LKS Biologi ini membahas sistem pernapasan pada manusia, termasuk alat-alat pernapasan, proses masuk dan keluarnya udara, serta pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida yang terjadi di paru-paru dan jaringan tubuh melalui proses difusi. Dokumen ini berisi pertanyaan dan penjelasan tentang topik tersebut.

1. LKS BIOLOGI
Sistem Pernapasan Manusia
Kelas XI IPA 1
SMA NEGERI 1 SEMARAPURA

2. Anggota Kelompok
1. Made Bakti Sukma Dewi
( 01 )
2. Ni Putu Nining Purwaningsih
( 07 )
3. Ni Putu Maetri Megantari
( 10 )
4. Komang Ayu Yulianitha Dewi
( 12 )
5. Ni Wayan Galung Aryani
( 18 )
6. Anak Agung Istri Dewi
( 24 )

3. LEMBAR KERJA SISWA
BIOLOGI
SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA
1.1
Tujuan
Mengetahui alat-alat pernapasan penyusun sistem pernapasan pada
manusia.
1.2
Alat dan Bahan
1. Charta atau gambar sistem pernapasan pada manusia.
2. Alat tulisan.
1.3
Cara Kerja
1. Melakukan pengamatan pada charta atau gambar sistem pernapasan
pada manusia.
2. Menuliskan alat-alat pernapasan yang membentuk sistem pernapasan
pada manusia secara urut.
1.4
Pertanyaan
1. Jelaskan urutan masuknya udara yang melewati saluran atau alat-alat
pernapasan ?
2. Bagaimana proses pertukaran O2 dan CO2 terjadi ?
3. Gambarkan secara sederhana proses pertukaran O2 dan CO2 yang
terjadi ?
4. Tuliskan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap difusi O2 !
5. Buatlah laporan hasil pengamatan !
6. Diskusikan hasilnya dengan teman kelompok lain !

4. 1.5
Jawaban
1. Urutan masuknya udara yang melewati saluran atau alat-alat
pernapasan pada manusia adalah :
Rongga hidung  Faring (rongga tekak)  Laring  Trakea (batang
tenggorok)  Bronkus  Alveolus  Sel-sel tubuh.
Udara masuk melalui lubang hidung >> melewati nasofaring >>
melewati oralfarink >> melewati glotis >> masuk ke trakea >> masuk
ke percabangan trakea yang disebut bronchus >> masuk ke
percabangan bronchus yang disebut bronchiolus >> udara berakhir
pada ujung bronchus berupa gelembung yang disebut 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.
Penjelasan lebih lanjut :
Proses pernapasan pada manusia dimulai dari hidung. Udara yang
diisap pada waktu menarik nafas (inspirasi) biasanya masuk melalui
lubang hidung (nares) kiri dan kanan selain melalui mulut. Pada saat
masuk, udara disaring oleh bulu hidung yang terdapat di bagian dalam
lubang hidung.
Pada waktu menarik napas, otot diafragma berkontraksi. Semula
kedudukan diafragma melengkung keatas sekarang menjadi lurus
sehingga rongga dada menjadi mengembang. Hal ini disebut
pernapasan perut. Bersamaan dengan kontraksi otot diafragma, otototot
tulang
rusuk
juga
berkontraksi
sehingga
rongga
dada
mengembang. Hal ini disebut pernapasan dada.
Akibat mengembangnya rongga dada, maka tekanan dalam rongga
dada menjadi berkurang, sehingga udara dari luar masuk melalui
hidung selanjutnya melalui saluran pernapasan akhirnya udara masuk
ke dalam paru-paru, sehingga paru-paru mengembang.

5. Setelah melewati rongga hidung, udara masuk ke kerongkongan
bagian atas (naro-pharinx) lalu kebawah untuk selanjutnya masuk
tenggorokan (larynx). Setelah melalui tenggorokan, udara masuk ke
batang tenggorok atau trachea, dari sana diteruskan ke saluran yang
bernama bronchus atau bronkus. Saluran bronkus ini terdiri dari
beberapa tingkat percabangan dan akhirnya berhubungan di alveolus di
paru-paru.
Udara yang diserap melalui alveoli akan masuk ke dalam kapiler yang
selanjutnya dialirkan ke vena pulmonalis atau pembuluh balik paruparu. Gas oksigen diambil oleh darah. Dari sana darah akan dialirkan
ke serambi kiri jantung dan seterusnya.
Selanjutnya udara yang mengandung gas karbon dioksida akan
dikeluarkan melalui hidung kembali. Pengeluaran napas disebabkan
karena melemasnya otot diafragma dan otot-otot rusuk dan juga
dibantu dengan berkontraksinya otot perut. Diafragma menjadi
melengkung ke atas, tulang-tulang rusuk turun ke bawah dan bergerak
ke arah dalam, akibatnya rongga dada mengecil sehingga tekanan
dalam rongga dada naik. Dengan naiknya tekanan dalam rongga dada,
maka udara dari dalam paru-paru keluar melewati saluran pernapasan.
2. Proses pertukaran O2 dan CO2 terjadi melalui dua tahap, yaitu
pernapasan luar (eksternal) dan pernapasan dalam (internal).
a. Pernapasan dalam (esternal)
Merupakan pertukaran gas di dalam paru-paru. Sehingga
berlangsung difusi gas dari luar masuk ke dalam aliran darah.
Secara sederhana pernapasan luar merupakan pertukaran gas (O 2
dan CO2) antara udara dan darah.
Darah akan masuk ke dalam kapiler paru-paru yang mengangkat
sebagian besar karbon dioksida sebagai ion bikarbonat (HCO 3-)
dengan persamaan reaksi seperti berikut.
H+ + HCO3-  H2CO3

6. Ketika karbon dioksida yang tinggal sedikit berdifusi keluar dari
dalam darah, sehingga terjadi reaksi berikut.
Enzim karbonat anhydrase yang terdapat dalam sel-sel darah merah
dapat mempercepat reaksi. Ketika reaksi berlangsung hemoglobin
melepaskan ion-ion hydrogen yang telah diangkut; H Hb menjadi
Hb. Selanjutnya hemoglobin siap untuk mengikat oksigen dan
menjadi oksihemoglobin.
Hb + O2  HbO2
Selama pernapasan luar, di dalam paru-paru akan terjadi
pertukaran gas yaitu CO2 meninggalkan darah dan O2 masuk ke
dalam darah secara difusi. Terjadinya difusi O2 dan CO2 ini
dikarenakan adanya tekanan parsial. Tekanan udara luar sebesar 1
atm (760 mmHg), sedangkan tekanan parsial O2 di paru-paru
sebesar ±160 mmHg. Tekanan parsial pada kapiler darah arteri
±100 mmHg, dan di vena ±40 mmHg. Hal ini menyebabkan O 2
berdifusi dari udara ke dalam darah.
Sementara itu, tekanan parsial CO2 dalam vena ±47 mmHg,
tekanan parsial CO2 ±41 mmHg, dan tekanan parsial CO2 dalam
alveolus ±40 mmHg. Oleh karena itu, CO2 akan berdifusi dari
darah ke alveolus.
b. Pernapasan dalam (Internal)
Proses terjadinya pertukaran gas pada pernapasan internal
berlangsung (pertukaran gas di dalam jaringan tubuh) darah masuk
ke dalam jaringan tubuh, oksigen meninggalkan hemoglobin dan
berdifusi masuk ke dalam cairan jaringan tubuh. Reaksiya sebagai
berikut:
HbO2  Hb + O2
Proses pertukaran oksigen dalam darah dan karbondioksida
tersebut berlangsung dalam respirasi seluler. Difusi oksigen keluar
dari darah dan masuk ke dalam cairan jaringan dapat terjadi,

7. karena tekanan oksigen di dalam cairan jaringan lebih rendah
dibandingkan di dalam darah. Hal ini disebabkan karena sl-sel
secara terus-menerus menggunakannya dalam respirasi sel.
Perlu diketahui bahwa tekanan parsial O2 pada kapiler darah nadi
±100 mmHg dan tekanan parsial dalam jaringan tubuh ±40 mmHg.
Sebaliknya
tekanan
Karbondioksida
adalah
tinggi,
karena
Karbondioksida secara terus menerus dihasilkan oleh sel-sel tubuh.
Tekanan parsial CO2 dalam jaringan lebih ±60 mmHg dan dalam
kapiler darah ±41 mmHg. Peristiwa inilah yang menyebabkan O 2
dapat berdifusi kedalam jaringan dan CO2 berdifusi keluar
jaringan.
Dalam
keadaan
biasa,
tubuh
kita
menghasilkan
200ml
karbondioksida per hari. Pengangkutan CO2 di dalam darah dapat
dilakukan dengan tiga cara yaitu sebagai berikut :
1. Sekitar 60-70% CO2 diangkut dalam bentuk ion bikarbonat
(HCO3-) oleh plasma darah, setelah asam karbonat yang
terbentuk dalam darah terurai menjadi ion hydrogen (H+) dan
ion bikarbonat (HCO3-). Ion H+ bersifat racun, oleh sebab itu,
ion ini segera diikat Hb, sedangkan ion HCO3- meninggalkan
eritrosit masuk ke plasma darah. Kedudukan ion HCO3- dalam
eritrosit diganti oleh ion klorit.
Persamaan reaksinya sebagai berikut :
H2O + CO2  H2CO3  H+ + HCO32. Lebih kurang 25% CO2 diikat oleh hemoglobin membentuk
karboksihemoglobin. Secara sederhana reaksi CO2 dengan Hb
ditulis sebagai berikut :
CO2 + Hb  HbCO2
Karboksihemoglobin
disebut
juga
karbominohemoglobin
karena bagian dari hemoglobin yang mengikat CO2 adalah
gugus asam amino.

8. Reaksinya sebagai berikut :
CO2 + RNH2  RNHCOOH
3. Sekitar 6-10% CO2 diangkut plasma darah dalam bentuk
senyawa asam karbonat (H2CO3).
3. Pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida terjadi melalui
proses difusi. Proses tersebut terjadi di alveolus dan di sel jaringan
tubuh. Secara sederhana, proses difusi dapat berlangsung dengan
gerakan molekul-molekul melalui membran sel dari konsentrasi tinggi
ke konsentrasi rendah. Oksigen masuk melalui inspirasi dari rongga
hidung sampai alveolus. Karena tekanan parsial oksigen pada alveolus
lebih tinggi daripada tekanan parsial oksigen pada kapiler arteri, maka
terjadilah difusi. Lalu oksigen di kapiler paru-paru diikat oleh eritrosit
yang mengandung hemoglobin hingga menjadi jenuh
Hemoglobin terbagi menjadi 4 subunit yang masing-masing memiliki
bagian yang bernama heme. Di setiap pusat heme terdapat unsur besi
yang dapat berikatan dengan oksigen. Sehingga setiap molekul
hemoglobin
dapat
oksihemoglobin.
mengikat
Secara
4
molekul
sederhana,
oksigen
pengikatan
berbentuk
oksigen
oleh
hemoglobin dapat diperlihatkan menurut persamaan reaksi bolak-balik
berikut ini :
Hb + 4 O2  Hb(O2)4.
Hemoglobin akan mengangkut oksigen ke jaringan tubuh yang
kemudian akan berdifusi dengan sel-sel tubuh yang akan digunakan
untuk proses respirasi. Di dalam sel-sel tubuh atau jaringan tubuh,
oksigen digunakan untuk proses respirasi yang terjadi pada
mitokondria sel.
Semakin banyak oksigen yang digunakan oleh sel-sel tubuh, semakin
banyak pula karbon dioksida yang dibentuk dari proses respirasi. Maka
dari itu, tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) didalam kapiler vena
lebih rendah daripada di dalam sel-sel tubuh. Sehingga terjadi proses

9. difusi karbon dioksida dari dalam sel-sel tubuh menuju kapiler vena
yang akan kembali ke paru-paru.
Setelah sampai dalam paru-paru, terjadi difusi CO2 dari kapiler vena
menuju alveolus. Setelah itu, karbon dioksida akhirnya akan
dikeluarkan dari tubuh melalui ekspirasi. Sebagian besar CO 2 yang
dibawa oleh darah adalah berupa ion bikarbonat sedangkan sisanya
adalah CO2 bebas yang segera dikeluarkan dari tubuh. Setelah
mendapatkan ion H+ dari HHb, ion bikarbonat tersebut menjadi asam
bikarbonat. Lalu terurai menjadi air dan karbon dioksida.

10. Berikut
adalah
karbondioksida:
skema
mekanisme
pertukaran
oksigen
dan

11. 4. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap difusi O2, antara lain:
1. Perbedaan tekanan parsial oksigen antara alveoli dan kapiler paru.
Tekanan udara luar sebesar 1 atm (760 mmHg), sedangkan tekanan parsial
O2 di paru-paru sebesar ± 160 mmHg. Tekanan parsial pada kapiler darah
arteri ± 100 mmHg, dan di vena ± 40 mmHg. Hal ini menyebabkan O2
berdifusi dari udara ke dalam darah.
2. Ketebalan membran respirasi.
Peningkatan ketebalan membrane merintangi proses kecepatan difusi karena
hal tersebut membuat gas memerlukan waktu lebih lama untuk melewati
membrane tersebut. Klien yang mengalami edema pulmonar, atau efusi
pulmonar membrane memiliki ketebalan membrane alveolar kapiler yang
meningkat akan mengakibatkan proses difusi yang lambat, pertukaran gas
pernapasan yang lambat dan mengganggu proses pengiriman oksigen ke
jaringan.
3. Koefisien difusi O2 dan CO2.
4. Luas permukaan dan komposisi membran respirasi.
Semakin besar luas permukaan membran, semakin cepat kecepatan difusi
Oksigennya. Ini karena oksigen lebih mudah dalam melewati membrane,
sehingga lebih banyak Oksigen yang berdifusi.
5. Jumlah eritrosit / kadar Hb.
Semakin banyak jumlah/kadar Hemoglobin dalam darah akan mempercepat
proses difusi. Hal ini karena jumlah darah yang mengikat O 2 lebih banyak
sehingga difusi lebih cepat terjadi.