Respirasi Serangga


PRAKTIKUM 1
Pernapasan Hewan 1
 
Dasar Teori
Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu (Seeley, 2002). Laju metabolisme berkaitan erat dengan  respirasi karespirasi merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen (Tobin, 2005). Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut.
C6H12O6          6 CO2 + ATP
(Tobin, 2005)
Laju metabolisme biasanya diperkirakan dengan mengukur banyaknya oksigen yang dikonsumsi makhluk hidup persatuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasi dari bahan makanan memerlukan oksigen (dalam jumlah yang diketahui) untuk menghasilkan energi yang dapat diketahui jumlahnya. Akan tetapi, laju metabolisme biasanya cukup diekspresikan dalam bentuk laju konsumsi oksigen.
Beberapa faktor yang mempengaruhi laju konsumsi oksigen antara lain temperatur, spesies hewan, ukuran badan, dan aktivitas (Tobin, 2005)
Tujuan:
  1. Mengetahui kecepatan respirasi pada serangga
  2. Mengetahui faktor-faktor yang memengaruhi laju reaksi respirasi pada serangga

Alat dan Bahan:
  • Respirometer sederhana




  • Timbangan
hustler1580.jpg
  • Jangkrik dan belalang
  
  • Kristal KOH
  • Eosin
hustler1566

  • Modern_Real_Estate_ProposalModern_Real_Estate_ProposalPlastisin
hustler1570.jpg
  • Kapas
  • Pipet / syiring
hustler1568
Cara Kerja
1.      Bungkuslah kristal KOH dengan kapas, lalu masukkan dalam tabung respirometer.
2.      Masukkanlah hexan percobaan yang telah ditimbang beratnya dengan ke dalam botol respirometer, kemudian tutup dengan pipa berskala.
hustler1567
3.      Oleskan malam pada celah penutup tabung.
hustler1574
4.      Tutup ijung pipa beskala dengan jari kurang lebih satu menit, kemudian lepaskan dan masukkan setetes eosin dengan eosin dengan menggunakan pipet/ syiring.
hustler1565
5.      Beri tanda dengan spidol pada pipa bertepatan dengan pewarna merah. Amati apakah terjadi gerakan eosin menuju ke arah botol?
6.      Catat waktunya, dalam satu menit berapa cm gerakan tetes air berwarna tersebut? Lakukan pengukuran setiap menit sehingga seluruhnya mencapai 5 menit.
7.      Lakukan berulang kali dengan menggunakan jenis-jenis serangga lainnya. Bandingkan, hewan mana yang memiliki laju tercepat?
8.      Matikan salah satu hewan tersebut, kemudian masukkan ke dalam repirometer. Adakah gerakan air pada pipa?
Data Hasil Pengamatan

Pertanyaan dan Diskusi:
1.                  Apa fungsi penambahan NaOH pada percobaan tersebut?
   Jawab: Berguna untuk mengikat CO2 agar tidak menganggu jalannya kegiatan respirasi.
2.                  Apa fungsi cairan eosin pada percobaan tersebut?
   Jawab: Untuk mengetahui seberapa cepat oksigen berkurang dalam tabung  yang  berisi NaOH dan serangga
3.                  Mengapa terjadi perbedaaan perbandingan jarak  yang  ditempuh eosin jangkrik dan belalang?
   Jawab: Karena perbedaan struktur organ, pengaturan fungsi, jalur (tahapan) metabolisme, dan perbedaan berat antara belalang dan jangkrik
4.                  Apa hubungan berat badan serangga dengan kebutuhan oksigen untuk respirasinya?
   Jawab: Dengan berat tubuh lebih besar membutuhkan energi yang  relatif lebih besar. Oleh karena itu semakin berat tubuh jangkrik, semakin banyak membutuhkan oksigen, sedangkan semakin ringan berat tubuh jangkrik semakin sedikit kebutuhan oksigen.

Kesimpulan
Pada percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa banyak oksigen yang dihirup oleh tiap serangga berbeda- beda dan oksigen yang dihirup sesuai dengan berat badan hewan tersebut. Semakin berat hewan tersebut semakin banyak oksigen yang dihirupnya.
Pada percobaan Belalang dan Jangkrik dapat kita tarik kesimpulan pada serangga daya hirup udaranya kecil. Dan hewan yang telah dipercobakan tidak mengalami gangguan ketika telah dipercobakan.
Dan oleh karena itu, kami dapat menyimpulkan semakin berat serangga tersebut maka semakin banyak udara yang dihirup.































FREKUENSI PERNAPASAN

Tujuan :
1.      Membandingkan frekuensi pernapasan seseorang
2.      Membandingkan tingkat frekuensi pernapasan dengan kegiatan manusia

Alat dan Bahan :
a.       Stopwatch
b.      Hand counter

Cara Kerja :
a.       Dalam setiap kelompok pilih dua praktikan yang dijadikan obyek penelitian.
b.      Lakukan penghitungan frekuensi napas dan frekuensi denyut nadi per menit setiap kondisi tubuh dari tiap-tiap percobaan.
c.       Catat hasil pengamatan dalam bentuk table

Tabel Pengamatan :
NO
NAMA SISWA
L/P
AKTIVITAS
FREKUENSI NAFAS/ MENIT
1.
Dicky
L
1. Duduk santai
32
2. Jalan
49
3. Lari-lari
65
2.
Hasya
P
1. Duduk santai
31
2. Jalan
45
3. Lari-lari
59


Bahan Diskusi :
a.       Adakah perbedaan frekuensi nafas pada berbagia kondisi aktifitas ?
b.      Mengapa frekuensi denyut nadi pada berbagai kondisi aktifitas berbeda ?

Hasil diskusi:
a.  Ada. Perbedaan itu disebabkan oleh jenis kegiatan yang dilakukan. Semakin berat aktivitas yang dilakukan, maka frekuensi pernafasan akan semakin besar. Hal ini disebabkan karena aktivitas berat membutuhkan energi yang besar, dan untuk mendapatkan energi itu melalui proses pembakaran yang memerlukan oksigen. Jadi aktitas berat memerlukan oksigen dalam jumlah besar, sehingga kita melakukan pernafasan dengan frekuensi lebih banyak.         
b.   Karena frekuensi denyut nadi dipengaruhi oleh frekuensi pernafasan. Pengaruh itu adalah berbanding lurus.

Kesimpulan :
Jenis kegiatan / aktivitas akan mempengaruhi frekuensi pernafasan dan denyut nadi. Pengeruh ini adalah berbanding lurus. Hal ini disebabkan karena aktivitas berat membutuhkan energi yang besar, dan untuk mendapatkan energi itu melalui proses pembakaran yang memerlukan oksigen. Jadi aktitas berat memerlukan oksigen dalam jumlah besar, sehingga kita melakukan pernafasan dengan frekuensi lebih banyak. Kemudian oksigen yang didapat dalam jumlah besar akan dibawa oleh sel darah, sehingga menyebabkan frekuensi denyut nadi semakin besar. Perempuan dan laki laki memiliki kecepatan respirasi yang berbeda.
































Proses Inspirasi dan Ekspirasi


Ø  Tujuan
*   Memahami proses-proses inspirasi dan ekspirasi pada sistem pernapasan manusia.

Ø  Landasan Teori
Proses pengambilan udara masuk kedalam tubuh disebut inspirasi atau menarik napas. Pengeluaran udara dari dalam tubuh disebut ekspirasi atau menghembuskan napas. Ada dua macam mekanisme parnapasan, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada terjadi karena gerakan tulang-tulang rusuk oleh otot – otot antar rusuk (interkostal). Pernapasan perut terjadi karena gerakan otot diafragma (sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dan rongga perut). Bernapas meruakan salah satu ciri dan aktifitas mahluk hidup. Istilah pernapasan sering disama artikan dengan istilah respirasi walaupun istilah tersebut secara harfiah berbeda. Pernapasan (breathing) berarti menghirup udara dari lingkungan luar kedalam tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh kelingkungan luar. Sedangkan respirasi (respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) didalam sel guna memperoleh energi. Pernapasan adalah proses pengambilan O2 untuk oksidasi biologi, pengeluaran H2O dan CO2, dan pembetukan energi yang terjadi didalam sel. Pada vetebrata, termasuk manusia pernapasan terjadi melalui alat pernapasan. Pernapasan berlangsung 2 tahap, yaitu :         
1.       Pernapasan eksternal (pernapasan luar), ialah difusi gas dari luar masuk kedalam aliran darah (pertukaran O2 dari darah).             
2.       Pernapasan internal (pernapasn dalam), ialah difusi gas atau pertukaran gas dari darah ke sel-sel tubuh.

mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut :
A.     Pernapasan Dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antartulang rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut. Fase inspirasi : Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk. Fase ekspirasi : Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.
B.      Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya melibatkan aktifitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada. Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap yakni sebagai berikut. Fase Inspirasi : Pada fase ini otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk. Fase Ekspirasi : Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.

Energi Dalam Pernafasan
         Energi yang digunakan dalam kegiatan respirasi bersumber dari ATP (Adenosin Tri Fosfat) yang ada pada masing-masing sel. ATP berasal dari bahan-bahan karbohidrat yang diubah menjadi fosfat melalui tiga tahapan. Mula-mula proses glikolisis oleh enzim glukokinase membentuk piruvat padasiklus Glukosa (Tahap I) kemudian tahap II, yakni siklus krebs (TCA = Tri Caboxylic Acid Cycle) kemudian tahap III, yakni tahap transfer elektron. Glikolisis terjadi di sitoplasma, siklus krebs terjadi di mitokondria.

Volume Udara Pernafasan
Dalam keadaan normal, volume udara paru-paru manusia mencapai 4500 cc. Udara ini dikenal sebagai kapasitas total udara pernapasan manusia. Walaupun demikian, kapasitas vital udara yang digunakan dalam proses bernapas mencapai 3500 cc, yang 1000 cc merupakan sisa udara yang tidak dapat digunakan tetapi senantiasa mengisi bagian paru- paru sebagai residu atau udara sisa. Kapasitas vital adalah jumlah udara maksimun yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi paru-parunya secara maksimum. Dalam keadaaan normal, kegiatan inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan menghembuskan udara dalam bernapas hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas tidal = ± 500cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar masuk paru-paru pada pernapasan normal. Dalam keadaan luar biasa, inspirasi maupun ekspirasi dalam menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reserve volume = inspiratory reserve volume = 1500 cc).

Jalur pernapasan manusia :         
Hidung   à    Tekak à   Laring   à   Trakea   à   Bronkus   à   Bronkiolus   à  Alveolus   à   Paru-paru

Jalannya Udara Pernapasan :
Udara masuk melalui lubang hidung à melewati nasofaring à melewati oralfarinkà melewati glotis à masuk ke trakea à masuk ke percabangan trakea (bronkus)à masuk ke percabangan bronkus (bronkeolus) à  udara berakhir pada ujung bronchus berupa gelembung yang disebut alveolus

Alat dan Bahan
1.         botol Plastik
2.        Balon Besar (1), Balon Kecil (2)
3.        pipa Y
4.       Gunting / Cutter
5.        Isolasi
6.       Karet gelang

Ø  Cara Kerja:
  1. Rangkailah alat peraga seperti pada gambar berikut ini!
  1.  Tiuplah balon melewati selang  yang sudah terpasang melewati mulut tabung kaca.
  2. Amatilah yang terjadi!
  3. Apa yang terjadi pada balon dan membran karet?
            Jawab:Balon dan membrane karet mengembang
  1. Biarkan balon tersebut mengempis kembali.
Amatilah pula yang terjadi!

Pembahasan
Apabila balon ditekan ke dalam maka balon yang berada di dalam akan mengempis karena udara yang didalam keluar dan apabila balon permukaan balon ditarik maka balon yang berada di dalam akan mengembang karena udara masuk ke dalam.
Dalam alat peraga tersebut di umpamakan sebagai alat pernapasan  manusia yang terdiri atas tubuh (diumpamakan toples), tenggorokan (sedotan), bronkus ( percabangan sedotan (Y), paru – paru kanan dan kiri (balon).
Adapun mekanismennya yakni apabila selang tersebut di tiup maka balon akan ikut mengembang. Ini seperti prinsip ketika menghirup udara bebas, udara yang masuk ke paru – paru menyebabkan paru – paru mengembang karena terisi udara. Begitu juga ketika kita tidak meniupkan udara atau relaksasi, paru – paru menghempis karena udara ikut keluar.

Pertanyaan          
1.      Apa yang terjadi pada kedua balon kecil setelah kalian hembuskan nafas melalui sedotan ?
2.     Apa yang terjadi bila karet (B) ditarik ke bawah ?
3.     Apa yang terjadi bila karet (B) dilepas kembali ?
4.     Berperan apakan didalam pernafasan kita :
a.       Balon (A)
b.      Lapisan Karet
c.       Sedotan
5.     Tuliskan secara urut proses pernafasan inspirasi dan ekspirasi !
Jawab :
1.      Kedua balon mengembang, karena pada saat kita menghembuskan napas, udara masuk ke dalam balon melalui sedotan.
à pada kenyataannya, ketika kita menarik napas, diafragma (balon B) & otot – otot interkostal berkontraksi untuk menambah ruang dalam rongga dada, sehingga menyebabkan paru – paru mengembang.
2.     Balon (A) mengembang,
à Pada kenyataannya, ketika kita menarik napas, diafragma turun kebawah, membuat volume rongga dada dan paru – paru meningkat serta sangkar ulang rusuk membesar.
3.     Balon kembali pada keadaan semula (mengempis), karena tekanan udara naik sehingga udara keluar dari paru-paru.
4.     A. Balon A (à Paru – paru kanan dan kiri)
Paru-paru adalah organ pada sistem pernapasan (respirasi) dan berhubungan dengan sistem peredaran darah (sirkulasi) vertebrata yang bernapas dengan udara. Fungsinya adalah menukar oksigen dari udara dengan karbon dioksida dari darah. Prosesnya disebut "pernapasan eksternal" atau bernapas. Paru-paru juga mempunyai fungsi nonrespirasi.

B. Lapisan Karet  (à Diafragma)
       Otot diafragma berfungsi membatasi rongga dada dan rongga perut.
Anatomi Diafragma :
·         Diafragma thorak, jaringan otot yang memanjang antara rongga dada (thorak) dan rongga perut (abdomen) mamalia.
·         Diafragma urogenital, lapisan di pinggul (pelvis) yang memisahkan deep perineal sac dari pinggul atas (upper pelvis)
·         Diafragma pelvis, otot pelvis yang terdiri dari Levator ani dan Coccygeus
·         Sejumlah struktur yang berperan seperti diafragma, termasuk diantaranya iris dangendang telinga
·         Setiap struktur yang memisahkan; sebagai contoh, pada gasteromycetes danbryozoan, yang menyerupai septum

C. Sedotan  (à Tenggorokan)
Tenggorok adalah bagian dari leher yang terdiri dari faring dan laring. Tenggorok memiliki sebuah selaput otot yang dinamakan epiglottis yang berfungsi untuk memisahkan esofagus dari trakea dan mencegah makanan dan minuman untuk masuk ke saluran pernapasan. Tenggorok itu terdiri dari 2 bagian:
1.        Jalan makan (kerongkongan): Orofaring, hipofaring dan esofagus
2.       Jalan napas (tenggorok): Faring, laring dan trakea

5.     Inspirasi adalah proses menghirup udara atau menarik nafas.      
Ketika menghirup udara atau menarik nafas maka paru-paru mengembang, Hal ini mengakibatkan tekanan udara di dalam paru-paru lebih rendah dari pada tekanan udara di atmosfir ( lingkungan ). Akibatnya udara mengalir dari luar ke dalam paru-paru.
Fase inspirasi Pada Pernapasan Dada           : Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga rongga dadamembesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen.
Fase inspirasi Pada Pernapasan Perut          : Pada fase ini otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil sehingga udara luar masuk.
Prosesnya: Hidung   à    Tekak à   Laring   à   Trakea   à   Bronkus   à   Bronkiolus   à  Alveolus   à   Paru-paru

Ekspirasi adalah proses menghembuskan udara atau mengeluarkan nafas.          
Ketika menghembuskan udara atau mengeluarkan nafas maka paru-paru mengempis. Hal ini mengakibatkan tekanan udara di dalam paru-paru lebih tinggi dari pada tekanan udara di atmosfir ( lingkungan ), sehingga udara keluar.
Fase ekspirasi Pada Pernapasan Dada         : Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil.
Fase ekspirasi Pada Pernapasan Perut        :  Fase ekspirasi merupakan fase Rerelaksasinya otot diafragma (kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.
Prosesnya: Paru – Paru à  Alveolus  à Bronkiolus  à Bronkus   à  Trakea   à Laring  à  Tekak  à   Hidung   / Mulut

 Kesimpulan
1.       Dari hasil percoban diatas dapat disimpulkan bahwa, dalam menjelaskan mengenai sistem pernapasan pada manusia dapat dilakukan dengan membuat suatu alat peraga sederhana. Adapun bahan – bahan yang digunakan yakni balon, toples plastic, karet gelang, isolasi dan sedotan Y. setelah alat peraga tersebut telah dibuat, cara penggunaannya yakni dengan cara ditiup. Ini seperti prinsip ketika menghirup udara bebas, udara yang masuk ke paru – paru menyebabkan paru – paru mengembang karena terisi udara. Begitu juga ketika kita tidak meniupkan udara atau relaksasi, paru – paru menghempis karena udara ikut keluar.
2.       pada alat peraga balon dalam toples yang dianggap sebagai paru-paru dapat mengembang apabila balon besar yang sebagai diafragma ditarik sehingga udara masuk dan balon yang sebagai paru-paru juga mengempis jika balon besar yang sebagai diafragma di dorong sehingga udara keluar.