I.
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Istilah
bernapas, seringkali diartikan dengan respirasi, walaupun secara harfiah
sebenarnya kedua istilah tersebut berbeda. Pernapasan (breathing)
artinya menghirup dan menghembuskan napas. Oleh karena itu, bernapas diartikan
sebagai proses memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan
mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan. Sementara, respirasi (respiration)
berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di
dalam sel sehingga diperoleh energi.
Energi yang
dihasilkan dari respirasi sangat menunjang sekali untuk melakukan beberapa
aktifitas. Misalnya saja, mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan dan
reproduksi. Oleh karena itu, kegiatan pernapasan dan respirasi sebenarnya
saling berhubungan.
Normalnya
manusia membutuh kurang lebih 300 liter oksigen perhari. Dalam keadaan tubuh
bekerja berat maka oksigen atau O2 yang diperlukan pun menjadi berlipat-lipat
kali dan bisa sampai 10 hingga 15 kalilipat. Ketika oksigen tembus selaput
alveolus, hemoglobin akan mengikat oksigen yang banyaknya akan disesuaikan
dengan besar kecil tekanan udara.
Metabolisme
dipakai sebagai sutau istilah untuk menyatakan fifiologi total makhluk hidup
dari mulai masuknya makanan,penyerapan, penyimpanan, sintesis, ekskresi dan
lain-lain. Makhluk hidup mendapatjan
nergi melalui proses oksidasi zat-zat makanan tesebut. Dengan demikian
pengukuran O2
yang dikonsumsi dapat dipakai untuk mengukur
energi metabolisme hawan/makhluk hidup, kecuali bagi organisme yang bersifat
anaerob.
Energi yang
diperoloeh pada umumnya berbentuk ATP(adenosin trifosfat). Dengan menghidrolisis
ikatan fosfat pada ATP ini, maka energi yang dihasilkan dapat dipakai untuk
proses kehidupan, misalkan untuk kontraksi otot,pergerakan silia,dan lain-lain.
B. TUJUAN
Adapun
jutuan dari praktikum tentang respirasi dan energi metabolisme ini adalah :
1.
Mengamati dan mempelajari gerakan-gerakan respirasi,
frekuensi pernafasan, jantung, dan nadi.
2.
Mengamati dan memepelajari pengaruh kerja fisik pada
frekuansi pernafasan, jantung, dan nadi.
3.
Mengatahui laju metabolisme pada kecoa, belalang, dan
jangkrik.
4.
Menegetahui pengaruh suhu terhadap laju metabolisme.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Paru-paru adalah salah satu organ
pada sistem pernapasan yang berfungsi sebagai tempat bertukarnya oksigen dari
udara yang menggantikan karbondioksida di dalam darah. Proses ini dinamakan
sebagai respirasi dengan menggunakan bantuan haemoglobin sebagai pengikat
oksigen. Setelah O2 didalam darah diikat oleh haemoglobin, selanjutnya
dialirkan ke seluruh tubuh. Dalam tubuh manusia O2 digunakan sel-sel tubuh
dalam proses pelepasan energi. Proses tersebut selain menghasilkan energi juga
menghasilkan CO2 yang harus dikeluarkan dari tubuh. Sistem pernafasan berfungsi
untuk menyediakan suplai O2 dan mengeluarkan CO2 dari dalam tubuh. proses pertukaran
O2 dan CO2 terjadi pada saat manusia bernafas. Organ-organ yang menjadi bagian
sistem pernafasan dapat dilihat pada gambar ( Campbell, 1999).
Pertukaran gas oksigen dan karbondioksida dalam tubuh
makhluk hidup disebut pernafasan atau respirasi. O2 dapat keluar
masuk jaringan melalui difusi. Pada dasarnya metabolisme yang normal dalam
sel-sel makhluk hidup memerlukan oksigen dan karbondiokdisa. Pada hewan
vertebrata terlalu besar untuk dapat terjadinya interaksi secara langsung
antara masing-masing sel tubuh dengan lingkungan luar tubuhnya. Untuk itu
organ-organ tertentu yang bergabung dalam sistem pernafasan dikhususkan untuk
melakukan pertukaran gas pernafasan bagi keperluan seluruh sel tubuhnya (Rida,
2008).
Pertukaran
oksigen dan karbondioksida antara organisme dan lingkungannya dikenal sebagai
respirasi aerob. Respirasi anaerob. Karbondioksida yang diberikan dari
organisme tertentu tidak ada oksigen yang diambil. Kebutuhan
oksigen diperoleh dari susunan karbohidrat dan lemak
dalam tubuh. Inilah yang disebut dengan respirasi anaerob (Weichert, 1959).
Telah diketahui bahwa hasil akhir dari respirasi
adalah CO2 dan H2O, hal ini terjadi bila substrat secara sempurna dioksidasi,
namun bila berbagai senyawa di atas terbentuk, substrat awal respirasi tidak
keseluruhannya diubah menjadi CO2 dan H2O. Hanya beberapa substrat respirasi
yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO2 dan H2O, sedangkan sisanya digunakan
dalam proses anabolik, terutama di dalam sel yang sedang tumbuh. Sedangkan
energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa senyawa dalam
proses respirasi dapat digunakan untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan
untuk pertumbuhan (Widiastuti, 2002).
Salah satu factor yang mendukung laju metabolisme yang
tinggi, adalah bahwa sel-sel otot terbang dibungkus dengan mitokondria dan pipa
trake mempunyai oksigen yang mencukupi bagi tiap-tiap organel yang
membangkitkan ATP ini (Campbell, 2004)
III. METODOLOGI PERCOBAAN
A.
Waktu Dan Tempat
Praktikum dilaksanakan tanggal 11
Oktober 2013 betempat dilaboratorium zoologi jurusan biologi. Fakultas
matematika dan ilmu pengetahuan alam, universitas lampung.
B.
Alat dan bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan
adalah: jangkrik 2 ekor,belalang 2 ekor, kecoa 2
ekor,respirometer,stetoskop,eosin, KOH,stopwatch.
C.
Cara kerja
a.
Respirasi
1.
Sediakan sorang objek manusia
2.
Kemudian objek disuruh tidur terlentang dan rileks
selama 5 menit, amati berapa frekuensi denyut jantung, frekuensi nadi, dan
frekuensi pernafasan.
3.
Kemudian objek disuruh melakukan kerja fisik dengan
naik turun tangga sebanyak 10 kali.
Kemudian setelah itu amati dan dicacat frekuensi denyut jantung,frekuensi
pernafasan,dan berapa frekuensi denyut nadi.
4.
Masukkan pada tabel data yang sudah di dapat.
b.
Energi metabolisme
1.
Jangkrik,kecoa,dan belalang ditimbang dann dicatat
berat nya
2.
Kemudian
belalang di masukkan kedalam respirometer yang sebelumnya sudah di beri KOH
yang dibungkus menggunakan kapas.dan diberi vaslin.
3.
Setelah itu tempatkan respirometer pada tempat yang
datar,dan beri eosin pada pipa kapiler sampai pada garis angka nol.
4.
Amati dan catat berapa pergerakan eosin tiap 5
menit,selama 15 menit.
5.
Lakukan kegiatan 1-4 namun diberi es.
IV. DATA PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A.Data Pengamatan
a. respirasi
tabel.1 frekuensi respirasi, denyut
jantung, dan nadi
widamay
fresha
|
Waktu
|
Istirahat
|
Kerja
fisik
|
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
|
0
|
26
|
73
|
73
|
27
|
110
|
120
|
|
5
|
18
|
77
|
77
|
23
|
68
|
71
|
|
10
|
14
|
74
|
72
|
17
|
80
|
73
|
|
15
|
13
|
79
|
76
|
15
|
101
|
85
|
Anggi
|
Waktu
|
Istirahat
|
Kerja
fisik
|
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
|
0
|
26
|
94
|
94
|
30
|
136
|
132
|
|
5
|
25
|
86
|
83
|
30
|
110
|
104
|
|
10
|
23
|
88
|
82
|
26
|
94
|
93
|
|
15
|
21
|
86
|
84
|
24
|
93
|
88
|
Wendy
|
Waktu
|
Istirahat
|
Kerja
fisik
|
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
|
0
|
32
|
81
|
82
|
57
|
119
|
115
|
|
5
|
26
|
74
|
82
|
40
|
104
|
102
|
|
10
|
29
|
80
|
79
|
27
|
100
|
96
|
|
15
|
17
|
70
|
69
|
21
|
98
|
89
|
Christy
|
Waktu
|
Istirahat
|
Kerja
fisik
|
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
|
0
|
16
|
84
|
80
|
39
|
120
|
98
|
|
5
|
17
|
75
|
73
|
27
|
83
|
89
|
|
10
|
16
|
72
|
76
|
26
|
93
|
87
|
|
15
|
16
|
80
|
79
|
21
|
90
|
76
|
Fadil
|
Waktu
|
Istirahat
|
Kerja
fisik
|
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
respirasi
|
D.jantung
|
D.nadi
|
|
0
|
29
|
78
|
84
|
36
|
140
|
164
|
|
5
|
17
|
67
|
67
|
23
|
80
|
107
|
|
10
|
16
|
61
|
67
|
20
|
68
|
89
|
|
15
|
15
|
64
|
67
|
15
|
67
|
83
|
b.energi Metabolisme
tabel 2. Laju metabolisme serangga dalam respirometer
.
Kecoa
|
Waktu
|
Suhu ruang
|
V.metabolisme
10-7
|
Suhu dingin
|
V.metabolisme
10-7
|
|
5
|
0,27
|
9
|
1,2
|
0,4
|
|
10
|
0,19
|
3.17
|
0,2
|
3,3
|
|
15
|
0,15
|
1,67
|
0,31
|
4,3
|
Belalang
|
waktu
|
Suhu ruang
|
V.metabolisme
10-7
|
Suhu dingin
|
V.metabolisme
10-7
|
|
5
|
0,47
|
0,39
|
1,7
|
0,015
|
|
10
|
0,29
|
0,12
|
0,26
|
0,11
|
|
15
|
0,19
|
5,28
|
0,74
|
0,21
|
|
waktu
|
Suhu ruang
|
V.metabolisme
10-7
|
Suhu
dingin
|
V.metabolisme
10-7
|
|
5
|
0,71
|
0.59
|
3,7
|
0,062
|
|
10
|
0,39
|
0,16
|
1,3
|
0,011
|
|
15
|
0,05
|
1,38
|
0,43
|
0,24
|
Jangkrik
B.
Pembahasan
Respirasi dapat didefinisikan sebagai pengambilan O2 dan proses
pengeluaran CO2 gune melakukan proses perombakan
senyawa organik menjadi senyawa anorganik untuk mendapatkan energi. Peristiwa
ini dilakukan oleh makhluk hidup didalam sel, sehingga respirasi ini dinamai
juga dengan respirasi internal, sedangkan respirasi eksternalnya adalah
pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 yang dilakukan oleh organ-organ pernafasan.
Secara skematis jalur pernafasan adalah sebagai
berikut:
Hidung ---> faring ---> laring ---> trakea
---> bronkus ---> pulmo ---> alveolus ---> sel-sel tubuh
Berdasarkan keadaan o2 yang ada disekitar sistem,maka
respirasi dapat di bagi menjadi 2 yaitu:
1. Respirasi
aerob
Secara
sederhana, respirasi yang satu ini diartikan sebagai sebuah reaksi katabolisme
yang memerlukan suasana aerobic dengan demikian dalam prosesnya keberadaan
oksigen sangat dibutuhkan. Hasil dari reaksi ini adalah energi dengan jumlah
yang besar.
Energi tersebut
disimpan dalam bentuk energi kimiawi yang dikenal dengan kode ATP. Energi ATP
ini akan digunakan oleh sel di dalam tubuh makhluk hidup untuk menunjang
beberapa hal seperti pertumbuhan, gerak, transportasi, reproduksi dan kegiatan
lainnya. Secara sederhana, rumus yang menggambarkan respirasi aerob adalah
C6H12 + 6O2 = 6CO2 + 6H20.
1. Respirasi
anaerob
Yakni
pernapasan yang hanya sidikit memerlukan oksigen atau o2. Respirasi yang satu
ini terjadi pada bagian sitoplasma dan tujuannya untuk mengurai senyawa organik.
Tidak seperti respirasi aerob, respirasi anaerob hanya menghasilkan sejumlah
energi yang jauh lebih kecil yakni 2 ATP. Proses respirasi anaerob ini bisa
dijumpai pada reaksi fermentasi juga pernapasan intra-molekul. Jika pada reaksi
aerob, terdapat pembebasan CO2 juga H2O secara sempurna, maka pada respirasi
anaerob glukosa dipecah secara tidak sempurna menjadi komponen H2O dan juga
CO2. Pada respirasi anaerob ini pula , hodrogen bergabung bersama sejumlah
komponen yakni asam piruvat, asetaldehida yang kemudian membentuk asam laktat
juga etanol.
Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi adalah:
1. Umur
Saat masih
kanak-kanak, tentu saja akan berbeda dengan orang yang sudah berumur 40
tahun,karena pada umur-umur tertentu laju respirasi akan maksimal,sedangkan
pada umur-umur tua,laju respirasi akan cenderung turun akibat berkurangnya
fungsi organ pernafasan.
2. Jenis
kelamin
Jenis
kelamin juga mempengeruhi laju respirasi,hal ini berkaitan dengan fungsi dari
sel darah merah sebagai agen pengangkut O2 yang dihasilakan dari proses
respirasi eksternal dan internal.dimana laki-laki akan memiliki laju
respirasi yang lebih cepat dibandingkan
perempuan.
3. Suhu
Suhu dingin
akan menyebabkan tubuh lebih cepat melakukan respirasi didalam sel,karena pada
saat itu tubuh membutuhkan lebih banyak ATP ketimbang saat tubuh berada disuhu
ruang.
4. Aktifitas
Aktifitas
yang banyak dan berat akan membuat respirasi baik eksternal atau internal akan
berlangsung lebih cepat,hal ini dikarenakan tubuh akan memakai maksimal ATP yang
etrsedia untuk bergerak,akibatnya tubuh menjadi kekurangan ATP,agar aktifitas
tetap berlangsung maka organ pernafasan akan menungkatkan kuantitasnya dalam
mengambil O2 dan mengirimya ke sel-sel yang hendak melakukan respirasi,sehingga
memicu juga jantung untuk memompa darah lebih cepat dibandingkan saat aktifitas
biasa.
Metabolisme
merupakan seluruh rangkaian reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel mahkluk
hidup. Metabolisme juga berperan sebagai pengubah zat-zat makanan seperti asam amino, asam lemak,
dan glukosa menjadi senyawa-senyawa yang diperlukan untuk proses kehidupan
seperti energi (ATP). Energi antara lain berguna untuk aktivitas otot, sekresi
kelenjar, memelihara membran potensial sel saraf dan sel otot, dan sistesis
substansi sel dan lainnya.
Metabolisme
terdiri atas dua proses, yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme merupakan
serangkaian reaksi kimia berupa proses penyusunan zat kompleks dari zat yang
lebih sederhana. Sebaliknya, katabolisme meruapakan serangkaian reaksi kimia
berupa proses pemecahan zat kompleks menjadi zat lebih sederhana yang disertai
dengan pelepasan energi berupa adenosin triphosphate (ATP). ATP merupakan
senyawa kimia berenergi tinggi , tetapi mempunyai ikatan yang bersifat labil.
Akibatnya, senyawa tersebut (ATP) mudah dihidrolisis menjadi ADP. Perubahan ATP
menjadi ADP akan membebaskan energi sebanyak 7,3 k.kal/mol ATP.
Pada kedua
proses metabolisme, baik anabolisme maupun katabolisme sering kali dipengaruhi
oleh senyawa lain, yaitu enzim. Oleh karena itu, pada saat membicarakan
metabolisme kita perlu terlebih dahulu mengetahui tentang enzim. Apa itu enzim.
Enzim membantu mempercepat proses metebolisme dengan cara menurunkan energi
aktivasi
Faktor-faktor
yang mempengaruhi metabolisme relatif sama dengan faktor-faktor yang
mempengaruhi respirasi,ini karena respirasi merupakan bagian dari
metabolisme.hanya saja pada metabolisme ada pengaruh berat badan,makin berat
suatu organisme,maka kebutuhan akan energinya lebih tinggi sehinga mempercepat
laju metabolisme.
Hewan
ektoterm merupakan hewan yang suhu tubuhnya dipengaruhi oleh suhu lingkungan
sekitarnya. Perolehan panas pada hewan ektoterm tergantung pada berbagai sumber
panas di lingkungna luarnya. Oleh karena itulah, merekan akan lebih aktive pada
saat lingkungan sekitarnya hangat, karena metabolisme tubuhnya mengalami
peningkatan, dan sebaliknya merek akan lebih pasif atau kekurangan energi pada
saat musim dingin karena adanya penurunan metabolisme di dalam tubuhnya. Contoh hewan ektoterm adalah ikan, amphibi,
dan reptil. Cara adaptasi hewan ektoterm terhadap suhu lingkungannya adalah
sebagai berikut:
1.
Adaptasi terhadap suhu sangat panas, yaitu
meningkatkan laju pendinginan dengan penguapan, dan mengubah mesin metaboliknya
agar bisa bekerja pada suhu tinggi.
2.
Adaptasi terhadap suhu sangat dingin, yaitu menambah
zat terlarut ke dalam cairan tubuhnya untuk meningkatkan konsentrasi osmotiknya
dan menambahkan protein (glikoprotein) anti beku ke dalam cairan tubuhnya.
Sedangkan
hewan endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari dalam tubuh,
sebagai hasil dari proses metabolisme sel tubuh. Suhu tubuh endoterm
dipertahankan agar tetap konstan, walaupun suhu lingkungannya selalu berubah .
Hewan endoterm meliputi burung dan mamalia. Cara adaptasi hewan endoterm
terhadap lingkungannya adalah sebagai berikut:
1.
Cara yang dilakukan hewan endoterm untuk meningkatkan
pelepasan panas karena suhu tubuh terlalu tinggi, yaitu vasolidasi daerah
perifer tubuh, berkeringat, menurunkan laju metabolisme, dan respon perilaku.
2.
Cara yang dilakukan hewan endoterm untuk
mempertahankan/meningkatkan produksi panas karena suhu tubuhnya terlalu rendah,
yaitu vasokonstriksi, menegakkan rambut, menggigil, meningkatkan laju
metabolisme, respon perilaku.
Pada praktikum mengenai energi metabolisme,pada
respirometer digunakan vaselin.fungsi dari faselin itu sendiri adalah sebagai
perekat,agar tidak ada celah antara kepiler o2 dan ruang tempat oerganisme
berada,sehingga tidak akan terjadi pemasukan atau pengeluaran O2 dari
sistemyang sedang dipraktikumkan.
Pada tabel hasil pengamatan di dapatkan data bahwa
aktifitas fisik pada objek akan menyebabkan peningkatan respirasi, denyut
jantung, dan denyut nadi. Hal ini menandakan bahwa di dalm tubuh terjadi lebih
cepat proses perombakan, sehingga akan meningkatkan kebutuhan O2 ,lalu karena
kebutuhannya meningkat tubuh memberi respon dengan cara memperbanyak intensitas
pengambilan O2 lewat udara dengan cara bernafas.
Sehingga akibatnya akan mempercepat aliran darah dan membuat intensitas denyut
nadi dan jantung menjadi meningkat.
Pada tabel hasil pengamatan beberapa jenis serangga,
maka dapat diketahui bahwa
Serangga dengan berat badan yang lebih besar akan
lebih cepat menghbiskan O2 dibandingkan pengan serangga dengan
berat tu buh yang lebih ringan, selain itu faktor suhu juga mempengaruhi proses
penghabisan oksigen, saat suhu diluar lebih dingin dibandingkan dengan suhu
tubuh, maka tubuh akan segera meningkatkan proses metabolisme untuk
menghasilkan energi, karena jika tidak , sehu tubuh akan turun drastis dan
menghambat proses metabolisme.
V. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari praktikum ini adalah :
1. Respirasi adalah merupakan salah
satu dari kegiatan metabolisme.
2. Jenis kelamin dan kegiatan fisik
mempengaruhi laju respirasi
3. Berat masa dan suhu mempengaruhi
laju metabolisme.
4. KOH berfungsi sebagai penangkap H2O dan CO2 di dalam respirometer .
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, A Neil. 1999. Biologi Edisi Kelima Jilid I . Erlangga. Jakarta.
Campbell, A Neil. 2004. Biologi Edisi enam Jilid I .
Erlangga. Jakarta.
Weichert and K. Charles. 1959. Elements
of Chordate Anatomy. Mc Grow Hill. New
York.
Widiastuti, E.L. 2002. Bahan Ajar Fisiologi Hewan II. Universitas Lampung.
Bandar Lampung.
