SISTEM PERNAFASAN SMP

Respirasi pada Manusia

• Pernapasan atau respirasi merupakan serangkaian langkah proses pengambilan oksigen dan pengeluaran sisa berupa karbondioksida dan uap air. 
• Oksigen diperlukan oleh seluruh sel-sel tubuh dalam reaksi biokimia (oksidasi biologi) untuk menghasilkan energi berupa ATP (adenosin tri phosphat). 
• Reaksi tersebut menghasilkan zat sisa berupa karbondioksida dan uap air yang kemudian dihembuskan keluar. Jadi tujuan respirasi sebenarnya adalah untuk membentuk ATP yang diperlukan untuk seluruh aktivitas kehidupan.

Berdasarkan tempat terjadinya pertukaran gas O₂ dan CO₂, pernapasan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

1. pernapasan luar/respirasi eksternal, yaitu pertukaran O₂ dalam alveolus dengan CO₂ dalam darah.
2. pernapasan dalam/respirasi internal, yaitu pertukaran gas O₂ dengan CO₂dari aliran darah dengan sel-sel tubuh

Alat-alat Respirasi pada Manusia

Organ-organ pernapasan manusia terdiri atas:

1. Hidung, merupakan jalan masuknya udara. Di dalam rongga hidung udara akan mengalami penyaringan dan penghangatan
2. Farink (tekak), merupakan persimpangan tenggorokan dengan kerongkongan
3. Larink (pangkal tenggorokan), di dalamnya terdapat pita suara (syrink)
4. Trakhea (tenggorokan), dindingnya terdiri atas epitel yang bersilia (bagian dalam), cincin tulang rawan yang berotot polos (tengah), dan jaringan ikat (lapisan luar). Trakhea merupakan jalan nafas dari hidung ke paru-paru
5. Bronkhus, adalah percabangan trakhea ke kiri dan ke kanan
6. Bronkhiolus, percabangan bronkus
7. Alveolus (gelembung paru-paru), banyak mempunyai kapiler darah, di sinilah terjadi pertukaran O₂ dan CO₂. Kumpulan alveolus inilah yang membentuk paru-paru (pulmo). Paru-paru dibungkus oleh selaput pleura rangkap dua, dan di antara keduanya terisi oleh cairan limfe.

Mekanisme Pernafasan

• Gerakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan (medulla oblongata) yang terdapat di otak. Sedangkan keinginan bernafas adalah karena adanya rangsangan dari konsentrasi CO₂ dalam darah. 
• Bila kita menahan napas dalam waktu tertentu, maka dorongan untuk bernapas semakin besar. Ini terjadi karena kadar CO₂ dalam darah semakin meningkat dan akan memacu pusat pernapasan agar organ pernapasan melakukan gerakan bernapas.

Ada dua cara pernafasan yang dilakukan manusia, yaitu 

1. Pernafasan dada 
2. Pernafasan perut. 

Organ yang terlibat pada pernafasan dada adalah tulang rusuk, otot antar rusuk (intercostae), dan paru-paru. Sedangkan pada pernafasan perut yang terlibat adalah diafragma, otot perut, dan paru-paru.

1. Pernapasan dada

• Inspirasi : Bila otot antar tulang rusuk berkontraksi, maka tulang rusuk terangkat, volume rongga dada akan membesar sehingga tekanan udara di dalamnya menjadi lebih kecil daripada tekanan udara luar, sehingga udara masuk ke paru-paru.
• Ekspirasi : Bila otot antar tulang rusuk relaksasi, maka posisi tulang rusuk akan menurun, akibatnya volume rongga dada akan mengecil sehingga tekanan udara membesar, akibatnya udara terdorong ke luar dari paru-paru.

2. Pernapasan perut

• Inspirasi : Bila otot diafragma berkontraksi, maka posisi diafragma akan mendatar, akibatnya volume rongga dada bertambah besar, tekanan mengecil, sehingga udara masuk ke paru-paru
• Ekspirasi : Bila otot diafragma relaksasi, maka posisi diafragma naik/melengkung, sehingga rongga dada mengecil, tekanan membesar, akibatnya udara terdorong keluar.

Ekspirasi bukan saja akibat otot-otot antar tulang rusuk dan diafragma yang berelaksasi, tetapi juga karena kontraksi otot dinding perut.

Volume Udara Pernafasan

Volume udara yang dipernafaskan sangat bervariasi, sebab dipengaruhi oleh cara dan kekuatan seseorang melakukan respirasi. Udara yang dipernafaskan oleh tubuh dapat digolongkan menjadi:

1. Volume Tidal (VT) : Volume udara yang keluar masuk paru-paru sebagai akibat aktivitas pernapasan biasa (500 cc).
2. Volume Komplemen (VK) : Volume udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal ke dalam paru-paru setelah inspirasi biasa (1500 cc)
3. Volume Suplemen (VS) : Volume udara yang masih dapat dihembuskan secara maksimal dari dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi biasa (1500 cc)
4. Volume Residu (VR) : Volume udara yang selalu tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya (1000 cc)
5. Kapasitas Vital (KV) : Volume udara yang dapat dihembuskan sekuat-kuatnya setelah melakukan inspirasi sekuat-kuatnya (KV = VT + VK + VS)
6. Kapasitasi Total (KT) : Volume total udara yang dapat tertampung di dalam paru-paru (KT = KV + VR)

Frekuensi Pernafasan

Pada umumnya setiap menit manusia mampu bernapas antara 15 – 18 kali. Cepat atau lambatnya manusia bernapas dipengaruhi oleh beberapa faktor,  antara lain:

• Umur, umumnya makin bertambah umur seseorang akan makin rendah frekuensi pernapasannya
• Jenis kelamin, umumnya laki-laki lebih banyak gerak, sehingga lebih banyak memerlukan energi
• Suhu tubuh, makin tinggi suhu tubuh semakin cepat frekuensi pernapasannya
• Posisi tubuh, ini berpengaruh terhadap mekanisme inspirasi dan ekspirasi
• Kegiatan, karena orang yang giat melakukan kegiatan memerlukan lebih banyak energi dari pada orang yang sedang santai

Bagaimana pertukaran O₂ dan CO₂ bisa berlangsung?

• Saat kita menghirup udara, O₂ akan bergerak menembus alveolus paru-paru, lalu diikat dan diangkut oleh darah menuju ke seluruh jaringan tubuh. 
• Sekitar 97% oksigen yang masuk ke dalam darah akan diangkut oleh hemoglobin/eritrosit, sedangkan yang 2-3 % lagi akan larut dan diangkut oleh plasma darah. 
• Oksigen yang terikat dalam Hb dikenal dengan oksihemoglobin (HbO₂). Persamaan reaksi oksigen dengan hemoglobin adalah sebagai berikut:
• Hb + O₂ —-> HbO₂ (pengikatan oksigen oleh darah di alveolus paru-paru)
• HbO₂ —–> Hb + O₂ (pelepasan oksigen oleh darah,selanjutnya oksigen diambil oleh sel-sel tubuh)

Perpindahan oksigen dari atmosfer ke alveolus paru-paru, lalu ke darah, dan selanjutnya ke dalam jaringan tubuh dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial oksigen.

• Tekanan udara adalah satu atmosfer atau 760 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigennya adalah 150 mmHg. Tekanan parsial oksigen pada kapiler darah adalah 100 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigen dalam jaringan tubuh antara 0 sampai 40 mmHg. 
• Keadaan inilah yang memungkinkan oksigen berdifusi dari luar ke darah lalu ke jaringan.

Hal yang berkebalikan terjadi pada perpindahan CO₂. Tekanan parsial CO₂ yang tertinggi adalah jaringan tubuh. Berturut-turut semakin rendah pada  darah dan di luar tubuh. Dengan cara yang sama CO₂ dapat berpindah secara difusi dari jaringan hingga keluar tubuh.

Proses pengangkutan CO₂

• Proses oksidasi biologi di dalam sel dan jaringan akan menghasilkan zat-zat sisa seperti CO₂ dan H₂O. Zat-zat ini harus segera dikeluarkan dari dalam tubuh. 
• CO₂yang dihasilkan oleh jaringan akan keluar dari sel dan masuk ke dalam darah untuk beredar bersama darah.

Di dalam darah CO₂ akan diangkut ke paru-paru dalam tiga bentuk, yaitu:

1. Diangkut dalam bentuk HCO^-₃ (bikarbonat) oleh plasma darah (60%-70%)
2. CO₂ akan diikat oleh Hb membentuk karbominohemoglobin (25%)
3. CO₂ diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat / H₂CO₃ (6% – 10%)

 Diangkut dalam bentuk HCO^-₃ (bikarbonat) oleh plasma darah (60%-70%)

• CO₂ bereaksi dengan H₂O plasma (cairan sel) dari eritrosit dengan bantuan enzimkarbonat anhidrase menyebabkan terbentuknya asam karbonat (H₂CO₃).  
• H₂CO₃lalu terurai menjadi ion H⁺ dan HCO^-₃ (bikarbonat). Karena ion H⁺ dapat menyebabkan perubahan pH (keasaman), oleh sebab itu segera diikat oleh Hb menjadi HHb (asam hemoglobin). 
• Sedangkan ion HCO^-₃ akan segera meninggalkan eritrosit masuk ke plasma darah. Kedudukan ion HCO^-₃ di dalam eritrosit diganti oleh ion klor (Cl). Inilah yang disebut dengan pertukaran klorida.
• Di dalam paru-paru reaksi yang berkebalikan terjadi. HCO^-₃ yang telarut dalam plasma darah akan bergabung kembali dengan H⁺ yang semula diikat Hb membentuk H₂CO₃ kembali, juga dengan bantuan karbonat anhidrase. 
• H₂CO₃ lalu terurai kembali menjadi CO₂ dan H₂O, kemudian akan dikeluarkan dari dalam paru-paru. Sementara itu Hb yang telah melepaskan H⁺ akan mengikat kembali O₂ di alveolus.

CO₂ akan diikat oleh Hb membentuk karbominohemoglobin (25%)

• CO2 + Hb —–> HbCO₂

CO₂ diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat / H₂CO₃ (6% – 10%)


LATIHAN SOAL

 

1. The breathing of air into and out of the lungs is called:

A cellular respiration

B internal respiration

C external respiration

2. The waste products of respiration are:

A carbon dioxide only

B oxygen and carbon monoxide

C carbon dioxide and water

3. The medical name for the voicebox is the:

A larynx

B bronchiole

C epiglottis

4. The medical name for the windpipe is the:

A trachea

B bronchus

C diaphragm

5. The area at the back of the mouth where both food and air pass is the:

A pharynx

B nostril

C bronchi

6. How many bronchi are there?

A two

B one

C many

7. The small hairs which trap dust and smoke in the respiratory tract are:

A cilia

B mucus

C villi

8. The large round muscle at the base of the chest is the:

A intercostal muscle

B abdominal muscle

C diaphragm

9. Breathing is stimulated when there is:

Atoo little oxygen in the blood

Btoo much carbon dioxide in the blood

Ctoo much oxygen in the blood

10. The red pigment in red blood cells that can carries oxygen and carbon dioxide is:

Aimmunoglobulin

Bchlorophyll

Chaemoglobin

11. The part of the brain that regulates breathing is the:

Acerebellum

Bcerebrum

Cforebrain

12. The respiratory organs from the nose to the alveoli are:

Anose, pharynx, larynx, trachea, bronchus, bronchiole, alveolus

Bnose, windpipe, vocal cords, epiglottis, bronchus, lung, alveolus

Cnose, lung, trachea, bronchiole, bronchus, alveolus

13. The flap that closes over the top of the windpipe is the:

Alarynx

Bepiglottis

Ctrachea

14. What organs are common to both the respiratory and digestive tracts?

Anose and mouth

Bpharynx and larynx

Cmouth and pharynx

15. The process for air to enter the bloodstream from the lungs is:

Aactive transport

Bosmosis

Cdiffusion

LATIHAN SINTESIS PROTEIN

Hayo belajar memahami Kode genetik yang dipunyai DNA maupun RNA
Coba isi latihan ini

JAWABANNYA

Ternyata bisa dijawab ya hehehehe

UJI PROTEIN PADA BAHAN ORGANIK

1. Denaturasi Protein

Denaturasi karena penambahan asam asetat

Pada percobaan tersebut, larutan telur dan susu ditambahkan dengan asam asetat. Larutan susu yang telah ditambah asam asetat berubah menjadi keruh dan terdapat endapan. Sedangkan larutan telur yang ditambah asam asetat berubah menjadi agak mengental. Hal ini menandakan bahwa struktur protein penyusun pada telur dan susu tidak sama. Proses denaturasi tersebut terjadi karena bereaksinya gugs protein dengan asam asetat.

Denaturasi karena pemanasan

Pada percobaan tersebut, larutan susu dan larutan telur dipanaskan. Setelah dipanaskan, pada larutan susu berubah menjadi putih keruh sedangkan pada larutan telur berubah mengental. Adanya endapan putih dan cairan kental menunjukkan adanya proses denaturasi. Pemanasan menyebabkan rusaknya ikatan hidrogen dan rusaknya struktur berlipat protein, sehingga protein tidak dapat larut lagi dalam air.

Denaturasi karena penambahan formaldehid

Pada percobaan tersebut, larutan susu dan larutan telur ditambah masing-masing dengan formaldehid. Pada kedua larutan tersebut setelah ditambah formaldehid ditemukan adanya endapan dipermukaan. Endapan tersebut menunjukkan telah terjadinya proses denaturasi. Endapan tersebut merupakan hasil reaksi antaragugus amino pada protein dengan asam aminodimetil.

2. Sifat Amfoter Protein

• Suasana asam
• Tidak dilakukan
• Suasana basa
• Larutan protein susu dan telur ditambahkan dengan larutan NaOH+ PP. Hasilnya kedua larutan protein tersebut menunjukkan endapan merah muda di atas permukaannya. Hal ini karena adanya sifat amfoter yang dimiliki protein. Protein memiliki gugus asam (-COOH) dan juga gugus basa (-NH₂). Oleh karena itu protein memiliki sifat amfoter.

3. Pengendapan Protein
Pengendapan dengan amonium sulfat pekat

Pada percobaan tersebut, 3-4 mL sampel telur dan 3-4mL susu dicampur dengan amonium sulfat pekat. Setelah penambahan, diperoleh endapan. Hal ini dikarenakan amonium sulfat mengikat molekul air sehingga protein yang memiliki kelarutan yang rendah akan mengendap. Untuk melarutkan protein tersebut maka 1 mL larutan endapan ditambahkan dengan 2-3 mL protein, sehingga diperoleh hasil akhir larutan yang jernih.

Pengendapan protein dengan asam mineral

Percobaan ini diawali dengan menyiapkan larutan HNO₃ dan HCl. Lalu larutan protein diteteskan melalui dinding tabung. Pada penambahan protein melalui dinding tabung ke larutan HNO₃ diperoleh cincin putih, hasil yang sama juga ditunjukkan pada penambahan protein melalui dinding tabung ke larutan HCl. Endapan tersebut merupakan endapan protein karena adanya asam. 

Setelah diperoeh cincin putih, kemudian kedua tabung masing^-masing ditambahkan HNO₃ dan HCl pekat. Pada tabung yang berisi HNO₃ dan protein, cincin yang telah terbentuk tidak mengalami perubahan. Namun pada tabung yang berisi larutan HCl dan protein cincin yang terbentuk menghilang. Hasil membuktikan bahwa reaksi yang terjadi antara protein dengan HNO₃ bersifat ireversibel, sedangkan reaksi yang terjadi antara protein dengan HCl bersifat reversibel. Hal ini dikarenakan HNO₃ merupakan asam okso yang stabil mengion, sedangkan HCl bukanlah asam okso.

Pengendapan protein dengan logam berat

Percobaan Pertama yaitu uji kualitatif protein dengan pengendapan logam berat,

dilakukan dengan mereaksikan larutan protein dengan PbSO₄ dan CuSO₄. Pada saat direaksikan dengan PbSO₄ terjadi endapan berwarna putih. Hal ini disebabkan karena gugus sulfur pada protein berikatan dengan Pb²⁺ menjadi suatu senyawa komplek yaitu endapan PbS. Kemudian pada saat mereaksikan CuSO₄ pada protein terdapat endapan berwarna biru , hal ini disebabkan karena gugus sulfur pada protein berikatan dengan Cu²⁺ menjadi seyawa kompleks CuS encer yang ditambahkan CuSO₄ pekat terdapat endapan berwarna putih. Percobaan ini sekaligus membuktikan bahwa pada sampel protein yang diuji mengandung gugus S. Pengendapan protein karena logam berat juga dikarenakan terjadi penetralan muatan akibat adanya muatan positif ion logam.

Reaksi Warna Protein

Reaksi Biuret

 Pada reaksi biuret dimana, suatu peptida yang mempunyai dua buah ikatan peptida atau lebih, dapat bereaksi dengan ion Cu²⁺ dalam suasana basa dan menghasilkan senyawa komplek yang berwarna biru ungu. Pada percoobaan biuret tersebut larutan albumin atau putih telur dan larutan susu ketika direaksikan dengan NaOH menghasilkan larutan berwarna kuning dan ketika ditambahkan dengan CuSO₄ terjadi perubahan warna larutan menjadi ungu dan masih terdapat gumpalan CuSO₄ berwaran biru yang menandakan pada kedua zat tersebut terdapat ikatan peptida. Jadi, ikatan peptida hanya terbentuk apabila ada dua atau lebih asam amino esensial yang bereaksi.

Reaksi Xanthoprotein

Larutan protein susu dan telur direaksikan dengan larutan HNO3 pekat yang dipanaskan yang menghasilkan larutan berwarna kuning dan disertai endapan. Hal ini sesuai dengan teori yang ada, jika di tambahkan dengan HNO3 ke dalam larutan protein akan terbentuk endapan putih yang dapat berubah kuning apabila di panaskan. Setelah didinginkan dan ditambahkan ammonia yang menghasilkan warna orange, yang diidentifikasikan dengan adanya sebagian peptida dan protein yang mempunyai gugus asam amino berinti benzena. Seperti fenilanalina, tirosin, albumin, riptofan dan lain sebagainya.

Reaksi Ninhidrin

Pada reaksi dengan tersebut, telur dan susu dicampur dengan pereaksi ninhidrin. Reaksi susu dengan ninhidrin memberikan warna biru keunguan, sedangkan reaksi antara telur dengan ninhidrin memberikan warna hitam kebiruan. Reaksi positif dengan ninhidrn menandakan bahwa sampel tersebut mengandung asam amino bebas. Perbedaan warna yang timbul antara sampel telur dan sampel susu dikarenakan perbedaan kadar asam amino bebas yang ada pada kedua sampel tersebut. Sampel susu memiliki kadar asam amino bebas yang lebih tinggi daripada sampel telur.

Reaksi Millon

 Pada reaksi millon-nasse ketika mereaksikan larutan protein dengan reagen merkuri sulfat terdapat adanya gumpalan putih dan ketika dipanaskan lagi terdapat endapan berwarn kuning. Menurut teori, apabila pereaksi atau reagen merkuri sulfat ditambahkan pada larutan protein, akan menghasilkan endapan putih yang dapat berubah menjadi merah oleh pemanasan. Pada dasarnya reaksi ini positif untuk fenol-fenol, karena terbentuknya senyawa merkuri dengan gugus hidroksilfenil yang berwarna. Protein yang mengandung tirosin akan memberikan hasil yang positif. Dari hasil percobaan diperoleh kesimpulan bahwa protein telur dan susu mengandung gugus fenol.

Reaksi Hopkin-Cole

 Selanjutnya reaksi Hopkins-Cole dimana larutan protein sampel encer (telur dan susu) ketika di reaksikan dengan formaldehid terdapat endapan putih dan kemudian ketika ditambahkan asam sulfat pekat terdapat cincin berwarna ungu pada bidang batas ,hal ini sesuai dengan teori yang ada, jika ditambahkan atau dituangkaan asam sufat pekat secara perlahan-lahan sehingga terbentuk lapisan dibawah larutan protein. Dan beberapa saat kemudian akan terjadi cincin ungu pada batas antara kedua lapisan tersebut

TRY AGAIN 

1) Kromosom manusia (diploid) yang panjangnya 2 meter dapat dikemas rapi di dalam inti

sel dengan cara digulung/dikemas pada protein yang disebut

a) ekson

b) intron

c) histidin

d) histon

2) Kromosom eukariot tersusun atas ............................ dan .....................

3) Selain mempunyai kromosom, bakteri mempunyai DNA berbentuk melingkar yang

disebut plasmid.

a) betul

b) salah

4) Transkripsi merupakan proses men-sintesis

a) DNA

b) RNA

c) protein

5) Satu asam amino tidak dapat disandikan oleh lebih dari satu kodon

a) betul

b) salah

6) RNA merupakan polimer yang terdiri dari rangkaian monomer-monomer. Monomer

penyusun RNA berupa nukleotida.

a) betul

b) salah

7) Struktur DNA berupa tangga berpilin yang paralel.

a) betul

b) salah.

8) Kode genetik bersifat unambiguous, dalam arti

a) kode genetik tidak overlap

b) kode genetik bersifat universal

c) kode genetik mengandung start dan stop

d) setiap triplet hanya mengkode satu asam amino.

9) Asam amino pertama yang dibentuk pada dalam setiap sintesis protein adalah

a) Pro

b) Arg

c) Asp

d) Met

10) Salah satu perbedaan antara DNA dan RNA adalah ...............................................

11) Antikodon terletak pada

a) r-RNA

b) t-RNA

c) T-DNA

d) r-RNA

12) Persamaan DNA dengan RNA antara lain

a) gula terdiri dari 6 karbon

b) utas tunggal

c) memiliki basa nitrogen Guanin

d) memiliki basa nitrogen urasil

13) Urutan basa nitrogen pada mRNA hampir sama dengan urutan basa nitrogen pada

a) utas penyandi / sense strand / coding strand

b) t-RNA

c) template strand d) antisense strand

14) Produk langsung dari translasi adalah

a) asam amino

b) DNA

c) protein

d) RNA

15) Reaksi polimerisasi dalam proses transkripsi dikatalisatori oleh enzim

a) Girase

b) DNA polimerase

c) RNA polimerase

d) peptidil transferase

16) Keragaman atau variasi genetik disebabkan oleh .......................................

17) Menurut data Chargaff,

a) G = T

b) A = G

c) (A+T)/(G+C) = 1

d) G = C

18) Materi genetik sebagian besar organisme berupa ............................................

19) Hipotesis satu gen satu enzim dikemukakan oleh

a) Grifith

b) Crick

c) Watson

d) Beadle dan Tatum

20) Kromosom merupakan bagian dari gen.

a) betul

b) salah

21) Dalam satu kromosom manusia terdapat lebih dari satu molekul DNA yg panjang

a) betul

b) salah

22) Transkripsi diawali dengan menempelnya RNA polimerase pada ruas DNA yang

disebut

a) terminator

b) promotor

c) ekson

23) Basa nitrogen guanin termasuk dalam golongan a) purin b) pirimidin

24) Dalam struktur kromosom eukariot, protein histon tidak berfungsi sebagai enzim.

a) betul

b) salah

25) Kromosom bakteri berbentuk .............................................................

TRY AGAIN ESSAY

1) Berikut adalah sekuen/runutan tiga potong DNA utas penyandi atau coding strand atau sense strand yang jika disambung dengan urutan yang benar merupakan penyusun suatu gen (diawali oleh kodon start dan diakhiri oleh kodon stop) :

sekuen I: 5’AAAATTCCTCGT3’

sekuen II: 5’ATGATCACTAGG3’

sekuen III: 5’CAAATAACGCGGTGA3’;

a)Jika pembacaan dimulai dari nukleotida paling kiri, tentukan sekuen mRNA tiga potong DNA tersebut

b) Menggunakan tabel kodon triplet tentukan urutan asam amino hasil translasi tiga potong

DNA tersebut.

c) Jika tiga potong DNA tersebut disambung menjadi suatu gen, tentukan sekuen DNA yang

terletak di awal, tengah dan akhir; beri alasan mengapa urutannya demikian.

2) Suatu ruas DNA suatu bakteri mengandung basa nitrogen timin 23%.

Berapa persen kandungan adenin, sitosin, dan guanin pada ruas DNA tersebut?