemiri, aren, sawo kecik, endana dan lain-lain). Kategori yang menyebabkan tumbuhan disebut langka yaitu punah (extinct), genting (endangered), rawan (vulnerable), jarang (rare) dan terkikis (indeterminate). Untuk menjaga kelestariannya, tanaman langka dapat dibudidayakan melalui perbanyakan dengan biji, stek dan mencangkok.
http://www.tamanm undu.com/tanamanlangka.html ttp://www.progressiv egardens.com/knowl edge_tree/meristem.j pg&imgrefurl 61
PRAKTIKUM 3.1 Tujuan :
Organ pada Tumbuhan
- Mengamati jaringan-jaringan yang menyusun organ akar, batang, dan daun beserta penyebarannya. - Mengenali ciri-ciri berbagai macam jaringan tumbuhan serta membedakan tumbuhan monokotil dan dikotil.
Alat dan Bahan : 1. Mikroskop cahaya 2. Biji jagung 3. Biji kedelai 4. Daun Ficus elastica 5. Kertas merang 6. Gabus dan Silet 7. Kecambah jagung dan kedelai 8. Gelas obyek, gelas penutup 9. Anilin sulfat 10. Sudan III CARA KERJA 1. Kecambahkan biji kedelai dan biji jagung pada kertas merang yang lembab di tempat gelap. Setelah berkecambah, amati kecambah secara morfologis tentang sistem pertulangan daun dan sistim perakaran pada kedua tanaman tersebut (kecambah disediakan oleh laboratorium). 2. Buatlah penampang melintang akar dan batang dari kedua tanaman tersebut dengan menggunkan medium anilin sulfat. 3. Amati dengan mikroskop dan gambar secara diagramatik jaringanjaringan yang menyusun organ akar dan batang dari kedua tanaman tersebut. 62
4. Buatlah penampang melintang daun Ficus elastica dengan menyisipkan potongan daun tersebut pada gabus (Gambar 4), disayat dengan menggunakan silet. Gunakan media Anilin Sulfat dan Sudan I 5. Amati dengan menggunakan mikroskop dan gambar dan beri keterangan jaringan yang di amati. PERTANYAAN Tanaman Jagung 1. Tanaman jagung termasuk tumbuhan monokotil atau dikotil? Mengapa? 2. Bagaimana sistim pertulangan daun dan perakarannya? 3. Bagaimanakan penyebaran ikatan pembuluh pada batangnya? 4. Dapatkah anda membedakan sistim jaringan dasar pada batang jagung kedalam korteks dan empulur? 5. Adakah korteks dan empulur pada akar tumbuhan ini dan berapa jumlah ikatan pembuluh pada akarnya? Apakah tumbuhan ini mempunyai kambium?
63
Ringkasan 1.
Transportasi pada tumbuhan meliputi proses penyerapan, pengangkutan air dan garam mineral dari dalam tanah dan pengangkutan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan
2.
Pengangktan air dan garam mineral dari akar ke daun berlangsung melalui xylem. Elemen xylem yang berperan dalam pengangkutan adalah unsure pembuluh yaitu pembuluh kayu (trakea) dan trakeid.
3.
Sistem transportasi pada tumbuhan ada dua macam yaitu, system pengangkutan intravasikuler dan system pengangkutan ekstravasikuler.
4.
Sistem pengangkutan pada tumbuhan melibatkan proses diffusi, osmosis, dan transport aktif.
5.
Pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan dilakukan oleh elemen floem. Floem terdiri dari unsur tapis, sel pengiring, serabut floem, sklereid, dan parenkima floem. Elemen floem yang berperan dalam pengangkutan adalah unsur tapis, yaitu pembuluh tapis. Tumbuhan tingkat tinggi memiliki struktur yang kompleks. Jaringan penyusun tubuh tumbuhan dibedakan menjadi dua, yaitu jaringan meristem dan jaringan dewasa.
6.
Jaringan meristem terdiri dari meristem apikal atau titik tumbuh pada ujung batang dan ujung akar, dan meristem interkalar atau kambium, Jaringan dewasa adalah jaringan hasil diferensiasi dan spesialisasi selsel jaringan meristem, misalnya epidermis, parenkima, xilem, floem, sklerenkima, kolenkima, dan jaringan gabus.
7.
Organ tumbuhan meliputi akar, batang, daun, dan bunga (modifikasi daun).
8.
Akar merupakan organ tumbuhan yang berada di dalam tanah dan berfungsi menye-rap air dan mineral dari tanah serta melekatkan dan menyokong tegaknya tubuh. 64
9.
Jaringan penyusun akar rneliputi epidermis, korteks, endodermis, stele (perisikel, xilem, dan floem).
10. Batang merupakan bagian tumbuhan yang berada di permukaan tanah dan berfungsi sebagai tempat duduk daun dan sarana lintasan air, mineral dan makanan. 11. Jaringan dasar di belakang titik tumbuh pada tumbuhan monokotil dan dikotil meliputi:a. protoderma, akan membentuk epidermis b. prokambium, akan membentuk xilem, floem, dan kambium vaskular c. meristem dasar, akan membentuk empulur dan korteks. 12. Jaringan primer batang monokotil terdiri dari a. bagian luar: epidermis b. bagian dalam: ikatan pembuluh, empulur, dari sklerenkima 13. Jaringan batang dikotil meliputi a. epidermis a. korteks b. stele atau silinder pusat yang terdiri dari jaringan xilem primer, floem primer, kambium vaskular, dan empulur. 14. Jaringan sekunder batang dikotil meliputi a. floem sekunder b. xilem sekunder c. gabus dan kambium gabus. 15. Daun merupakan bagian tumbuhan yang biasanya berbentuk lembaran pipih, ber-warna hijau dan berfungsi sebagai tempat pembuatan makanan bagi tumbuhan melalui proses fotosintesis. 16. Struktur anatomis daun terdiri dari jaringan a. kulit (epidermis) b. jaringan dasar (parenkima palisade dan spons) c. jaringan pengangkut (xilem dan floem). 17. Bunga merupakan alat perkembangbiakan pada tumbuhan kelompok Angiospermae karena di dalam bunga inilah terdapat alat-alat reproduksi; seperti benang sari, putik^4w kandung lembaga.
65
EVALUASI
I. SOAL BERSTRUKTUR
1. Lengkapilah tabel macam-macam jaringan tumbuhan berikut ini: NO
MACAM JARINGAN
1
Epidermis
2
Floem
3
Xilem
4
Kolenkim
LETAK
SIFAT JARINGAN
MACAM SEL
FUNGSI
2. Perhatikan gambar berikut:
a. Sebutkan 2 macam transportasi ekstravaskuler yang tampak pada gambar b. Jelaskan pengertian dari kedua macam transportasi tersebut! c. Apa peranan pita kaspari dalam transportasi tersebut?
66
3. Lihat gambar berikut:
a. Lengkapilah nama bagian-bagian bunga yang ditunjuk b. Apa fungsi benang sari dan putik pada bunga? c. Bagian bunga mana saja yang merupakan modifikasi dari daun? II. SOAL PILIHAN GANDA 1. Transportasi apoplas melalui .... a. b. c. d. e.
xilem dan floem korteks dan kambium dinding sel dan sitoplasma sitoplasma dan vakuola dinding sel dan ruang-ruang antarsel
2. Pada potongan batang yang pangkalnya direndam dalam larutan eosin, bagian yang terlihat berwarna bila dilihat dengan mikroskop adalah .... a. b. c. d. e.
floem endodermis kambium xilem korteks
67
3. Jaringan palisade tersusun rapat dan terletak di bawah jaringan epidermis. Struktur jaringan daun tersebut sangat erat hubungannya dengan .. a. penyerapan CO2 b. fotosintesis c. pengambilan oksigen d. pengeluaran CO2 e. pengeluaran air 4. Zat-zat berikut adalah penyusun dinding sel tanaman, kecuali .. a. pectin b. suberin c. protein d. lignin e. selulosa
5. Keadaan ketegangan yang timbul antara plasma sel dan dinding sel karena isi sel mengisap cairan dari luar, disebut .... a. nilai osmotik b. isotonik c. turgor d. hipotonik e. osmosis 6. Adanya bulu akar menyebabkan terjadinya proses pengisapan air dan mineral melalui proses yang disebut .... a. b. c. d. e.
difusi absorpsi adsorpsi difusi dan osmosis osmosis
7. Terbentuknya lingkaran tahun pada batang dikotil disebabkan oleh ... 68
a. b. c. d. e.
kelanjutan aktifitas tunas pembelahan aktif sel xilem yang hidup aktifitas felogen di korteks penambahan lignin pada xilem sekunder adanya kambium diantara xilem dan floem
8. Letak endodermis pada penampang lintang akar tumbuhan dikotil terdapat pada ... a. sebelah dalam kambium b. bawah epidermis c. antara koreks dan silinder pusat d. antara xilem dan floem e. bagian tengah jaringan korteks 9. Bagian yang berlabel Y pada gambar soal no 2 berfungsi sebagai ... a. tempat berlangsungnya fotosintesis b. tempat pengangkutan air dan mineral c. tempat pengangkutan hasil fotosintesis d. tempat pertukaran gas untuk fotosintesis e. melindungi jaringan di bawahnya 10. Pita kaspari pada akar tanaman dikotil terdapat pada ... a. foeterma b. eksodermis c. perisikel d. endodermis e. xilem 11. Pembentukan lapisan gabus ke arah dalam suatu batang tumbuhan disebut a. perikambium b. prokambium c. felem d. feloderm e. felogen 69
12. Monokotil dapat dibedakan dari dikotil berdasarkan cirri-ciri khas pada semua struktur di bawah ini, kecuali... a. b. c. d. e.
susunan akarnya susunan anatomi batangnya morfologi bunganya bangun dasar daunnya sifat haploid sel kelaminnya
13. Cadangan makanan pada umbi kentang yang merupakan umbi batang disimpan di dalam jaringan … a. b. c. d. e.
epidermis kolenkim sklerenkim parenkim palisade
14. Ciri jaringan kolenkim adalah … a. b. c. d. e.
berfungsi sebagai jaringan penyokong mengalami penebalan pada dinding selnya penebalan dinding dari zat lignin penebalan dinding hanya pada sudutnya bersama jaringan lain membentuk batang
15. Cadangan makanan pada umbi kentang yang merupakan umbi batang disimpan di dalam jaringan … a. b. c. d. e.
epidermis kolenkim sklerenkim parenkim palisade 70
3
Struktur dan Fungsi Jaringan Hewan
Kompetensi Dasar: Mendeskripsikan struktur jaringan hewan vertebrata dan mengkaitkannya dengan fungsinya. Indikator: 1. Menggambarkan berbagai macam jaringan berdasarkan hasil pengamatan. 2. Mengidentifikasi struktur masing-masing jaringan berdasarkan gambar hasil pengamatan dan kajian. 3. Menunjukan macam jaringan berdasarkan lokasinya pada tubuh hewan vertebrata/manusia 71
berdasarkan jumlah lapisan sel dan bentuknya, berasal dari yang hampir sama. Tubuh organisme tingkat tinggi epitelberdasarkan luar bentuk antarastruktur lain melindungi permukaan serta dan fungsinya. misalnya, mula-mula berasal dari satu sel zigot. Sel zigot membelah secara kulit, lidah, hidung.berdasarkan Sedangkan jaringan epitel a. Jaringan epitel jumlah lapisan ke dalam tubuh atau sebaliknya, mitosis berkali-kali menghasilkan sel.. di Diferensiasi adalah proses yang bagian dalam banyak antara lain sel melindungi dan bentuknya misalnya terdapat pada dinding dalam perubahan bentuk Spesialisasi adalahdarah, proses perubahan fungsi sel. permukaan usus, sel. paru-paru, pembuluh Klasifikasi jaringan epitelalveolus ini kapiler darah dan dinding Melalui diferensiasi spesialisasi tersusun tubuh organisme, dan rongga tubuh.dan Jaringan epitelakan berkembang berdasarkan bentuk dan jumlah lapisan sel paru-paru. (b) dari lapisan ectoderm, mesoderm, atau yang2) menyusunnya. Berdasarkan jumlah Epitelium selapis kuboid (cuboidal) endoderm. Endotelium berasal dari lapisan lapisannya, epitelium dapat Dilihat dibedakan bentuknya seperti kubus. dari Gambar3.3 Epitel pipih mesoderm, sedangkan epitel yang melapisi menjadipermukaan, epitelium sederhana epitelium sel-sel itu dan seperti rumah sederhana pada dinding rongga tubuh seperti pericardium, pleura, dan berlapis.tawon Epitelium seder-hanapoligonal, adalah atau berbentuk sel paru-paru peritoneum disebut mesotelium. Mesotelium epitelium yang sel-selnya misalnya epitelium hanya kubus selapis. pada juga berasal dari lapisan mesoderm. Epitelium berlapis ovarium adalah epitelium yang permukaan dan kelenjar Sel-sel epithelium tersusun rapat antara terdiri atas lapis sel. Berdasarkan tiroidbeberapa dan tubulus ginjal. satu sel dengan sel lainnya. Tidak ada ruangan bentuknya sel3.1 epitelium dibedakan menjadi Gambar Sel-sel terspesialisasi membentuk jaringan 3) Epitelium selapis batang (silindris) antar sel sebagai pengikatnya. Hal ini bentuk bentuknya pipih, kuboid, dan batang. Selain seperti batang. Dilihat dari Gambar 3.5 (c) Jaringan sehubungan dengan fungsi jaringan epitel ketiga permukaannya jenis epiteliumterlihat itu, dikenal juga epitel batang sederseperti epitesebagai pelindung jaringan dibawahnya. Epitel epitelium berlapis semu. hana lambung lium kubus, tetapi pada potongan Gambarpada 3.2 Tiga tipe juga berfungsi sebagai pengatur transport dari dan usus tegak lurus terlihat sel-sel yang epitel berdasarkan 1. Epitelium daam dan keluarSederhana sel, oleh karena itu peran epitel tinggi. bentuknya: (a) epitel sangat penting dalam menentukan fungsi suatu pipih(b) epitel kubus (c) Epitelium sederhana ada yang berbentuk jaringan. 2. Epitelium Berlapis Semu epitel batang pipih, seperti kubus, atau seperti batang (silindris). Epitelium ini sebenarnya tersusun atas selapis sel epite-lium tetapi ketinggian sel yang menyusunnya tidak sama, sehingga terlihat seperti 1) Epitelium selapis pipih (squamous) berlapis. Contoh epitelium berlapis semu dijumpai pada trakea. bentuk sel-selnya pipih. Dilihat dari permukaannya, 3. Epitelium Berlapis sel-sel ini seperti Gambar 3.4. epitel lantai ubin tetapi dengan batas-batas kubus atas sederhana Sesuai epitelium berlapis tersusun dua ataupada lebih tidakdengan teratur.namanya, Epitelium ini berfungsi tubulus ginjal lapisan sel.jalan Sel pada lapisanzat paling dasar disebut sebagai sel basal dan sebagai pertukaran dari luar terletak di atas membran basal. Di atas sel basal terdapat beberapa lapis sel yang bentuknya pipih, kubus, atau batang, atau bentuk lain yang disebut sebagai epitelium transisional. a) Epitelium berlapis pipih misalnya terdapat pada permukaan kulit, vagina dan esofagus. Pada vagina dan esofagus, permukaan epitelnya selalu basah. b) Epitelium berlapis kubus terdapat pada saluran kelenjar keringat, folikel ovarium yang sedang berkembang, dan kelenjar ludah.
72
c) Epitelium berlapis batang (silindris) terdapat pada permukaan uretra pria. d) Epitelium transisional Epitelium ini terdapat pada kandung kemih. Bentuk sel epitelium bergantung pada derajat peregangan kandung kemih. Pada saat kandung kemih terisi urin, maka sel-sel bagian basal berbentuk kuboid atau silindris. Sedangkan lapisan tengah berbentuk kuboid dan lapisan atas berbentuk pipih sampai kuboid.
Berdasarkan cara kelenjar mensekresikan cairannya, kelenjar dibedakan menjadi dua, yaitu kelenjar eksokrin dan kelenjar endokrin. a) Kelenjar eksokrin, merupakan kelenjar yang memiliki saluran pengeluaran untuk menyalurkan hasil sekresi-nya. Zat sekret dapat berupa enzim, keringat, dan air ludah. Berdasarkan banyaknya sel penyusun, kelenjar eksokrin dibedakan atas 2 kelompok, yaitu uniseluler dan multiseluler. Kelenjar eksokrin uniseluler tersusun atas satu sel. Contohnya sel goblet, yaitu sel epitelium penghasil mukus (lendir) yang terdapat pada lapisan usus halus dan saluran pernapasan. Adapun kelenjar eksokrin multiseluler tersusun atas banyak sel.
73
Macam dan contoh kelenjar eksokrin adalah: a. Kelenjar tubuler sederhana, contohnya kelenjar Liberkuhn pada dinding usus. b. Kelenjar tubuler bergelung sederhana, contohnya kelenjar keringat pada kulit. c. Kelenjar tubuler bercabang sederhana, contohnya kelenjar fundus pada dinding lambung. d. Kelenjar alveolar sederhana, contohnya kelenjar mukus dan kelenjar racun pada kulit katak. e. Kelenjar alveolar bercabang sederhana, contohnya pada kulit. f. Kelenjar tubuler majemuk, contohnya kelenjar Brunner pada usus dan kelenjar susu. g. Kelenjar alveolar majemuk, contohnya kelenjar susu(glandula mamae). h. Kelenjar tubulo-alveolar majemuk, contohnya kelenjar ludah sub-maksilaris (bawah rahang atas). b) Kelenjar endokrin, merupakan kelenjar yang tidak memiliki saluran pengeluaran. Sekret yang dihasilkan langsung masuk ke pembuluh darah sehingga disebut juga kelenjar buntu.
PRAKTIKUM 3.1
Pengamatan sel Epitel
Pendekatan Ketrampilan Proses Tujuan fungsinya
: Menyebutkan bagian-bagian sel epitel da menyebutkan
Alat dan Bahan : 1. Mikroskup cahaya 2. gelas benda 3. Gelas penutup 4. pipet 5. tusuk gigi
6. Larutan biri metilen 7.kertas isap 8. Alcohol 70% 9.kapas
74
Cara kerja 1. Bersihkan tusuk gigi dengan alcohol 70% 2. Dengan menggunakan tusuk gigi goreslah secara perlahan-lahan permukaan dinding mulut bagian dalam sampai epithelium terbawa pada ujung tusuk gigi. 3. Letakka hasil goresan tersebut diatas gelas benda dan ratakan. 4. Tetesi dengan larutan biru metolen pada gelas benda, tepatnya diatas goresan sel epithelium 5. Amati preparat yang telah dibuat tersebut di mikroskup dengan perbesaran 100x dulu kemudian 400 x 6. Gambarlah hasil pengamatanmu. Sebutkan bagian-bagian sel yang terlihat Pertanyaan 1. Sebutkan bagian-bagian sel yang terlihat. Apakah sel epitel mempunyai dinding sel 2. Bagaimanakah bentuk sel epitel yang kalian temukan tersebut? 3. Sebutkan fungsi dari bagian-bagian sel epitel tersebut
2. Jaringan Ikat Jaringan ikat atau jaringan penyambung merupakan jaringan yang selalu berhubungan dengan jaringan lainnya atau organ-organ. Jaringan memiliki fungsi antara lain: 1. melekatkan suatu jaringan ke jaringan lain 2. membungkus organ-organ 3. mengisi rongga di antara organ-organ 4. menghasilkan imunitas. a. Komponen jaringan ikat Jaringan ikat pada dasarnya tersusun atas tiga komponen utama, yaitu sel, serabut, dan zat dasar.
Gambar 3.8 Komponen jaringan ikat
75
1. Sel Sel yang menyusun jaringan ikat terdiri dari beberapa jenis, namun semuanya berasal dari sel mesenkim yang merupakan penyusun jaringan mesenkim pada awal kehidupan embrio. Macam sel penyusun jaringan ikat antara lain fibroblas, makrofag, sel mast, sel lemak, sel plasma dan leukosit. a). Fibroblas adalah sel yang mensintesis dan mensekresikan protein pada serabut. b). Makrofag adalah sel yang bentuknya tidak beraturan, umumnya terletak dekat pembuluh darah dan bergerak jika ada luka. Sel ini dapat bergerak secara ameboid dan aktif memakan sel darah merah yang rusak serta benda asing, seperti bakteri. Karena itu makrofag disebut fagosit (sel pema-
Gambar 3.9 Jaringan ikat longgar
Gambar 3.10 Jaringan ikat padat
kan). c). Sel mast adalah sel yang memproduksi heparin yang berfungsi mencegah pembekuan darah dan histamin yang dapat menyebabkan permeabilitas kapiler darah. d). Sel lemak adalah sel yang terspesialisasi untuk menyim-pan lemak. e). Leukosit adalah sel darah putih. 2. Serabut Serabut atau serat penyusun jaringan ikat terdiri atas 3 macam, yaitu serabut kolagen, serabut elastis dan serabut retikulum. a). Serabut kolagen (serabut putih) Kolagen merupakan serabut yang paling banyak ditemukan dan bersifat sangat liat dan ulet. Dalam jumlah sedikit tidak berwarna tetapi dalam jumlah banyak berwarna putih, misalnya tendon. 76
b). Serabut elastin (serabut kuning) Serabut elastis ini lebih halus dari serabut kolagen dan bersifat elastis (kenyal). Dalam jumlah sedikit tidak berwarna, namun dalam jumlah banyak berwarna kuning, misalnya pada bantalan lemak, pembuluh darah, dan ligamen. c). Serabut retikulum Retikulum (artinya jala) merupakan serabut paling halus dan bercabang membentuk seperti jala. Serat ini ber-fungsi menghubungkan jaringan ikat dengan jaringan lain, misalnya pada sistem saraf. 3. Zat dasar
Zat dasar jaringan ikat merupakan zat yang amorf (tidak berbentuk), tidak berwarna dan homogen, yang tersusun atas molekul karbohidrat, protein, dan air. Zat dasar berperan mengisi ruang antarsel dan serabut dari jaringan ikat. b. Macam Jaringan Ikat Jaringan ikat dapat diklasifikasikan menjadi jaringan ikat biasa dan jaringan ikat dengan sifat khusus. 1. Jaringan ikat biasa Jaringan ikat biasa terdiri atas jaringan ikat longgar dan jaringan ikat padat. a) Jaringan ikat padat Jaringan ini disebut jaringan ikat padat karena struktur serat-seratnya (terutama kolagen) yang padat. Jaringan ikat padat dibedakan menjadi jaringan ikat padat teratur dan tidak teratur. Pada jaringan ikat padat teratur, berkas kolagen tersusun teratur ke satu arah, misalnya tendon. Jaringan ikat padat tak teratur memiliki berkas kolagen yang menyebar membentuk anyaman kasar yang kuat, misalnya di lapisan bawah (dermis) kulit. b) Jaringan ikat longgar Jaringan ini dicirikan dengan susunan serat-seratnya yang longgar. Jaringan ikat longgar berfungsi sebagai medium penyokong, pengisi ruang di antara organ dan mengelilingi elemen-elemen dari jaringan yang lain. Adanya serabut kolagen memungkinkan terjadinya gerakan dari bagian-bagian yang
77
a) Jaringan tulang rawan (kartilago) Tulang rawan adalah spesialisasi dari jaringan ikat berserabut tebal dan matriks yang elastis. Tulang rawan bersifat kuat dan lentur. Penyusun jaringan tulang rawan adalah sel tulang rawan (kondrosit) yang terletak di dalam rongga kecil (lakuna). Lakuna terdapat di dalam matriks yang mengandung serabut. Tulang rawan berfungsi sebagai rangka tubuh pada kondrosit awal embrio, menunjang jaringan lunak dan organ dalam, serta melicinkan permukaan tulang dan sendi. Tulang rawan tidak mempunyai saraf dan pembuluh darah. Berdasarkan kahdungan matriksnya, tulang rawan dibedakan menjadi 3, yaitu tulang rawan hialin, elastis, dan fibrosa. 1) Tulang rawan hialin Tulang rawan ini mengandung serabut kolagen yang halus, berwarna bening kebiruan. Tulang rawan hialin terdapat pada cakram epifisis, ujung tulang rusuk, dan permukaan tulang di daerah persendian. 2) Tulang rawan elastis
78
Tulang rawan elastis mengandung serabut elastis dan serabut kolagen. Tulang rawan ini terdapat pada daun telinga, epiglotis, dan bronkiolus. 3) Tulang rawan fibrosa Tulang rawan fibrosa mengandung serabut kolagen yang padat dan kasar. Tulang rawan fibrosa terdapat antara lain pada simfisis pubis (pertemuan tulang kemaluan).
Kita menjadi lebih pendek sekitar 1 cm pada malam hari. Hal ini disebabkan tulang rawan pada ruas tulang punggung tertekan selama kita berdiri te-gak sepanjang hari.
b) Jaringan tulang sejati (osteon) Tulang sejati merupakan jaringan ikat yang mengandung mineral. Jaringan tulang sejati disusun oleh selsel tulang atau osteosit. Osteosit berasal dari sel induk tulang atau osteoblas. Osteosit terletak dalam lakuna. Osteosit satu dengan lainnya saling berhubungan melalui kanalikuli. Osteosit tersusun dalam lapisan konsentris yang disebut lamela.
Gambar 3.11 Jaringan tulang rawan
Sifat tulang sejati lebih keras dibandingkan tulang rawan karena matriksnya mengandung serabut kolagen dan bahan anorganik, antara lain kalsium, fosfor, bikarbonat, sitrat, Mg, K, Na dan hidroksi apatit. Jaringan tulang mengandung osteoklas, yaitu sel berukuran besar dengan jumlah inti 6-50. Osteoklas menghasilkan enzim kolagenase dan enzim proteolitik lain yang berfungsi merombak tulang serta mengatur bentuk tulang
79
Gambar 3.12 Struktur tulang sejati
Web Link
web.jjay.cuny.edu/~acarpi/NSC/ 14-anatomy.htm medlib.med.utah.edu/WebPath/ Berdasarkan ada tidakORGAN.html nya rongga di dalamnya, tulang dibedakan atas tulang kompak (tulang padat) dan tulang bunga karang (tulang berongga/ tulang spons). 1) Tulang kompak Pada tulang kompak terdapat sistem Havers yang terdiri dari 4-20
99% dari kalsium tubuh terdapat di dalam tulang dan gigi. 75% dari rangka tubuh adalah tulang padat dan 25% adalah tulang spons. Tulang padat merupakan
materi
terkeras
dalam tubuh setelah email.
80
lamela Havers yang tersusun konsentris mengelilingi saluran Havers mengandung pembuluh darah dan saraf sebagai penyuplai nutrien untuk menghidupi tulang. 2) Tulang bunga karang Pada tulang bunga karang tidak terdapat sistem Havers Gambar 3.13 Jaringan tetapi terdiri dari trabe-kula Darah tulang yang saling berhubungan satu dengan lainnya. Contoh tulang kompak dan tulang bunga karang ditemukan pada tulang panjang. Kedua bonggol tulang (epifisis) terdiri dari tulang bunga karang, bagian tengah merupakan tulang kompak. c) Darah dan Umfe Darah termasuk dalam jaringan ikat khusus, karena darah berasal dari jaringan mesenkim. Darah Gambar 3.14 Otot terdiri atas sel darah merah polos (eritrosit), sel darah putih (leukosit), keping darah (trombosit), dan plasma darah. Plasma darah merupakan cairan yang mengandung zat anorganik (misalnya ion-ion karbonat, natrium, klorida) dan zat organik (misalnya protein, asam amino, glukosa, hormon). Selain itu plasma darah merupakan zat antarsel yang mengandung sel-sel darah dan keping darah. Secara umum sel darah dibentuk dalam sumsum tulang, kecuali 2 macam sel darah putih (limfosit dan monosit) dibentuk dalam kelenjar limfe.Secara terperinci setiap jenis sel darah tersebut memiliki peranan yang spesifik. 81
Sel darah merah berfungsi mengangkut oksigen dan karbon dioksida dalam darah. Sel darah putih sebagai pelindung terhadap benda asing yang masuk ke dalam tubuh. Sedangkan keping darah berperan dalam proses pembekuan darah. Limfe adalah cairan yang dikumpulkan dari jaringan-jaringan dan kembali ke aliran darah. Pada saat limfe mele-wati kelenjar limfonodus maka ditambahkan sel limfosit dan antibodi. Sel limfosit merupakan salah satu jenis sel darah putih (leukosit) dan berfungsi sebagai penghasil antibodi.
3. Jaringan Otot Jaringan otot tersusun atas sel-sel otot. Otot berperan dalam pergerakan organ tubuh atau bagian tubuh. Kemam-puan otot untuk berkontraksi disebabkan oleh adanya serabut kontraktil. Serabut kontraktil ini tersusun atas filamen atau benang aktin dan miosin. Jaringan otot dapat dibedakan atas tiga macam, yaitu otot rangka, otot jantung, dan otot polos. a) Otot polos Disebut otot polos karena serabut kontraktilnya tidak memantulkan cahaya berselang-seling, sehingga sarbvcxzzzzz koplas-manya (sitoplasma dalam sel otot) tampak poolos dan homo-gen. Sel otot polos berbentuk gelendong dengan sebuah inti pipih yang terletak di tengah sarkoplasma. Otot polos ter-dapat pada alat dalam, sehingga disebut juga otot visera, misalnya pada lambung, usus, dan pembuluh darah. Otot polos mempunyai persarafan autonom, artinya bekerja tidak di bawah kesadaran. Otot polos kontraksinya lambat, cukup lama dan tidak cepat lelah. b. Otot rangka Otot rangka disebut otot lurik, karena serabut kontraktilnya memantulkan cahaya berselang-seling gelap (anisotropy) dan terang (isotrop) berjajar teratur membentuk pita vertikal terhadap poros
82
dan penjuluran sitoplasma.Dendrit adalah serabut khusils yang bercabang-cabang dan berfungsi menerima sinyal dan menyampaikannya ke badan sel.Sedangkan akson adalah serabut panjang yang berfungsi menghantarkan impuls dari badan sel ke neuron lain atau menyampaikan respon ke organ efektor. Akson seringkali diselubungi oleh sel penyokong yang disebut sel Schwann. Badan sel saraf yang dilapisi oleh Jaringan pengikat padat berkumpul membentuk ganglion. Ganglion terdapat di luar sistem saraf pusat, yaitu di tempattempat tertentu, misalnya di kiri kanan sumsum tulang belakang. Berdasarkan fungsinya neuron dibedakan menjadi neuron sensori, neuron motor dan neuron asosiasi. 1. Neuron sensori berfungsi menyampaikan impuls dari indera ke saraf pusat. 2. Neuron motor berperan menyampaikan impuls dari saraf pusat ke organ efektor. 3. Neuron asosiasi berfungsi menyampaikan impuls dari neuron sensori ke neuron motor.
Gambar 3.17 Sel syaraf
Satu sel otak dapat berhubungan dengan 25.000 sel otak lainnya. • Neuron tidak dapat dibagi dan diperbanyak seperti sel-sel lainnya. Gambar • Neuron3.16 yangOtot matijantung tidak dapat diperbarui. • Sel otak yang kekurangan oksigen akan mati setelah 5 menit.
83
C
Perbandingan Jaringan pada Hewan Pada kelompok hewan yang berbeda terdapat jaringan dengan fungsi sama yang memiliki struktur berbeda sebagai hasil adaptasi terhadap lingkungan. Sebagai contoh adalah jaringan darah, yang termasuk jaringan ikat khusus dengan fungsi transportasi zat-zat yang diperlukan tubuh, pembersih-an, dan pertahanan. Perbandingan sel-sel darah hewan vertebrata dapat dilihat pada Tabel Tabel Perbandingan Jaringan Darah Hewan Vertebrata
Komponen
Ikan
Amfibi
Reptil
Burung
Mamali a
Eritrosit Bentuk
Inti
Tempat pembentuk an utama
oval, lebih besar dari mamalia dan burung, (ikan di Antartika tidak punya eritrosit, O2terlar ut dalam plasma)
oval, besar, volu- oval me lOOx manusia (selamander terbesar diantara Vertebrata)
oval
bundar, cekung
ada
ada
ada
ada
tidak ada
limpa, maturasi di pembulu h darah
limpa, hati, ginjal, dan sumsum me- rah (pada katak jantan di musim kawin)
sumsu m merah dan limpa
asumsu m merah
asumsu m merah 84
Komponen Hemoglobin Leukosit
Ikan
Reptil
Burung
Mamalia
ada
ada
ada
ada
kelenjar tempat pembentukan timus, limpa, jalur peyer di dinding usus halus
kelenjar timus, limpa, hati, tonsil, faringeal, jalur Peyer di dinding usus halus
kelenjar timus, sumsum merah, jalur Peyer di dinding usus halus
kelenjar timus, sumsum merah, jalur Peyer di dinding usus halus, bursa Fabricius
tipelimfoid
limfosit
granulosit
netrofil, eosinofil (kasar dan halus) ada berinti
limfosit, monosit neutrofil, eosinofil, sedikit basofil
limfosit, monosit eosinofil sedikit netrofil dan basofil ada berinti
limfosit, monosit neutrofil, eosinofil, sedikit basofil
simpul llmfa, kelenjar timus, tonsil, faringeal, limpa, jalur Peyer di dinding usus halus & apendiks limfosit, monosit eosinofil sedikit netrofil dan basofi ada tidak berinti
trombosit
D
ada
Amfibi
ada berinti
ada berinti
Organ
Organ tubuh pada dasarnya merupakan gabungan dari berbagai jaringan yang menghasilkan satu fungsi atau lebih. Contoh organ adalah usus. Usus merupakan salah satu organ penyusun sistem pencernaan yang tersusun atas berbagai jaringan, misalnya jaringan epitelium batang (silindris), jaringan otot
85
polos, jaringan saraf, dan jaringan ikat. Jaringan epitelium yang terletak di lumen usus berfungsi menyerap sari makanan, menghasilkan mukus (lendir), serta mensekresi enzim pencernaan. Jaringan otot yang tersusun secara melingkar (sirkular) dan membujur (longitudinal), berperan dalarn gerakan peristaltik. Jaringan ikat pada pembuluh darah berfungsi mengangkut sari makanan. Jaringan saraf berfungsi dalam mengkoordinasi kerja ketiga jaringan tersebut. Gabungan keempat Jaringan tersebut melakukan satu fungsi yaitu mencerna makanan. Berdasarkan letaknya, organ pada tubuh dibedakan menjadi dua macam, yaitu organ dalam dan organ luar. Organ yang bisa terlihat dari luar disebut dengan organ luar. Contoh organ luar adalah hidung. Sedangkan organ yang terletak di dalam tubuh disebut organ dalam, contohnya lambung, otot melingkar jantung, paru-paru, dan ginjal.
E
Sistem Organ
Di dalam tubuh, sekelompok organ akan melaksanakan suatu fungsi dalam koordinasi tertentu sebagai satu bagian dari sebuah sistem. Pada dasarnya setiap sistem organ memiliki fungsi tertentu, misalnya sistem pencernaan. Sistem pencernaan tersebut berperan dalam mencerna dan menyediakan makanan yang dibutuhkan oleh sel-sel tubuh. Organ penyusun sistem pencernaan adalah organ-organ pencerna makanan dan kelenjar pencerna makanan. Gambar 3.18 organ Organ-organ tersebut meliputi mulut, usus tersusun atas faring, kerongkongan (esofagus), lamberbagai jaringan bung, usus halus, usus besar dan anus. Sedangkan kelenjar pencernaan meliputi kelenjar ludah, pankreas, dan hati. Selama proses pencernaan, makanan akan mengalami pemecahan yang dikerjakan secara mekanik oleh gigi dan lidah dan dibantu secara kimiawi oleh senyawasenyawa kimia hasil sekresi kelenjar pen86
cernaan untuk dijadikan sari-sari makanan yang siap diserap oleh usus, dan selanjutnya diedarkan ke seluruh tubuh melalui sistem peredaran darah. Kerusakan pada salah satu anggota dari suatu sistem organ akan mengganggu fungsi dari sistem organ yang bersangkutan. Bahkan, apabila kerusakan tersebut terjadi pada salah satu sistem organ akan menimbulkan gangguan pada seluruh tubuh. Hal ini karena setiap sistem organ memiliki peran penting, yaitu menyelenggarakan berbagai proses untuk kelangsungan hidup.
F
Transplantasi Organ Organ
Saat ini telah dapat dilakukan transplantasi organ yang berasal dari orang lain. Organ yang ditransplantasikan misal-nya kulit, hati, ginjal, jantung. Transplantasi organ dari satu orang ke orang lain sering gagal karena tubuh resipien segera bereaksi menolaknya. Tubuh resipien menganggap organ yang ditransplantasikan itu sebagai benda asing yang harus dilawan dengan antibodi. Transplantasi yang aman dilakukan jika jaringan atau organ yang ditransplantasikan berasal dari tubuh sendiri.
Gambar 3.20 Pasien cangkok wajah
Setelah transplantasi akan tumbuh jaringan baru yang menutupi luka. Kemudian terjadi vaskularisasi, yaitu muncul-nya pembuluh-pembuluh darah yang menyusup ke jaringan baru. Akhirnya jaringan tumbuh dan menyatu Gambar 3.19 Sistem organ menutup luka. pencernaan Jika kulit berasal dari orang lain (kecuali dari saudara kembar siam), vaskularisasi juga berlangsung. Akan tetapi, seringkali setelah 5-7 hari, banyak sel-sel limfosit dan mater fag yang masuk ke dalam jaringan yang ditransplantasikan. Sel-sel limfosit dan makrofag berperanan dalam menolak organ asing dengan cara sel limfosit mengeluarkan antibodi dan makrofag "memakan" jaringan asing tersebut. Akibatnya penolakan tersebut, resipien dapat meninggal. 87
Untuk mengurangi penolakan tubuh terhadap organ yang ditransplantasikan, pasien diberi obat penekan sistem imun (agar produksi antibodi terhambat). Namun pemberian obat tersebut belum menjamin keamanan pasien. Transplantasi organ dari kerabat dekat (ayah, ibu, saudara, anak) juga belum menjamin keberhasilan transplantasi. Secara teori, organ dari saudara kembar identik dapat ditransplantasikan dengan aman. Untuk mengatasi permasalahan ini, para pakar berupaya mendapatkan organ yang memiliki sistem imun identik dengan pasien. Hal ini hanya dapat diperoleh jika organ tersebut berasal dari tubuh pasien sendiri. Untuk itu perlu di-kembangkan "penumbuhan" organ (jantung, ginjal) yang berasal dari sel tubuh penderita. Ini merupakan teknik pengklonaan sel menjadi organ. Namun hingga saat ini, proses penelitian masih sedang berlangsung.
Ringkasan 1. Tubuh makhluk hidup tersusun atas sel. Sel-sel pada tempat tertentu yang memiliki bentuk dan fungsi sama disebut jaringan. Sekelompok jaringan yang bekerja bersama-sama melaksanakan fungsi tertentu disebut organ, contohnya usus, hati, dan lambung. Jaringan dan organ bekerja bersama-sama melaksanakan fungsi tertentu dan disebut sistem organ, contohnya sistem pencernaan, ekskresi, dan sirkulasi. 2. Jaringan hewan terdiri atas jaringan epitel, jaringan ikat, jaringan otot, dan jaringan saraf. 3. Jaringan epitel berperan sebagai jaringan penutup yang melapisi permukaan tubuh dan jaringan lainnya. Berdasarkan lapisannya epitelium dapat dibedakan menjadi epitelium sederhana dan beriapis. Epitelium sederhana adalah epitelium yang selnya hanya selapis, sedangkan epitelium beriapis tersusun dari beberapa lapis sel. 4. Jaringan ikat tersusun atas tiga komponen utama, yaitu sel, serabut, dan zat dasar. Serabut penyusun jaringan ikat terdiri atas 3 macam, yaitu serabut kolagen, elastis dan retikulum. Jaringan ikat diklasi88
fikasikan menjadi jaringan ikat biasa, jaringan ikat dengan sifat khusus dan jaringan ikat penyokong. 5. Jaringan otot tersusun atas sel-sel otot. Otot dapat berkontraksi karena adanya serabut kontraktil. Jaringan otot dibedakan atas tiga macam jaringan, yaitu otot rangka, otot jantung, dan otot polos. 6. Jaringan saraf terdiri dari sel-sel saraf atau neuron yang berfungsi menerima dan memindahkan rangsangan dari bagian tubuh yang satu ke bagian yang lain. Neuron terdiri atas perikarion, dendrit dan akson. Berdasar fungsinya neuron dibedakan menjadi neuron sensori, motor, dan asosiasi
EVALUASI
I. SOAL PILIHAN GANDA A. Pilihlah satu jawaban yang paling benar 1. Bagian dari neuron yang berfungsi menerima sinyal dan menyampaikannya pada badan sel adalah .... a. dendrit d. sel Schwann b. peritonium e. perikarion c. akson 2. Bagian terkecil dari tingkatan organisasi pada makhluk hidup dilihat dari strukturnya adalah .... a. sel d. organisme b. kanalikuli e. organ c. jaringan 3. Hewan yang tubuhnya tidak miliki jaringan antara lain a. hydra d. ikan b. Amoeba e. siput c. cacing 89
4. Contoh organ yang tersusun dari epitelium sederhana adalah .... a. kulit d. rongga mulut b. kantong kemih e. trakea c. esofagus 5. Organ berikut ini yang tergolong organ luar adalah .... a. tendon d. hati b. paru-paru e. hidung c. usus 6. Yang termasuk organ penyusun sistem pernapasan manusia adalah .... a. ginjal d. uretra b. paru-paru e. ureter c. kantong kemih 7. Yang bukan merupakan fungsi jaringan ikat adalah .... a. mengisi rongga antarorgan b. melekatkan satu jaringan dengan jaringan lain c. melapisi permukaan tubuh d. membungkus organ e. menghasilkan imunitas 8. Organ berikut ini tersusun dari otot polos, kecuali .... a. usus d. lidah b. pembuluh darah e. lambung c. jantung 9. Persamaan antara otot rangka dan otot jantung ialah .... a. bekerja di bawah kesadaran b. letak inti di tengah sarkoplasma c. kontraksinya lambat, tidak cepat lelah d. tersusun atas serabut lurik e. merupakan otot polos 10. Dasar utama yang digunakan untuk membedakan jaringan tulang rawan menjadi 3 macam, yaitu tulang rawan hialin, elastis, dan fibrosa adalah .... a. macam sel tulang rawan b. lokasi tulang c. kandungan matriks d. ada tidaknya rongga tulang e. fungsi tulang
90
11. Berikut ini yang bukan merupakan karakteristik tulang kompak adalah .... a. terdiri atas osteosit b. memiliki trabekula tulang c. mengandung osteoklas d. mengandung zat kalsium, fosfor, bikarbonat, sitrat, Mg, K, Na, dan hidroksi apatit e. mempunyai sistem Havers 12. Contoh kelenjar endokrin antara lain .... a. kelenjar keringat d. kelenjar ludah b. kelenjar susu e. kelenjar buntu c. kelenjar tiroid 13. Di bawah ini yang bukan merupakan sel penyusun jaringan ikat adalah a. fibroblast d. sel lemak b. elastin e. leukosit c. makrofag 14.Jaringan yang berfungsi sebagai penutup bagian tubuh adalah .... a. endothelium d. kolagen b. elastin e. endoderma c. epiglotis 15. Jaringan yang berfungsi sebagai pengisi di dalam tubuh adalah .... a. endotelium d. kolagen b. elastin e. endoderma c. epiglotis B. SOAL ESAI 1. Jelaskan secara singkat perbedaan antara epitelium sederhana, epitelium berlapis dan epitelium transisional! 2. Sebutkan 3 fungsi jaringan epitelium! 3. Sebutkan 3 komponen dasar penyusun jaringan ikat! 4. Jelaskan perbedaan antara serabut putih dan serabut kuning! 5. Sebutkan macam jaringan tulang rawan! 6. Gambarkan struktur osteon (sistem Havers) dan sebutkan nama bagianbagiannya! 7. Jelaskan perbedaan antara kondrosit, osteosit dan osteoklas! 8. Jelaskan perbedaan dan persamaan antara otot polos dan otot jantung! 9. Jelaskan perbedaan dan persamaan antara otot lurik dan otot jantung! 10. Organ-organ apa sajakah penyusun sistem pernapasan pada manusia?
91
4
Sistem Gerak pada Manusia
Kompetensi Dasar: Mengkaitkan struktur, fungsi, proses, dan kelainan/penyakit yang dapat terjadi pada sistem gerak pada manusia. Indikator Hasil Belajar : Mengidentifikasi struktur dan fungsi tulang, sendi, dan otot dalam sistem gerak Menggambarkan struktur tulang, otot dan sendi. Menjelaskan keterkaitan tulang, otot dan sendi dalam sistem gerak. Menjelaskan terjadinya proses gerak: gerak biasa dan gerak refleks. Mengurutkan proses terjadinya sebuah gerakan. Menjelaskan mekanisme kerja otot sebagai alat gerak aktif. Menjelaskan penyebab terjadinya kelainan/gangguan pada sistem gerak. Menjelaskan cara menghindari/rehabilitasi berbagai penyakit pada sistem gerak. Membuat laporan hasil studi pemanfaatan teknologi pada kerusakan sistem gerak. 92
A
Pendahuluan
Terbayangkan tidak olehmu, seandainya tubuh manusia tidak memiliki kemampuan untuk bergerak? Mengapa tubuh manusia dapat bergerak? Alat atau bagian apa dari tubuh manusia yang mendukung timbulnya kemampuan gerak? Pada dasarnya setiap makhluk hidup dibekali dengan kemampuan gerak. Namun demikian, ada makhluk hidup yang memiliki gerak aktif dengan mobilitas yang tinggi, ada juga yang hanya mampu menggerakkan bagian tubuh ter-tentu, bahkan ada yang hanya dapat bergerak secara pasif. Manusia dan hewan memiliki kemampuan gerak lebih aktif dibandingkan tumbuhan. Tubuh manusia memiliki kemampuan gerak secara aktif. Hal ini karena pada tubuh manusia terdapat dua alat gerak utama, yakni tulang dan otot. Tulang-tulang yang menyusun rangka tubuh manusia disebut alat gerak pasif, sedangkan otot disebut sebagai alat gerak aktif. Pada tubuh manusia, tulang-tulang yang menyusun rangka tubuh dikelompokkan menjadi tulang-tulang teng-korak, tulang-tulang badan dan tulang-tulang anggota badan. Berdasarkan pada bentuknya, tulang dibedakan menjadi tulang pipa, tulang pipih dan tulang pendek. Berdasarkan pada zat penyusun dan strukturnya, tulang dibedakan menjadi tulang rawan dan tulang keras. Hubungan dua tulang atau lebih membentuk suatu susunan yang disebut sendi atau artikulasi. Di dalam perkembangannya, bentuk tulang dan rangka tubuh yang disusunnya dapat mengalami kelainan. Kelainan pada sistem rangka dapat dikarenakan gang-guan yang dibawa sejak lahir, infeksi penyakit, faktor makan-an, dan posisi tubuh yang salah. Selain alat gerak pasif, manusia juga memiliki alat gerak aktif, yaitu otot-otot. Pada manusia, otot dapat dibedakan atas otot polos, otot lurik dan otot jantung. Otot memiliki kemampuan untuk berkontraksi dengan menggunakan tenaga mekanik yang dihasilkan melalui proses metabolisme atau respirasi di dalam sel otot. Berdasarkan tujuan kerjanya, otot dibedakan menjadi otot sinergis dan otot antagonis. Se-bagaimana tulang atau rangka, otot dapat mengalami gangguan dan kelainan karena faktor dalam dan dan factor luar.
93
B
Rangka Manusia
Gambar 4.1 Rangka tubuh manusia Rangka tubuh manusia tersusun atas berbagai bentuk tulang yang saling berhubungan. Secara garis besar, tulang-tulang yang menyusun rangka kita dapat di bagi menjadi 3 kelompok berdasarkan bagian tubuh kita yaitu: tulang tengkorak, tulang badan, dan tulang anggota.
1. Susunan Tulang a. Tulang Tengkorak Sebagian besar penyusun tulang tengkorak adalah tulang pipih. Tulang-tulang tersebut saling berhubungan hingga membuat suatu rongga di tengah. Di dalam rongga ter-
Gambar 4. 2 Tulang Tengkorak 94
sebut tersimpan otak dan beberapa organ wajah seperti mata dan gigi. Tulang tengkorak di bagi menjadi dua bagian yaitu tulang-tulang bagian kepala dan tulang-tulang bagian muka. 1) Tulang Kepala Tulang kepala meliputi dahi, ubun-ubun, tulang kepala belakang, tulang baji, tulang tapis, dan tulang pelipis. Sambungan antar tulang tengkorak adalah hubungan yang tidak dapat digerakkan 2) Tulang muka Tulang bagian muka terdiri dari tulang rahang atas, tulang rahang bawah, tulang pipi, tulang langit-langit, tulang hidung, tulang air mata dan tulang lidah. Tulangtulang muka bersatu dan tidak dapat digerakkan, kecuali tulang rahang bawah. Tulang rahang bawah dapat digerakkan untuk berbicara dan mengunyah makanan.
Gambar 4.3 Struktur tulang tengkorak
b. Tulang Badan Tulang badan meliputi ruas-ruas tulang punggung, tulang dada, tulang rusuk, tulang gelang bahu, dan tulang gelang panggul. Tulang-tulang badan ini, pada bagian atas membentuk rongga dada. Di dalam rongga dada tersimpan jantung dan paru-paru. 1) Tulang belakang Tulang belakang membentuk sumbu tubuh. Tulang belakang bersifat fleksibel (tidak kaku) karena beruas dan tiap ruas dihubungkan oleh cakram invertebral yang
Gambar 4.4 Ruas tulang belakang
95
tersusun dari tulang rawan. Persendian di antara ruas-ruas tulang belakang memungkinkan gerakan ke depan, belakang, dan samping, Bentuk tulang belakang secara keseluruhan melengkung untuk menguat-kan dan menyeimbangkan tubuh saat berdiri. Tulang belakang terdiri dari 7 ruas tulang leher, 12 ruas tulang punggung, 5 ruas tulang pinggang, serta tulang kelangkang (sakrum) dan tulang ekor. Pada orang dewasa, tulang kelangkang tunggal merupakan gabungan (fusi) dari 5 ruas tulang belakang. Demikian juga, tulang ekor merupakan tulang tunggal hasil fusi 4 atau 5 tulang belakang. Tiap ruas tulang belakang memiliki struktur yang sama, kecuali dua ruas yang paling atas, yaitu tulang atlas dan aksis. Tulang atlas (paling atas) memiliki persendian khusus dengan tulang tengkorak sehingga memungkinkan kepala dapat mengangguk. Sedangkan tulang aksis memiliki semacam "pasak" yang disebut taju odontoid yang dapat menempel pada tulang atlas. Adanya tulang atlas dan tulang aksis ini memungkinkan kepala dapat bergerak berputar.
Gambar 4.5 Tulang atlas (atas) dan tulang axis (bawah)
Gambar 4.6 Tulang dada tampak samping
2) Tulang dada Tulang dada (sternum) berbentuk seperti pisau belati. Tulang dada terdiri dari tiga bagian, yaitu hulu (manubri96
um), badan, dan taju pedang (xiphoid processus) Manubrium bersambungan dengan klavikula dan tulang rusuk pertama. Bagian badan merupakan tempat melekatnya 9 tulang rusuk berikutnya. 3) Tulang rusuk Tulang rusuk sejati ada 7 pasang dan melekat langsung pada tulang dada. Tulang rusuk palsu ada 5 pasang, yaitu 3 pasang tulang rusuk yang melekat pada tulang rusuk di atasnya, dan 2 pasang tulang rusuk melayang.
Gambar 4.7 Tulang dada tampak depan
4) Gelang bahu dan gelang panggul Gelang bahu terdiri dari tulang selangka (klavikula) dan tulang belikat (skapula). Tulang selangka melekat pada tulang dada, sedangkan tulang belikat melekat pada tulang rusuk. Gelang panggul terdiri dari tulang ilium, tulang duduk (ischium), dan tulang kemaluan {pubis). c. Tulang Anggota Badan Tulang anggota badan terdiri dari tulang-tulang lengan dan tulang tungkai. Tulang-tulang tungkai menyangga tubuh untuk berdiri yang memungkinkan kita bergerak secara bebas. Tulang anggota gerak atas meliputi tulang lengan atas (humerus), tulang hasta (ulna), tulang pengumpil (radius), tulang pangkal tangan (karpus), tulang telapak tangan (metakarpus), dan jari tangan (falang). Tulang hasta terletak satu garis dengan kelingking, sedangkan tulang pengumpil terletak satu garis dengan ibu jari.Tulang anggota gerak bawah meliputi tulang paha (femur), tulang tempurung lutut (patella), tulang betis (fibula),tulang kering (tibia), tulang pangkal kaki (tarsal), tulang telapak kaki (metatarsus), dan tulang jari kaki (falang). Tulang-tulang tungkai menyangga tubuh untuk berdiri sehingga dapat bebas bergerak. 97
Praktikum 4.1
Rangka Manusia
Pendekatan Ketrampilan Proses Tujuan : Mengidentifikasi jenis dan tulang-tulang penyusun tubuh manusia Alat dan Bahan : Kertas, pensil, skema dan gambar rangka manusia atau torso rangka manusia. Langkah Kerja : 1) Amati gambar atau torso manusia, bandingkan tulang pembentuk anggota gerak dimulai dari atas sesuai table dibawah ini Tabel 1: Perbandingan antar tulang pembentuk anggota gerak Nama tulang pada jumlah (kiriNama jumlah NO tangan kanan) tulang kaki (kiri-kanan) 1 Tulang lengan atas 2 Tulang paha 2 2 3 4 dst 2) Isilah table beikut sehingga nama-nama tulang pembentuk tengkorak menjadi jelas. Tabel 2: Tulang pembentuk tengkorak NO 1 2 3 4
Nama tulang
Jumlah
Tulang dahi
1
dst
3) Isilah table berikut sehingga nama-nama tulang pembentuk tulang punggung menjadi jelas Tabel 3: Tulang penyusun tulang punggung NO Nama tulang 1 2 3 4 dst
Jumlah
98
4) Kemudian jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini a. Berapa jumlah tulang penyusun tangan kanan manusia? b. Berapa jumlah tulang penyusun kaki kiri manusia? c. Berapa jumlah tulang penyusun tengkorak? d. Berapa jumlah tulang penyusun tulang belakang? e. Berapa jumlah tulang rusuk? f. Berapa jumlah tulang rangka seluruhnya? 5) Setelah melakukan kegiatan ini kesan atau kesimpulan apa yang dapat kamu rumuskan tentang jenis dan jumlah tulang penyusun rangka tubuh manusia?
2. Macam-macam Bentuk Tulang Berdasarkan bentuknya, tulang dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu tulang pipa, tulang pipih dan tulang pendek. a. Tulang Pipa Disebut tulang pipa karena bentuknya seperti pipa, yaitu bulat, memanjang, bagian tengahnya berlubang. Contohnya tulang lengan, tulang paha, tungkai, dan ruas-ruas tulang jari. Di bagian dalam ujung tulang pipa berisi sumsum merah yang berperan sebagai tempat pembentukan sel darah merah. Tulang pipa dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kedua ujung yang bersendian dengan tulang lain, disebut epifisis, bagian tengah disebut diafisis, dan antara epifisis dan diafisis adalah cakra epifisis Zat kapur itu dalam bentuk kalsium karbonat (CaCO3) dan kalsium fosfat (Ca(PO4) yang diperoleh atau dibawa oleh darah. .
Gambar 4.8 Proses Osifikasi
Gambar 4.9 Pertumbuhan tulang panjang 99
Selain terdapat osteoblas (pembentuk tulang), terdapat pula osteoklas yang bersifat mengikis tulang. Osteoklas adalah sel berinti banyak dan berukuran besar. Osteoklas melubangi tulang, yang kemudian dimasuki oleh kapiler darah dan osteoblas baru sehingga terbentuk matriks tulang yang baru. Matriks ini terletak dalam lingkaran membentuk sistem Havers. Faktor yang mengatur keseimbangan antara osteoblas dan osteoklas belum dipahami. Tetapi, osteoblas (pembentuk) dan osteoklas (pembongkar) dapat merespon tekanan mekanis. Tulang yang dipakai terus-menerus akan kuat, sebalik-nya tulang yang tidak dipakai akan lemah. Pada masa kanak-kanak, kandungan zat perekat dalam tulang lebih tinggi daripada masa dewasa. Pada orang dewasa, kadar zat kapurnya tinggi, sehingga tulang semakin keras. Karena itu pada anak-anak lebih cepat sembuh daripada orang dewasa b. Tulang Rawan Tulang rawan tersusun dari sel-sel tulang rawan yang disebut kondrosit,
Gambar 4.10 Proses pembentukan tulang keras
Gambar 4.11 Pembentukan tulang oleh osteoblas
yang menghasilkan matriks berupa kondrin. Ruang antarsel tulang rawan terisi banyak zat perekat dan sedikit mengandung zat kapur. Karena itu tulang rawan bersifat lentur. Setiap kondrosit memiliki ruang yang disebut lakuna. Kondrosit di dalam lakunamenerima nutrien dari kapiler darah melalui difusi, karena kapiler darah tidak dapat masuk ke dalam matriks. 100
Ada tiga tipe tulang rawan, yaitu hialin, serat, dan elastik. 1) Tulang rawan hialin Tulang rawan hialin merupakan tipe tulang rawan yang paling banyak terdapat di tubuh manusia. Matriksnya transparan bila dilihat dengan mikroskop. Tulang rawan hialin merupakan penyusun rangka embrio, yang kemudian akan berkembang menjadi tulang keras Pada individu dewasa, tulang rawan hialin terdapat pada sendi gerak sebagai pelicin permukaan tulang dan sendi, ujung tulang rusuk, hidung, laring, trakea, dan bronkus. 2) Tulang rawan serat Tulang rawan serat mempunyai matriks berisi berkas serabut kolagen. Karena kandungan matriksnya, tulang rawan serat bersifat kuat dan kaku, serta mampu mena-han guncangan. Tulang rawan serat terdapat pada antar ruas tulang belakang dan cakram sendi lutut. 3) Tulang rawan elastik Tulang rawan elastik mengandung serabut elastik. Tulang rawan ini terdapat pada daun telinga dan epiglotis
(a) Tulang rawan hialin
(b) Tulang rawan serat pada antar ruas tulang belakang
(c) Tulang rawan elastic pada daun telinga
Gambar 4.12 Tulang rawan dan letaknya pada tubuh manusia 101
TUGAS 1 Pendekatan Pemecahan masalah Lengkapi table dibawah ini untuk memperjelas perbedaan struktur tulang keras dan tulang rawan. Tabel perbandingan tulang keras dan tulang rawan Aspek
Tulang
Tulang Rawan
Sel tulang Isi matriks Kekuatan/ sifat
Kumpulkan sebagai Portofolio
Pada masa pertumbuhan, terutama saat masih bayi, tulang-tulang manusia masih berupa tulang rawan. Di beberapa bagian, misalnya di tulang ubun-ubun, hubungan antartulang masih belum menutup. Semakin lama, ruang antarselnya terisi zat kapur sehingga semakin bertambah keras. Namun, pada bagian tertentu, tulang itu tetap sebagai tulang rawan. Misalnya pada daun telinga, cuping hidung, sendi, dan antarruas tulang belakang. Perkembangan Tulang Pada saat embrio, rangka vertebrata tersusun atas tulang rawan hialin. Sebagian tulang rawan ini akan berkemblang menjadi tulang keras atau mengalami osifikasi (penulangan). Contohnya adalah osifikasi yang terjadi pada tulang pipa, misalnya tulang lengan dan tungkai. Pusat osifikasi di dalam diafisis kemudian terisi pembuluh darah dan osteoklas. Matriks kartilago mulai terisi kalsium dan fosfat yang terbawa oleh darah. Tetapi kemudian daerah ini mengalami erosi oleh osteoklas sehingga tulang membentuk rongga sumsum. Tulang rawan terus tumbuh di kedua ujung sehingga tulang memanjang. Hasil pemanjangan tulang rawan ini kemudian akan diganti oleh tulang spons.
102
Pada mamalia, pusat osifikasi juga terdapat di ujung tulang yang membesar (epifisis) pada tulang pipa.
4. Hubungan Antar Tulang (artikulasi) Hubungan antara tulang yang satu dengan yang lain disebut artikulasi atau sendi. Berdasarkan sifat geraknya, artikulasi dapat dibedakan atas sinartrosis (sendi mati), amfiartrosis (sendi kaku), dan diartrosis (sendi gerak). a. Sinartrosis Sinartrosis adalah hubungan antara kedua ujung tulang yang direkatkan oleh suatu jaringan ikat, yang kemudian mengalami osifikasi (penulangan), sehingga tidak memung-kinkan adanya gerakan. Sebagai contoh adalah hubungan antara tulang-tulang tengkorak. Ada dua jenis sinartrosis, yaitu sinkondrosis dan sutura. Sinkondrosis adalah hubungan antartulang yang dihubungkan oleh kartilago hialin. Sutura adalah hubungan antartulang yang dihubungkan oleh jaringan ikat serabut padat. b. Amfiartrosis Amfiartrosis adalah bentuk hubungan antara kedua ujung tulang yang dihubungkan oleh jaringan kartilago (tulang rawan), sehingga memungkinkan tetap adanya sedikit gerakan. Amfiartrosis dibagi menjadi dua, yaitu simfisis dan sindesmosis. Pada sindesmosis, sendi dihubungkan oleh jaringan ikat serabut dan ligamen, contohnya sendi antara tulang betis dan tulang kering. Pada simfisis, sendi dihubungkan oleh kartilago (tulang rawan) serabut yang pipih.
Gambar 4.13 Sutura pada tulang tengkorak
Gambar 4.14 Perkembangan tulang keras dari tulang rawan 103
Sebagai contohnya adalah hubungan antara ruas-ruas tulang belakang dengan tulang rusuk. Adanya sedikit gerakan antara kedua tulang tersebut memungkinkan kita mengatur volume rongga dada, sehingga terjadi proses pernapasan, yaitu inspirasi dan ekspirasi. c. Diartrosis Diartrosis adalah hubungan antara tulang yang satu dengan yang lain yang tidak dihubungkan oleh jaringan sehingga memungkinkan terjadinya gerakan tulang secara lebih bebas. Diartrosis disebut sebagai persendian. Terjadinya gerakan yang bebas pada persendian dimungkinkan oleh adanya suatu susunan/struktur khusus yang dibangun oleh ligamen, kapsul, cairan sinovial, membran sinovial, dan tulang rawan hialin.. 1) Ligamen, merupakan suatu jaringan yang berfungsi seperti karet gelang yang kuat guna mengikat kedua ujung tulang. Ligamen mencegah terkilirnya (dislokasi) kaki atau lengan pada bagian pergelangan, namun tetap menjaga adanya pergerakan tulang. 2) Kapsul, merupakan lapisan serabut yang menyelubungi sendi dan membentuk suatu rongga sendi. 3) Membran sinovial, merupakan selaput yang membatasi permukaan kapsul dan dapat mensekresikan cairan sinovial. Cairan sinovial berfungsi sebagai cairan pelumas bagi ujung-ujung tulang.
Gambar 4.15 Amfiartrosis pada ruasruas tulang belakang
Gambar 4.16 Diartrosis pada persendian
104
4) Tulang rowan hialin, adalah jaringan tulang rawan yang menutup kedua ujung tulang. Hal ini penting untuk menjaga benturan antara dua ujung tulang yang keras, sehingga menjadi lebih bebas dan aman untuk bergerak. L Menurut arah gerakannya, persendian dibedakan menjadi sendi peluru/ sendi engsel, sendi putar, dan sendi pelana, sendi luncur, dan sendi kondiloid. 1) Sendi Peluru Disebut sendi peluru karena dari hubungan dua tulang tersebut dapat terjadi gerakan ke segala arah. Hal ini disebabkan bagian bonggol sendi yang bentuknya seperd bola/peluru masuk ke dalam cawan sendi dari tulang yang lain. Misalnya hubungan antara tulang gelang bahu dengan tulang lengan atas, hubungan antara gelang panggul dengan tulang paha. 2) Sendi Engsel Disebut sendi engsel karena arah gerakannya hanya satu arah, seperti engsel pintu. Hal ini terjadi karena hubungan antara bonggol tulang yang masuk ke dalam mangkok tulang yang tidak terlalu dalam, dan juga adanya bagian pengganjal. Misalnya hubungan tulang atau sendi pada siku dan pada lutut.
Gambar 4.17 Tulang Rawan Hialin
Lutut merupakan sendi tubuh terbesar Sendi terkecil menghubungkan tiga tulang dalam telinga tengah Sebagian besar sendi gerak dilumasi oleh cairan synovial Otot disekitar sendi melakukan kontraksi untuk menghasilkan gerakan
105
3) Sendi Putar Disebut sendi putar karena dari hubungan dua tulang tersebut, tulang yang satu dapat berputar mengitari tulang yang lain. Misalnya hubungan antara tulang atlas dan tulang pemutar (tulang aksis) sehingga kepala kita dapat bergerak berputar, dan juga hubungan antara tulang hasta dan pengumpil. 4) Sendi Pelana Disebut sendi pelana karena dari hubungan dua tulang tersebut, tulang yang satu dapat bergerak ke dua arah seperti orang yang naik kuda di atas pelana. Contohnya hubungan antara ruas jari tangan dengan telapak tangan, antara tulang-tulang jari kaki dan telapak kaki. 5) Sendi Luncur/Geser Disebut sendi luncur/geser karena dari hubungan dua tulang tersebut hanya terjadi sedikit gerak pergeseran. Permukaan kedua tulang yang berhubungan rata. Contohnya adalah sendi pada tulangtulang telapak tangan dan telapak kaki. 6) Sendi Kondiloid Sendi terjadi diantara dua tulang yang permukaannya berbentuk oval. Gerakan yang dihasilkan berupa gerak ke samping dan gerak maju mundur tapi tidak mengitari poros. Contohnya adalah sendi pada pergelangan tangan.
Gambar 4.18 sendi peluru
Gambar 4.19 sendi engsel
Web Link
http://www.shockfa mily.net/skeleton/JO INTS.HTML
106
5. FungsiRangka Manusia Rangka tubuh manusia mempunyai beberapa fungsi, yaitu: a. menegakkan badan, misalnya tulang-tulang punggung b. memberi bentuk badan, misalnya tulangtulang tengkorak memberi bentuk wajah c. melindungi bagian-bagian tubuh yang penting, misalnya tengkorak melindungi otak dan mata, tulang-tulang rusuk melindungi jantung d. tempat melekatnya otot-otot e. tempat pembuatan sel darah merah dan sel darah putih f. sebagai alat gerak pasif.
Gambar 4.20 Sendi luncur / geser
Tugas 4. Pendekatan pemecahan masalah Berdasarkan pemahamanmu terhadap jenis-jenis persendian maka kenalilah satu persendian / hubungan antar tulang dalam tubuhmu dari kepala sampai kaki. Berdasarkan sifat gerakannya, termasuk sendi apakah hubungan antar tulang tersebut?
Gambar 4.20 Sendi kondiloid
Web Link
http://www.funhousefilm s.com/b-pivot2.jpg
Gambar 4.21 Sendi Pelana 107
C
Gangguan dan kelainan pada Rangka Tubuh
Seringkali kita temui adanya kelainan-kelainan dan gangguan pada rangka tubuh. Gangguan dan kelainan itu disebabkan oleh beberapa faktor, misalnya karena kelainan yang dibawa sejak lahir, infeksi penyakit, karena makanan, atau posisi tubuh yang salah.
1. Kelainan Sejak Lahir Kelainan sejak lahir artinya kelainan yang dibawa sejak dalam kandungan. Ketika dilahirkan, orang tersebut telah mengalami kelainan tulang. Penyebabnya mungkin karena si ibu terjatuh, atau makanannya kurang vitamin D dan zat kapur, atau karena faktor keturunan (genetik). Bentuk kelainan itu misalnya ketika dilahirkan anak tersebut kakinya berbentuk X atau 0, atau sejajar.
Gambar 4.22 Bentuk kaki yang mengalami kelainan
2. Infeksi Infeksi penyakit dapat mengakibatkan gangguan pada tulang. Gangguan tulang akibat infeksi antara lain, digerakkanakibat peradangan pada selaput sendi a. artritis eksudatif, rasa nyeri pada tulang bila b. artritis sika, rasa nyeri pada tulang sewaktu digerakkanakibat kekurangan minyak sinovial (pelumas sendi) c. rasa sakit sendi pada lutut dan pangkal paha berupa infeksi yang menghasilkan nanah akibat seranganpenyakit kelamin gonorea dan siphilis d. sendi terasa kaku akibat infeksi yang kronis oleh beberapa penyakit e. tulang yang mengecil dan abnormal akibat serangan penyakit polio pada anak-anak yang disebabkan oleh virus. 108
3. Kerusakan atau Kelainan Tulang pada Persendian Kelainan tulang pada sistem persendian antara lain, selaput tulang rusak, sobek atau memar lepasnya ujung tulang dari bongkol sendi (urai sendi) patah tulang (fraktura), baik yang patah tulang terbuka (tulang mencuat keluar) maupun patah tulang tertutup (tulang tidak mencuat keluar). retak tulang atau fisura.
4. Nekrosis
Gambar 4.23 kelainan lordosis
Nekrosis adalah matinya sel-sel tulang. Di bagian luar tulang terdapat selaput tulang (periosteum) yang berfungsi dalam pertumbuhan tulang, terutama untuk mensuplai makanan dan menyambungkan tulang yang patah atau retak. Jika periosteum rusak, maka suplai makanan terhenti dan sel-sel akan mati.
5. Defisiensi Kekurangan vitamin D dan juga kalsium (zat kapur) dapat mengakibatkan gangguan proses penulangan sehingga tulang menjadi bengkok dan keropos. Cukup minum susu baik bagi kesehatan tulang karena susu banyak mengandung zat kapur yang dibutuhkan tulang.
6. Kebiasaan Posisi Tubuh yang Salah
Gambar 4.22 kelainan skoliosis
Kelainan tulang juga bisa disebabkan oleh kebiasaan posisi tubuh atau posisi duduk yang kurang tepat pada waktu yang lama sewaktu masa pertumbuhan anak. Tipenya meliputi, a. lordosis, tulang belakang melengkung ke depan b. kifosis, tulang belakang melengkung ke belakang c. 109
skoliosis, tulang belakang melengkung ke samping.
7. Layuh Semu Penyakit ini disebabkan oleh rusaknya cakra epifise karena infeksi sifilis pada anak sejak dalam kandungan. Cakra epifise merupakan tempat pertumbuhan (daerah memanjang) dari tulang panjang. Akibat rusaknya cakra epifise tulang menjadi tidak bertenaga (layuh).
8. Kanker Tulang Pada tulang kadang kala dapat terjadi pertumbuhan abnormal dari sel-selnya. Sel-selnya tumbuh tak terkendali, kejadian ini disebut dengan kanker tulang. Ada dua jenis kanker tulang yaitu kanker tulang primer dan kanker tulang sekunder. Pada kanker tulang tulang sekunder, sel kanker besaral dari sel lain, bukan dari sel tulang. Sedangkan kanker tulang primer sel kanker berasal dari sel tulang sendiri. Ada berbagai jenis kanker tulang primer, misalnya milloma multiple dan osteosarkoma. Pengobatannya dengan pembedahan atau kemoterapi (pemberian obat).
Gambar 4.23 kelainan Kifosis
110
9. Osteoporosis Penderita osteoporosis ditandai dengan rusaknya struktur tulang sehingga tulang rapuh dan mudah patah.Kelainan ini dialami oleh wanita dan pria pada usia tua. Penyebabnya adalah adanya gangguan pada metabolism tulang yaitu bagian perusak tulang melebihi kerja sel pembentuk tulang. Lama kelamaan tulang menjadi keropos. Gangguan ini dapat terjadi secara fisiologis karena adanya proses penuaan dan berkurangnya hormone, kurang calcium, dan vitamin D
Gambar 4.27 osteoporosis pada tulang
111
Tugas 4.4 Pendekatan pemecahan maslah 1. Apa yang terjadi seandainya seluruh tulang kita tersusun atas tulang rawan hingga dewasa kini? 2. Apa yang terjadi jika seseorang menderita patah tulang paha dan betis ? 3. Apa yang terjadi jika semua sendi kita merupakan sendi kaku atau sendi mati? 4. Mungkinkah jika otak kita tidak diselubungi/ dilindungi oleh tengkorak? 5. Bagaimana pendapatmu mengenai penampilan seseorang yang mengalami kelainan bentuk rangka akibat kebiasaan atau salah posisi tubuh? 6. Apa yang akan kamu lakukan agar tulang/ rangka tubuhmu tetap sehat, kuat, dan tidak megalami kelainan bentuk? Tulislah semua tanggapan dan pertanyaanmu pada selembar kertas sebagai bahan portofolio
D
Tulang dan Teknologi Terapannya
1. Teknologi yang Berhubungan dengan Struktur Tulang Tulang manusia yang penting untuk menegakkan tubuh dan penting dalam aktivitas gerak, misalnya tulang paha, tulang kering, tulang betis, tulang lengan atas, bentuknya panjang seperti silinder. Penampang melintang tulang berbentuk bundar. Mengapa tulang manusia berbentuk seperti silinder? Mengapa tulang tidak berbentuk balok atau prisma memanjang? 112
Praktikum 4. 2
Manakah Bentuk yang Lebih Kuat?
Pendekatan Pemecahan Masalah Permasalahan
Alat dan bahan Langkah Kerja
:
:
Apakah bentuk silinder lebih kuat menahan beban daripada bentuk yang lain? lembar kertas HVS, beberapa buku sebagai beban.
:
1. Bentuklah bahguri Seperti pada gambar berikut menggunakan kertas HVS.
2. Berilah beban yang sarna pada bagfah atas ketiga bangunan tersebut, dan tambahkan beban sampai bangunan tersebut roboh. 3. Amati bangunan manakah yang paling kuat menahan beban.
Kesimpulan: Berdasarkan percobaan tadi, bagaimana kesimpulan kalian?
113
Dari percobaan tersebut kalian mengetahui bahwa bentuk silinder lebih kuat menahan beban daripada bentuk yang lain. Oleh sebab itu bentuk tulang manusia menyerupai silinder dengan tujuan supaya kuat menahan beban. Bentuk silinder juga diterapkan pada teknologi bangunan. Pilar dan tiangtiang penyangga bangunan yang besar selalu berbentuk silinder. Tulang manusia bukan merupakan tulang yang pejal. Pada proses pembentukan tulang, bagian dalam tulang dirusak oleh osteoklas, sehingga menjadi berongga. Rongga mi kemudian diisi oleh sumsum tulang. Dengan bentuk tulang yang tidak pejal, manusia mendapatkan beberapa ke-untungan, antara lain sebagai berikut. a. Tulang menjadi ringan, sehingga beban tubuh manusia menjadi ringan. Hal ini menguntungkan agar manusia mudah bergerak. b. Rongga tulang diisi oleh sumsum tulang. Sumsum berperan dalam pembentukan sel-sel darah. Bentuk tulang yang berongga ini ditiru dalam teknologi pembuatan tiang. Tiang pancang, tiang listrik, rangka besi untuk kursi atau meja, dibuat berbentuk silinder berongga. Alasannya kekuatan silinder berongga tidak jauh berbeda dengan bentuk silinder pejal, tetapi proses produksi silinder berongga lebih ekonomis karena menggunakan sedikit bahan.
2. Teknologi yang Berhubungan dengan Gangguan dan Kelainan pada Tulang Dewasa ini telah berkembang teknologi yang dapat diterapkan untuk mengatasi gangguan dan kelainan pada tulang, misalnya sebagai berikut.
a. Penyembuhan patah tulang 1) pembidaian: benda keras yang ditempatkan di daerah sekeliling tulang yang patah 2) pemasangan gips: bahan kapur yang dibungkuskan di sekitar tulang yang patah 3) pembedahan internal: pembedahan untuk menempatkan batang logam atau piringan pada tulang yang patah.
114
b. Penyembuhan kanker tulang, yakni pembedahan dan kemoterapi. c. Transplantasi sumsum tulang Sumsum merah dapat ditransplantasikan dari satu orang ke orang lainnya. Dalam pengobatan kanker tertentu, sumsum merah pasien dapat rusak sehingga perlu digantikan dengan jaringan transplantasi sumsum merah baru yang sehat. Diperlukan suatu teknik khusus untuk memindahkan sumsum dari donor yang sehat dan menyuntikkannya ke resipien tanpa merusaknya, karena sumsum sangat lunak. Contoh transplantasi sumsum yang sukses dilakukan adalah terhadap tulang janin usia 4 bulan yang masih berada dalam kandungan. d. Penggantian sendi Pada orang tua yang mengalami penyakit degeneratif tulang (misal osteoarthritis), sendi-sendinya telah rusak dan menimbulkan rasa sakit. Untuk mengatasinya kini dikenal metode pembedahan untuk mengganti sendi yang rusak dengan bahan logam. Bonggol sendi diganti dengan logam campuran (misal campuran titanium) dan cawan sendi dengan mangkuk poliethilena (misal plastik) kerapatan tinggi. Kemudian kedua sisi direkatkan dengan senyawa metil methakrilat yang berpori yang memungkinkan fisiologi tulang tetap normal. Lihat Gambar disamping.
Gambar 4.28 Foto sinar X yang menunjukkan penggantian sendi
115
e. Teknik Baru Perpanjang Tulang Perbedaan panjang tungkai atau kecacatan tungkai sejak lahir akan memicu masalah kesehatan yang lebih besar di usia dewasa. Tapi kini ada teknik dan teknologi baru yang bisa mencegah semua itu. Pertemuan Spesialis Bedah Ortopedi Amerika beberapa waktu lalu di Chicago memperkenalkan perkembangan terbaru teknik untuk memperpanjang dan mengoreksi kecacatan tungkai. "Meskipun ada berbagai tipe perbaikan tulang yang sudah dikenal saat ini, tetapi metode perpanjangan dan meluruskan tungkai sebenarnya sama saja di seluruh dunia," kata Dr. William G. Mackenzie, Direktur Departemen Ortopedi di Alfred I. Du Pont Hospital for Children di Delaware. Tungkai seseorang bisa jadi berbeda panjang akibat cedera, kondisi neurologis, infeksi atau penyakit tulang, dan cacat bawaan. Perbedaan minor, yakni 1,5 cm atau kurang, dalam hal panjang tungkai adalah hal biasa. Tetapi pada orang dewasa dan anak-anak dengan perbedaan lebih dari 2 cm kemungkinan meningkatkan risiko nyeri di punggung, pinggul, dan lutut Perbaikan tulang (bone fixation) merupakan salah satu metode pengobatan masalah ini. Setelah alat yang disebut eksternal fixator ditempatkan di luar tungkai untuk memegang tungkai dengan menggunakan kawat, tulang dibagi menggunakan metode nontraumatik untuk memelihara jaringan sekeliling. Saat tulang secara bertahap bertambah panjang, maka jaringan tulang baru akan mengisi kekosongan pada tulang. Pada metode terbaru, digunakan eksternal fixator dan tangkai logam yang dimasukkan ke kanal dalam tulang. Prosedur ini mengurangi risiko bengkokan atau pecahnya tulang baru yang diperpanjang setelah eksternal fixator diangkat. Namun, para ahli mengatakan metode ini membutuhkan penggunaan tongkat atau walker dalam jangka panjang, dan membawa risiko infeksi tulang. Metode lain melibatkan teleskop "paku" yang dimasukkan ke tulang yang secara bertahap akan memperpanjang tulang. Aksi perpanjangan paku diaktivasi oleh gerakan tungkai. Metode ini tidak membutuhkan eksternal fixator. 116
Akhirnya, teknik eksperimental yang tengah dikembangkan mengunakan teleskop pelat yang dimasukkan ke permukaan tulang. Tulang secara bertahap akan memanjang dengan frekuensi pengaturan menggunakan semacam alat kecil melalui insisi di kulit.
Gambar 4.29 Teknik Perpanjang Tulang
E
Otot Manusia
Otot adalah kumpulan sel otot yang membentuk jaringan yang berfimgsi menyelenggarakan gerakan organ tubuh. Otot merupakan alat gerak aktif, sedangkan rangka tubuh meru-pakan alat gerak pasif. Otot tidak hanya menggerakkan rangka tubuh. Misalnya, otot polos penyusun usus menggerakkan makanan, dan otot jantung memompa darah. Otot penggerak rangka tubuh dikenal sehari-hari sebagai daging. Sel-sel otot mempunyai kemampuan berkontraksi. Kon-traksi adalah melakukan pengerutan sehingga bentuk sel otot memendek. Setelah berkontraksi, otot melakukan relaksasi. Relaksasi adalah melakukan pengenduran sehingga bentuk sel otot memanjang. Dengan berkontraksi, otot memiliki tenaga mekanik untuk pergerakan
Gambar 4.30 Otot Manusia 117
1. Macam- macam Otot Jaringan otot tersusun atas sel-sel otot. Berdasarkan bentuk dan cara kerjanya, sel otot dibedakan menjadi 3 macam, yaitu otot lurik, otot polos, dan otot jantung. Untuk memahami perbedaan antara ketiga jenis otot lakukanlah Biolab 4.3 berikut ini. a. Otot Lurik Disebut otot lurik karena jika dilihat dengan mikroskop tampak adanya daerah gelap dan terang berselang-seling. Daerah gelap terang tersebut ditimbulkan karena adanya susunan molekul-molekul fibril protein aktin dan miosin yang khas. (Lihat penjelasan tentang struktur anatomis otot). Otot lurik umumnya melekat pada tulang sebagai daging. Karena melekat pada rangka disebut pula otot rangka. Ciri-ciri otot lurik adalah: 1) bentuk sel silindris, memanjang, mempunyai banyak inti sel. 2) dilihat dengan mikroskop tampak adanya garis-garis melintang yang tersusun dari daerah gelap dan terang berselang-seling; karena itu otot lurik disebut pula sebagai otot bergaris melintang. 3) bekerja di bawah kesadaran kita, artinya menurut perin-tah dari otak kita; karena itu otot lurik disebut pula sebagai otot sadar. b. Otot Polos Jika diamati dengan mikroskop, sel otot ini tampak polos dan tidak bergaris melintang. Otot ini banyak dijumpai pada organ-organ dalam, misalnya pada usus, pembuluh darah, saluran kelamin, dan dinding rahim.
Gambar 4.31 Otot Lurik
Gambar 4.32 Anatomi Otot Lurik 118
Ciri-ciri otot polos adalah: 1) bentuknya bergelendong, kedua ujungnya meruncing dan di bagian tengahnya menggelembung 2) di dalam sel terdapat satu inti sel 3) tidak memiliki garis-garis melintang (polos) 4) bekerja di luar kesadaran kita, artinya tidak di bawah perintah otak; karena itu otot polos disebut pula sebagai otot tak sadar. c. Otot Jantung Otot jantung hanya terdapat di jantung. Strukturnya sama dengan otot lurik yaitu bergores melintang, namun terdapat percabangan sel. Otot jantung kerjanya tidak di bawah kehendak kita. Jadi, otot jantung strukturnya mirip otot lurik namun bekerjanya seperti otot polos.
Gambar 4.33 Otot Polos
2. Struktur Anatomi Jaringan Otot Jaringan otot rangka tersusun dari sejumlah berkas otot yang dibungkus oleh suatu selaput yang disebut fasia super-fisialis. Berkas otot tersusun atas serabut otot atau benang-benang otot yang terbentuk oleh sel-sel otot yang panjang. Selsel otot secara mikroskopis akan tampak seperti kain lurik (terutama otot rangka atau daging), hal ini karena di dalam sel otot terdapat serabutserabut yaitu benang-benang fibril protein aktin dan miosin. Karena susunan dari aktin dan miosin inilah maka tampak adanya garis gelap dan terang yang melintang antarsisi atau membran sel otot. Garis-garis gelap dan terang yang berselang seling ini, dengan menggunakan mikroskop elektron akan tampak bagian-bagian yang disebut
Gambar 4.34 Otot Jantung
119
Gambar 4.35 Struktur anatomi jaringan otot Lurik
120
sebagai zona H (daerah terang di tengah pita gelap), garis gelap M (di tengah daerah zona H), garis gelap Z (terletak di tengah daerah terang).
3. Perlekatan Otot dengan Tulang Otot rangka melekat pada tulang. Berdasarkan cara melekatnya tendon pada tulang, perlekatan ada yang disebut origo dan insersio. Origo dan insersio adalah bagian ujung otot yang dikenal sebagai tendon. a. Origo Ujung otot yang melekat pada tulang yang tidak bergerak ketika otot berkontraksi disebut origo. Origo otot rangka berbeda; ada yang dua, seperti otot biseps (bi=dua, ceps=cephal=kepala) dan ada yang tiga seperti otot triseps. b. Insersio Bagian ujung otot lain yang melekat pada tulang yang bergerak ketika otot berkontraksi disebut insersio.
4. Mekanisme Kontraksi Otot bekerja dengan dua cara, yaitu berkontraksi (me-mendek dan menebal) dan relaksasi (kembali ke keadaan semula atau mengendur). Keadaan otot yang memendek (kontraksi) maksimal disebut tonus. Tonus biasanya diikuti oleh relaksasi. Namun, seringkali rangsangan tertentu menyebabkan tonus tidak diikuti oleh relaksasi. Keadaan otot seperti ini disebut tetanus (kejang). Otot dapat kejang karena adanya rangsangan yang terusmenerus karena racun, misalnya racun penyakit
Gambar 4.36 Perlekatan otot
Kita memiliki lebih dari 600 otot yang tersebar di seluruh tubuh. Kita menggunakan 200 otot setiap kali menaiki tangga, dan memakai lebih banyak lagi ketika melompat. Wajah memiliki lebih dari 30 otot yang dapat relaksasi dan kontraksi untuk mengekspre-sikan berbagai keadaan emo-sional seseorang, seperti senang, terkejut, bingung, atau marah. Otot dapat menyebabkan mata berkedip lebih dari lima kali per detik.
121
tetanus, atau karena dipaksa bergerak seperti berlari atau berenang terns menerus. a. Kontraksi Bagian otot yang berkontraksi adalah sel-sel otot. Pada diagram tentang struktur otot lurik terlihat adanya filamen protein, yaitu aktin (filamen tipis) dan miosin (filamen tebal). Rangsangan yang sampai ke sel otot akan mempengaruhi asetilkolin yang peka terhadap rangsangan. Asetilkolin adalah sejenis neurotransmitter, yaitu zat kimia yang dapat menang-gapi rangsang pada saraf dan memindahkan rangsang ke saraf berikutnya. Asetilkolin diproduksi di ujung serabut saraf. Asetilkolin yang lepas akan membebaskan ion kalsium yang berada di antara sel otot. Ion kalsium ini lalu masuk ke dalam otot sambil mengangkut troponin dan tropomiosin ke aktin sehingga posisi aktin akan berubah dan mempengaruhi filamen penghubung. Selanjutnya aktin mendekati miosin, sehingga aktin dan miosin bertempelan membentuk aktomiosin. Akibatnya serabut otot menjadi lebih pendek. Pada keadaan inilah otot sedang berkontraksi. Setelah itu, ion kalsium masuk kembali ke plasma sel sehingga ikatan troponin dan ion kalsium lepas, dan menyebabkan lepasnya perlekatan aktin dan rniosin. Keadaan inilah yang disebut otot relaksasi.
Isotonic and Isometric Contractions
Gambar 4.37 Otot kontraksi dan relaksasi
Gambar 4.38 Fisiologi Kontraksi Otot
122
b. Energi Untuk Kontraksi Otot Kontraksi otot memerlukan energi. Energi yang diguna-kan disuplai dalam bentuk energi kimia. Energi ini diambil dari molekul ATP (Adenosin trifosfat) dan kreatin fosfat (CP) yang berenergi tinggi. Energi ini menggerakkan filamen penghubung antara aktin dan myosin. Kreatin fosfat menyum-bangkan fosforil pada ADP selama otot berkontraksi.
ATP yang dihidrolisis akan terurai menjadi ADP (Adenosin difosfat) dan mengeluarkan energi. Jika kehabisan ATP dan tinggal ADP, ADP ini pun juga akan terurai menjadi AMP (Adenosin monofosfat). ATP ADP + P + E ADP AMP + P + E Jika persediaan energi habis, maka otot tidak akan berkontraksi lagi. Untuk gerak berikutnya perlu segera dibentuk energi yang berasal dari pemecahan molekul glukosa. Fase ini disebut fase aerob. Secara aerob: Glukosa (C6H12O6) + 02 6 H2O + 6 C0,+ 38 ATP
Gambar 4.39 Energi untuk kontraksi otot
123
Di dalam otot tersimpan gula otot, yaitu glikogen. Glikogen merupakan bentuk glukosa cadangan di dalam otot. Seperti halnya glukosa, glikogen siap dibongkar menjadi energi atau ATP. Glikogen akan dilarutkan menjadi laktasi-nogen, kemudian diuraikan menjadi glukosa dan asam susu. Glukosa akan diubah jadi energi melalui peristiwa respirasi aerob maupun anaerob. Secara anaerob terjadi bila persediaan oksigen di otot telah menipis, misalnya karena kontraksi terus-menerus saat berolah raga. Secara anaerob: Glukosa (C6H12O6) Asam laktat + 2 ATP Timbunan asam laktat di dalam otot yang berlebihan dapat menyebabkan rasa letih. Rasa letih akan hilang jika asam laktat telah dioksidasi oleh oksigen menjadi HO dan CO., serta menghasilkan energi. Energi ini dapat digunakan untuk mengubah asam laktat menjadi glukosa. Asam laktat yang menumpuk di sel-sel otot akan diangkut oleh darah ke hati untuk diubah kembali menjadi glukosa atau selanjutnya menjadi glikogen untuk disimpan di otot atau hati.
Ada 2 tipe otot rangka yaitu otot me-rah dan otot putih.
Otot
merah kaya akan suplai darah,
mengan-dung
mitokondria
dan
mioglobin.
Mioglobin
merupakan
senyawa
seperti
hemoglobin
yang mampu mengikat 02 dan menyimpannya dalam mrah
otot. juga
sidasi untuk
Otot
mengok-
asam
lemak
memperofeh
energi. Sebaliknya, otot putih memiliki sedikit darah, mitokondria dan mio-globin. Tetapi ia ter-spesialisasi
untuk
mela-kukan pernapasan an-aerobik untuk
menghasilkan
energi
tanpa
sehingga
O2 cepat
berkontraksi meskipun cepat lelah.
124
5. Sifat Kerja Otot Otot yang sedang bekerja akan berkontraksi sehingga otot akan memendek, mengeras, dan bagian tengahnya meng gembung. Karenamemendek, tulang yang dilekad otot tersebut tertarik/terangkat. Kontraksi satu macam otot hanya mampu untuk menggerakkan tulang ke satu arah tertentu. Agar tulang dapat kembali ke posisi semula, otot tersebut harus mengadakan relaksasi. Namun relaksasi otot ini saja tidak cukup.' Tulang harus ditarik ke posisi semula. Karena itu harus ada otot lain yang berkontraksi yang merupakan kebalikan dari kerja otot pertama. Jadi, untuk menggerakkan tulang dari satu posisi ke posisi yang lain, kemudian kembali ke posisi semula, diperlukan paling sedikit dua macam otot dengan kerja berbeda. Berdasar tujuan kerjanya, otot dibedakan menjadi otot antagonis dan otot sinergis.
Pendekatan pemecahan masatah 1. Gambarkan secara skematik sebuah fibril atau sel otot rangka dengan garisgaris gelap terang. 2. Jelaskan, bagaimana meka-flisme terjadinya kontraksi. 3. Mengapa otot rangka (otot bisep misalnya) memendek ketika berkontraksi atau bergerak
a. Otot Antagonis Otot antagonis adalah dua otot atau lebih yang tujuan kerjanya berlawanan. Jika otot pertama berkontraksi dan yang kedua berelaksasi akan menyebabkan tulang tertarik/terangkat. Sebaliknya, jika otot pertama berelaksasi dan yang kedua berkontraksi akan menyebabkan tulang kembali ke posisi semula. Contoh otot antagonis adalah otot bisep dan trisep. Otot bisep adalah otot yang memiliki dua ujung (dua tendon) yang melekat pada tulang dan terietak di lengan atas bagian depan. Otot trisep adalah otot yang memiliki tiga ujung
Gambar 4.40 otot antagonis 125
(tiga tendon) yang melekat pada tulang, terietak di lengan atas bagian belakang. Untuk mengangkat lengan bawah, otot bisep berkontraksi dan otot trisep berelaksasi. Untuk menurunkan lengan bawah, otot trisep berkontraksi dan otot bisep berelaksasi. Lihat Gambar 4.28. b. Otot Sinergis Otot sinergis adalah dua otot atau lebih yang bekerja bersama-sama dengan tujuan yang sama. Jadi, otot-otot itu berkontraksi bersama dan berelaksasi bersama. Misalnya otot-otot antartulang rusuk yang bekerja bersama ketika kita menarik napas, atau otot pronator, yaitu otot yang menyebabkan telapak tangan menengadah atau menelungkup. Gerakan pada bagian tubuh umumnya melibatkan kerja otot, tulang dan sendi. Apabila otot berkontraksi, maka otot akan menarik tulang yang dilekatinya sehingga tulang tersebut bergerak pada sendi yang dimilikinya.
Kita memiliki lebih dari 600 otot yang tersebar di seluruh tubuh. Kita menggunakan 200 otot setiap kali menaiki tangga, dan memakai lebih banyak lagi ketika melompat. Wajah memiliki lebih dari 30 otot yang dapat relaksasi dan kontraksi untuk mengekspresikan berbagai keadaan emosional seseorang, seperti senang, terkejut, bingung, atau marah. Otot dapat menyebabkan mata berkedip lebih dari lima kali perdetik.
6. Gangguan dan Kelainan pada Otot Gangguan pada otot dapat disebabkan oleh banyak hal/ baik faktor luar maupun faktor dalam. Faktor luar seperti kecelakaan dan serangan penyakit, sedangkan faktor dalam Faktor luar seperti kecelakaan dan serangan penyakit, sedangkan faktor dalam meliputi bawaan dan kesalahan gerak atau akibat dari otot yang tidak pernah dilatih. a. Gangguan karena Serangan Penyakit 1) Tetanus, otot yang tegang terus-menerus yang disebabkan oleh racun bakteri Clostridium tetani. 2) Atron otot/ mengedlnya otot akibat serangan virus polio. 126
b. Gangguan karena Kesalahan Aktivitas 1) Kaku leher (stiff), terjadi karena gerak hentakan yang menyebabkan otot trapesius meradang. 2) Kram, terjadi karena aktivitas otot yang terus-menems sehingga otot menjadi kejang. 3) Atrofi, mengedlnya otot karena tidak difungsikan lagi untuk bergerak, akibat lumpuh atau penyakit tertentu. c. Gangguan Otot Bawaan Hernia abdominal, yaitu sobeknya dinding otot perut sehingga usus melorot ke bawah.
Praktikum 4.3
Gambar 4.46 otot sinergis
Membedakan Jenis Otot
Pendekatan keterampilan piroses Tujuan : Dapat membedakan otot lurik, otot polos, dan otot jantung. Alat dan bahan : Kertas, pensil, preparat irisan otot lurik, otot polos dan otot jantLing, atau torso otot, atau dapat juga gambar struktur otot. Langkah kerja 1. Lakukan pengamatan secara cermat struktur masing-masing jenis otot pada gambar, torso atau preparat irisan otot dengan mikroskop. jika melakukan pengamatan dengan mikroskop, gambarlah hasil pengamatanmu pada buku kerjamu. 2. Berdasarkan hasil pengamatannmu dan pemahaman tentang perbedaan ketiga jenis otot, isilah table perbandingan berikut ini. Tabel Perbedaan otot polos, otot lurik, dan otot jantung No
Faktor Pembeda
1
Bentuk sel
2
Pola/Warna
3
Jumlah dan letak inti
4
Cara Kerja
5
Letaknya pada tubuh
Otot Polos
Otot Lurik
Otot Jantung
127
3. Untuk menguji pemahamanmu tentang ketiga jenis otot, jawablah pertanyaan berikut ini. a. Otot yang menggerakkan kaki manusia pada saat berjalan termasuk jenis otot .... b. Otot yang menggerakkan rahang mulut manusia termasuk jenis otot .... c. Otot yang menyebabkan timbulnya gerak peristaltik pada usus dan lambung termasuk jenis otot .... d. Jantung dapat berdenyut terus menerus tanpa diperintah secara sadar oleh kita. Mengapademikian? e. Mengapa otot rangka berwarna lurik-lurik atau tampak adanya garis gelap dan terang? f. jenis sel otot apa yang berinti banyak? g. jenis jaringan otot apa yang sel-selnya bercabang? 4. Untuk mendapatkan keterangan yang lebih jelas bacalah uraian teks berikut ini! Buatlah laporan dan kumpulkan sebagai portofolio.
F
Otot dan Teknologi Terapannya
Otot merupakan alat gerak aktif. Tulang dapat bergerak jika digerakkan oleh otot rangka. Otot rangka kekuatannya dapat ditingkatkan melalui latihan yang rutin dan terprogram. Jika dilihat secara mikroskopis otot rangka tersusun atas serabut aktin dan miosin Proses kontraksi otot diakibatkan oleh adanya persenyawaan aktin dan miosin membentuk aktomiosin. Dalam bentuk aktomiosin serabut otot menjadi lebih pendek karena terjadi tumpang tindih antara serabut aktin dengan miosin. Kekuatan otot rangka disebabkan oleh kekuatan serabut aktin dan miosin. Dengan adanya kedua serabut ini, otot menjadi kuat tetapi lentur. Konsep serabut diterapkan dalam teknologi pembuatan tali. Tali yang kuat,
128
baik yang dibuat dari baja maupun dari plastik, dibuat dalam bentuk serabut. Cobalah cermati tali rem sepeda kalian, tali ini tidak terbuat dari satu logam tunggal melainkan terbuat dari benang-benang baja yang diatur sedemikian rupa menjadi pilinan. Atau amati pula tali tambang yang digunakan untuk mengikat kapal. Tali tambang terbuat dari serabut-serabut tanaman rami yang dipilin kuat. Di dalam otot rangka terdapat molekul mioglobin, Mioglobin merupakan protein berbentuk bola (protein globular) yang strukturnya mirip dengan hemoglobin. Mioglobin memiliki afinitas (daya ikat) yang tinggi terhadap oksigen. Perlu kalian ketahui bahwa proses kontraksi (pemendekan otot) membutuhkan energi yang besar. Dari mana energi mi diperoleh? Di dalam sel-sel otot terdapat glukosa sebagai sumber energi. Glukosa dioksidasi oleh oksigen untuk meng-hasilkan energi. Proses oksidasi glukosa di dalam sel dengan menggunakan oksigen ini dikenal dengan nama respirasi aerob. Dengan demikian semakin kaya dengan mioglobin, semakin banyak oksigen yang tersedia bagi proses oksidasi glukosa, sehingga semakin baik proses pembentukan energi yang mengakibatkan otot semakin kuat. Kekuatan otot di-pengaruhi oleh jumlah mioglobin. Jadi, kalau kalian ingin menjadi atlet professional, lakukan latihan secara rutin dan terprogram dengan baik supaya otot-ototmu terlatih, lentur, kuat, dan kaya mioglobin.
Gambar 4.47 ikatan aktin-miosin dan jalinan serat tali tambang yang mempunyai struktur konsep yang sama.
Gambar 4.48 Penggunaan steroid anabolic dapat merusak tubuh
129
Tahukah kalian bahwa dalam bekerja sebaiknya memperhatikan ergonomi? Ergonomi adalah penyesuaian alat kerja dengan sikap atau posisi kerja sehingga pekerjaan dapat terlaksana tanpa menyebabkan kelelahan dini dan gangguan penyakit pada si pekerja, baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang. Sikap kerja yang baik adalah sikap kerja yang ergo-nomi, karena akan memberikan hasil yang optimal dan tidak menyebabkan penyakit. Berikut adalah contoh hal yang tidak ergonomis. tersebut disalahgunakan menjadi
Web Link:
http://media.pearsoncm g.com/bc/bc_marieb_eh ap_8/activities/chapter1 5/Act15A.html
Doping Ilmu pengetahuan dalam penerapannya sering disalah-gunakan oleh manusia. Ingatkah kalian dengan pelari Flo Jo dari Amerika Serikat? la merupakan salah satu dari sederet atlet yang ingin menjadi yang terbaik dengan cara yang keliru. la meninggal karena doping. Flo Jo, Ben Johnson, Ivan Goti, Sunita Rani, dan beberapa atlet dalam negeri adalah contoh dari beberapa atlet yang terkenal, tetapi kemudian terpuruk prestasinya dan bahkan ada yang mengalami ke-matian hanya karena menggunakan doping. Apakah doping itu ? Doping adalah zat kimia buatan yang digunakan untuk meningkatkan kinerja tubuh. Pada awalnya zat kimia yang sekarang digunakan sebagai doping ditemu-kan para ilmuwan untuk mengobati orang yang sakit, misalnya eritropoietin digunakan untuk mengobati orang yang produksi sel darah merahnya terganggu, magadon merupakan obat penenang yang digunakan mengobati orang yang stress. Dengan perjalanan waktu, zat kimia obat perangsang kinerja para atlet, karena mereka ingin mencapai prestasi terbaik tanpa memperdulikan efeknya. Doping memang terbukti sangat membantu prestasi atlet, sayangnya doping memberikan efek negatif sehingga dilarang penggunaannya oleh badan-badan olah raga di dunia. Doping memiliki berbagai macam fungsi yang dapat dikelompokkan menjadi lima kelompok. Kelima kelompok doping berserta fungsi dan dampak negatifnya adalah sebagai berikut: 130
1. Doping yang berfungsi meningkatkan kekuatan otot dan tulang. Doping yang termasuk dalam kelompok ini adalah steroid anabolik dan beta 2agonik. Senyawa ini mirip dengan hormon testosteron. Dampak negatifnya pada pria adalah dapat menyebabkan kebotakan, dan mandul. Sedangkan pada wanita dapat menyebabkan tumbuhnya rambut di wajah dan seluruh tubuh, menebalkan pita suara (sehingga suaranya menjadi seperti pria), dan 2.
3.
4.
5.
mengganggu siklus menstruasi. Doping yang berfungsi meningkatkan daya ikat terhadap oksigen. Doping yang termasuk dalam kelompok ini adalah eriotropoietin, yang merupakan hormon yang merangsang produksi sel darah merah. Dengan jumlah eritrosit yang tinggi jumlah oksigen yang diangkut ke otot semakin banyak. Dampak negatifnya adalah karena darah memiliki kandungan sel darah merah yang tinggi, darah menjadi kental, sehingga kerja jantung menjadi semakin keras, akibatnya atlet mudah terkena serangan jantung dan stroke (tekanan darah tinggi). Doping yang berfungsi untuk mengurangi rasa sakit. Yang termasuk doping ini adalah narkotik (morfin, heroin, dan lain-lain). Dampak negatifnya adalah atlet menjadi ketagihan narkotik. ( Tuliskan dalam PortoDoping yang berfungsi menghilangkan stress foliomu) Bayangkan diri kalian akibat kelelahan dan tekanan mental. Untuk sebagai atlet yang mengurangi stress para atlet banyak menanjak prestasinya mengkonsumsi obat penenang seperti metadon, Apa yang akan kamu lakukan un-tuk lebih magadon, dan diuretic. Dampaknya atlet mening-katkan menjadi lebih tenang, tetapi dampak negatifnya prestasi? adalah koordinasi dan keseimbangan tubuhnya Apakah kalian akan terganggu bahkan banyak yang jiwanya menggunakan doping? terganggu. Bagaimana pendaDoping yang berfungsi untuk menutupi dampak patmu dengan sebadari doping yang dikonsumsi sebelumnya. gian teman-teman atletmu yang mengDoping yang termasuk kelompok ini misalnya gunakan doping? epitestosteron. Dampak negatifnya adalahSaran apa yang damerusak alat pencernaan dan ginjal. pat kamu berikan kepada teman kamu J tersebut? a 131 d i k
Praktikum 4.4 Tujuan
Alat/ Bahan Langkah kerja
Menyusun Peta Konsep
: 1. mampu menyusun peta konsep alat gerak 2. mampu menyusun peta konsep tentang macammacam kelainan dan penyakit pada sistem alat gerak : kertas dan pensil, buku bacaan/diktat.
1. Lengkapilah dan teruskan peta konsep tentang sistem gerak berikut ini Sistem alat gerak Dibedakan Alat gerak aktif
Alat gerak pasif Membentuk rangka
Macam otot
2. Susunlah dan lengkapilah peta konsep tentang kelainan dan penyakit pada system alat gerak Kelainan pada system alat gerak
Terjadi pada Otot
Tulang Penyebab
132
Ringkasan 1.
Manusia mempunyai kemampuan bergerak lebih aktif daripada tumbuhan karena manusia manusia memiliki organ dan mekanisme yang lebih kompleks.
2. Sistem gerak meliputi otot, tulang, dan sendi. 3. Tulang rangka manusia dapat dibedakan menjadi tulang tengkorak, tuang badan, dan tulang anggota gerak. 4. Tulang rawan banyak mengandung zat perekat dan sedikit zat kapur. Tulang keras sedikit mengandung zat perekat banyak mengandung zat kapur. 5. Bentuk tulang kera sdibedakan menjadi tulang pipa, tulang pipih, dan tulang pendek . 6. Berdasarkan penyusunnya tulang, tulang dibedakan menjadi tulang keras dan tulang rawan. 7. Hubungan antar a dua tulang dikenal sebagai artikulasi atau sendi. Berdasarkan artikulasinya sendi dibedakan menjadi sinartrosis ( sendi mati), amfiartrosis (sendi kaku), dan diartrosis (sendi gerak). 8. Persendian adalah dua tulang yang memungkinkan terjadinya gerakan. Persendian meliputi sendi peluru, sendi engsel, sendi putar, sendi pelana, sendi luncur/ geser, dan sendi kondiloid. 9. Kelainan bentuk tulang ada yang dibawa sejak lahir, karena makanan, posisi tubuh yang salah, atau karena penyakit dan kecelakaan. 10. Berdasarkan strukturnya otot dibedakan menjadi otot polos, otot lurik, dan otot jantung. 11. Otot dilekatkan pada tulang melalui tendon yang disebut Origo (menempel pada tulang yang diam) dan insersio (menempel pada tulang yang bergerak) 12. Berdasarkan tujuan kerjanya otot dibedakan menjadi otot antagonis dan otot sinergis 133
13. Otot antagonis adalah dua otot atau lebih yang kerjanya berlawanan. Otot sinergis adalah dua otot atau lebih yang bekerja bersama-sama dengan tujuan yang sama. 14. Kerja otot atau kontraksi otot akan terjadi apabila: a. ada rangsangan (dalam atau luar) b. ada pemindah rangsang (asetil kolin) c. ada protein fibril aktin dan myosin d. ada energy (ATP atau ADP), yang dibentuk dari pembongkaran zat makanan (glukosa) baik aerob maupun anaerob. 15. Otot dapat mengalami gangguan dan kelainan karena serangan penyakit, kesalahan aktivitas, dank arena bawaan.
EVALUASI I. Soal Berstruktur 1. Gambar di bawah ini memperlihatkan tulang dan otot kaki kanan seorang pelari yang sedang bersiap-siap melakukan start.
134
a. Sebutkan nama jaringan yang menyatukan tulang X dan tulang Z. b. Jelaskan bagaimana struktur sendi Y memungkinkan terjadinya gerakan pada sendi. c. Berdasarkan diagram di atas, sebutkan dua pasang otot antagonis. d. Otot manakah yang akan berkontraksi, pada saat pelari melakukan start, sehingga menghasilkan dorongan ke depan? 2. Gambar (i) berikut ini menunjukkan kaki manusia, sedangkan gambar (ii) memperlihatkan model yang dipakai untuk mendemonstrasikan gerakan kaki. Komponen penyusun model dan bagian kaki yang diwakilinya disusun dalam bentuk tabel berikut.
Komponen pada Model
Bahan yang digunakan
Bagian kaki yang diwakili
balon
otot
papan kayu
X
sekrup
sendi
kawat
Y
a. Sebutkan struktur kaki yang disimbolkan dengan X dan Y pada tabel. b. Jika model didirikan untuk menggambarkan orang berjinjit, balon manakah (P, Q, R atau S) yang akan memipih dan memanjang? 135
c. Kelompokkan P, Q, R, dan S ke dalam dua katagori otot sesuai dengan fungsinya. 3. Gambar di bawah menunjukkan bagian tulang dan otot lengan
a. Kedua otot, yaitu X dan Y bekerja pada saat tangan mengangkat batu bata. 1) Manakah otot ekstensor? 2) Manakah otot fleksor? 3) Istilah apakah yang digunakan untuk menggambarkan kerja pasangan otot X dan Y? b. Jaringan apakah yang menghubungkan: 1) tulang Q dan tulang S? 2) otot X dan tulang R? c. Setelah lengan diputar dengan kuat beberapa saat, lengan terasa letih. 1) Sendi manakah yang bekerja pada gerakan tersebut? 2) Senyawa karbon apa yang tersimpan di otot yang digunakan sebagai sumber energi untuk gerakan tersebut? 3) Senyawa karbon apa yang tertimbun di dalam otot yang menyebabkan letih otot? II. Esai 1. Mengapa manusia dapat bergerak secara aktif dan jelas, sementara tumbuhan tidak? 2. Sebutkan komponen yang menyusun sistem gerak! 3. Apakah perbedaan antara tulang keras dan tulang rawan? 4. Apa perbedaan antara tulang pipa, tulang pipih, dan tulang pendek? 5. Apa yang dimaksud dengan sendi mati? Berikan contohnya! 6. Apa perbedaan antara sendi pelana dan sendi engsel? 7. Jelaskan perbedaan antara otot lurik, otot polos, dan otot jantung! 8. Jelaskan secara singkat proses pertumbuhan tulang pipa! 9. Pada tangan kita terdapat sendi apa saja? Jelaskan! 136
10. Mengapa jika terjadi patah tulang, proses penyembuhan pada orang tua lebih lambat dari-pada proses penyembuhan pada anak-anak? Jelaskan faktor penyebabnya! 11. Jelaskan bahwa rangka berfungsi melindungi organ-organ tubuh yang penting! 12. Posisi duduk yang salah dapat mempengaruhi bentuk rangka. Jelaskan! 13. Jelaskan mengapa setelah melakukan aktivitas fisik yang keras, tubuh terasa letih? Bagaimana cara menghilangkannya? 14. Jelaskan mekanisme kontraksi dan relaksasi otot rangka! 15. Berikan contoh otot yang gerakannya antagonis! III. Soal Pilihan Ganda 1. Jika menulis di atas meja, tubuh hendaknya jangan miring ke kiri atau ke kanan sebab bisa menyebabkan terjadinya .... a. lordosis b. nekrosis c. kifosis d. urai sendi e skoliosis 2. Energi yang diperlukan untuk terjadinya gerak pada otot berasal dari .... a. AMP b. gerak c. ATP d. saraf e. glukosa 3. Organ jantung dan otot polos struktur selnya sama dalam hal a. b. bekerjanya sama-sama di bawah kendali saraf tak sadar c. sel ototnya sama-sama bercabang d. sama-sama tampak lurik e. geraknya sama-sama dikendalikan saraf sadar 4. Persambungan antara tulang-tulang tengkorak disebut .... a. sinartrosis b. sendi engsel c. amfiartrosis d. sendi peluru e. diartrosis 5. Persendian antara tulang lengan dengan gelang bahu disebut sendi a. poros b. engsel c. putar d. pelana e. peluru 137 6. Jika menulis di atas meja, tubuh hendaknya jangan miring ke kiri atau ke kanan sebab bisa menyebabkan terjadinya .... a. lordosis
d. nekrosis b. kifosis
6. Jika menulis di atas meja, tubuh hendaknya jangan miring ke kiri atau ke kanan sebab bisa menyebabkan terjadinya .... a. lordosis b. nekrosis c. kifosis d. urai sendi e. skoliosis 7. Energi yang diperlukan untuk terjadinya gerak pada otot berasal dari ... a. AMP b. gerak c. ATP d. saraf e. glukosa 8. Tetanus adalah gangguan pada sistem otot yang disebabkan oleh . . . a. otot kelelahan b. bakteri c. virus d. atropi otot e. otot kram 9. Yang merupakan contoh tulang pipih adalah a. tulang selangka, belikat, jari-jari b. tulang belikat dan tengkorak tulang selangka dan jari-jari c. tulang jari-jari dan tengkorak tulang selangka dan tengkorak d. tulang jari-jari dan tengkorak tulang selangka dan tengkorak e. tulang belikat dan tengkorak tulang selangka dan jari-jari 10. Otot yang kerjanya dikendalikan oleh saraf tak sadar adalah .... a. otot polos, otot rangka, otot jantung b. otot rangka dan otot jantung c. otot rangka dan otot lurik d. otot polos dan otot jantung e. otot polos dan otot rangka
138
5
Sistem Transport pada Manusia
Kompetensi Dasar: Menjelaskan keterkaitan antara struktur, fungsi, dan proses serta kelainan/ penyakit yang dapat terjadi pada sistem peredaran Indikator Hasil Belajar: Menjelaskan komponen darah: plasma dan sel-sel darah. Menjelaskan fungsi darah. Menggambarkan macam-macam sel darah Menjelaskan fungsi darah, jantung, dan pembuluh darah (arteri dan vena). Menentukan golongan darahnya sendiri. Menjelaskan prinsip dasar penggolongan darah. Menjelaskan dasar-dasar transfusi darah.
139
A
Pendahuluan
Setiap makhluk hidup membutuhkan zat-zat makanan yang diperoleh dari lingkungannya. Setelah zat makanan dicerna atau dimanfaatkan, sisanya akan dibuang kembali ke lingkungan. Untuk memasukkan zat makanan ke dalam selsel tubuh dan membuang sisanya ke lingkungan memerlukan suatu sistem transportasi atau sirkulasi. Sistem transportasi dibutuhkan pula untuk membawa zat-zat dari suatu organ ke organ lain yang membutuhkan. Misalnya, hormon atau enzim, harus dibawa ke bagian lain agar dapat berfungsi. Contoh, hormon FSH yang dihasilkan oleh kelenjar pituitari di bagian bawah otak harus sampai ke ovarium agar dapat berfungsi mempengaruhi perkembangan folikel ovum. Untuk sampai ke ovarium diperlukan alat transportasi, yakni sistem peredaran darah. Sistem sirkulasi atau transportasi pada tubuh manusia sebenarnya meliputi sistem peredaran darah dan sistem peredaran getah bening. Komponen sistem peredaran darah manusia terdiri atas darah, jantung, dan pembuluh darah, sedangkan komponen sistem peredaran getah bening terdiri dari cairan limfa, pembuluh limfa dan kelenjar limfa. Masing-masing komponen memiliki struktur dan susunan tertentu yang sesuai dengan fungsi. Sistem peredaran darah pada manusia disebut sistem peredaran darah tertutup, karena darah, khususnya sel-sel darah, dalam peredarannya selalu berada di dalam pembuluh darah, kecuali beberapa jenis sel darah putih. Sistem peredaran darah manusia juga disebut sistem peredaran darah ganda, yakni peredaran darah kecil dan peredaran darah besar. Hal ini karena peredaran darah memiliki dua jalur atau dua kali perputaran melewati jantung. Peredaran darah kecil adalah peredaran darah dari jantung ke paru-paru dan kembali lagi ke jantung. Peredaran darah besar adalah peredaran darah dari jantung menuju ke seluruh bagian tubuh (atas dan bawah) dan akhirnya kembali lagi ke jantung. Sistem peredaran darah berfungsi untuk mengangkut dan mengedarkan gas-gas pernapasan, mengangkut dan mengedarkan zat-zat makanan ke seluruh jaringan tubuh, serta mengangkut dan membuang sisa metabolisme melalui sistem
140
ekskresi. Sistem peredaran getah bening berfungsi untuk mengangkut lemak dan sel-sel darah putih yang ada di dalamnya, yang dapat membunuh bibit penyakit yang masuk.
B
Sistem Peredaran Manusia
Darah
pada
Sistem peredaran darah pada manusia terdiri atas darah dan alat peredaran darah. Darah terdiri dari bagian yang cair dan bagian yang padat. Alat peredaran darah terdiri dari jantung dan pembuluhpembuluh darah, yakni arteri, vena, dan kapiler.
1. Darah Darah kita terdapat di dalam pembuluh darah. Dalam kondisi normal, volume darah setiap orang lebih kurang 8% dari berat badannya. Pada orang dewasa yang beratnya 65 kg, volume darahnya lebih kurang 5 liter. Darah kita tersusun dari beberapa komponen, yaitu a. 55% merupakan bagian yang cair yakni plasma darah b. 45% bagian yang padat atau butiran darah. Perbandingan bagian yang padat dan cair ini disebut nilai hematokrit. Nilai hematokrit bervariasi, normalnya adalah 40-50% pada pria dewasa, 35-45% pada wanita dewasa, 35% pada anak-anak di atas 10 tahun, dan 40-60% pada anak-anak. Nilai hematokrit dapat mencerminkan volume total eritrosit. Butiran darah terdiri atas 3 macam sel darah, yaitu
Gambar 5.1 Darah dan Komponennya
Gambar 5.2 Sel-sel Darah
141
1. sel darah merah atau eritrosit 2. sel darah putih atau leukosit 3. sel pembeku darah atau trombosit. a. Komposisi Darah 1) Plasma Darah Plasma darah atau cairan darah terdiri atas a) 90% air b) 8% protein yang terdiri dari albumin, hormon, globulin, protrombin dan fibrinogen c) 0,9% mineral yang terdiri dari NaCI, natrium bikarbonat, garam kalsium, fosfor, magnesium, besi d) 0,1% berupa sejumlah bahan organik, yaitu glukosa, lemak, urea, asam urat, asam amino, enzim, antigen. Protein yang larut di dalam plasma darah disebut protein darah. Protein darah yang penting antara lain hormon, fibrinogen, albumin, globulin. Zat-zat tersebut sangat penting bagi tubuh: a) hormon penting untuk kerja fisiologi alat tubuh b) fibrinogen penting untuk proses pembekuan darah c) albumin penting untuk menjaga tekanan osmotik darah d) globulin penting untuk membentuk zat kebal. Zat kebal ialah zat yang berfungsi untuk melawan benda-benda asing atau kuman yang masuk ke dalam tubuh. Bila plasma darah diendapkan, maka akan tersisa cairan berwarna kuning jernih, yang disebut serum. Di dalam serum inilah terkandung zat kebal atau zat antibodi. 2) Sel-sel Darah Sel-sel darah atau butiran darah terdiri atas eritrosit, leukosit, dan trombosit. Eritrosit atau sel darah merah berfungsi untuk mengangkut oksigen. Leukosit atau sel darah putih berfungsi untuk membunuh bibit penyakit. Trombosit atau keping darah berfungsi untuk membekukan darah.
142
a) Sel Darah Merah atau Eritrosit Bentuk eritrosit pipih, dengan garis tengah 7,5 )^m, cekung di bagian tengahnya (bikonkaf), tidak berinti. Setiap 1 mm darah mengandung lebih kurang 5 juta sel darah merah. Butir darah merah mengandung hemoglobin (Hb). Hemoglobin atau zat warna darah adalah suatu senyawa protein yang mengandung unsur besi. Fungsi utama Hb adalah mengangkut oksigen dari paru-paru dan mengedarkannya ke seluruh jaringan tubuh. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa di paru-paru terjadi reaksi antara oksigen dengan Hb sebagai berikut.: 2 Hb 2 + O2 4 HbO2 Sel darah merah dibentuk oleh sumsum merah tulang pipih. Namun pada saat masih dalam kandungan, eritrosit dibentuk di dalam hati dan limpa. Sel darah merah menjadi usang dan tidak efektif lagi melaksanakan fungsinya setelah berumur lebih kurang 120 hari. Oleh hati dan limpa, sel darah merah tersebut dirombak. Di dalam hati, hemoglobin akan diubah menjadi zat warna empedu (bilirubin) yang berwarna kehijau-hijauan. Empedu dikeluarkan ke saluran empedu yang bermuara di usus. Zat besi yang terdapat di hemoglobin tidak ikut dikeluarkan, melainkan digunakan lagi untuk membuat eritrosit baru. Penyumbatan saluran empedu dapat terjadi karena infek-si atau karena kerusakan sel-sel hati, yang menyebabkan empedu beredar bersama aliran darah. Inilah yang menyebabkan seseorang menderita penyakit kuning. Penyakit kuning dapat disebabkan oleh virus hepatitis atau oleh infeksi lainnya. b) Sel Darah Putih (Leukosit) Dalam setiap mm3 darah terdapat 8.000 sel darah putih. Sel darah putih (leukosit) tidak berwarna, bersifat bening, bentuknya tidak tetap seperti ameba. Ukuran leukosit lebih besar dari sel
143
darah merah, tetapi jumlahnya lebih kecil. Garis tengahnya antara 9-15 \im. Sel ini mempunyai fungsi utama untuk melawan kuman yang masuk ke dalam tubuh dan membentuk zat antibodi. Antibodi adalah zat pelawan benda asing yang tulang dan hati (pada fetus). Mula-mula semua limfosit sama, tetapi kemudian berdiferensiasi menjadi sel B atau sel T, tergantung tempat pematangannya. Limfosit yang berpindah dari sumsum tulang ke timus berkembang menjadi sel T. Limfosit yang tetap berada di sumsum tulang berkembang menjadi sel B. Sel B dan sel T yang matang banyak ditemukan di nodus limfa, limpa, dan organ limpatik lain. Limfosit berfungsi menghasilkan antibodi untuk melawan zat asing yang masuk. Sel darah putih merupakan sel fagosit, apabila ada bibit penyakit, misalnya bakteri, sel darah putih akan memakannya, seperti cara Amoeba memakan makanannya. Apabila sel darah putih kalah dan rusak, maka sel darah putih bersama-sama kuman yang mati akan dikeluarkan dalam bentuk nanah atau abses. Terdapat 5 macam sel darah putih yang bentuk, jumlah, dan fungsinya berbeda. Kelima macam sel darah putih tersebut adalah monosit, limfosit, basofil, eosinofil, dan neutrofil. Lihat Gambar 5.2.
Gambar 5.3 Sel darah Putih
Gambar 5.4 Sel darah Merah
Gambar 5.5 Pembentukan Benang Fibrin
144
1) Neutrofil Neutrofil merupakan 60-70% dari jumlah sel darah putih. Neutrofil dapat bergerak secara ameboid dari darah dan masuk ke jaringan yang terinfeksi dan menghancurkan mikroba yang ada. Gerak neutrofil terjadi karena ada-nya sinyal kimiawi dari daerah yang terinfeksi. Neutrofil hanya berumur sekitar 6-20 jam. 2) Monosit Monosit terdapat sekitar 5% dari jumlah sel darah putih. Walaupun begitu, monosit merupakan fagosit yang efektif. Monosit beredar di dalam darah selama beberapa jam, kemudian berpindah ke jaringan. Di dalam jaringan, monosit membesar dan berkembang menjadi makrofag. Makrofag merupakan sel fagositik terbesar, paling efektif, dan berumur panjang. Makrofag mempunyai arti secara harafiah "pemakan besar". Makrofag bersifat ameboid, dan dapat merentangkan pseudopodia untuk menarik mikroba. Mikroba yang terperangkap kemudian dihancurkan dengan enzim pencernaan. Lihat Gambar 5.3. Gambar ini menunjukkan pseudopodia seperti fibril dari makrofag yang sedang menyerang bakteri. Beberapa makrofag menetap di organ dan jaringan tubuh tertentu. Misalnya, di paru-paru ada makrofag alveolar dan di hati ada sel Kupffer. Makrofag juga terdapat di nodus limfa dan limpa. 3) Eosinofil Eosinofil kira-kira berjumlah 15 % dari jumlah sel darah putih. Eosinofil hanya sedikit bersifat fagositik tetapi mempunyai enzim penghancur. Eosinofil berfungsi untuk melawan parasit besar seperti cacing dengan menghancurkan dinding luar tubuh cacing.
145
4) Basofil Granula basofil mengandung histamin. Histamin adalah salah satu sinyal kimia yang akan dikirimkan bila terjadi luka dan peradangan. Basofil diduga terlibat dalam reaksi alergi atau melawan protein asing yang masuk. 5) Limfosit Vertebrata mempunyai 2 macam sel limfosit, yaitu sel B (limfosit B) dan sel T (limfosit T). Limfosit dibuat di sumsum tulang dan hati (pada fetus). Mula-mula semua limfosit sama, tetapi kemudian berdiferensiasi menjadi sel B atau sel T, tergantung tempat pematangannya. Limfosit yang berpindah dari sumsum tulang ke timus berkembang menjadi sel T. Limfosit yang tetap berada di sumsum tulang berkembang menjadi sel B. Sel B dan sel T yang matang banyak ditemukan di nodus limfa, limpa, dan organ limpatik lain. Limfosit berfungsi meng-hasilkan antibodi untuk melawan zat asing yang masuk. Kemampuan limfosit menghasilkan antibodi pada anak-anak akan meningkat seiring dengan bertambahnya usia. Kekebalan yang diperoleh secara alami ini disebut sebagai imunitas alami. Antibodi yang dihasilkan itu bersifat spesifik, artinya antibodi tertentu hanya cocok untuk melawan penyakit tertentu pula. Misalnya antibodi untuk TBC hanya cocok untuk melawan penyakit TBC, antibodi untuk disentri hanya cocok untuk melawan penyakit disentri. Untuk meningkatkan kekebalan tubuh, perlu dilakukan upaya agar limfosit menghasilkan antibodi, misalnya dengan vaksinasi. Vaksinasi berarti melakukan kekebalan secara buatan. Vaksin adalah bibit penyakit yang telah dilemahkan. Vaksin dimasukkan ke dalam tubuh supaya tubuh dapat me-lawannya dengan membentuk antibodi. Misalnya, vaksinasi penyakit cacar berarti
146
tubuh diberi virus cacar yang telah dilemahkan. Karenanya, tubuh membentuk antibodi untuk melawan cacar.
c) Keping-keping Darah atau Trombosit Apabila tubuh terluka dan mengeluarkan darah, beberapa saat kemudian darah akan berhenti keluar atau darah membeku. Mengapa darah dapat berhenti keluar dengan sendirinya? Di dalam darah terdapat keping-keping darah atau trombosit. Trombosit bentuknya tidak teratur, tidak berinti, dan berukuran kecil, garis tengahnya lebih kurang 2-4 pm. Dalam tiap satu mm3 darah terdapat lebih
Trombosit berperan dalam proses pembekuan darah. Di dalam trombosit terdapat enzim yang disebut trombokinase. Apabila darah keluar karena terluka, maka trombosit akan pecah. Enzim trombokinase keluar dari trombosit. Karena pengaruh ion kalsium dalam darah, enzim trombokinase akan mengubah protrombin (calon trombin) menjadi trombin. Trombin akan mengubah protein darah fibrinogen menjadi benang-benang fibrin. Terbentuknya benang-benang fibrin menyebabkan luka tertutup sehingga tidak mengeluarkan darah secara terus-menerus. Protrombin adalah senyawa protetn yang dibentuk di hati. Pembentukan senyawa ini dipengaruhi oleh vitamin K. Oleh sebab itu seseorang yang kekurangan vitamin K akan mengalami kesulitan pembekuan darah, apabila terjadi luka. Untuk lebih jelasnya perhatikan Gambar 5.4 dan bagan proses pembekuan darah berikut.
147
Bagan proses pembekuan darah 1. Luka, rombosit pecah Ion Ca +
keluar trombokinase dan vitamin K
1. Protrombin
menjadi thrombin
2. Fibrinogen
menjadi fibrin
BIO Plus Fungsi Darah Darah terdiri atas banyak komponen. Tiap komponen mempunyai fungsi tertentu. Berdasarkan komponen tersebut, rungsi darah adalah sebagai berikut. 1. Sebagai alat pengangkut: a. sel-sel darah merah mengangkut oksigen dari paru-paru ke jantung dan ke seluruh sel-sel tubuh b. plasma darah mengangkut: 1) sari makanan dari usus ke hati kemudian ke seluruh tubuh 2) karbon dioksida dari jaringan tubuh ke paru-paru 3) urea dari hati ke ginjal untuk dikeluarkan hormon dari kelenjar hormon ke seluruh tubuh.
Hemoglobin dapat berikatan dengan racun karbon monoksida menjadi karboksihemoglobin. Karbon monoksida sering dihasilkan dari pembakaran bahan bakar kendaraan bermotor. Akibatnya kemampuan hemoglobin mengikat oksigen menjadi berkurang. Karbon monoksida yang terhirup dapat menyebabkan pingsan. Bila terhirup lebih dari beberapa menit dapat berakibat fatal.
148
c. Membunuh kuman-kuman penyakit. Yang bertugas membunuh kuman penyakit adalah leukosit. Caranya dengan membentuk antibodi dan fagositosis. d.
Melakukan pembekuan darah. Dalam proses pembekuan darah yang berperan penting adalah trombosit.
e. Menjaga kestabilan suhu tubuh. Suhu tubuh manusia tetap, berkisar 37°C, walaupun suhu lingkungan mening-kat atau menurun. Hal ini dimungkinkan karena penyebaran energi panas secara merata dilakukan oleh darah. Peristiwa menggigil pada saat kedinginan, dan berkeringat pada saat kepanasan merupakan mekanisme untuk menjaga kestabilan suhu tubuh.
2. Alat Peredaran Darah Alat peredaran darah pada manusia terdiri atas jantung dan pembuluh darah. Berikut akan dijelaskan mengenai jantung dan pembuluh darah. a. Jantung
Gerakan jantung dikendalikan oleh syaraf dari otak, dengan cara merangsang nodus sinus atrial ( nodus SA). Syaraf ini merupakan dua set syaraf tak sadar. Satu set mempercepat denyut jantung dan satu set lainnya memperlambat denyut jantung. Gerakan jantung berasal dari nodus SA, kemudian kedua atrium berkontraksi. Oleh sebab itu nodus S-A sering disebut pemacu jantung. Gelombang kontraksi atrium merangsang nodus A-V menyebabkan vetrikel berkontraksi
Jantung terletak di dalam rongga dada agak ke sebelah kiri. Ukuran jantung kira-kira sebesar kepalan tangan. Jantung manusia berongga dan terbagi menjadi 4 ruang, yaitu serambi kanan, serambi kiri, bilik kanan, dan bilik kiri. Lihat Gambar
149
Dinding rongga jantung tersusun terutama atas otot jantung. Antara serambi dan bilik dibatasi oleh suatu sekat yang berkatup. Katup yang sebelah kanan disebut katup trikuspid yang terdiri atas 3 kelopak atau kuspa, dan katup sebelah kiri disebut katup bikuspid yang terdiri atas 2 kelopak atau kuspa. Katupkatup tersebut berfungsi untuk menjaga agar darah dari bilik tidak mengalir kembali ke serambi. Otot jantung mampu berkontraksi sehingga jantung dapat mengembang dan mengempis. Mengembang dan mengempisnya serambi dan bilik terjadi secara bergantian. Kontraksi jantung menimbulkan denyutan yang dapat dirasa-kan pada pembuluh nadi di beberapa tempat.
PRAKTIKUM 5.1
Gambar 5.6 Bagianbagian jantung
Gambar 5.7 Aliran darah Saat Diastol
Denyut Nadi
Pendekatan keterampilan proses Tujuan : menghitung frekuensi denyut nadi tiap menit dan faktorfaktor yang mempengaruhi. Alat dan Bahan : stop watch/arloji. Langkah kerja 1. Tempelkan jari telunjuk dan jari tengah kalian pada pergelangan tangan sebelah dalam sedemikian sehingga terasa adanya denyut nadi. Tekan sedikit sampai denyutan semakin terasa. lihat gambar di samping. 2. Hitunglah berapa kali denyut nadimu selama 1 menit. Catat. 3. Berlari-larilah selama 2 menit, kemudian hitunglah lagi denyut nadimu selama 1 menit. Catat.
150
4. Bandingkan hasil pengamatanmu dengan teman sekelompok, masukkan datamu dalam label berikut. 5. Hitungan yang serupa dapat pula dilakukan dengan meraba dan sedikit menekan nadi yang ada di pelipis, sedikit di atas telinga dan di belakang mata. Frekuensi nadi No
Nama Siswa
L/P sebeleum lari
setelah lari
1 2 3 4 5
Pertanyaan: 1. Berapakah frekuensi denyut nadi rata-rata setiap menit dalam kelompok kalian? 2. Mengapa frekuensi denyut nadi dalam keadaan istirahat/ sebelum lari-lari berbeda dengan setelah berlari? 3. Samakah frekuensi rata-rata denyut nadi setiap orang? Faktor-faktor apakah yang mempengaruhi frekuensi denyut nadi seseorang? 4. Simpulkan hasil kegiatan kalian.
151
Kecepatan denyut jantung pada setiap orang berbeda-beda tergantung pada kondisi setiap orang. Misalnya usia, berat badan, jenis kelamin, kesehatan, dan aktivitas seseorang. Pada saat duduk, denyut nadi seseorang adalah 72 kali per menit, tetapi pada saat berdiri, denyut nadi dapat mencapai 83 kali per menit. Pada anak-anak, denyut nadinya lebih cepat dibandingkan orang dewasa. Orang yang terkejut denyut nadinya lebih cepat. Selain kecepatan denyut jantung, tekanan darah juga dapat diukur. Tekanan darah pada saat bilik jantung mengem-bang disebut tekanan diastol, dan tekanan darah pada saat bilik jantung mengempis disebut tekanan sistol. Jadi, sistol merupakan tekanan darah karena jantung memompa darah keluar, dan diastol merupakan tekanan darah karena jantung "memasukkan" darah. Tekanan darah dapat diukur dengan alat pengukur tekanan darah yang disebut tensimeter atau sphigmomanometer. Lihat Gambar 5.6. Tekanan darah merupakan indikator yang baik untuk mengetahui kekuatan jantung memompa darah, serta indikator untuk mengetahui kondisi kesehatan seseorang. Tekanan darah orang dewasa normal 120/80 mmHg (milimeter air raksa). Nilai 120 menunjukkan tekanan sistol sedangkan 80 menunjukkan tekanan diastol. Jantung memiliki pembuluh darah yang menuju atau keluar dari jantung. Pembuluh darah yang menuju atau keluar dari jantung adalah: 1. vena cava, yang mengalirkan darah dari seluruh tubuh, vena cava bermuara pada serambi kanan 2. arteri pulmonalis, yang mengalirkan darah dari bilik kanan menuju ke paru-paru, darahnya banyak mengandung karbon dioksida 3. vena pulmonalis, yang mengalirkan darah dari paru-paru menuju ke serambi kiri, darahnya banyak mengandung oksigen 4. aorta, yang mengalirkan darah dari bilik kiri menuju ke seluruh tubuh 5. arteri koronaria, yaitu pembuluh darah dari bilik menuju ke jantung. Jantung memerlukan oksigen dan makanan juga, bukan?
152
Pada penderita yang darahnya banyak mengandung kolesterol, sering terjadi penyumbatan pada pembuluh darah koroner. Kolesterol mengendap di dinding pembuluh darah sehingga terjadi penyempitan. Akibatnya, jantung kekurangan oksigen dan makanan. Jika terlalu parah dapat me-nyebabkan kematian. b. Pembuluh Darah Darah kita berada di dalam pembuluh darah. Berdasar-kan fungsinya, pembuluh darah dibedakan atas pembuluh nadi atau arteri dan pembuluh balik atau vena. Penghubung antara arteri dan vena adalah pembuluh kapiler. Berikut kita bahas satu persatu. 1) Pembuluh Nadi atau Arteri Pembuluh nadi adalah pembuluh yang membawa darah keluar dari jantung. Umumnya pembuluh nadi mengalirkan darah yang mengandung banyak oksigen. Letak pembuluh nadi agak ke dalam tersembunyi dari permukaan tubuh. Dinding pembuluh nadi kuat dan elastis, terdiri atas tiga lapis, yaitu lapisan luar, tengah, dan dalam. Lapisan luar tipis tetapi kuat, lapisan tengah tersusun atas sel-sel otot polos, dan lapisan dalam tersusun atas satu lapis endotelium. Jika kita meraba nadi, denyutan jantung akan terasa. Jika nadi terluka, darah akan memancar. Pembuluh nadi yang keluar dari bilik kiri jantung disebut aorta, yang mengalirkan darah kaya oksigen ke seluruh tubuh. Aorta memiliki satu katup dekat jantung, yang berfungsi menjaga agar darah tidak mengalir kembali ke jantung. Pembuluh nadi besar (aorta) ini disebut pula pembuluh nadi utama, yang kemudian bercabang menjadi pembuluh nadi ke seluruh tubuh. Semua pembuluh nadi mengalirkan darah yang kaya oksigen, kecuali arteria pulmonalis. Arteria pulmonalis adalah pembuluh nadi yang keluar dari bilik kanan menuju ke paru-paru. Pembuluh nadi ini bercabang dua menjadi pembuluh nadi paru-paru kiri dan pembuluh nadi paru-paru kanan. Pembuluh nadi ini membawa darah yang kaya CO. Karbon dioksida dilepaskan oleh darah di paru-paru, sedangkan oksigen
153
ditangkap oleh Hb. Darah yang kaya oksigen dialir-kan oleh vena paruparu (vena pulmonalis) menuju jantung, melalui serambi kiri. 2) Pembuluh Balik atau Vena Pembuluh balik atau vena adalah pembuluh yang membawa darah menuju jantung. Darahnya banyak mengandung karbon dioksida. Umumnya terletak dekat permukaan tubuh dan tampak kebiru-biruan. Dinding pembuluhnya tipis dan tidak elastis. Jika diraba, denyut jantungnya tidak terasa. Pembuluh vena mempunyai katup sepanjang pembuluhnya. Katup ini berfungsi agar darah tetap mengalir satu arah. Dengan adanya katup tersebut, aliran darah tetap mengalir menuju jantung. Jika vena terluka/ darah tidak memancar tetapi merembes. Dari seluruh tubuh, pembuluh darah balik bermuara menjadi satu pembuluh darah balik yang besar, yang disebut vena cava. Fembuluh darah ini masuk ke jantung melalui serambi kanan. Sebagaimana disinggung di atas, setelah terjadi pertukaran gas di paru-paru, darah mengalir ke jantung lagi melalui vena paru-paru. Pembuluh vena ini membawa darah yang kaya oksigen (0,). Jadi, darah dalam semua pembuluh vena banyak mengandung karbon dioksida kecuali vena pulmonalis. 3) Pembuluh Kapiler Pembuluh kapiler hanya tersusun atas satu lapis sel endotelium. Dinding kapiler yang sangat tipis ini memang sesuai dengan fungsinya, yaitu untuk pertukaran zat. Meskipun ukurannya paling kecil, namun jumlahnya sangat besar dan diperkirakan jumlah luas permukaannya mencapai 600 m2. Ukuran yang kecil menyebabkan kecepatan aliran menjadi lambat. Ujung pembuluh nadi yang terkecil dihubungkan oleh pembuluh kapiler. Pembuluh kapiler inilah yang berhu-bungan langsung dengan selsel tubuh. Oksigen dan zat-zat makanan melalui pembuluh kapiler dimasukkan ke dalam sel. Selanjutnya karbon dioksida, air dan sisa-sisa pembakaran diambil, untuk diangkut ke paru-paru dan alat pengeluaran lainnya
154
PRAKTIKUM 5.2 Struktur Organ Sirkulasi dan Fungsinya Pendekatan Ketrampilan Proses Tujuan
:
Alat dan bahan
Lebih memahami kaitan antara struktur organ-organ sirkulasi pada manusia dengan fungsinya. : Alat tulis, tabel, buku teks.
Langkah kerja 1. Bacalah secara cermat penjelasan tentang jantung, pembuluh darah arteci, pembuluh darah vena, dan pembuluh kapiler. : 2. Setelah itu isi dan lengkapilah tabel berikut ini.
Nama organ Jantung
Struktur
Beruang 4 dinding berotot Terdapat katup antara serambi dan bilik Dinding bilik kiri lebih tebal …….
Fungsi
Memompa darah Mengatur aliran darah Memompa dan mengalirkan darah ke seluruh tubuh ………
Penjelasan tentang kaitan struktur dan fungsi Dinding berotot memungkinkan jantung mengembang dan mengempis seperti pompa Klep dapat membuka atau menutup sesuai dengan keperluan Karena jarak yang ditempuh oleh darah cukup jauh (ke seluruh bagian tubuh) diperlukan kekuatan dorongan yang lebih besar
155
Pembuluh arteri Pembuluh balik
Pembuluh kapiler
Dinding tebal dan kuat ….. Dinding lebih tipis tapi memiliki katup …… Dinding tipis terbuat dari selapis sel epitel …….
3. Kesan atau kesimpulan umum apa yang dapat kamu simpulkan dari kegiatan diatas?
3. Macam Peredaran Darah Darah kita senantiasa beredar setiap saat selama kita hidup. Darah beredar dari jantung ke seluruh tubuh, akhirnya kem-bali lagi ke jantung, beredar siang dan malam tanpa henti sampai akhir hayat. Sambil beredar, darah membawa sari makanan dan oksigen ke seluruh tubuh. Hormon dari kelenjar hormon juga di-edarkan oleh darah ke seluruh tubuh. Sebaliknya, sisa-sisa pembakaran dari seluruh tubuh diangkut oleh darah ke alat-alat pengeluaran. Oleh karena darah kita beredar di dalam pembuluh darah, maka peredaran darah kita digolongkan peredaran darah tertutup. Setiap kali beredar, darah mele-wati jantung dua kali
156
Berdasarkan hal tersebut maka peredaran darah manusia disebut sebagai peredaran darah ganda yang terdiri atas peredaran darah kecil dan peredaran darah besar. a. Peredaran Darah Kecil Peredaran darah kecil adalah peredaran darah yang dimulai dari jantung menuju ke paru-paru, kemudian kembali lagi ke jantung. Skema peredaran darah kecil: Jantung
paru-paru
jantung
b. Peredaran Darah Besar Peredaran darah besar ialah peredaran darah dari bilik kiri jantung ke seluruh tubuh, kemudian kembali ke serambi kanan jantung. Skema peredaran darah besar: jantung (bilik kiri)
tubuh
jantung (serambi kanan)
4. Golongan Oarah Menyumbangkan darah melalui PMI merupakan per-buatan mulia. Setetes darah sangat penting artinya bagi yang membutuhkannya. Sebelum menyumbangkan darah, darah harus diperiksa golongannya terlebih dahulu. Demikian pula seandainya kita memerlukan darah. Transfusi darah tidak akan dapat dilak-
Gambar 5. 8 Skema peredaran darah manusia
Sistem pembuluh darah terdiri dari pembuluh darah yang panjangnya sekitar 150.000 km (93.000 mil). Aorta merupakan arteri yang terbesar; vena cava merupakan vena yang terbesar
157
sanakan apabila golongan darah si pemberi dan si penerima belum diketahui. Orang yang pertama kali menggolongkan darah menurut sistem ABO (baca: a, b, nol) adalah Karl Landsteiner (Austria, 1868 - 1947). Menurut sistem tersebut darah dapat digolongkan ke dalam 4 golongan besar. Golongan darah itu adalah A, B, AB dan 0 (nol).
Gambar 5. 9 Golongan darah dan Transfusi Darah
PRAKTIKUM 5
Penentuan Golongan Darah
Pendekatan Ketrampilan Proses Tujuan
:
menentukan golongan darah
Alat dan Bahan
:
1 jarum 2. gelas benda 3. kapas dan alkohol 70%
158
4. serum anti A dan serum anti B 5. pengaduk (tusuk gigi) dan pipet Langkah Kerja 1. Pilih teman kalian yang sehat untuk sampel percobaan. 2. Bersihkan ujung jari tengah teman kalian dengan kapas yang dibasahi dengan alkohol 70%. 3. Usaplah jarum dengan kapas beralkohol 70%, kemudian tusukkanlah jarum tersebut ke ujung jari tengah teman kalian.Pijit ujung jari agar darah mudah keluar, kemudian teteskan darah yang keluar pada gelas benda A dan teteskan pula pada gelas benda B. 4. Apabila darah sudah diteteskan, bersihkan ujung jari dengan alkohol 70% lagi, agar tidak terkena infeksi. 5. Berilah setetes serum anti A pada darah di gelas benda A dan serum anti B pada darah di gelas benda B. 6. Aduklah tetesan darah yang telah ditetesi serum dengan tusuk gigi. 7. Amati hasilnya, apakah terjadi penggumpalan darah atau tidak? Tentukan golongan darah berdasarkan keterangan berikut. Apabila a) darah di A menggumpal sedangkan di B tidak, maka termasuk golongan darah A b) darah di A tidak menggumpal sedangkan di B menggumpal, maka termasuk golongan darah B c) darah di A dan di B menggumpal, maka termasuk golongan darah AB d) darah di A dan di B tidak menggumpal, maka termasuk golongan darah 0 (nol). 8. Coba lakukan juga untuk teman-temanmu yang lain. Catatlah seluruhnya, ada berapa orang: bergolongan A, B, AB atau O? Golongan darah mana yang paling banyak?
159
Transfusi Darah Orang yang banyak kehilangan darah, misalnya karena kecelakaan atau sedang menjalani operasi, memerlukan tambahan darah melalui transfusi darah. Sebelum transfusi darah, harus diketahui terlebih dahulu golongan darahnya. Dengan memperhatikan golongan darah masing-masing dapat diketahui apakah seseorang dapat menerima darah dari orang lain. Orang yang memberikan darahnya disebut donor, sedangkan orang yang menerima darah disebut resipien. Apabila golongan darah donor tidak sesuai dengan golongan darah resipien, maka darah resipien akan menolak darah donor. Penolakan ini ditandai dengan penggumpalan darah yang dapat berakibat fatal bagi resipien. Untuk mengetahui golongan darah yang dapat ditransfusikan kepada golongan darah lain,kerjakan praktikum di bawah ini.
PRAKTIKUM 5
Transfusi Darah Pendekatan pemecahan masalah
Tujuan
:
Menentukan golongan darah yang dapat ditransfusikan kepada golongan darah lain.
Langkah kerja 1. Bacalah dan pahami keterangan berikut: Aglutinogen adalah zat protein darah yang dapat digumpalkan oleh aglutinin. Ada dua macam aglutinogen, yaitu aglutinogen A dan aglutinogen B. Aglutinin adalah zat protein darah yang dapat menggumpalkan aglutinogen. Ada dua macam aglutinin, yaitu aglutinin a dan aglutinin b. Zat aglutinin a dikenal pula sebagai zat anti A dan aglutinin b dikenal pula sebagai zat anti B.
160
Aglutinogen A dapat digumpalkan oleh aglutinin a (anti A), dan aglutinogen B dapat digumpalkan oleh aglutinin b (anti B). Golongan darah A mengandung zat aglutinogen A dan aglutinin b. Golongan darah B mengandung zat aglutinogen B dan aglutinin a. Golongan darah AB mengandung zat aglutinogen A dan B, dan tidak memiliki aglutinin. Golongan darah 0 mengandung zat aglutinin a dan b, dan tidak memiliki aglutinogen A maupun B. 2. Lengkapilah tabel berikut dengan menuliskan jenis aglutinogen dan aglutinin yang dikandung oleh tiap-tiap golongan darah. Tabel Kandungan zat sesuai golongan darah Nama Golongan Darah
Aglutinogen
Aglutinin
A B AB O 3. Apa yang terjadi jika darah A ditransfusikan ke darah B? Mengapa demikian? 4. Apa yang terjadi jika darah 0 ditransfusikan ke darah B? Mengapa demikian? 5. Coba tuliskan + jika terjadi penggumpalan dan - jika tidak terjadi penggumpalan pada Tabel berikut ini: Tabel Kemungkinan Transfusi darah Donor/ Resipien
A
B
AB
O
A B AB O
161
6. Apakah golongan darah AB dapat ditransfusikan ke semua golongan darah? Mengapa demikian? 7. Apakah golongan darah 0 dapat ditransfusikan ke semua golongan darah? Mengapa demikian?
Golongan darah 0 dikatakan sebagai donor universal, karena dapat ditransfusikan ke dalam semua golongan darah. Sebaliknya golongan darah AB dikatakan sebagai resipien universal, karena dapat menerima semua golongan darah. Namun haruslah disadari, bahwa transfusi darah yang baik adalah transfusi darah yang sejenis. Artinya, golongan darah A untuk golongan darah A, golongan darah B untuk golongan darah B, dan seterusnya. Hanya jika terpaksa, 0 dapat diberikan ke semua golongan darah dan AB dapat menerima semua golongan darah. Pada kasus demikian masih terjadi penggumpalan meskipun sedikit. Cobalah teliti berdasarkan kandungan darah seperti diuraikan di atas. Faktor lain yang penting dalam penggolongan darah adalah faktor Rhesus (Rh). Sekitar 85% manusia membawa faktor Rh positif (Rh +) dalam darahnya dan sisanya 15% Rh negatif (Rh -). Jika darah Rh - (resipien) diberi darah Rh + (donor) dalam transfusi darah, maka resipien akan mem-bentuk antibodi yang melawannya. Antibodi ini belum bekerja pada transfusi pertama. Antibodi ini akan bekerja pada transfusi Rh + berikutnya dan akan menghancurkan sel darah Rh + tersebut sehingga dapat membahayakan.
162
5. Sistem Peredaran Getah Bening Sistem sirkulasi atau transportasi di dalam tubuh manusia tidak hanya berupa darah dan peredarannya, tetapi juga berupa sistem peredaran getah bening atau limfa. Sistem peredaran getah bening terdiri dari cairan limfa, pembuluh limfa dan kelenjar limfa atau simpul limfa. Sistem peredaran limfa berperan dalam transpor lemak dan pemberantasan penyakit. a. Cairan Limfa Selama darah beredar dalam kapiler, terdapat cairan sel darah putih yang merembes keluar dari kapiler darah. Cairan tersebut mengisi ruang-ruang antarsel. Cairan ini disebut cairan jaringan yang tidak masuk lagi ke pembuluh darah tetapi masuk ke sistem limfatik, yaitu ke pembuluh getah bening atau pembuluh limfa. Cairan jaringan yang telah berada di dalam pembuluh limfa ini berubah nama menjadi cairan limfa atau getah bening. Cairan limfa yang mengandung selsel darah putih ini berfungsi mematikan kuman penyakit yang masuk ke dalam tubuh kita. Selain itu, cairan limfa juga mengandung lemak. Lemak dari usus tidak diangkut melalui pembuluh darah, melainkan oleh pembuluh limfa. Di usus, pembuluh limfa ini disebut pembuluh kil.
Gambar 5. 10 Sistem Limfatik Manusia
Gambar 5. 11 Sistem Peredaran Limfe
163
b. Pembuluh Limfa Struktur pembuluh limfa mirip dengan vena kecil, tetapi memiliki lebih banyak katup sehingga pembuluh limfa tampak seperti rangkaian merjan. Pembuluh ini terletak terutama di sela-sela otot, mempunyai cabang yang halus yang bagian ujungnya terbuka. Melalui ujung yang terbuka inilah cairan jaringan tubuh masuk ke dalam pembuluh limfa. Pembuluh limfa dibedakan atas dua macam, yaitu pembuluh limfa kanan dan pembuluh dada/pembuluh limfa kiri. 1) Pembuluh Limfa Kanan Pembuluh limfa kanan berfungsi menampung cairan limfa yang berasal dari kepala, leher bagian kanan, dada kanan, dan lengan kanan. Pembuluh limfa ini bermuara di vena bawah selangka kanan.
Web Link:
http://www.worlofteac hing.com
Gambar 5. 12 Pembuluh Limfe
2) Pembuluh Dada/Pembuluh Limfa Kiri Pembuluh dada berfungsi menampung limfa yang berasal dari kepala, leher kiri, dada kiri, lengan kiri, dan tubuh bagian bawah. Pembuluh limfa ini bermuara di vena bawah selangka kiri. 3) Peredaran Limfa Peredaran limfa dimulai dari jaringan tubuh, yang berupa cairan jaringan. Cairan ini masuk ke pembuluh limfa halus menjadi cairan
164
limfa. Selanjutnya pembuluh limfa halus bergabung menjadi pembuluh limfa kecil. Beberapa pembulub ini bergabung menjadi pembuluh limfa yang lebih besar dan seterusnya. Akhirnya pembuluh getah bening itu bergabung ke dalam pembuluh limfa besar, yaitu pembuluh limfa kiri/dada dan pembuluh limfa kanan. Pembuluh limfa kiri/dada bermuara pada vena di bawah selangka kiri. Sedangkan pembuluh limfa kanan bermuara pada vena di bawah selangka kanan. Pembuluh limfa mengalirkan kira-kira 100 ml getah bening ke dalam vena untuk dikembalikan ke dalam darah. Dengan cara ini, getah bening beserta isi proteinnya dikembalikan ke aliran darah. c. Kelenjar Limfa (Buku Limfa) Di sepanjang pembuluh limfa terdapat beberapa kelenjar limfa, terutama pada pangkal paha, ketiak, dan leher. Kelenjar limfa atau buku limfa menghasilkan sel-sel darah putih. Ketika tubuh terkena infeksi, kelenjar limfa tersebut membengkak. Fungsi kelenjar limfa ialah menghasilkan sel darah putih dan menjaga agar tidak terjadi penjalaran infeksi lebih lanjut. Di dalam tubuh juga terdapat alat tubuh yang fungsinya sama dengan kelenjar limfa, yaitu mencegah infeksi lebih lanjut. Alat itu antara lain limpa dan tonsil. Cairan limfa berasal dari cairan jaringan. Ada dua pembuluh limfa; pembuluh limfa kanan dan pembuluh dada.Sistem peredaran limfa berfungsi untuk pengangkutan lemak, protein, dan membasmi bibit penyakit.
1. Limpa Limpa ialah sebuah kelenjar yang berwarna ungu tua yang terletak di sebelah belakang lambung. Limpa berfungsi sebagai: 1. tempat pembentukan sel darah putih (leukosit) dan antibodi 2. tempat cadangan sel darah; jika ada bagian tubuh yang kekurangan darah, maka limpa akan menge-luarkan cadangannya 3. tempat pembongkaran sel darah merah yang sudah mati 4. tempat membunuh kuman-kuman penyakit.
165
2. Tonsil (Amandel dan polip) Tonsil terletak di bagian kiri dan kanan pangkal tenggorokan. Tonsil merupakan kelenjar limfa yang lebih dikenal dengan amandel. Permukaan kelenjar amandel ditutupi membran mukosa yang bersambung dengan bagian bawah tenggorokan. Permukaannya penuh dengan lekukan, dan di dalam lekukan yang banyak itu terdapat beberapa kelenjar penghasil lendir. Sekresi kelenjar itu mengandung banyak limfosit. Selain itu, di belakang anak tekak juga terdapat tonsil, yakni di rongga hidung. Tonsil ini disebut polip hidung. Baik amandel maupun polip bekerja sebagai garis depan pertahanan dalam infeksi yang dapat tersebar dari hidung, mulut dan tenggorokan.
6. Gangguan pada Sistem Transportasi Sistem transportasi kita dapat mengalami gangguan, baik pada darah maupun pada alat-alat peredarannya. Gangguan itu misalnya anemia, leukemia, hemofilia, hipertensi, artero-sklerosis, wasir, dan varises. a. Anemia Anemia sering disebut sebagai penyakit kurang darah. Batasan tersebut sebenarnya kurang tepat, sebab anemia ditemui pula pada seseorang yang mempunyai jumlah sel darah merah normal namun jumlah hemoglobin dalam setiap sel darah merahnya kurang. Jadi, anemia sebenarnya adalah kekurangan hemoglobin di dalam darah. Penyebabnya dapat bermacam-macam, seperti berkurangnya kandungan hemoglobin dalam eritrosit, berkurangnya jumlah eritrosit dalam darah, dan berkurangnya volume darah dari volume normal. Kekurangan hemoglobin ini menyebabkan kemampuan darah mengikat oksigen menjadi rendah. Anemia dapat terjadi jika tubuh seseorang terluka dan mengeluarkan banyak darah. Kekurangan darah ini dapat diatasi dengan transfusi darah. Ada jenis anemia yang bersifat genetis dan mematikan, yaitu thalasemia dan sickle cell anemia (anemia sel sabit). Thalasemia disebabkan kegagalan pem-bentukan hemoglobin akibat kerusakan gen globin.
166
Gambar 5. 13 Struktur kelenjar buku linfa
Gambar 5. 14 Lokasi tosil di rongga mulut dan tenggorokan
Web Link:
http:// www.worldofteaching.com m Anemia sel sabit disebabkan adanya eritrosit yang berbentuk bulan sabit. Anemia juga dapat terjadi karena kekurangan ion besi, atau kekurangan vitamin B12 (yang membantu pematangan sel darah merah) yang disebut anemia pernisiosa. b. Leukemia Leukemia disebut juga sebagai kanker darah, yaitu jumlah sel darah putih yang jauh di atas jumlah normal karena pembelahan yang tak terkendali. Di samping itu, sel-sel darah putih menjadi "ganas", memakan sel-sel darah merah, sehingga seseorang akan mengalami anemia berat. c. Hemofilia Hemofilia adalah penyakit darah sulit membeku. Luka yang sedikit saja menyebabkan darah akan mengucur terus sehingga penderita dapat mengalami kekurangan darah, bahkan dapat menyebabkan kematian
167
Penyakit ini bersifat menurun, diwariskan dari orang tua kepada keturunannya. Kaum pria lebih besar kemungkinan mendapat warisan penyakit ini karena gen hemofilia menampakkan pengaruhnya pada lakilaki. Sebaliknya, pada perempuan hemofilia bersifat mematikan sehingga anak perempuan penderita akan mati sebelum dewasa. Karena menurun, penyakit ini tidak dapat disernbuhkan. Untuk mencegahnya, hindari perkawinan yang memiliki hubungan kekerabatan yang dekat. d. Hipertensi Biasanya, semakin tinggi usia seseorang, semakin tinggi pula tekanan darahnya. Namun pada penderita hipertensi, tekanan darah tersebut naik di atas normal. Hipertensi artinya di atas tekanan darah normal. Untuk orang yang berumur 60 tahun, tekanan darahnya tidak boleh melebihi 160/90 mmHg. Jika lebih dari angka tersebut, berarti ia mengidap hipertensi. Tekanan diastolik yang melebihi 130 mmHg menunjukkan adanya hipertensi yang serius. Tekanan darah yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan pecahnya pembuluh darah atau tersumbatnya arteri di otak. Akibatnya, penderita akan meninggal dunia karena terkena stroke. Atau, penderita mengalami kerusakan otak. Jika otak bagian kiri yang mengalami kerusakan, penderita akan mengalami kelumpuhan di tubuh sebelah kanan, dan sebalik-nya jika otak bagian kanan yang mengalami kerusakan, penderita akan mengalami kelumpuhan di tubuh sebelah kiri. Komplikasi lain yang timbul akibat tekanan darah tinggi adalah kerusakan ginjal dan gagal jantung. Hingga kini sebagian besar penyakit tekanan darah tinggi belum diketahui penyebabnya dan sulit diketahui secara dini. e. Penyakit Arteriosklerosis atau Aterosklerosis Jantung mendapatkan makanan dan oksigen dari arteri yang menuju jantung. Arteri ini berasal dari aorta yang menuju ke jantung, yang disebut arteri koronaria. Seperti halnya arteri yang lain, arteri koronaria juga dapat menyempit karena pengerasan akibat pengendapan kolesterol. Pengerasan arteri tersebut disebut aterosklerosis. Selain itu arteri juga dapat mengalami
168
penyumbatan oleh darah yang membeku. Darah yang membeku disebut trombus. Bila arteri tersumbat sama sekali, berarti otot jantung kekurangan makanan dan oksigen, sehingga sebagian otot jantung mati
Gambar 5. 15 Penyumbatan Pembuluh Darah pada kaki
Gambar 5.16 Penyumbatan Pembuluh Darah
169
Keadaan demikian ini disebut infak jantung (infark miokard). Serangan jantung demikian sering terjadi, disertai rasa sakit yang hebat pada dada kiri dan terjadi kegagalan peredaran darah. f.
Wasir (Hemoroid) Wasir atau ambeien atau hemoroid ialah membesarnya vena yang berada di sekitar lubang pelepasan (anus). Penyebabnya adalah aliran darah yang tidak lancar, misalnya karena terlalu banyak duduk, kurang gerak, atau karena terlalu kuat mengejan.
g. Varises Varises adalah pelebaran pembuluh darah sehingga tampak membesar. Varises banyak dialami oleh wanita hamil, dan orang yang terlalu lama berdiri atau terlalu banyak jongkok. h. Stroke Stroke terjadi jika suplai darah ke otak berhenti. Stroke dapat diakibatkan oleh salah satu atau beberapa faktor di bawah ini: 1) aterosklerosis pada pembuluh darah leher atau kepala, sehingga menghentikan aliran darah ke otak 2) terbentuknya trombus pada aterosklerosis, sehingga menyumbat aliran darah menuju otak 3) embolus menyumbat pembuluh arteri di otak 4) pembuluh darah otak pecah, karena tekanan darah yang tinggi 5) adanya tumor di otak yang menyumbat aliran darah menuju otak. i.
AIDS dan Defisiensi Sistem Imun AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome) merupakan penyakit yang menyebabkan seseorang tidak memiliki sistem imun. Sistem imun atau sistem kekebalan tubuh adalah suatu sistem untuk memproteksi tubuh terhadap serangan penyakit (antigen). Manusia memiliki sistem kekebalan karena di dalam tubuh manusia terdapat selsel monosit yang memiliki kemampuan memfagosit kuman, serta limfosit B (sel B), limfosit T (sel T) yang memiliki kemampuan menghasilkan antibodi. Antibodi bekerja dengan cara mengikat
170
antigen sehingga antigen tidak dapat menyerang sel-sel lain. AIDS disebabkan oleh infeksi virus HIV (Human Immunodeficiency Syndrome). Virus HIV/AIDS mampu menyerang limfosit T (sel T) sehingga seseorang yang ter-serang oleh virus tersebut tidak memiliki kekebalan. Akibat-nya orang tersebut rentan terhadap serangan penyakit yang lain. Tubuh tanpa sistem kekebalan bagaikan sebuah negara yang tidak memiliki tentara, sehingga mudah dihancurkan oleh musuh.
7. Sistem Kekebalan Tubuh Sistem kekebalan tubuh manusia dapat diperoleh secara alami dan buatan yang masing-masing dibedakan menjadi kekebalan aktif dan pasif. a. Kekebalan Aktif Alami Kekebalan yang terjadi karena sel menghasilkan antibodi disebut kekebalan aktif alami. Antibodi diproduksi sebagai respon adanya antigen (benda asing), misalnya kuman penyakit, yang masuk ke dalam tubuh. Sebagai contoh, seseorang akan memiliki kekebalan terhadap penyakit cacar air jika pernah menderita penyakit tersebut karena di dalam darahnya telah terbentuk antibodi terhadap penyakit tersebut. b. Kekebalan Pasif Alami Selama perkembangan mamalia, beberapa antibodi diberikan dari ibu kepada anaknya melalui plasenta atau air susu. Kekebalan yang diperoleh itu disebut kekebalan pasif alami. Kekebalan pasif berlaku hanya untuk waktu singkat setelah lahir. Bayi manusia, misalnya, terlindungi dari penyakit campak dan polio, berkat air susu ibu. c. Kekebalan Aktif Buatan Selain diperoleh secara alami, kekebalan aktif dapat diusahakan sendiri oleh manusia sehingga disebut kekebalan aktif buatan. Kekebalan aktif buatan dapat dibuat dengan memberi sejumlah kecil antigen, yaitu vaksin, ke dalam tubuh. Vaksin adalah kuman penyakit
171
cC
yang telah dilemahkan sehingga tidak membahayakan tubuh. Vaksin akan mengaktifkan sel-sel penghasil antibodi yang akan siap berproduksi bila ada mikroorganisme penyebab penyakit masuk ke dalam tubuh. Teknik ini disebut imunisasi. Teknik imunisasi pertama kali dikembangkan pada abad 18 oleh dr. Edward Jenner, seorang berkebangsaan Inggris. Beliau mengamati bahwa orang yang terkena penyakit cacar sapi ringan mempunyai pertahanan tubuh melawan penyakit yang lebih serius, yaitu cacar. Jenner melakukan percobaan yang bila dilakukan saat mi dianggap tidak etis. Percobaan Jenner adalah sebagai berikut. Jenner mengambil nanah dari gelembung cacar sapi yang diderita oleh seseorang kemudian diberikan ke seorang anak berumur 8 tahun. Virus cacar sapi tersebut tidak menyebabkan si anak sakit, tetapi merangsang tubuh anak tersebut menghasilkan antibodi untuk melawan virus cacar yang lebih ganas. Kita sekarang mengetahui bahwa virus cacar sapi memicu produksi antibodi yang sama terhadap virus cacar. Vaksin yang digunakan saat ini biasanya berasal dari bakteri atau virus yang dilemahkan. Mikroorganisme yang telah dilemahkan tidak akan menyebabkan penyakit, tetapi akan merangsang sistem kekebalan dengan menghasilkan antibodi melawan penyakit tersebut. Contohnya adalah vaksin BCG yang melindungi dari penyakit tuberkulosis (TBC). Nama vaksin itu diambil dari nama dua ilmuwan Francis, yaitu Calmette dan Guerin. Pada tahun 1908, secara tidak sengaja mereka menemukan bahwa bakteri berbentuk basil penyebab TBC menjadi lemah bila diletakkan dalam medium kultur selama 13 tahun. d. Kekebalan Pasif Buatan Kekebalan pasif buatan dilakukan dengan memberikan antibodi ke dalam tubuh seseorang. Pada kekebalan pasif buatan ini, penerima tidak dipacu untuk membuat antibodi-nya sendiri. Jadi, tubuh langsung diberi antibodi siap pakai dari sumber di luar tubuh. Antibodi biasanya diperoleh dengan menyuntikkan antigen yang sesuai dengan penyakit tertentu ke hewan yang cocok, kemudian antibodi 172
yang terbentuk pada hewan tersebut diambil. Antibodi dapat pula diperoleh dengan mengekstraksinya dari darah orang lain yang telah mempunyai antibodi tersebut. Kekebalan pasif buatan dapat diperoleh dengan segera tapi tidak bertahan lama dan hanya berlaku selama antibody buatan masih ada. Karena antibodi merupakan protein, dan protein selalu diuraikan dan digantikan, antibodi tersebut hanya bertahan beberapa minggu. Sebaliknya, pada imunitas aktif, individu dirangsang untuk menghasilkan antibodi sendiri, dan kekebalan dapat bertahan sepanjang umur.
C
Teknologi yang Terkait dengan Sistem Transportasi
1. Golongan Darah dan Pengujian Keturunan Pada pembelajaran tentang darah kalian telah menge-tahui bahwa terdapat empat golongan darah pada manusia, yaitu golongan darah A, B, AB, dan 0. Golongan darah merupakan sifat yang diwariskan, oleh sebab itu golongan darah ayah dan ibu dapat digunakan sebagai penentu golongan darah anak. Sebaliknya golongan darah anak dapat digunakan untuk memprediksi golongan darah orang tuanya jika terjadi sengketa mengenai siapa orang tua dari seorang anak yang diperebutkan. Misalnya, kasus yang menimpa bayi Charlie, seorang bayi bergolongan darah A yang diperebutkan oleh dua pasangan yang mengklaim sebagai orang tuanya. Pasangan pertama bergolongan darah 0 dan B, sedang-kan pasangan kedua bergolongan darah A dan B. Lihatlah tabel di bawah dan tentukan pasangan yang merupakan orang tua bayi tersebut.
173
Tabel 5.2 kemungkinan Golongan Darah Orang Tua dan Anak
Golongan Darah Orang Tua
Kemungkinan Golongan Darah Anak
Golongan Darah yang Tidak Mungkin Muncul
A+A
A, O
AB, B
A+B
A,B,AB,O
-
A + AB
A, B, AB
O
A+O
A, O
B, AB
B+B
B, O
A, AB
B + AB
A, B, AB
O
B+O
B, O
A, AB
AB + AB
A, B, AB
O
AB + O
A, B
AB, O
O+O
O
A,B, AB
2. Operasi Jantung dan Pembuluh Darah Operasi jantung dan pembuluh darah mula-mula dilaku-kan pada tahun 1930-an. Namun operasi jantung mulai berkembang setelah diciptakan mesin seperti jantung pada tahun 1953. Selama operasi jantung, jantung dibuat tidak aktif. Sebagai gantinya, agar pasien tetap hidup dipasanglah mesin jantung yang berfungsi menggantikan fungsi jantung, memompa, dan memberi oksigen ke dalam darah. Mesin jantung ini memiliki saluran yang berhubungan dengan vena cava (pembuluh darah balik besar) dan aorta.
174
Mula-mula pompa mesin jantung menyedot darah dari vena cava jantung (darah kaya CO,) untuk dibawa menuju ke oksigenator. Di oksigenator darah diperkaya dengan oksigen dan diambil CO2-nya. Darah yang sudah kaya oksigen dan tidak mengan-dung CO; dipompa menuju aorta dan dari aorta darah terpompa ke seluruh tubuh. Agar darah tidak menggumpal selama operasi, darah diberi heparin yang merupakan senyawa antikoagulan. Setelah operasi selesai dan sirkulasi darah kembali dikendali-kan oleh jantung, maka aktivitas heparin dinetralkan menggunakan protamin sulfat. Pada orang yang mengalami sakit jantung koroner, dilakukan operasi bypass. Sakit jantung koroner merupakan sakit jantung yang diakibatkan oleh terhambatnya suplai darah ke jantung karena pembuluh darah yang membawa darah ke jantung (pembuluh darah nadi koroner) tersumbat oleh lemak dan/atau garam-garaman. Operasi bypass pembuluh koroner merupakan proses pencangkokan pembuluh darah baru dari aorta menuju ke jantung. Pembuluh darah yang dicangkokkan ini diambil dari pembuluh darah kaki.
Gambar 5.17. Pembuluh Darah Jantung
175
3. Transplantasi Jantung Transplantasi jantung adalah mengganti jantung pasien yang sudah rusak dengan jantung baru yang masih baik. Keberhasilan transplantasi jantung pertama kali dilakukan pada 3 Desember 1967. Dr. Christian Barnard mengambil jantung seorang pasien yaitu Louis Washkansky yang rusak dan menggantinya dengan jantung yang masih baik dari seorang wanita yang meninggal akibat kecelakaan. Operasi ini merupakan cikal bakal berkembangnya transplantasi jantung. Sampai saat ini telah banyak berhasil dilakukan transplantasi jantung. Pasien yang menjalani transplantasi jantung ada yang masih hidup sampai 18 tahun setelah operasi. Proses transplantasi jantung mengakibatkan adanya respons penolakan atau respons imun dari tubuh resipien. Namun para ahli mampu menekan respons imun ini dengan pemberian obat-obatan.
4. Jantung Buatan Implantasi jantung buatan pada pasien pertama kali dilakukan oleh Barney dark pada 2 Desember 1982,15 tahun setelah keberhasilan transplantasi jantung. Jantung buatan yang berhasil diimplantasikan pertama kali adalah jantung buatan yang diberi nama Jarvik-7. Nama ini diambil dari nama pembuatnya yaitu Dr. Robert K. Jarvik. Cara yang umum digunakan untuk mengatasi gagal jantung adalah dengan transplantasi jantung, yaitu mengganti jantung pasien dengan jantung orang lain yang masih baik. Kendalanya adalah sangat sulit untuk mendapatkan donor organ pada saat diperlukan dan terjadi penolakan tubuh. Pada tahun 2001 telah dikembangkan jantung buatan yang diberi nama AbioCor. )an-tung buatan ini terbuat dari titanium dan angioflex (sejenis plastik poliester). Alat ini didesain agar tidak mengakibatkan penggumpalan darah bila terjadi kontak dengan darah, dan dirancang untuk tahan dan fleksibel terhadap denyutan 100.000x per hari (kira-kira sama dengan denyut jantung normal). Jantung buatan ini juga didesain agar pasien tetap dapat beraktivitas dengan normal dan memungkinkan darah bergerak melalui paru-paru dan
176
seluruh tubuh merangsang irama denyut jantung. Pasien pertama yang menggunakan jantung buatan ini, dapat bertahan hidup selama 151 hari, lebih lama dari perkiraan dokter yang memvonisnya hanya tinggal berumur 1 bulan.
Gambar 5.18 AbioCor Jantung Buatan Pertama
Gambar 5. 19 Diagram Jantung AbioCor
Gambar 5. 20 Pelaksaan Operasi Penempatan AbioCor
177
5. WorldHeart, Jantung Buatan Terbaru Tipe teranyar jantung buatan barubaru ini diimplankan pada seorang pria berusia 67 tahun asal Yunani. Jantung buatan ini memiliki satu bagian yang digerakkan dengan elektromagnet tanpa mempengaruhi bagian lain. Bentuknya lebih kecil, dan diharapkan berusia lebih lama dan hanya sedikit menyebabkan masalah pengumpalan darah dibanGambar 5. 21 Jantung dingkan alat sejenis. Buatan terbaru Alat yang diberi nama WorldHeart rotary ventricular assist ini dikembangkan di Utah, Amerika Serikat. Penggunaan di Yunani adalah dalam rangka uji coba WorldHeart di Eropa sembari menunggu persetujuan FDA untuk uji klinis alat ini di AS yang rencananya baru akan dilakukan tahun depan. "Sebenarnya sangat disayangkan, akses teknologi justru pertama kali diberikan untuk pasien di luar Amerika, tapi itulah proses regulator yang harus dijalani," kata Dr. James Long, Direktur Program jantung buatan di LDS Hospital dan juga anggota tim operasi di Yunani. "Orang Eropa lebih agresif dan memahami risiko," tambahnya. Menurut Long, pasien di Yunani memiliki sejarah gagal jantung kongestif yang panjang dan bisa membunuhnya. Tetapi setelah dipasang alat ini pada 8 Maret lalu, kondisinya jauh lebih baik. Namun pasien masih membutuhkan asisten sampai jantung buatan yang ada di tubuhnya cukup kuat bekerja. Alat ini tidak disiapkan untuk penggunaan sementara. Selain bentuknya lebih kecil dibandingkan pompa sejenis, keunggulan WorldHeart adalah bisa digunakan untuk orang muda dan remaja, sedang versi kecilnya tengah dikembangkan untuk bayi dan anak-anak.demikian dilansir Associated Press, 17 Maret 2008.
178
6. Tes Darah Terbaru Ramal Penyakit Jantung Metode yang lebih akurat untuk mendeteksi kadar endothelial progenitor cells (EPCs) telah ditemukan. Metode ini akan menjadi cara jitu meramalkan adanya penyakit jantung . EPCs beredar dalam darah dan berfungsi memperbaiki kerusakan arteri. Pasien dengan kadar EPCs rendah, diketahui kurang bisa memperbaiki kerusakan di jantung dan berpeluang memiliki penyakit arteri koroner tingkat lanjut. Kondisi ini menempatkan mereka pada risiko tinggi serangan jantung. Demikian laporan para ahli jantung dari Duke University Medical Center seperti dimuat HealthDayNews, 13 Maret lalu. Tim ini melaporkan teknik terbaru mendeteksi EPCs dalam pertemuan tahunan American College of Cardiology, di Atlanta. Metode untuk mengukur kadar EPSs yang ada saat ini dianggap sangat subjektif dan memakan waktu lama. Sedangkan metode yang baru, mengandalkan pengukuran kadar enzim detoksifikasi yang disebut aldehyde dehydrogenase (ALDH). Enzim ini diproduksi dalam jumlah besar oleh EPCs. "Penelitian kami menunjukkan bahwa penggunaan aktivitas ALDH untuk menentukan kadar EPCs dalam darah bisa jadi metode yang lebih baik pada pasien dengan penyakit jantung dibandingkan metode yang sudah ada sebelumnya," ujar ahli jantung Dr. Thomas Povsic. Dalam praktik, EPC juga relatif cepat, dapat diandalkan, dan akurat. Mengingat sedikitnya kadar EPC yang beredar dalam darah, maka metode ini ibarat alat yang bisa 'menemukan jarum dalam tumpukan jerami'. Tes yang sangat bermanfaat.
Web Link
Web Link
http://www.majalahfarmacia.com/rubrik/one_news. asp?IDNews=157
http://images.google.co.id/imgres?imgu rl=http://www.roshanpakistan.com/web -magzine/Health/imgs/artificial-heartabiocor-hand.jpg&imgrefur
179
Gambar 5. 22 Hasil Pemeriksaan EPCr
D
Sistem Transportasi pada Hewan
Sistem peredaran darah pada manusia, seperti dijelaskan di depan, pada dasamya merupakan sistem transportasi. Sistem transportasi terdapat pada semua makhluk hidup, termasuk pada golongan hewan tingkat rendah. Namun karena tidak semua hewan memiliki cairan darah, bahasan tentang sistem peredaran darah pada hewan disebut dengan nama yang lebih umum yakni sistem transportasi. Semua hewan, baik hewan tingkat rendah maupun hewan tingkat tinggi mempunyai sistem transportasi. Namun demikian, karena perbedaan struktur tubuhnya, maka cara transportasinya pun berbeda. Sistem transportasi pada hewan mengalami perkembangan secara bertahap dari hewan bersel satu hingga hewan bersel banyak. Sistem transportasi pada hewan tingkat rendah lebih sederhana bila dibandingkan dengan sistem transportasi pada hewan tingkat tinggi.
180
1. Sistem Transportasi Hewan Bersel Satu Hewan bersel satu atau protozoa tidak mempunyai alat transportasi khusus. Oleh karena tubuhnya hanya tersusun atas satu sel, seluruh aktivitas hidupnya dilaksanakan oleh sel itu sendiri, termasuk proses transportasinya. Contoh hewan bersel satu antara lain Amoeba dan Paramecium. Hewan bersel satu menyerap oksigen dan air melalui seluruh permukaan tubuhnya. Zat itu masuk ke dalam plasma sel. Selanjutnya, zat-zat tersebut beredar di dalam sitoplasma melalui proses difusi. Difusi adalah perpindahan zat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Zat-zat sisa yang dihasilkan diangkut oleh plasma sel ke membran sel untuk dikeluarkan. Jadi, membran sel berfungsi sebagai tempat pertukaran zat. Zat-zat masuk dan keluar sel melalui membran plasma.
Gambar 5. 23 Sistem Transport pada Amuba
Bio Plus Pada cacing tanah pigmen hemoglobin terlarut dalam plasma, sedangkan pada vertebrata hemoglobin terletak dalam sel darah merah.
181
2. Sistem Transportasi Pori-fera, Coelemerata. dan Planaria Porifera, Coelenterata, dan Planaria tidak mempunyai sistem transportasi khusus. Materi yang diperlukan tubuh, misalnya makanan dan oksigen, diedarkan oleh sel-sel secara difusi, osmosis, dan transpor aktif. a. Porifera Porifera memiliki sel-sel ameboid yang berfungsi mengedarkan makanan. Makanan ditangkap dan dicerna oleh sel-sel leher (koanosit), kemudian diberikan ke sel-sel ameboid. Kemudian, sel-sel ameboid mengembara ke sel-sel lain untuk mengedarkan makanannya. Makanan pada Porifera diperoleh melalui aliran air yang melintasi ostia/pori dan keluar melalui oskulum. b. Coelenterata Pada Coelenterata, misalnya Hydra, makanan yang telah dicerna di dalam rongga gastrovaskuler langsung diserap oleh sel-sel endoderma penyusun dinding rongga gastrovaskuler. Selanjutnya, sel-sel endoderma memberikan makanan ke
Gambar 5. 24 Sistem Transport pada Planaria
Gambar 5.25 Peredaran darah pada cacing tanah
sel-sel ektoderma secara difusi dan osmosis. Sisa-sisa makanan dikeluarkan melalui mulutnya
182
c.
Planaria Pada cacing tingkat rendah, misalnya Planaria, makanan masuk ke dalam usus. Selanjutnya, usus bercabang-cabang ke seluruh tubuh untuk mengedarkan makanan. Usus tersebut disebut gastrovaskuler, yang berfungsi sebagai pencerna makanan dan mengedarkannya ke seluruh tubuh.
3. Sistem Transportasi Cacing Tanah Untuk mempelajari sistem transportasi cacing, kita ambil contoh cacing tanah. Tubuhnya terdiri atas 100 sampai 200 segmen. Cacing memiliki sistem organ tubuh lengkap, termasuk sistem transportasinya. Alat transportasi cacing tanah terdiri atas berikut ini. a. Pembuluh darah yang terdiri dari: 1. pembuluh darah punggung (dorsal) 2. pembuluh darah perut (ventral). b. Pembuluh kapiler, yang menghubungkan pembuluh punggung dan pembuluh perut. c. Lengkung aorta sebagai jantung. Cacing tanah menyerap oksigen melalui seluruh permukaan tubuhnya. Oksigen tersebut akan masuk ke dalam pembuluh darah kapiler. Selanjutnya, oksigen akan diangkut oleh darah melalui pembuluh darah punggung. Ke dalam pembuluh punggung juga masuk pembuluh darah dari usus yang kaya zat-zat makanan. Selanjutnya darah dari pembuluh punggung menuju ke lengkung aorta. Lengkung aorta berdenyut, berfungsi sebagai jantung. Dari lengkung aorta, darah mengalir ke tubuh bagian depan dan bagian belakang melalui pembuluh perut. Dari pembuluh perut, darah melalui kapiler, kemudian masuk ke pembuluh punggung. Selanjutnya darah kembali ke lengkung aorta, demikian seterusnya. Darah pada cacing tanah beredar di dalam pembuluh, oleh sebab itu disebut sebagai peredaran darah tertutup. 183
Darah pada cacing tanah terdiri atas plasma darah dan butir-butir darah. Plasma darah mengandung hemoglobin, sehingga mampu mengikat oksigen. Selain mengangkut oksigen, darah juga mengangkut zat-zat makanan dan sisa-sisa metabolisme.
4. sistem Transportasi Serangga Untuk mempelajari sistem transportasi serangga, kita ambil contoh belalang. Sistem transportasi belalang terdiri atas pembuluh beruas-ruas yang menyerupai gelembunggelembung yang memanjang di daerah punggung, di atas saluran pencernaan. Bagian belakang pembuluh tersebut ujungnya tertutup, sedangkan bagian paling depan ujungnya terbuka. Pembuluh ini berfungsi sebagai jantung. Karenanya disebut jantung pembuluh. Pada saat jantung pembuluh ini berdenyut, darah keluar dari jantung pembuluh ke bagian depan melalui aorta. Darah keluar dari pembuluh darah kemudian masuk ke hemosoel. Hemosoel adalah rongga-rongga tubuh. Peredaran darah yang tidak melalui pembuluh darah disebut peredaran darah terbuka. Dari seluruh tubuh, darah masuk kembali ke jantung pembuluh melalui lubang-lubang di kanan kiri pembuluh. Darah belalang tidak dapat mengikat oksigen, karena tidak mengandung hemoglobin. Plasma darah yang jernih ini mengandung sel-sel darah yang tidak berwarna, yang bekerja sebagai fagosit untuk membinasakan organisme asing.
Gambar 5.26 Sistem Transport pada Serangga
184
Apa yang mengedarkan oksigen? Oksigen pada belalang diedarkan oleh sistem trakea. Oksigen masuk melalui stigma. Stigma berbentuk lubang, sepasang, dan terdapat pada setiap ruas tubuhnya. Kemudian dari stigma oksigen masuk ke dalam trakea. Oleh trakea oksigen diedarkan ke seluruh tubuh. Jadi, darah pada belalang tidak berfungsi mengedarkan oksigen, melainkan hanya berfungsi untuk mengedarkan sari-sari makanan dan sisa makanan, serta membunuh organisme asing.
5. Sistem Peredaran Darah Ikan Sistem peredaran darah pada ikan termasuk sistem peredaran tertutup dan tunggal. Jantung ikan terbagi menjadi dua ruangan, yakni satu serambi dan satu bilik. Antara serambi dan bilik terdapat katup yang berfungsi mengalirkan darah satu arah dari serambi ke bilik. Darah dari seluruh tubuh yang telah banyak mengambil CO^ dari jaringan mengalir ke sinus venosus. Sinus venosus adalah struktur khusus berupa rongga penghubung pada pangkal serambi dan kemudian masuk ke serambi. Dari serambi darah mengalir ke bilik, kemudian ke konus arteriosus (pada ujung bilik atau pangkal aorta). Kemudian, darah masuk ke aorta ventralis menuju ke insang. Di dalam insang terjadi pertukaran gas CO2 dengan O2 Darah dari insang lalu masuk ke seluruh tubuh untuk mengedarkan 0^ dan sari makanan. Dari tubuh, darah kembali ke jantung melalui vena cava dan sinus venosus.
Gambar 5. 27 Sistem Transport pada Ikan
185
Jadi, peredaran darah ikan merupakan peredaran darah tunggal karena dalam satu kali peredarannya, darah hanya melalui jantung satu kali.Ikan mempunyai sistem peredaran darah tertutup dan :tunggal. jantung ikan terdiri dari serambi dan bilik. Peredaran darah ikan: 6. Sistem Darah—> Katak seluruh tubuhPeredaran —> sinus venosus serambi —> bilik —> conus arteriosus — > aorta ventral —> insang —> aorta dorsal -> seluruh tubuh. Sistem peredaran darah pada katak termasuk sistem peredaran tertutup dan ganda. Jantung katak terbagi menjadi tiga ruangan, yakni serambi kiri dan kanan serta satu bilik. Darah dari seluruh tubuh yang telah banyak mengambil CO,, dari jaringan mengalir ke sinus venosus dan kemudian masuk ke serambi kanan. Dari serambi kanan, darah mengalir ke bilik, kemudian darah dipompa ke luar melalui arteri pulmonalis, Selanjutnya, darah mengalir melalui: arteri pulmonalis —> paru-paru (di paru-paru terjadi pertukaran gas CO2 dengan 02) —> vena pulmonalis —> serambi kiri. Lintasan peredaran darah ini disebut peredaran darah kecil. Kemudian, darah masuk bilik dan mengalir melalui: bilik-> konus arteriosus —> aorta ventralis —> seluruh tubuh. Di dalam bilik jantung, darah kotor (banyak kandungan CO2) dari serambi kanan bercampur dengan darah bersih (kaya O2) dari serambi kiri. Hal ini akan mempengaruhi efisiensi suplai oksigen. Dengan demikan, peredaran darah katak merupakan peredaran darah ganda, yaitu pertama darah dari jantung menuju ke paru-paru kemudian ke jantung lagi, dan kedua darah dari seluruh tubuh menuju ke jantung dan diedarkan ke seluruh tubuh lagi. Sistem peredaran darah katak tertutup dan ganda. (jantung terdiri dari dua serambi dan satu bilik) Peredaran darah katak: seluruh tubuh serambi kanan paru-paru vena pulmonalis aorta seluruh tubuh.
bilik arteri pulmonalis serambi kiri bilik
186
7. Sistem Peredaran Darah Reptil Ada dua macam sistem peredaran darah pada reptil, yaitu sistem yang terdapat pada buaya dan sistem yang terdapat pada kura-kura, kadal dan ular. Pada buaya, jantungnya terdiri dari 4 ruang, yaitu serambi kiri dan kanan, serta bilik kiri dan kanan. Antara serambi kiri dan kanan, juga antara bilik kiri dan kanan dipisahkan oleh sekat (septum). Darah dari seluruh tubuh yang telah banyak mengambil CO2 dari jaringan mengalir ke sinus venosus (pada pangkal serambi) dan kemudian masuk ke bilik kanan. Ada 2 lintasan aliran darah dari bilik kanan, yaitu 1. bilik kanan —> arteri pulmonalis —> paru-paru -> vena pulmonalis —> serambi kiri 2. bilik kanan -- > aorta kiri —> bergabung dengan aorta kanan
Gambar 5. 28 Jantung Katak
Gambar 5. 29 Sistem Peredaran Darah katak
Antara aorta kiri dengan aorta kanan saling berhubungan melalui lubang yang disebut foramen Panizzae. Fungsi foramen tersebut adalah untuk menyeimbangkan tekanan darah dalam jantung pada saat hewan tersebut menyelam dalam air. Pada kura-kura, kadal dan ular, jantungnya terdiri dari serambi kiri dan kanan, serta bilik kiri dan kanan. Antara serambi kiri dan kanan dipisahkan oleh sekat, sedangkan antara bilik kiri dan kanan tidak dipisahkan oleh sekat.. Darah vena dari seluruh tubuh mengalir ke sinus venosus 187
—> serambi kanan —> bilik (kiri dan kanan belum berseptum) —> arteri pulmonalis —> paru-paru —> vena pulmonalis —> serambi kiri —> bilik kiri —> lengkung aorta —> seluruh tubuh. Reptil memiliki sistem peredaran darah tertutup dan ganda, dengan jantung terbagi atas 4 ruangan yang belum terpisah secara sempurna.
8. Sistem Peredaran Darah Burung Jantung burung terdiri atas 4 ruang, yaitu 2 serambi dan 2 bilik. Sistem peredaran darahnya adalah sistem peredaran darah ganda dan tertutup. Sistem peredaran darah ganda artinya dalam satu kali beredar darah melalui jantung dua kali. Sistem peredaran darah tertutup artinya peredaran darahnya selalu di dalam pembuluh darah. Darah kaya oksigen dipompa dari bilik kiri menuju seluruh tubuh melalui aorta. Di sel-sel tubuh, oksigen dibebaskan, namun karbon dioksida diikat. Darah yang menjadi miskin oksigen namun kaya karbon dioksida ini mengalir melalui vena menuju serambi kanan dan masuk bilik kanan. Peredaran darah dari jantung ke seluruh tubuh lalu kembali ke jantung ini disebut peredaran darah besar.
Gambar 5.30 Sistem Peredaran darah reptil
Gambar 5.31 Sistem peredaran Darah Burung 188
Dari bilik kanan, darah yang miskin 0, namun kaya karbon dioksida dipompa agar mengalir ke paru-paru. Di paru-paru, karbon dioksida dilepaskan dan oksigen diikat. Darah dari paru-paru yang telah kaya On, masuk ke jantung lagi melalui serambi kin. Dari serambi kiri darah masuk ke bilik kiri. Peredaran darah dari jantung menuju paru-paru kembali ke jantung disebut peredaran darah kecil. Sistem peredaran pada burung adalah sistem peredaran darah tertutup dan ganda, dengan jantung terbagi menjadi 4 ruangan secara sempurna. 1. Sistem transportasi adalah seperangkat alat tubuh yang berguna untuk mengedarkan zat-zat ke seluruh tubuh termasuk ke alat-alat pengeluaran. 2. Terdapat 2 macam sistem transportasi, yaitu sistem peredaran darah dan sistem peredaran getah bening. Sistem peradaran darah terdiri dari darah dan alat peredaran darah. Sedangkan sistem. peredaran getah bening terdiri dari cairan lin-ifa dan pembuluh limfa. 3. Darah manusia tersusun atas plasma darah dan butiran darah. Plasma darah tersusun atas air, protein, hormon, mineral. Butiran darah terdiri atas eritrosit/ leukosit, dan trombosit. 4. Eritrosit dibentuk di dalam sumsum merah tulang pipih. Bentuknya pipih, bikonkaf, tidak berinti, mengandung hemoglobin. 5. Leukosit tidak berwarna, bening, bentuk tidak tetap, berfungsi OTemakan bibit penyakit dan membentuk antibodi. 6. Trombosit adalah keping darah, ukurarmya kecil, mengandung enzim trombokinase, berfungsi untuk pembekuan darah. 7. Proses pembekuan darah: jika luka, trombosit pecah, keluarlah enzim trombokinase. Oleh pengaruh ion kalsium, enzim trombokinase mengubah protrombin menjadi trombin. Trombin mengubah fibrinogen menjadi benang-benang fibrin, yang menyebabkan darah membeku.
RINGKASAN
8. Fungsi darah adalah sebagai alat pengangkut, membunuh kuman, menutup luka, dan menjaga suhu tubuh.
189
9. Jantung manusia terbagi menjadi 4 ruangan: serambi kanan, bilik kanan, serambi kiri, bilik kiri. Antara serambi kanan dan bilik kanan terdapat katub trikuspidalis, sedangkan antara serambi kiri dan bilik kiri terdapat katub bikuspidalis. 10. Pembuluh arteri yang mengalirkan darah dari jantung ke tubuh, darahnya banyak mengandung oksigen kecuali arteri paru-paru. Kalau teriuka/ darah memancar. Pembuluh vena mengalirkan darah menuju ke jantung, darahnya banyak 11. Peredaran darah manusia disebut peredarah darah ganda (rangkap) da eredaran darah tertutup. Peredaran darah ganda terdiri atas peredaran darah kecil dan peredaran darah besar. 12. Pembuluh arteri mengalirkan darah dari jantung ke tubuh, darahnya banyak mengandung oksigen kecuali arteri paru-paru. Kalau terluka darah memancar. Pembuluh vena mengalirkan darah menuju jantung, darahnya banyak mengadung karbondioksida kecuali vena paru-paru Kalau trluka darah merembes. 13. Organ – organ sirkulasi seperti jantung dan pembuluh darah mempunyai struktur yang sesuai untuk mendukung fungsinya. 14. Penyakit-penyakit pada sistem peredaran darah adalah anemia, leukemia, hemofili, hipertensi, arterosklerosis, wasir (hemoroid), varises, stroke, dan AIDS. 15. Ada 4 golongan darah, yaitu A, B, AB, dan 0. AB merupakan resipien universal, 0 merupakan donor universal. 16. Peredaran limfa terdiri atas cairan limfa/ pembuluh limfa dan kelenjar limfa (simpul limfa). Pembuluh limfa terdiri dari pembuluh limfa kiri yang bermuara di vena bawah selangka kiri dan pembuluh limfa kanan yang bermuara di vena bawah selangka kanan. 17. Alat tubuh yang fungsinya sama dengan kelenjar limfa antara lain limpa, yang berwarna ungu, terletak di belakang lambung, dan tonsil (amandel dan polip) yang terietak di pangkal tenggorokan dan di rongga hidung. 18.Kekebalah aktif buatan diberikan melalui vaksinasi (pemberian antigen yang sudah dilemahkan) agar tubuh dapat membuat antibodi sendiri. Kekebalan pasif buatan diperoleh melalui pemberian antibodi ke dalam tubuh.
190
19. Protozoa tidak memiliki alat transportasi khusus. Pertukaran zat dilakukan oleh membran sel. Peredaran makanan dilakukan oleh plasma sel. 20 Seperti halnya mamalia, jantung pada burung terbagi menjadi 4 ruangan. Jantung reptil terbagi menjadi 4 ruangan, tetapi antara bilik kiri dan kanan terdapat lubang sehingga darah yang mengandung oksigen dan karbon dioksida tercampur. Jantung katak terdiri dad 3 ruangan, yaitu 2 serambi dan 1 bilik. Jantung ikan terdiri dari 2 ruangan, yaitu serambi dan bilik. Peredaran darah ikan merupakan peredaran darah tunggal. 21. Pada cacing tanah, jantung terdiri dari 5 lengkung aorta yang menghubungkan pembuluh darah dorsal dan ventral. Jantungg serangga terdiri dari pembuluh yang beruas-ruas (bergelembung) yang terletak di daerah punggung.
EVALUASI
I.
SOAL ESSAY 1. Makanan dari usus hams diedarkan ke seluruh tubuh. Terdapat dua alat transportasi yang akan mengedarkan makanan itu di usus. Alat transportasi apakah itu? Apa yang diangkut oleh tiap alat transportasi tersebut? 2. Sebutkan dua pembuluh limfa pada tubuh! Di manakah dua pembuluh limfa itu bermuara? 3. Ketika tubuh terkena infeksi, kelenjar limfa di pelipatan paha atau di ketiak membengkak. Mengapa demikian? 4. Sebutkan penyakit yang berhubungan dengan sistem peredaran darah! 5. Bagaimanakah hewan bersel satu mengangkut zat-zat ke seluruh tubuhnya
II. SOAL PILIHAN GANDA 1. Pembuluh yang mengangkut darah yang kaya akan O2 adalah….. a. b. c. d. e.
arteri paru- paru pembuluh limfa vena paru- paru vena kava superior vana kava inferior
191
2. Pembuluh darah yang membawa sari makanan ke otot jantung disebut …. a. b. c. d. e.
arteri renalis aorta arteri ventrikel arteri koronaria artieri subkloria
3. Sirkulasi peredaran darah kecil pada manusia adalah….. a. bilik kanan - vena pulmonalis - paru - paru - arteri pulmonalis - serambi kiri b bilik kanan - arteri pulmonalis - paru-paru -vena pulmonalis - serambi kiri c. bilik kiri - vena pulmonalis - paru-paru - arteri pulmonalis - serambi kanan d. bilik kiri - arteri pulmonalis - paru- paru - vena pulmonalis - serambi kanan - bilik kanan - arteri pulmonalis - paru - paru -vena pulmonalis serambi kanan 4. Komponen darah yang berperan saat proses pembekuan darah adalah ... a. b. c. d. e.
albumin leukosit globulin fibrinogen antigen
5. Akibat yang terjadi apabila salah satu katup pada jantung manusia mengalami kerusakan adalah…. a. b. c. d. e.
terganggunya aliran darah dari serambi ke bilik darah tidak dapat dipompa keseluruh tubuh denyut jantung semakin cepat jantung tidak dapat berkontraksi pemompaan darah semakin cepat
192
6. Perhatikan table golongan darah di bawah ini Gol darah I II III IV V
Aglutinogen A B + + + + + + : ada
Aglutinin a b + + + + + + + + -: tidak ada
Golongan darah O ditunjukkan oleh nomor a. I
b. II
c. III
d. IV
e. V
7. Protein darah yang berperan penting dalam system kekebalan tubuh adalah ….. a. fibrin
b. Purin
c. renin
d. albumin
e. globulin
8. Salah satu kelainan pada system sirkulasi adalah arteroklerosis, yaitu … a. kondisi dimana jantung tidak cukup menerima darah akibat nadi jantung tersumbat b. kondisi dimana jantung tidak cukup menerima darah akibat aorta tersumbat c. Pengerasan pembuluh nadi akibat adanya endapan senyawa kapur d. Penyumbatan pembuluh nadi akibat adanya bekuan darah e. Gangguan kerja jantung akibat katub-katubnya rusak 9. Berdasarkan hasil pemeriksaan dokter, seorang dinyatakan varises apabila terjadi…. a. b. c. d. e.
penyempitan pembuluh arteri di sekitar jantung pelebaran pembuluh arteri di sekitar betis pelebaran pembuluh vena di sekitar betis penyempitan pembuluh vena di sekitar anus penyempitan pembuluh arteri di sekitar anus
10. Limfosit merupakan sel darah putih yang berfungsi sebagai…… a. pembentuk antibody b. penghancur mikroba 193
c. sel fagosit terbesar d. penghancur dinding tubuh cacing e. pembentuk agglutinin 11. Jika sel darah merah Ani mengandung aglutinigen B dan dalam plasmanya mengandung aglutinin a, maka Ani bergolongan darah ... a. A
b. B
c. AB
d. O
e. A atau B
12. Tabel di bawah ini adalah hasil pengetesan darah pada 5 orang siswa Siswa P Q R S T
Aglutinin / Serum anti a + + -
b + + -
ab + + + +
+ : menggumpal -: tdk menggumpal Berdasarkan table di atas, maka : a. P bergolongan darah A b. Q bergolongan darah O c. R bergolongan darah AB d. S bergolongan darah A e. T bergolongan darah B 13. Perrhatikan skema proses pembekuan darah di bawah ini : Trombosit pecah 1 Protrombin 3
trombokinase 2 Trombin fibrin
Berdasarkan skema di atas nomor 1,2,dan 3 secara berurutan adalah: a. trombin- ion Ca dan Vit K- fibrinogen b. fibrinogen- trombin- protrombin c. ion Ca dan vit K- protrombin-fibrinogen 194
d. ion Ca dan Vit K- fibrinogen- trombin e. fibrinogen- protrombin- trombin 14. Salah satu fungsi darah pada manusia adalah untuk mengangkut : a. b. c. d. e.
oksigen dari jaringan tubuh ke paru- paru CO2 dari paru- paru ke seluruh jaringan tubuh Hormon dari kelenjar endokrin ke bagian tubuh tertentu Sari makanan dari jaringan tubuh ke jonjot Sampah ekskresi dari ginjal ke seluruh tubuh
15. Tekanan darah Pak Akhmad yang di tunjukkan oleh tensimeter adalah 140/80 mm Hg. Ukuran 140 mm Hg. Menunjukkan…. a. b. c. d e.
sistolis diastolis darah yang keluar dari jantung otot jantung waktu mengembang jantung waktu mengisap darah dari pembuluh
balik
16. Sistem gastrovaskuler pada planaria mempunyai kesamaan fungsi…. a. pernafasan b. peredaran darah c. saraf
d. ekskresi e. regulasi
17. Jantung katak terdiri dari : a. b. c. d. e.
tiga atrium dua ventrikel dan satu atrium satu ventrikel dan satu atrium satu ventrikel dan dua atrium dua ventrikel dan dua atrium
18. Fungsi utama tonsil atau amandel adalah … a. sebagai penghasil mukosa d. sebagai pertahan tubuh b. membantu menelan e. sebagai kelenjar ludah c. memperkeras suara 19. Di bawah ini adalah ciri-ciri pembuluh darah: 1. Dinding tebal dan kuat 2. Mengandung darah yang kaya CO2 3. Letaknya lebih ke dalam 4. Mempunyai banyak katub 195
Yang merupakan ciri dari pembuluh nadi ialah .. a. 1-2-3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4
d. 1 dan 4 e. 1,2,3 dan 4
20. Sistem peredaran darah tertutup ditemukan pada hewan dibawah ini, kecuali .. a. Katak d. cacing tanah b. ikan e. lipas c. tikus 21. Suatu kelainan di mana darah tidak dapat membeku disebut .... a. anemia b. aneurisme c. leukemia d. hemoroid e. hemophilia 22. Pengerasan arteri akibat adanya endapan kolesterol disebut .... a. trombus d. arterosklerosis b. infark miokard e. hipertensi c. stroke 23. Zat yang terdapat di dalam tubuh: 1. sari makanan dan mineral 2. oksigen dan karbon dioksida 3. enzim dan hormon 4. urea dan asam urat. 24. Yang diedarkan oleh sistem transportasi manusia adalah . . . a. 1 dan 3 b. 1, 2, dan 3 c. 2 dan 4 d. 1, 2, 3, dan 4 e. hanya 4
196
25. Pembuluh darah yang banyak mengandung oksigen adalah a. vena paru-paru, vena, aorta, dan arteri paru-paru b. vena paru-paru, vena, aorta c. vena paru-paru, dan aorta d. vena dan arteri paru-paru e. arteri paru-paru 26. Jika orang bergolongan darah AB ditransfusi dengan darah bergolongan B, maka .... a. terjadi aglutinasi b. tidak selalu terjadi aglutinasi c. tidak terjadi aglutinasi d. mungkin akan terjadi aglutinasi e. tergantung pada perbandingan darah donor dan resipien 27. Oksigen dari paru-paru diangkut ke seluruh tubuh manusia oleh .... a. darah d. leukosit b. plasma darah e. trombosit c. eritrosit 28. Bagian komponen darah yang berfungsi mengangkut oksigen adalah .... a. albumin b. hemoglobin c. fibrinogen d. leukosit e. serum 29. Pada peristiwa pembekuan darah, jika tubuh kekurangan kalsium dan vitamin K maka yang terganggu adalah pembentukan .... a. trombin dari fibrinogen b. trombin dari protrombin c. protrombin dari trombin d. fibrinogen dari trombokinase 197
e. fibrin dari fibrinogen 30. Jika sel darah merah seseorang mengandung aglutinogen B dan dalam plasmanya mengandung aglutinin a maka orang tersebut bergolongan darah .... a. A b. 0 c. AB atau B d. AB e. B
198
