LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM PERNAPASAN

 A.    KAPASITAS PARU-PARU MANUSIA

       I.            TUJUAN

Mengukur kapasitas dalam paru-paru.

    II.            LATAR BELAKANG

Bernapas merupakan kebutuhan pokok bagi semua makhluk hidup. Bernapas adalah proses menghirup oksigen dan menghembuskan karbon dioksida dan uap air. Tujuan manusia bernapas adalah menghasilkan energi yang dibutuhkan oleh tubuh. Proses pernapasan makhluk hidup berbeda-beda (dipengaruhi oleh beberapa faktor), begitu juga dengan alat pernapasannya.  Hewan-hewan tingkat  rendah (avertebrata) lainnya telah memiliki alat pernapasan sederhana, misalnya insecta dan myriapoda yang bernapas dengan trakea. Pada  vertebrata,  pernapasannya terjadi tidak langsung karena menggunakan perantara alat-alat pernapasan. Untuk itu, kami  melakukan percobaan untuk mempelajari kapasitas dalam paru-paru dan membuktikan bahwa hewan bernapas dengan oksigen.

Bernapas adalah proses memasukkan atau menghirup oksigen (O₂) dan mengeluarkan karbon dioksida (CO₂). Proses pernapasan dimulai dari hidung, begitu memasuki hidung, udara dibersihkan dan dihangatkan oleh rambut hidung. Rambut hidung juga bertindak sebagai saringan. Rambut-rambut hidung menyaring partikel-partikel debu dan kotoran yang terbawa bersama udara pernapasan. Mekanisme pernapasan terbagi menjadi 2, yaitu:

1.      Pernapasan dada

Pernapasan dada terjadi karena otot antartulang rusuk berkontraksi sehingga rusuk terangkat dan akibatnya volume rongga dada membesar. Membesarnya rongga dada ini membuat tekanan dalam rongga dada mengecil dan paru-paru mengembang. Pada saat paru-paru mengembang, tekanan udara di luar lebih besar daripada di dalam paruparu, akibatnya udara masuk. Sebaliknya, saat otot antartulang rusuk berelaksasi, tulang rusuk turun. Akibatnya, volume rongga dada mengecil sehingga tekanan di dalamnya pun naik. Pada keadaan ini paru-paru mengempis sehingga udara keluar.

2.      Pernapasan perut

Pernapasan ini terjadi karena gerakan diafragma. Jika otot diafragma berkontraksi, rongga dada akan membesar dan paru-paru mengembang. Akibatnya, udara akan masuk ke dalam paru-paru. Saat otot diafragma relaksasi, diafragma kembali kekeadaan semula. Saat itu, rongga dada akan menyempit, mendorong paru-paru sehingga mengempis. Selanjutnya, udara dari paru-paru akan keluar.

Proses pernapasan meliputi dua proses, yaitu menarik napas atau inspirasi serta mengeluarkan napas atau ekspirasi. Udara mengalir dari tempat yang bertekanan besar ke tempat yang bertekanan lebih kecil.

Volume Udara dan Kapasitas Udara

Besarnya volume udara pernapasan berbeda-beda, tergantung pada ukuran paru-paru, kemampuan bernapas, dan kondisi kesehatan seseorang.

Volume udara pada paru-paru terdiri atas:

1.      Volume tidal (tidal volume)

Merupakan volume udara pernapasan pada saat melakukan pernapasan biasa. Volume udara yang masuk dan keluar sekitar 500 ml (0,5 liter).

2.      Volume pernapasan simpanan (inspiratory reserve volume)

Merupakan volume maksimum udara pernapasan yang dapat diambil pada saat menarik napas. Volume pernapasan simpanan disebut juga sebagai udara komplementer sekitar 1500 ml (1,5 liter).

3.      Volume udara keluar simpanan (expiratory reserve volume)

Merupakan volume maksimum udara yang dapat dikeluarkan atau disebut juga sebagai udara suplementer sekitar 1500 ml (1,5 liter).

4.      Volume residu (residual volume)

Merupakan volume udara tetap yang ada di dalam paru-paru setelah dilakukan pengeluaran napas maksimum sekitar 1000 ml (1 liter).

Kapasitas udara pernapasan terdiri atas:

1.      Kapasitas paru-paru total ( total lung capacity )

Merupakan kapasitas paru-paru secara total (volume udara didalam paru-paru setelah tarikan napas maksimum) sekitar 4500 ml (4,5 liter)

2.      Kapasitas sisa pernapasan (functional residual capacity)

Merupakan jumlah udara yang masih terdapat di dalam paru-paru setelah udara pernapasan normal dihembuskan keluar, sekitar 3500 ml (3,5 liter).

Frekuensi Pernapasan

Frekuensi pernapasan adalah intensitas memasukkan atau mengeluarkan udara per menit. Faktor yang mempengaruhi kecepatan frekuensi pernapasan adalah; usia, jenis kelamin, suhu tubuh, posisi tubuh, aktivitas.

 III.            ALAT DAN BAHAN

1.      Botol berukuran 1 galon/4 liter yang terbuat dari kaca atau plastic keras dengan penutup

2.      Cangkir ukur 250 ml

3.      Air

4.      Spidol

5.      Baskom plastik besar

6.      Selang akuarium atau lainnya sepanjang 60 cm

 IV.            LANGKAH KERJA

1.      Tempelkan isolasi pada sisi botol dari atas ke bawah. Kemudian, gunakan cangkir ukur untuk menambahkan 16 cangkir (5 L) air ke dalam botol/galon, secangkir demi secangkir. Gunakan spidol untuk membuat garis untuk menunjukan ketinggian air.

2.      Isi baskom dengan air hingga setengahnya. Lantas, letakan galon tersebut dalam keadaan terbalik di dalam baskom.

3.      Masukan selang sekitar setengah galon tersebut.

4.      Ambil napas secara normal dan hembuskan melalui selang.

5.      Gunakan skala pada galon untuk menentukan volume/jumlah ruang yang terpakai untuk napas yang kallian hembuskan dalam galon. Perkirakan volume sampai tanda-tanda sampai mendekati seperempat galon. Kemudian catat hasil akhirnya pada tabel.

6.      Selanjutnya kosongkan galon, dan ulangi lagi percobaan tersebut menurut langkah 2-5.

    V.            TABEL PENGAMATAN

No.	Nama	Tinggi Badan (cm)	Berat Badan (kg)	Kapasitas Paru-paru (ml)
1.	Agung S.	173	48	2900
2.	Anissa P.	153	48	2000
3.	Wahyu I.	165	50	3000
4.	Fajar D.	149	46	2100
5.	Joko.	165	40	2900
6.	Nada N.	160	45	1800
7.	A. Asep T.	173	48	2700
8.	Santi S.	154	43	1800
9.	Triyandi P.	164	48	2700
10.	Vicky O.	166	65	2600

 VI.            PEMBAHASAN

1.      Apa pengaruh jenis kelamin terhadap kapasitas paru-paru?

Jawab:

Pengaruh jenis kelamin terhadap kapasitas paru-paru yaitu pernapasan pada laki-laki lebih cepat dibandingkan dengan perempuan. Wanita pada umumnya memiliki volume paru-paru lebih kecil daripada laki-laki sehingga frekuensi bernapasnya lebih banyak. Semakin banyak energi yang dibutuhkan, berarti semakin banyak pula oksigen yang diambil dari udara. Hal ini terjadi karena laki-laki pada umumnya beraktivitas lebih banyak daripada perempuan.

2.      Sebutkan dan jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas paru-paru manusia?

Jawab:

Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas paru-paru manusia adalah sebagai berikut:

·         Umur

Balita memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan manula. Semakin bertambah usia, intensitas pernapasan akan semakin menurun. Bayi dan balita memiliki frekuensi bernapas lebih banyak dibanding orang dewasa. Hal itu disebabkan volume paru-paru yang relatif kecil dan sel-sel tubuh sedang berkembang sehingga membutuhkan banyak oksigen. Orang tua juga memiliki frekuensi napas lebih banyak karena kontraksi otot-otot dada dan diafragma tidak sebaik saat masih muda, sehingga udara pernapasan lebih sedikit.

·         Jenis kelamin

Frekuensi pernapasan laki-laki lebih cepat daripada perempuan. Semakin banyak energi yang dibutuhkan, berarti semakin banyak pula oksigen yang diambil dari udara. Hal ini terjadi karena laki-laki pada umumnya beraktivitas lebih banyak daripada perempuan. Wanita pada umumnya memiliki volume paru-paru lebih kecil daripada laki-laki sehingga frekuensi bernapasnya lebih banyak.

·         Suhu tubuh

Semakin tinggi suhu tubuh maka frekuensi pernapasan akan semakin cepat. Di lingkungan yang panas tubuh mengalami peningkatan metabolisme untuk mempertahankan suhu agar tetap stabil. Untuk itu tubuh harus lebih banyak mengeluarkan keringat agar menurunkan suhu tubuh. Aktivitas ini membutuhkan energi yang dihasilkan dari peristiwa oksidasi dengan menggunakan oksigen sehingga akan dibutuhkan oksigen yang lebih banyak untuk meningkatkan frekuensi.

·         Posisi tubuh

Posisi tubuh sangat berpengaruh terhadap frekuensi pernapasan. Pada tubuh yang berdiri, otot-otot kaki akan berkontraksi sehingga diperlukan tenaga untuk menjaga tubuh tetap tegak berdiri. Untuk itu diperlukan banyak O₂ dan diproduksi banyak CO₂ maka pada posisi tubuh berdiri, frekuensi pernapasannya meningkat. Pada posisi duduk atau tiduran, beban berat tubuh disangga oleh sebagian besar bagian tubuh sehingga terjadi penyebaran beban. Hal ini mengakibatkan jumlah energi yang diperlukan untuk menyangga tubuh tidak terlalu besar sehingga frekuensi pernapasannya juga rendah.

·         Kegiatan tubuh

Orang yang banyak melakukan kegiatan memerlukan lebih banyak energi dibandingkan dengan orang yang tidak melakukan kegiatan. Tubuh memerlukan lebih banyak oksigen untuk oksidasi biologi dan lebih banyak memproduksi zat sisa. Tubuh perlu meningkatkan frekuensi pernapasan agar dapat menyediakan oksigen yang lebih banyak. Gerakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan yang ada di otak dan disebut medulla oblongata. Kita menahan napas sementara waktu, tetapi bila kadar karbon dioksida dalam darah naik akan timbul rangsangan untuk menghirup udara pernapasan dalam-dalam. Ketika darah melalui alveolus, kandungan karbon dioksida nya sama dengan di alveolus. Darah kemudian mencapai medula oblongata yang mengandung sel-sel yang sangat peka terhadap konsentrasi karbon dioksida dalam darah. Jika kandungan karbon dioksida ini naik di atas normal, medula oblongata menanggapinya dengan meningkatkan banyaknya impuls saraf dan laju impuls saraf yang mengontrol aksi otot-otot pernapasan (otot diafragma dan otot interkosta), akibatnya ialah peningkatan pertukaran udara dalam paru-paru yang mengembalikan konsentrasi karbon dioksida dalam alveolus dengan cepat dan kemudian mengembalikan konsentrasi karbon dioksida darah ke konsentrasi normal.

VII.            KESIMPULAN DAN SARAN

VII.I    KESIMPULAN

            Dari hasil praktikum yang telah kami lakukan, dapat disimpulkan bahwa:

Kapasitas paru-paru seseorang dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu; tinggi badan, berat badan, jenis kelamin, usia, suhu tubuh, posisi tubuh, dan kegiatan. Jenis kelamin mempengaruhi kapasitas paru-paru manusia yang dikarenakan perbedaan fisiologi tubuh, wanita relatif memiliki kapasitas paru-paru yang lebih kecil dibandingkan dengan laki-laki, oleh karena itu untuk memenuhi kebutuhan oksigen wanita bernapas dengan frikuensi lebih banyak dibandingkan dengan laki-laki. Semakin bertambahnya usia seseorang maka pernapasannya menjadi lebih lambat dari pada yang masih muda.

VII.II  SARAN

Dalam praktikum selanjutnya, diharapkan agar rekan-rekan yang melakukan percobaan lebih meningkatkan kerja sama untuk mendapatkan hasil yang semaksimal mungkin dan mengurangi human error.

B.     KEBUTUHAN O₂ PADA HEWAN (INSECTA)

I.             TUJUAN

Membuktikan bahwa hewan bernapas membutuhkan oksigen.

II.             LATAR BELAKANG

Bernapas merupakan kebutuhan pokok bagi semua makhluk hidup. Bernapas adalah proses menghirup oksigen dan menghembuskan karbon dioksida dan uap air. Tujuan manusia bernapas adalah menghasilkan energi yang dibutuhkan oleh tubuh. Proses pernapasan makhluk hidup berbeda-beda (dipengaruhi oleh beberapa faktor), begitu juga dengan alat pernapasannya. Pada  vertebrata,  pernapasannya terjadi tidak langsung karena menggunakan perantara alat-alat pernapasan. Untuk itu, kami  melakukan percobaan untuk mempelajari kapasitas dalam paru-paru dan membuktikan bahwa hewan bernapas dengan oksigen.

Avertebrata telah memiliki alat pernapasan sederhana misalnya insecta dan myriapoda bernapas dengan trakea. Archnida (misalnya laba-laba) bernapas dengan paru-paru buku. Hewan-hewan yang hidup di air, yang tergolong dalam crustacea, mollusca, dan pisces, alat respirasinya adalah insang. Pada vertebrata pernapasannya tidak langsung karena menggunakan perantaraan alat-alat pernapasan.

Insecta (serangga) bernapas dengan menggunakan tabung udara yang disebut trakea. Udara keluar masuk ke pembuluh trakea melalui lubang-lubang kecil pada eksoskeleton yang disebut stigma atau spirakel. Stigma dilengkapi dengan bulu-bulu untuk menyaring debu. Stigma dapat terbuka dan tertutup karena adanya katup-katup yang diatur oleh otot. Tabung trakea bercabang-cabang ke seluruh tubuh. Cabang terkecil berujung buntu dan berukuran kurang lebih 0,1 nanometer.  Cabang ini disebut trakeolus (berisi udara dan cairan). Oksigen larut dalam cairan ini kemudian berdifusi ke dalam sel-sel di dekatnya. Trakea berfungsi untuk mengangkut dan mngedarkan O₂ ke seluruh tubuh serta mengangkut dan mengeluarkan CO₂ dari tubuh. Trakea memanjang dan bercabang-cabang menjadi saluran hawa halus yang masuk ke seluruh jaringan tubuh oleh karena itu, pengangkutan O₂ dan CO₂ dalam system ini tidak membutuhkan bantuan sitem transportasi atau darah. Udara masuk dan keluar melalui stigma, yaitu lubang kecil yang terdapat di kanan-kiri tubuhnya. Selanjutnya dari stigama, udara masuk ke pembuluh trakea yang memanjang dan sebagian ke kantung hawa. Pada serangga bertubuh besar terjadinya pengeluaran gas sisa pernafasan terjadi karena adanya pengaruh kontraksi otot-otot tubuh yang bergerak secara teratur.

Respirometer Sederhana

Respirometer sederhana adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kecepatan pernapasan beberapa macam organisme hidup seperti serangga, bunga, akar, kecambah yang segar. Jika tidak ada perubahan suhu yang berarti, kecepatan pernapasan dapat dinyatakan dalam ml/detik/g, yaitu banyaknya oksigen yang digunakan oleh makhluk percobaan tiap 1 gram berat tiap detik. Respirometer ini terdiri atas dua bagian yang dapat dipisahkan, yaitu tabung spesimen (tempat hewan atau bagian tumbuhan yang diselidiki) dan pipa kapiler berskala yang dikaliberasikan teliti hingga 0,01 ml. Kedua bagian ini dapat disatukan amat rapat hingga kedap udara dan didudukkan pada penumpu (landasan) kayu atau logam. Alat ini bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya. Jika organisme yang bernapas itu disimpan dalam ruang tertutup dan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh organisme dalam ruang tertutup itu diikat, maka penyusutan udara akan terjadi.

III.          ALAT DAN BAHAN

1.      Respirometer

2.      Larutan KOH 4% atau Kristal NaOH

3.      Larutan eosin

4.      Pipet tetes

5.      Serangga

IV.          LANGKAH KERJA

1.      Buatlah kelompok untuk melakukan kegiatan berikut ini!

2.      Masukan kristal NaOH/KOH pada botol respirometer, kemudian masukan kapas sebagai penyekat.

3.      Masukan serangga pada botol respirometer.

4.      Tutuplah botol respirometer, pada ujung pipa kaca  tetesi  dengan larutan eosin letakkan respirometer secara mendatar, biarkan serangga melakukan respirasi di dalam botol.

5.      Beri tanda dengan spidol pada pipa pertepatan dengan warna merah. Amati, apakah terjadi pergeseran warna eosin.

6.      Catat waktunya dalam 1 menit ada berapa cm gerakan tetesan larutan eosin, lakukan hingga 5 menit.

7.      Lakukan berulang kali dengan serangga lain, bandingkan dengan serangga lain yang melakukan respirasi tercepat.

8.      Catat hasil pada tabel.

V.             TABEL PENGAMATAN

No.	Jenis Serangga	Kebutuhan O2 (Menit)
		1	2	3	4	5
1.	Belalang	0,09	0,17	0,22	0,25	0,28
2.	Jangkrik	0,20	0,28	0,27	0,28	0,27
3.	Jangkrik	0,16	0,25	0,32	0,36	0,39
4.	Jangkrik	0,12	0,19	0,22	0,23	0,25
5.	Jangkrik	0	0,05	0,05	0,05	0,05

VI.          PEMBAHASAN

1.      Apa fungsi kristal KOH dalam tabung Respirometer pada saat praktikum ?

Jawaban :

Fungsi kristal KOH dalam tabung Respirometer adalah sebagai pengikat CO₂ agar organisme (insecta) tidak menghirup CO₂ yang dikeluarkan setelah bernapas.

2.      Sebutkan dan jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kebutuhan O₂ pada hewan (insecta) ?

Jawaban:

Faktor-faktor yang mempengaruhi kebutuhan O₂ yaitu :

1.       Spesies hewan

Yaitu jika menguji pernapasan hewan yang lebih besar pasti membutuhkan lebih banyak oksigen.

2.       Ukuran hewan

Yaitu jika hewan berukuran kecil pasti tidak banyak membutuhkan oksigen dan jika ukuran hewan lebih besar maka akan banyak membutuhkan oksigen.

3.       Aktivitas

Yaitu semua makhluk hidup jika banyak melakukan aktivitasnya pasti akan banyak juga membutuhkan oksigen.

4.       Suhu cuaca

Yaitu jika suhu cuaca tidak teratur bisa mempengaruhi kebutuhan oksigen semakin banyak atau tidaknya.

VII.       KESIMPULAN DAN SARAN

VII.I    KESIMPULAN

Dari hasil praktikum yang telah kami lakukan, dapat disimpulkan bahwa:

Banyaknya oksigen yang dihirup oleh setiap serangga berbeda-beda dan oksigen yang dihirup sesuai dengan berat badan hewan tersebut, semakin berat hewan tersebut maka semakin banyak oksigen yang dibutuhkan.

VII.II  SARAN

Dalam praktikum selanjutnya, diharapkan agar rekan-rekan yang melakukan percobaan lebih meningkatkan kerja sama untuk mendapatkan hasil yang semaksimal mungkin dan mengurangi human error.