Berikut kami upload soal olimpiade Biologi SMA tingkat Kabupaten tahun 2018. Soal-soal olimpiade biologi memang memiliki keistimewaan bagi para pecinta Biologi, setiap soal memerlukan analisis yang mendalam dan menuntut kejelian dalam pengerjaannya. Soal olimpiade Biologi terdiri dari beberapa topik, contoh genetika dan evolusi, fisiologi manusia, biosistematika, biologi sel molekuler, metabolisme, ekologi, dan fisiologi tumbuhan. Masing-masing sub topik soal memiliki poin sendiri yang akan diakumulasi menjadi nilai total.
Berikut kami upload soal olimpiade Biologi SMA tingkat Kabupaten tahun 2017. Soal-soal olimpiade biologi memang memiliki keistimewaan bagi para pecinta Biologi, setiap soal memerlukan analisis yang mendalam dan menuntut kejelian dalam pengerjaannya. Soal olimpiade Biologi terdiri dari beberapa topik, contoh genetika dan evolusi, fisiologi manusia, biosistematika, biologi sel molekuler, metabolisme, ekologi, dan fisiologi tumbuhan. Masing-masing sub topik soal memiliki poin sendiri yang akan diakumulasi menjadi nilai total.
Ekskresi merupakan proses pengeluaran zat sisa metabolisme tubuh, seperti
CO2, H2O, NH3, zat warna empedu dan asam
urat. Beberapa istilah yang erat kaitannya dengan ekskresi :
- defekasi : yaitu proses pengeluaran sisa pencernaan makana yang
disebut feses. Zat yang dikeluarkan belum pernah mengalami metabolisme di
dalam jaringan. Zat yang dikeluarkan meliputi zat yang tidakl diserap usus
sel epitel, usus yang rusak dan mikroba usus.
- ekskresi : yaitu pengeluaran zat sampah sisa metabolisme yang
tidak berguna lagi bagi tubuh.
- sekresi : yaitu pengeluaran getah oleh kelenjar pencernaan ke
dalam saluran pencernaan. Getah yang dikeluarkan masih berguna bagi tubuh
dan umumnya mengandung enzim.
- eliminasi : yaitu proses pengeluaran zat dari rongga tubuh, baik
dari rongga yang kecil (saluran air mata) maupun dari rongga yang besar
(usus).
Reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam sel tubuh organisme berfungsi untuk
mempertahankan sel agar tetap hidup. Beberapa produk dari reaksi ini
bersifat racun dan harus dikeluarkan dari dalam tubuh. Contoh: gas
karbondioksida yang dihasilkan dari proses pemecahanan glikosa selama
proses respirasi. Gas ini akan dikeluarkan oleh darah ke paru-paru.
Kelebihan asam amino akan di deaminasi menjadi glycogen dan urea di hati.
Urea akan dikeluarkan dari jaringan tubuh oleh darah dan di desak untuk
dikeluarkan oleh ginjal. Urea dan produk limbah sejenisnya, seperti asam
urat (hasil pemecahan protein) mengandung unsur nitrogen disebut limbah
nitrogen.
Hormon dihasilkan oleh kelenjar endokrin, yang mempengaruhi kerja
system-sistem tubuh. Contoh adrenalin, yang berfungsi memacu irama jantung.
Setelah selesai melakukan pekerjaan, hormone akan dirubah di hati, dan
diekskresikan oleh ginjal berbentuk larutan yang disebut urin
Ekskresi adalah sebutan untuk istilah pengeluaran hal-hal berikut:
1. Limbah produk reaksi-reaksi kimia
2. Kelebihan air dan garam-garaman yang diambil dari makanan
3. Hormone
Organ Ekskresi
Paru-paru
Paru-paru berfungsi untuk mensuplai oksigen ke tubuh. Paru-paru juga
termasuk alat ekskresi sebab memiliki kemampuan membuang gas
karbondioksida, selain itu paru-paru juga dapat mengeluarkan sejumlah uap
air, tetapi paru-paru tidak dapat mengontrol dan tidak ada cara untuk
mengtrol jumlah air dalam tubuh.
Penguraian karbohidrat (glukosa) dan lemak kecuali menghasilkan energi akan
menghasilkan zat sisa berupa CO2 dan H2O yang akan
dikeluarkan lewat paru-paru.
Seseorang yang berada dalam daerah dingin waktu ekspirasi akan tampak
menghembuskan uap. Uap tersebut sebenarnya merupakan carbondioksisa dan uap
air yang dikeluarkan saat terjadi pernafasan.
Ginjal
Sepasang organ yang memiliki kemampuan membuang limbah metabolisme dari
darah dan mengatur sejumlah besar cairan dalam tubuh. Unit dasar ginjal
yang berukuran mikroskopik dengan struktur tipis disebut nefron. Nefron
berfungsi menyaring limbah metabolisme dalam darah dan membuangnya dalam
bentuk urin. Ginjal bersama dengan organ sejenis seperti sepsang ureter,
kandung kemih, dan uretra membentuk sistem urinaria dalam tubuh manusia.
Ginjal memiliki kemampuan mengeluarkan urea dan sampah nitrogen lainnya
dari darah. Ginjal juga dapat mengeluarkan kelebihan air, garam-garaman,
hormon dan minuman beralkohol.
Ginjal merupaka alat pengeluaran sisa metabolisme dalam bentuk urine yang
di dalamnya mengandung air, amoniak (NH3), ureum, asam urat dan
garam mineral tertentu. Penderita diabetes miletus urine mengandung
glukosa.
Fungi ginjal :
- mengekskresikan zat-zat yang merugikan bagi tubuh, antara lain : urea,
asam urat, amoniak, creatinin, garam anorganik, bacteri dan juga
obat-obatan
- mengekskresikan gula kelebihan gula dalam darah
- membantu keseimbangan air dalam tubuh, yaitu mem-pertahankan tekanan
osmotik ektraseluler
- mengatur konsentrasi garam dalam darah dan keseim-bangan asam basa darah.
Struktur Ginjal
Ginjal berbentuk oval seperti biji kacang, berjumlah 2 buah, berwarna
coklat kemerahan, dilapisi oleh membrane transparan. Warna merah gelap ini
disebabkan dalam ginjal banyak mengadung pembuluh darah.
Ginjal kiri posisinya lebih tinggi dibandingkan ginjal kanan. Panjangnya
sekitar 4 – 5 inci, tebalnya 2 inchi, dan beratnya berkisar antara 4 – 6 gr
atau sebesar kepalan tangan. Struktur ginjal terdiri atas lapisan luar yang
disebut cortek, lapisan tengah disebut medulla dan lapisan dalam yang
disebut pelvis.
Ginjal berhubungan dengan 2 pembuluh darah, yaitu pembuluh darah arteri
merupakan percabangan dari aorta yang membawa darah yang mengandung oksigen
ke ginjal dan pembuluh darah vena yang membawa darah yang banyak mengandung
karbondioksida keluar dari ginjal menuju vena kava.
Ureter merupakan saluran yang keluar dari masing-masing ginjal menuju ke
kandung kemih dibagian bawah dari perut.
Arteri ginjal tersusun atas sejumlah besar arteriole dan kapiler,
kebanyakan ada di dalam korteks. Arteri ini bergulung-gulung membentuk
simpul pembuluh dalam ginjal membentuk glomerulus. Masing-masing glomerulus
dikelilingi oleh organ berbentuk mangkuk yang disebut kapsula ginjal
(kapsula bowman). Badan ini berhubungan dengan tubula ginjal (tubulus
kontortus proksimal, gelung henle, dan tubulus kontortus distal). Tubula
ginjal berhubungan dengan tubulus pengumpul. Sebagian besar tubulus
pengumpul terdapat dibagian medulla. Ujung dari tubulus pengumpul bermuara
pada pelvis. Dalam sebuah korteks ginjal terdapat sekitar seribu
glomerulus.
Struktur nefron disusun oleh sebuah glomerulus dengan kapsula ginjal,
tubulus ginjal dan pembuluh darah kapiler.
Anatomi ginjal, meliputi : Lapisan luar (korteks/ kulit ginjal)
yang mengandung kurang lebih 1 juta nefron. Tiap nefron terdiri atas badan
malpighi (badan renalis) yang tersusun dari kapsula bowman dan glomerulus.
Lapisan dalam (medula/ sumsum ginja)
yang terdiri atas tubulus kontorti yang bermuara pada tonjolan papila di
ruang (pelvis renalis). Tubulus kontorti terdiri atas tubulus kontorti
proksimal dan tubulus kontorti distal.
Proses pembentukan urine :
Terdapat 3 proses penting yang berhubungan dengan proses pembentukan urine,
yaitu :
- Filtrasi (penyaringan) : kapsula bowman dari badan malpighi
menyaring darah dalam glomerus yang mengandung air, garm, gula, urea dan
zat bermolekul besar (protein dan sel darah) sehingga dihasilkan filtrat glomerus (urine primer). Di dalam filtrat ini
terlarut zat yang masih berguna bagi tubuh maupun zat yang tidak berguna
bagi tubuh, misal glukosa, asm amino dan garam-garam.
- Reabsorbsi (penyerapan kembali) : dalam tubulus kontortus
proksimal zat dalam urine primer yang masih berguna akandireabsorbsi yang dihasilkan filtrat tubulus ( urine sekunder) dengan kadar urea yang tinggi.
- Augmentasi (pengumpulan) : dalam tubulus kontortus distal,
pembuluh darah menambahkan zat lain yang tidak digunakan dan terjadi
reabsorbsi aktif ion Na+ dan Cl- dan sekresi H+ dan K+. Di tempat sudah terbentuk urine yang sesungguhnya yang tidak terdapat glukosa dan protein
lagi, selanjutnya akan disalurkan ke tubulus kolektifus ke pelvis
renalis. Dari kedua ginjal, urine dialirkan oleh pembuluh ureter ke kandung
urine (vesika urinaria) kemudian melalui uretra, urine dikeluarkan
dari tubuh.
Hal yang perlu diperhatikan meliputi :
- dalam keadaan normal urine tidak mengandung glukosa dan protein
- diabetes melitus terjadi karena adanya glukosa dalam urine yang
disebabkan kekurangan hormon insulin
- banyak urine yang dikeluarkan tergantung dari banyaknya air yang diminum
dan kadar ADH
Gangguan pada ginjal :
- nefritis : disebabkan gangguan pada nefron (kerusakan pada
glomerolus ginjal) karena infeksi kuman (biasanya disebabkan oleh bakteri Streptococcus), akibatnya kadar ureum dalam darah meningkat.
Nefritis dapat menimbulkan uremia, yaitu adanya urine yang
masuk ke dalam darah, sehingga menyebabkan penyerapan air terganggu dan
tertimbun di kaki yang disebut oedema.
- diabetes melitus (kencing manis) : disebabkan kekurangan
insulin, akibatnya kadar glukosa darah meningkat.
- diabetes inspidus (penyalit kuning) : suatu penyakit yang
menyebabkan penderita mengeluarkan urin terlalu banyak, disebabkan
kekurangan hormon ADH. ADH dihasilkan oleh kelenjar hipofisis bagian
belakang. Jika kekurangan ADH, jumlah urin dapat meningkat 20 – 30 kali
lipat dari keadaan normal.
- albuminuria : disebabkan adanya protein albumin dalam urine,
akibatnya kerusakan atau iritasi sel ginjal karena infeksi.
- batu ginjal : disebabkan karena mengendapnya garam kalsium
didalam rongga ginjal, atau kantong kemih. Batu ginjal ini berbentuk
Kristal yg tidak dapat larut. Kandungan batu ginjal adalah kalsium oksalat,
asam urat, dan Kristal kalsium posfat. Endapan ini terbentuk jika seseorang
terlalu banyak mengkonsumsi garam mineral dan kekurangan minum serta sering
menahan kencing, akibatnya mengendap menjadi batu ginjal.
- polyuria : yaitu urine yang dikeluarkan sangat banyak dan encer,
disebabkan kemampuan nefron untuk mengadakan reabsorbsi sangat rendah atau
gagal.
- oligouria : yaitu urine yang dikeluarkan sangat sedikit bahkan
tidak berurine, disebabkan oleh kerusakan ginjal secara total.
- Glikosuria : ditemukannya glukosa pada urin. Adanya glukosa pada
urin menunjukkan adanya kerusakan pada tabung ginjal.
- Hematuria : ditemukannya sel darah merah didalam urin.
Disebabkan peradangan pada organ urinaria atau iritasi akibat gesekan pada
batu ginjal.
- Ketosis : ditemukannya senyawa keton didalam darah. Hal ini
dapat terjadi pada orang yang melakukan diet karbohidrat.
Hati
Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh, terdapat di rongga perut
sebelah kanan atas, berwarna kecoklatan. Hati mendapat suplai darah dari
pembuluh nadi (arteri hepatica) dan pembuluh gerbang ( vena porta) dari usus. Hati dibungkus oleh selaput hati (capsula
hepatica). Hati terdapat pembuluh darah dan empedu yang dipersatukan
selaput jaringan ikat (capsula glison). Hati juga terdapat sel-sel
perombak sel darah merah yang telah tua disebut histiosit.
Sebagai alat eksresi hati menghasilkan empedu yang merupakan cairan jernih
kehijauan, di dalamnya mengandung zat warna empedu (bilirubin),
garam empedu, kolesterol dan juga bacteri serta obat-obatan. Zat warna
empedu terbentuk dari rombakan eritrosit yang telah tua atau rusak akan
ditangkap histiosit selanjutnya dirombak dan haemoglobinnya dilepas.
Air empedu yang berwarna kuning kehijauan dan bilirubin merupakan hasil
pemecahan hemoglobin oleh hati. Bilirubin diekskresikan dalam bentuk cairan
menuju ke usus halus dan dikeluarkan bersama-sama feses. Bilirubin
mengalami perubahan dalam usus halus dan memberi warna coklat pada feses.
Fungsi hati :
- menyimpan kelebihan gula dalam bentuk glikogen (gula otot)
- merombak kelebihan asam amino (deaminasi)
- menawarkan racun
- membentuk protombin dan fibrinogen
- membentuk albumin dan globulin
- mengubah provitamin A menjadi vitamin A
- tempat pembentukan urea
- menghasilkan empedu
- tempat pembentukan dan penghancuran eritrosit yang telah tua
Kulit
Keringat berisi air, yang didalamnya terkandung garam natrium chloride dan
sedikit urea. Ketika kita berkeringat, kita akan mengeluarkan subtansi
tersebut dari tubuh kita dapat merasakan bahan-bahan itu telah dikeluarkan
dari tubuh. Terkadang berkeringat merupakan respons tubuh karena
meningkatnya temperature dan bukan karena perubahan komposisi darah. Pada
kasus ini kulit bukanlah organ ekskresi seperti halnya paru-paru dan
ginjal.
Merupakan lapisan terluar dari tubuh kita, yang tediri dari 2 lapisan yaitu
lapisan epidermis (luar) dan dermis (dalam).
Epidermis,terdiri :
- stratum korneum, merupakan lapisan zat tanduk, mati dan selalu
mengelupas.
- stratum lusidium, merupakan lapisan zat tanduk
- stratum granulosum, mengandung pigmen
- stratum germonativum, selalu membentuk sel-sel baru ke arah luar
Dermis (korium), terdiri :
- akar rambut
- pembuluh darah
- syaraf
- kelenjar minyak (glandula sebasea)
- kelenjar keringat (glandula sudorifera)
- lapisan lemak, terdapat di bawah dermis yang berfungsi melindungi tubuh
dari pengaruh suhu luar
Manusia membutuhkan suplay oksigen secara terus-menerus untuk proses
respirasi sel, dan membuang kelebihan karbondioksida sebagai limbah beracun
produk dari proses respirasi tersebut. Oksigen masuk kedalam tubuh melalui
perantaraan alat pernapasan.
Jalannya Udara Pernapasan
Udara masuk melalui lubang hidung - farink - larink - trakea - percabangan
trakea (bronchus) - percabangan bronchus (bronchioles) - udara berakhir
pada ujung bronchus berupa gelembung (alveolus).
Pertukaran udara yang sebenarnya hanya terjadi di alveoli. Dalam paru-paru
orang dewasa terdapat sekitar 300 juta alveoli, dengan luas permukaan
sekitar 160 m2 atau sekitar 1 kali luas lapangan tenis, atau luas 100 kali
dari kulit kita.
Nasal (Hidung)
Hidung merupakan organ pernapasan yang pertama dilalui udara luar. Didalam
rongga hidung terdapat rambut dan selaput lendir berguna untuk menyaring
udara yang masuk, lendir berguna untuk melembabkan udara, dan konka untuk
mengangatkan udara pernapas
Rongga hidung berfungsi sebagai berikut:
Bekerja sebagai saluran udara pernafasan.
Sebagai penyaring udara pernafasan yang dilakukan oleh bulu-bulu
hidung, selain itu bulu hidung juga berfungsi untuk menyaring
partikel-partikel debu yang kasar yang terdapat dalam lubang hidung
sedangkan partikel yang halus akan terjerat dalam lapisan mukus.
Dapat menghangatkan udara pernafasan oleh mukosa.
Membunuh kuman-kuman yang masuk, bersama-sama udara pernafasan oleh
leukosit yang terdapat dalam selaput lendir atau hidung.
Faring
Faring merupakan percabangan dua saluran, yaitu saluran tenggorokan
(nasofaring) yang merupakan saluran pernapasan, dan saluran kerongkongan
(oralfaring) yang merupakan saluran pencernaan.
Faring terdiri dari tiga bagian:
Nasofaring adalah bagian posterior rongga nasal yang membuka ke arah
rongga nasal melalui 2 naris internal (koana), yaitu :
a. Dua tuba eustachius (auditorik) yang menghubungkan nasofaring dengan
telinga tengah.
b. Amandel (adenoid) faring adalah penumpukan jaringan limfatik yang
terletak di dekat naris internal.
Orofaring, dipisahkan dari nasofaring oleh palatum lunak muscular,
suatu perpanjangan palatum keras tulang.
a. Uvula (anggur kecil) adalah prosesus kerucut (conical) kecil yang
menjulur ke bawah dari bagian tengah tepi bawah palatum lunak.
b. Amandel palatinum terletak pada kedua sisi orofaring posterior.
Laringofaring, mengelilingi mulut esophagus dan laring, yang merupakan
gerbang untuk sistem respiratorik selanjutnya.
Laring
merupakan bagian pangkal dari saluran pernapasan (trakea). Laring tersusu
atas tulang rawan yang berupa lempengan dan membentuk struktur jakun.
Diatas laring terdapat katup (epiglotis) yang akan menutup saat menelan.
Katup berfungsi mencegah makanan dan minuman masuk ke saluran pernapasan.
Pada pangkal larink terdapat selaput suara. Selaput suara akan bergetar
jika terhembus udara dari paru-paru
Trakea
Batang tenggorokan terletak di daerah leher didepan kerongkongan. Batang
tenggorokkan berbentuk pipa dengan panjang 10 cm. dinding trakea terdiri
atas 3 lapisan, lapisan dalam berupa epithel bersilia dan berlendir.
Lapisan tengah tersusun atas cincin tulang rawan dan berotot polos. lapisan
luar tersusun atas jaringan ikat. Cincin tulang rawan berfungsi untuk
mempertahankan bentuk pipa dari batang tenggorokkan, sedangkan selaput
lendir yang sel-selnya berambut getar berfungsi menolak debu dan benda
asing yang masuk bersama udara pernapasan. Akibat tolakan secara paksa
tersebut kita akan batuk atau bersin.
Bronchus
Ujung tenggorokkan bercabang dua disebut bronchus, yaitu bronchus kiri dan
bronchus kanan. Struktur bronchus kanan lebih pendek dibandingkan bronchus
sebelah kiri. kedua bronchus masing-masing masuk kedalam paru-paru. Didalam
paru-paru bonchus bercabang menjadi bronchiolus yang menuju setiap lobus
(belahan) paru-paru. bronchus sebelah kanan bercabang menjadi 3
bronchiolus, sedangkan sebelah kiri bercabang menjadi 2 bronchiolus. Cabang
bronchiolus yang paling kecil masuk ke dalam gelembung paru-paru yang
disebut alveolus. Dinding alveolus mengandung banyak kapiler darah. melalui
kapiler darah oksigen yang berada dalam alveolus berdifusi masuk ke dalam
darah.
Pulmo (Alveolus)
Paru-paru terletak dalam rongga dada diatas diafraghma. Diafraghma adalah
sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dengan rongga perut.
Paru-paru terdiri dari dua bagian yaitu paru-paru sebelah kiri dan
paru-paru sebelah kanan. Paru-paru kanan memiliki tiga gelambir sedangkan
paru-paru kiri terdiri atas 2 gelambir.
Paru-paru dibungkus oleh 2 buah selaput yang disebut selaput pleura.
Selaput pleura sebelah luar yang berbatasan dengan dinding bagian dalam
rongga dada disebut pleura parietal, sedangkan yang membungkus paru-paru
disebut pleura visceral. Diantara kedua selaput terdapat rongga pleura yang
berisi cairan pleura yang berfungsi untuk mengatasi gesekan pada saat
paru-paru mengembang dan mengempis.
Bernafas
Bernafas berkaitan dengan keluar masuknya udara melalui alat-alat
pernapasan. Bernapas meliputi proses inspirasi (memasukkan udara) dan
ekspirasi (mengeluarkan udara).
Untuk dapat terlaksananya proses inspirasi dan ekspirasi, kita perlu
mengenal beberapa organ tubuh diluar alat pernapasan yang berkaitan dengan
proses pernapasan, diantaranya:
1. Diafraghma
Merupakan sekat rongga dada yang membatasi antara rongga dada dengan rongga
perut. Rongga dada berisi paru-paru dan jantung, sedangkan rongga perut
berisi lambung dan alat-alat pencernaan lainnya).
2. Otot antar tulang rusuk (muskulus intercostalis)
Merupakan otot tempat melekatnya tulang rusuk. otot ini akan berkontraksi
atau relasasi saat terjadi proses pernapasan. permukaan bagian dalan rongga
dada dan permukaan luar dari paru-paru dilapisi oleh membran pleura.
membran pleura yang melapisi bagian dalam rongga dada disebut pleura
parietal, sedangkan yang melapisi paru-paru disebut pleura visceral.
Diantara kedua membran terdapat rongga pleura yang berisi cairan getah
bening.
Mekanisme bernapas
Pernapasan manusia dibedakan atas pernapasan dada dan pernapasan perut.
Pernapasan dada terjadi melalui fase inspirasi dan ekspirasi, demikian juga
untuk pernapasan perut.
Mekanisme pernapasan dada
1. Fase Inspirasi pernapasan dada
Mekanisme inspirasi pernapasan dada sebagai berikut: Otot antar tulang
rusuk (muskulus intercostalis eksternal) berkontraksi --> tulang rusuk
terangkat (posisi datar) --> Paru-paru mengembang --> tekanan udara
dalam paru-paru menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan udara luar -->
udara luar masuk ke paru-paru
2. Fase ekspirasi pernapasan dada
Mekanisme ekspirasi pernapasan perut adalah sebagai berikut: Otot antar
tulang rusuk relaksasi --> tulang rusuk menurun --> paru-paru
menyusut --> tekanan udara dalam paru-paru lebih besar dibandingkan
dengan tekanan udara luar --> udara keluar dari paru-paru.
Mekanisme pernapasan perut
1. Fase inspirasi pernapasan perut
Mekanisme inspirasi pernapasan perut sebagai berikut: sekat rongga dada
(diafraghma) berkontraksi --> posisi dari melengkung menjadi mendatar
--> paru-paru mengembang --> tekanan udara dalam paru-paru lebih
kecil dibandingkan tekanan udara luar --> udara masuk
2. Fase ekspirasi pernapasan perut
Mekanisme ekspirasi pernapasan perut sebagai berikut: otot diafraghma
relaksasi --> posisi dari mendatar kembali melengkung --> paru-paru
mengempis --> tekanan udara di paru-paru lebih besas dibandingkan
tekanan udara luar --> udara keluar dari paru-paru.
Udara pernapasan
Oksigen yang masuk dan keluar melalui alat-alat pernapasan disebut udara
pernapasan. Udara pernapasan pada manusia dibedakan menjadi enam macam,
yaitu:
1. Udara pernapasan biasa (volume tidal) --> VT
Merupakan udara yang masuk dan keluar paru-paru pada saat pernapasan biasa.
Volume udara yang masuk dan keluar sebanyak 500 ml
2. Udara cadangan inspirasi (udara komplementer) --> UK
Merupakan udara yang masih dapat dimasukkan ke dalam paru-paru secara
maksimal, setelah melakukan inspirasi normal. Besarnya udara komplementer
adalah 2500 - 3000 ml
3. Udara cadangan ekspirasi (udara suplementer) --> US
Merupakan udara yang masih dapat dikeluarkan dari paru-paru secara maksimal
setelah melakukan ekspirasi biasa. Besarnya udara suplementer adalah 1250 -
1300 ml
4. Udara residu --> UR
Merupakan udara yang tersisa di dalam paru-paru, yang berfungsi untuk
menjaga agar paru-paru tetap dalam keadaan mengembang. besarnya udara
residu adalah 1200 ml.
Volume udara pernapasan
· Volume udara pernapasan berkisar 500 - 3500 ml
· Dari 500 ml udara yang dihirup, hanya 350 ml yang sampai di alveolus,
sisanya hanya sampai saluran pernapasan.
· Jumlah oksigen yang diperlukan sehari untuk tiap individu sebesar 300 cc.
Kapasitas paru-paru 1. Kapasitas vital --> KV
Merupakan kemampuan paru-paru mengeluarkan udara secara maksimal setelah
melakukan inspirasi secara maksimal.
Kapasitas paru-paru dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
KV = VT + UK + US
Berdasarkan rumus di atas kapasitas vital paru-paru adalah sebesar 4750 ml
2. Kapasitas total --> KT
Merupakan udara yang dapat tertampung secara maksimal di paru-paru secara
keseluruhan.
Kapasitas total paru-paru dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
KT = KV + UR
Berdasarkan rumus di atas dapat dihitung kapasitas total paru-paru adalah
sebesar 5800 ml
Frekuensi pernapasan
Frekuensi pernapasan adalah intensitas memasukkan atau mengeluarkan udara
per menit. Pada umumnya intensitas pernapasan pada manusia berkisar antara
16 - 18 kali.
Faktor yang mempengaruhi kecepatan frekuensi pernapasan adalah:
1. Usia
Balita memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan manula.
Semakin bertambah usia, intensitas pernapasan akan semakin menurun
2. Jenis kelamin
.
Laki-laki memiliki frekuensi pernapasan lebih cepat dibandingkan perempuan
3. Suhu tubuh
Semakin tinggi suhu tubuh (demam) maka frekuensi pernapasan akan semakin
cepat
4. Posisi tubuh
Frekuensi pernapasan meningkat saat berjalan atau berlari dibandingkan
posisi diam. frekuensi pernapasan posisi berdiri lebih cepat dibandingkan
posisi duduk. Frekuensi pernapasan posisi tidur terlentar lebih cepat
dibandingkan posisi tengkurap.
5. Aktivitas
Semakin tinggi aktivitas, maka frekuensi pernapasan akan semakin cepat
Pertukaran Oksigen dan Carbondioksida 1. pertukaran oksigen
Kebutuhan oksigen setiap individu berbeda-beda tergantung pada umur,
aktivitas, berat badan, jenis kelamin dan jumlah makanan yang dikonsumsi
makanan yang dikonsumsi.
Dalam keadaan biasa jumlah oksigen yang dibutuhkan sebanyak 300 ml perhari
per individu. Sebagian besar oksigen diangkut oleh hemoglobin dengan reaksi
sebagai berikut:
Hb4 + 4 O2 -----> 4 HbO2
Proses pengikatan dan pelepasan oksigen dipengaruhi oleh tekanan oksigen,
kadar oksigen, kadar carbondioksida dan kadar oksigen dan karbondioksida di
jaringan tubuh.
Penjelasan dari segi tekanan dapat dijelaskan sebagai berikut:
Tekanan oksigen di udara sama dengan tekanan oksigen dalam alveolus.
Tekanan oksigen di arteri 100 mmHg, tekanan oksigen di jaringan 0 - 40
mmHg, tekanan oksigen di vena 40 mmHg. Jadi tekanan oksigen di udara luar =
tekanan oksigen di alveolus. Tekanan udara di alveolus lebih besar
dibandingkan tekanan oksigen di arteri. Tekanan oksigen di arteri lebih
besar dari tekanan oksigen di jaringan.
•Berapa cc O2 yang dapat diangkut oleh 5 liter darah, sekali beredar ke
seluruh tubuh?
Setiap 100 cc darah di arteri mampu mengangkut 19 ccO2. Setelah sampai di
vena setiap 100 cc darah masih mengandung O2 sebanyak 12 cc Jadi volume O2
yang tertinggal di jaringan adalah 7 cc.
•Jika volume darah ada 5 liter, atau 5000 liter, maka volume O2 yang sampai
ke jaringan sekali beredar adalah:
•5000 / 100 x 7 cc = 50 x 7 = 350 cc
2. pertukaran Karbondioksida
P.CO2 di jaringan tubuh = 60 mmHg à P. CO2 di vena = 47 mmHg à P. CO2 di
alveolus atau luar tubuh = 35 mmHg
•Pengangkutan CO2 oleh darah dilakukan 3 cara yaitu:
a. Oleh plasma darah
CO2 + H2O H2CO3
Pengangkutan ini dibantu enzim karbonat anhidrase.
Jumlah CO2 yang dapat di angkut sebanyak 5%.
b. Oleh Hemoglobin
CO2 + Hb -----> HbCO2 (Karbominohemoglobin).
Jumlah CO2 yang dapat diangkut sebanyak 30%.
c. Pertukaran kl
orida
- CO2 + H2O -------> HCO3
- H2CO3 -------> H+ dan HCO3
- H+ di ikat Hb, krn bersifat racun dalam sel
- HCO3 --------> ke plasma darah
- HCO3 ---------> diganti oleh Cl-
Jumlah CO2 yang dapat diangkut sebanyak 65%.
Gangguan pada alat pernapasan
Kelainan Dan Penyakit Pada Sistem Pernapasan Alat-alat pernapasan merupakan
organ tubuh yang sangat penting. Jika alat ini terganggu karena penyakit
atau kelainan maka proses pernapasan akan terganggu, bahkan dapat
menyebabkan kematian.Berikut akan diuraikan beberapa macam gangguan yang
umum terjadi pada saluran pernapasan manusia.
1. Influenza (flu), penyakit yang disebabkan oleh virus influenza. Gejala
yang ditimbulkan antara lain pilek, hidung tersumbat, bersin-bersin, dan
tenggorokan terasa gatal.
2. Asma atau sesak napas, merupakan suatu penyakit penyumbatan saluran
pernapasan yang disebabkan alergi terhadap rambut, bulu, debu, atau tekanan
psikologis. Asma bersifat menurun.
3. Tuberkulosis (TBC), penyakit paru-paru yang diakibatkan serangan bakteri
mycobacterium tuberculosis. Difusi oksigen akan terganggu karena adanya
bintil-bintil atau peradangan pada dinding alveolus. Jika bagian paru-paru
yang diserang meluas, sel-selnya mati dan paru-paru mengecil. Akibatnya
napas penderita terengah-engah.
4. Macam-macam peradangan pada sistem pernapasan manusia:
a. Rinitis: radang pada rongga hidung akibat infeksi oleh virus, missal
virus influenza. Rinitis juga dapat terjadi karena reaksi alergi terhadap
perubahan cuaca, serbuk sari, dan debu. Produksi lendir meningkat.
b. Faringitis, radang pada faring akibat infeksi oleh bakteri
Streptococcus. Tenggorokan sakit dan tampak berwarna merah. Penderita
hendaknya istirahat dan diberi antibiotik.
c. Laringitis, radng pada laring. Penderita serak atau kehilangan suara.
Penyebabnya antara lain karena infeksi, terlalu banyak merokok, minum
alkohol, dan terlalu banyak serak.
d. Bronkitis, radang pada cabang tenggorokan akibat infeksi. Penderita
mengalami demam dan banyak menghasilkan lendir yang menyumbat batang
tenggorokan.
e. Sinusitis, radang pada sinus. Sinus letaknya di daerah pipi kanan dan
kiri batang hidung. Biasanya di dalam sinus terkumpul nanah yang harus
dibuang melalui operasi.
5. Asfikasi, adalah gangguan pernapasan pada waktu pengangkutan dan
penggunaan oksigen yang disebabkan oleh: tenggelam (akibat alveolus terisi
air), pneumonia (akibatnya alveolus terisi cairan lendir dan cairan limfa),
keracunan CO dan HCN, atau gangguan sitem sitokrom (enzim pernapasan).
6. Asidosis, adalah kenaikan adalah kenaikan kadar asam karbonat dan asam
bikarbonat dalam darah, sehingga pernapasan terganggu.
7. Difteri, adalah penyumbatan pada rongga faring atau laring oloeh lendir
yang dihasilkan kuman difteri.
8. Emfisema, adalah penyakit pembengkakan karena pembuluh darahnya
kemasukan udara.
9. Pneumonia, adalah penyakit infeksi yang disebabkan oleh virus atau
bakteri pada alveolus yang menyebabkan terjadinya radang paru-paru.
10. Wajah adenoid (kesan wajah bodoh), disebabkan adanya penyempitan
saluran napas karena pembengkakan kelenjar limfa atau polip, pembengkakan
di tekak atau amandel.
11. Kanker paru-paru, mempengaruhi pertukaran gas di paru-paru. Kanker
paru-paru dapat menjalar ke seluruh tubuh. Kanker paru-paru sangat
berhubungan dengan aktivitas yang sering merokok. Perokok pasif juga dapat
menderita kanker paru-paru. Penyebab lainnya yang dapat menimbulkan kanker
paru-paru adalah penderita menghirup debu asbes, radiasi ionasi, produk
petroleum, dan kromium.
