Pembahasan Pernapasan merupakan proses yang dilakukan oleh organisme untuk menghasilkan energi dari hasil metabolisme. Proses pernapasan terjadi dengan menghirup oksigen ke dalam tubuh dan mengeluarkan karbondioksida ke luar tubuh. Proses pertukaran gas oksigen dan karbondioksida ini terjadi di alvelous didalam paru-paru.
O2diangkut ke seluruh sel tubuh untuk proses oksidasi oleh . A. Globulin (antibodi) B. Hemoglobin C. Plasma darah D. Fibrinogen . Kategori : IPA β
Ujian Tengah Semester 1 Ganjil UTS MID IPA SMP MTs Kelas 8. O2 diangkut ke seluruh sel tubuh untuk proses oksidasi oleh . A. Globulin (antibodi) B. Hemoglobin C. Plasma darah D
O2diangkut ke seluruh sel tubuh untuk proses oksidasi oleh . A. Globulin (antibodi) B. Hemoglobin C. Plasma darah D. Fibrinogen
Dikapiler arteri, oksigen diikat oleh eritrosit yang mengandung
Darahterdiri dari plasma darah dan sel-sel darah yang meliputi eritrosit, leukosit dan trombosit. Plasma darah berfungsi dalam membawa sari-sari makanan, sisa metabolisme, hasil sekresi, dan beberapa gas. Eritrosit atau sel darah merah berfungsi mengangkut oksigen dalam tubuh. Leukosit/sel darah putih berfungsi dalam menjaga kekebalan dan
Vay Tiα»n TrαΊ£ GΓ³p Theo ThΓ‘ng Chα» CαΊ§n Cmnd. Ilustrasi Oksigen dalam Darah akan Diangkut Oleh, Foto Pexels/Alexandr PodvalnyTubuh manusia disebut-sebut sebagai pabrik terhebat. Hal ini bukan tanpa alasan, karena memang tubuh kita memiliki mekanisme yang cukup kompleks. Salah satu mekanisme tersebut adalah pengangkutan oksigen. Oksigen dalam darah akan diangkut oleh eritrosit atau sel darah merah. Bagaimana prosesnya? Simak uraian berikut Pengangkutan OksigenMenurut buku Ringkasan Materi dan Latihan Soal IPA Kelas VIII SMP Kurikulum 2013 oleh Yudadi Tri Nugraheny 201956, darah terdiri atas eritrosit, leukosit, trombosit, dan plasma darah. Masing-masing darah memiliki fungsinya sendiri-sendiri, salah satunya adalah eritrosit. Eritrosit atau sel darah merah memiliki fungsi yang penting karena oksigen dalam darah akan diangkut oleh eritrosit ke seluruh proses-proses yang dilalui oksigen sebelum sampai ke eritrosit. Dimulai dari terhirupnya oksigen melalui hidung, lalu ke tenggorokan, lalu ke paru-paru. Di dalam paru-paru, oksigen akan melewati cabang-cabang hingga sampai ke alveolus. Alveolus merupakan tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida. Oksigen dalam alveolus akan segera diikat oleh hemoglobin yang terdapat pada eritrosit atau sel darah merah dalam bentuk oksihemoglobin. Dari situlah sel darah merah akan melewati pembuluh arteri dan mengedarkan oksigen ke sel-sel yang terdapat pada seluruh tubuh. Proses pengikatan dan pelepasan oksigen oleh eritrosit atau sel darah merah dipengaruhi oleh kadar oksigen, karbon dioksida, serta tekanan Oksigen dalam Darah akan Diangkut Oleh, Foto Pexels/Spencer SeloverPengangkutan oksigen oleh eritrosit ke sel-sel yang terdapat pada tubuh merupakan hal yang sangat penting. Hal ini terjadi karena oksigen dibutuhkan untuk membantu menggantikan sel-sel yang rusak, menyediakan energi bagi tubuh, dan mendukung fungsi sistem kekebalan tubuh. Namun, tidak selamanya proses pengangkutan oksigen berjalan dengan lancar. Terkadang, ada masalah yang bisa diidap oleh seseorang sehingga menghambat proses pengangkutan oksigen ke seluruh tubuh. Salah satu masalah tersebut adalah asfiksia yang disebabkan oleh terganggunya fungsi paru-paru, pembuluh darah, atau jaringan tubuh artikel terkait mekanisme pengangkutan oksigen dalam darah. Perlu diingat bahwa oksigen dalam darah akan diangkut oleh eritrosit, sehingga kita perlu untuk menjaga agar eritrosit bisa mengangkut oksigen sebagaimana mestinya demi kesehatan kita bersama. LOV
merupakan pengambilan udara masuk berupa oksigen O2 ke dalam paru-paru dan mengeluarkannya kembali dalam bentuk karbon dioksida CO2 dan uap air. Pengambilan udara masuk ke dalam paru-paru disebut dengan inspirasi dan proses pengeluarannya kembali disebut ekspirasi. Pada proses tersebut terjadi pertukaran gas secara difusi. Paru-paru merupakan bagian terpenting dari organ-organ yang berperan dalam sistem pernapasan. Dalam sistem organ pada manusia, paru-paru memiliki 2 fungsi yaitu sebagai organ respirasipernapasan dan ekskresi. Mengingat pentingnya pernapasan bagi tubuh, kita harus selalu menjaga sistem pernapasan kita. Sehingga kita dapat terhindar dari penyakit yang dapat menyerang sistem pernapasan manusia. Berdasarkan otot yang berperan aktif pada proses pernapasan, pernapasan pada manusia dapat dibedakan menjadi pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan juga dapat dibedakan menjadi langsung dan tidak langsung. Pada pernapasan langsung, pengambilan udara pernapasan dilakukan secara langsung oleh permukaan tubuh dan pada pernapasan tidak langsung melalui saluran pernapasan. Manusia bernapas secara tidak langsung, artinya udara pernapasan tidak berdifusi langsung melalui seluruh permukaan kulit. Jika dilihat dari tahapannya, pernapasan atau pertukaran gas pada manusia berlangsung melalui dua tahap yaitu pernapasan luar eksternal dan pernapasan dalam internal. Perbedaan pernapasan luar dan dalam adalah sebagai berikut. 1. Pernapasan Luar Eksternal Pernapasan luar merupakan pertukaran gas di dalam paru-paru. Proses yang terjadi pada pernapasan eksternal adalah pertukaran O2 dari udara dalam alveolus dengan CO2 dalam kaplier darah. Proses tersebut berlangsung secara difusi. pertukaran gas O2 dan CO2 pada alveolus sumber google image Penyebab terjadinya difusi O2 dan CO2 di dalam paru-paru ini dikarenakan adanya perbedaan tekanan parsial. Proses difusi akan terjadi dari daerah yang bertekanan parsial tinggi ke daerah yang bertekanan parsial rendah. Udara yang sampai alveoli memiliki tekanan O2 yang lebih tinggi dan tekanan CO2 yang lebih rendah dibandingkan dengan darah dalam pembuluh arteri yang melewati alveoli. Karena tekanan O2 di alveolus lebih tinggi daripada di pembuluh darah, maka O2 akan berdifusi ke dalam darah. Pada saat yang bersamaan dengan difusi oksigen, terjadi juga difusi CO2 dengan arah yang berlawanan, yaitu dari darah ke udara dalam rongga alveolus. Tekanan parsial CO2 dalam alveolus lebih rendah daripada di pembuluh darah, sehingga CO2 berdifusi dari darah ke alveolus. Saat darah meninggalkan kapiler di alveolus, darah tersebut telah memiliki tekanan O2 yang lebih tinggi dan tekanan CO2 yang lebih rendah. Kemudian jantung memompa darah yang kaya akan O2 tersebut dari paru-paru ke seluruh tubuh. Dalam darah, oksigen diikat oleh hemoglobin. Hemoglobin adalah sejenis protein yang terdapat sel darah merah yang terdiri atas hemin dan globin. Hemin memiliki unsur besi Fe yang menjadi pusat dari molekul hemoglobin. Hemoglobin inilah yang menyebabkan darah bewarna merah. Dalam unsur besi ini, terjadi pengikatan oksigen proses oksigenasi sehingga terbentuk oksihemoglobin HbO2. Hb + O2β―β HbO2 2. Pernapasan Dalam Internal Pernapasan dalam pernapasan internal adalah pertukaran O2 dari aliran darah dengan CO2 dari sel-sel jaringan tubuh. Pertukaran gas di dalam jaringan terjadi dengan prinsip yang sama dengan yang terjadi di paru-paru. pertukaran gas O2 dan CO2 pada jaringan tubuh Difusi oksigen keluar dari darah dan masuk ke dalam cairan jaringan dapat terjadi, karena tekanan oksigen di dalam cairan jaringan lebih rendah dibandingkan di dalam darah. Hal ini disebabkan karena sel-sel secara terus-menerus menggunakan oksigen dalam respirasi selular. Oksigen digunakan sel-sel tubuh untuk proses pembakaran oksidasi untuk menghasilkan energi. Tekanan parsial O2 pada kapiler darah nadi 100 mmHg dan tekanan parsial O2 dalam jaringan tubuh kurang dari 40 mmHg. Perbedaan tekanan menyebabkan oksigen dalam darah dilepaskan dari oksihemoglobin ke dalam jaringan tubuh atau sel. Reaksinya adalah sebagai berikut. HbO2 β Hb + O2 Selanjutnya O2 akan diterima oleh mitokondria untuk mengoksidasi zat makananglukosa sehingga dapat dihasilkan energi, gas CO2, dan uap air. Mitokondria adalah organel sel yang berperan sebagai tempat berlangsungnya respirasi sel. Selain membutuhkan O2, respirasi sel juga membutuhkan zat makanan. Ternyata ada kerja sama yang sinergis antara sistem pernapasan dan sistem pencernaan untuk melaksanakan proses oksidasi biologi guna menghasilkan energi. Hal tersebut merupakan contoh bahwa sistem organ yang ada dalam tubuh kita saling berhubungan. Karena karbon dioksida secara terus-menerus dihasilkan oleh sel-sel tubuh sebagai salah satu sisa metabolisme, maka tekanan karbon dioksida menjadi tinggi. Tekanan parsial CO2 dalam jaringan 60 mmHg dan dalam kapiler darah 41 mmHg. Hal tersebutlah yang menyebabkan O2 dapat berdifusi ke dalam jaringan dan CO2 berdifusi ke luar jaringan. CO2 akan berdifusi masuk ke kapiler vena darah. CO2 ini akan diangkut oleh kapiler vena darah menuju alveolus. Pengangkutan CO2 di dalam darah dapat dilakukan dengan tiga cara berikut. 1. Sekitar 60β70% CO2 diangkut dalam bentuk ion bikarbonat HCO3β oleh plasma darah, setelah asam karbonat yang terbentuk dalam darah terurai menjadiion hidrogen H+ dan ion bikarbonat HCO3β. Ion H+ bersifat racun, oleh sebab itu ion ini segera diikat Hb, sedangkan ion HCO3β meninggalkan eritrosit masuk ke plasma darah. Kedudukan ion HCO3β dalam eritrosit diganti oleh ion klorit. Persamaan reaksinya sebagai berikut. H2O + CO2β H2CO3β H++ HCO3β 2. Lebih kurang 25% CO2 diikat oleh hemoglobin membentuk karboksihemoglobin. Secara sederhana, reaksi CO2 dengan Hb ditulis sebagai berikut. CO2 + Hb β HbCO2 Karboksihemoglobin disebut juga karbominohemoglobin karena bagian dari hemoblogin yang mengikat CO2 adalah gugus asam amino. Reaksinya sebagai berikut. CO2+ RNH2β RNHCOOH 3. Sekitar 6β10% CO2 diangkut plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat H2CO3. Tidak semua CO2 yang diangkut darah melalui paru-paru dibebaskan ke udara bebas. Darah yang melewati paru-paru hanya membebaskan 10% CO2. Sisanya sebesar 90% tetap bertahan di dalam darah dalam bentuk ion-ion bikarbonat. Ion-ion bikarbonat dalam darah ini sebagai buffer atau penyangga karena mempunyai peran penting dalam menjaga stabilitas pH darah. Apabila terjadi gangguan pengangkutan CO2 dalam darah, kadar asam karbonat H2CO3 akan meningkat sehingga akan menyebabkan turunnya kadar alkali darah yang berperan sebagai larutan buffer. Jika diilustrasikan perbedaan pernapasan eksternal dan internal adalah sebagai berikut. Perbedaan pernapasan eksternalkanan dan pernapasan internal kiri
Gambar 5. Struktur paru-paru manusia Paru-paru dibungkus oleh dua lapis selaput paru-paru yang disebut pleura. Semakin ke dalam, di dalam paru-paru akan ditemui gelembung halus kecil yang disebut alveolus. Jumlah alveolus pada paru-paru kurang lebih 300 juta buah. Adanya alveolus ini menjadikan permukaan paru-paru lebih luas. Diperkirakan, luas permukaan paru-paru sekitar 160 m2. Dengan kata lain paru-paru memiliki luas permukaan sekitar 100 kali lebih luas daripada luas permukaan tubuh. Dinding alveolus mengandung kapiler darah. Oksigen yang terdapat pada alveolus berdifusi menembus dinding alveolus, lalu menembus dinding kapiler darah yang mengelilingi alveolus. Setelah itu, masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat di dalam sel darah merah sehingga terbentuk oksihemoglobin HbO2. Akhirnya, oksigen diedarkan oleh darah ke seluruh tubuh. Setelah sampai ke dalam sel-sel tubuh, oksigen dilepaskan sehingga oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin. Oksigen ini digunakan untuk oksidasi. Karbon dioksida yang dihasilkan dari respirasi sel diangkut oleh plasma darah melalui pembuluh darah menuju ke paru-paru. Sesampai di alveolus, CO2 menembus dinding pembuluh darah dan dinding alveolus. Dari alveolus, karbondioksida akan disalurkan menuju hidung untuk dikeluarkan. Jadi proses pertukaran gas sebenarnya berlangsung di alveolus. 3. Perlatihan 1. Bagaimanakah proses oksigen diangkut ke seluruh tubuh? 2. Apa sajakah organ-organ pernapasan pada manusia ? Jelaskan fungsi masing- masing organ pernapasan 3. Apakah perbedaan antara rspirasi dan pernapasan? MODUL PLPG 2014 PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM 355 KEGIATAN BELAJAR 11 TEKNIK REKAYASA GENETIKA 1. Orientasi Tujuan dan cara belajar diintegrasikan dalam teksnarasi 2. Inti A. Pendahuluan Perkembangan ini memungkinkan bagi kita untuk mengidentifikasi, mengisolasi, mengalihkan, dan mengguna-kan gen-gen spesifik yang mengendalikan sifat-sifat individu pada suatu organisme. Sebagai contoh di bidang pertanian, terjadi kemampuan yang meningkat untuk memperbaiki dan mengendalikan sifat tanaman, pohon, hewan, ikan, dan mikroorganisme yang membantu perbaikan genetik yang telah dilakukan selama berabad-abad oleh petani melalui teknik pemuliaan tanaman dan hewan secara konvensional. Rekayasa genetika Ing. genetic engineering dalam arti paling luas adalah penerapan genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula dimasukkan. B. Tahapan DNA Rekombinan Dengan ditemukannya teknik rekayasa genetika melalui teknologi DNA rekombinan pada tahun 1973, mengakibatkan perkembangan bioteknologi semakin pesat. Tidak diragukan lagi bahwa teknologi DNA rekombinan merupakan penyebab utama ketenaran bioteknologi. Teknologi rekayasa genetika merupakan contoh bioteknologi modern dengan tehnik DNA rekombinan. Adapun pengertian DNA itu adalah zat kimia yang menyusun sifat pada mahluk hidup. Teknik DNA rekombinan dibuat dengan mengkombinasikan materi genetik dari dua sumber yang berbeda. Berikut penjelasan tahapan DNA Rekombinan a. Mencari gen yang ada pada DNA unggul yang dinginkan dan mengisolasinya b. Menyiapkan tempat untuk memasukkan DNA rekombinan, yaitu mahluk hidup yang akan diubah sifatnya misalnya plasmid. c. Memasukan DNA unggul ke dalam plasmid d. Mengkloning DNA rekombinan, yaitu dengan pemeliharan sedemikian rupa DNA rekombinan yang sudah dimasukkan pada plasmid e. Memelihara sel agar menghasilkan produk yang diinginkan. Gambar 10 Langkah-Langkah Pembuatan DNA Rekombinan Sumber Ibrahim, 2004 52 Gen yang diinginkan Diisolasi Plasmid sebagai wahana dipotong menggunakan enzim endonuklease restriksi Gen asing yang telah diisolasi, disambungkan dengan plasmid Plasmid rekombinan kemudian dimasukkan ke dalam sel bakteri. 356 MODUL PLPG 2014 PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM Bilamana materi genetik dari dua sumber berbeda dikombinasikan, hasilnya adalah bertambahnya variasi genetik. Variasi genetik yang ada di alam merupakan bahan baku perubahan evolusioner yang dikendalikan oleh seleksi alam atau seleksi buatan yang dilakukan oleh manusia. Objek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme, mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan, kedokteran hewan, pertanian termasuk peternakan dan perikanan, serta teknik lingkungan juga telah melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-masing. 3. Perlatihan 1. Tuliskan definisi rekayasa genetika 2. Bagaimanakah tahapan pembuatan DNA Rekombinan? MODUL PLPG 2014 PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM 357 KEGIATAN BELAJAR 12 BIOTEKNOLOGI 1. Orientasi Tujuan dan cara belajar diintegrasikan dalam teksnarasi 2. Inti A. Pendahuluan Bioteknologi seringkali juga dikaitkan dengan penyelamatan lingkungan, sumber energi yang bersih, metode-metode untuk membersihkan kontaminasi lingkungan, begitu pula produk dan proses yang berwawasan lingkungan lebih menonjol dilakukan daripada sebelumnya. Mendefinisikan bioteknologi sesungguhnya sangat mudah. Uraikan kata bioteknologi menjadi akar kata bio dan teknologi. Maka kita akan memperoleh definisi sebagai berikut Bioteknologi pemanfaatan makhluk hidup untuk memecah- kan masalah atau menghasilkan produk bermanfaat. Menurut kamus bahasa Indonesia definisi bioteknologi, yaitu teknologi yang menyangkut jasad hidup. Bioteknologi dalam istilah baru dapat didefinisikan sebagai berikut pemanfaatan sel atau molekul biologi untuk memecahkan masalah atau membuat produk-produk bermanfaat. Tidak semua orang sepakat dengan definisi tersebut, beberapa pihak mencoba mengembangkan definisi sendiri-sendiri. Shiva 1994 dalam Ibrahim 2004 mendefinisikan bioteknologi sebagai teknologi pemanfaatan organisme atau produk organisme yang bertujuan menghasilkan bahan atau jasa. Definisi-definisi di atas memiliki cakupan yang luas yang meliputi hampir semua aspek dengan adanya ciri khas keterlibatan katalisator biologi. Istilah bioteknologi saat ini semakin dikenal dan menimbulkan kesan seolah- seolah telah timbul ilmu baru. Tetapi benarkah bahwa bioteknologi bukan merupakan ilmu baru? Kalau bukan, sejak kapan bioteknologi lahir, mengapa dalam beberapa tahun terakhir ini bioteknologi begitu populer? Faktor apa saja yang menjadi pemicu? Kita akan mencoba mencari jawabannya di dalam uraian berikut Bioteknologi secara sederhana atau bioteknologi konvensionalsudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara masal. Pada masa kini, bioteknologi berkembang sangat pesat yang dikenal dengan bioteknologi moderen, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun 358 MODUL PLPG 2014 PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM
oksigen diangkut ke seluruh sel tubuh untuk proses oksidasi oleh
