Alat Indera

Semua penyebab perubahan dalam tubuh kita dikenal dengan rangsang. Rangsang dapat dibedakan mejadi dua, yaitu:
1.    Rangsang dari luar       :  berupa bau, asin, manis, cahaya, kelembaban, tekanan, gaya berat, dan lain sebagainya.
2.    Rangsang dari dalam    : berupa lelah, haus, nyeri, kenyang, pusing, dan lain sebagainya.
Umumnya rangsang akan diterima oleh alat tubuh yang khusus menerima rangsang, yaitu indera atau disebut juga reseptor. Reseptor yang bertugas sebagai penerima rangsangan dibedakan menjadi:
1.    Eksteroseptor (reseptor luar), yaitu organ tubuh yang mampu menerima rangsangan dari luar, misalnya mata, telinga, hidung, dan lain sebagainya.
2.    Interoseptor (reseptor dalam), yaitu organ tubuh yang mampu menerima rangsangan dari dalam tubuh sendiri, misalnya rasa lapar, haus.
Berikut ini akan dibahas beberapa reseptor yang penting, yaitu:
1.     Kinestesis
2.     Indera Peraba
3.     Indera Pengecap dan Pembau
4.     Indera Pendengar
5.     Indera Penglihat
1.    Kinestesis
Kinestesis adalah indera yang terdapat pada otot, tulang, dan sendi. Indera ini termasuk proprioreseptor. Kinestesis dapat membantu koordinasi sikap tubuh. Misalnya kita dapat memakai baju walaupun mata tertutup.
2.    Indera Peraba
Indera peraba disebut tangoreseptor/mekanoreseptor dan terdapat di kulit. Ini semua merupakan eksteroseptor, sedangkan yang terdapat di dalam tubuh sebagai intereseptor adalah yang dapat merasakan haus, lapar, dan lain sebagainya. Indera peraba dan perasa tersebar di seluruh permukaan kulit, tetapi tidak sama banyak. Pada ujung jari terdapat amat banyak, demikian pula pada telapak tangan, telapak kaki, bibir, dan alat kelamin.
Pada kulit bagian dermis terdapat indera yang digunakan untuk menerima berbagai rangsangan:

• ujung saraf bebas: menerima rangsang nyeri / sakit
• korpuskel Meissner: menerima rangsang sentuhan
• korpuskel Paccini : menerima rangsang tekanan
• korpuskel Ruffini: menerima rangsang panas
• korpuskel Krausse: menerima rangsang dingin

3.     Indera Pengecap (lidah) dan Pembau (hidung)
Pengecap adalah indera yang berfungsi untuk menangkap rangsangan senyawa kimia yang larut dalam air, sedangkan indera pembau menangkap zat-zat kimia yang menguap (hidung). Keduanya termasuk kemoreseptor.
Indera pengecap terdapat di lidah, berupa puting-puting pengecap yang dapat dibedakan atas bagian-bagian:
a.    tepi depan untuk rasa manis
b.    belakang untuk rasa pahit
c.    samping untuk asam
d.    depan untuk rasa asin
Penampang lidah

Bentuk puting pengecap pada lidah

Skema penampang hidung manusia

Pembau dan pengecap keduanya memberi kontribusi dalam merasakan makanan. Perhatikan bahwa kedua indera ini memiliki akses langsung ke pusat bau dan rasa di otak.
4.     Indera Pendengar
Reseptor pendengaran atau fonoreseptor berupa sel-sel berbentuk rambut. Fungsi sel rambut adalah untuk menerima rangsangan getaran dan mengubahnya menjadi impuls sensorik yang selanjutnya ditransmisikan ke pusat pendengaran. Alat pendengaran manusia berupa telinga.

Struktur telinga manusia
Terdiri atas telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam.
1. Telinga luar, bagian-bagiannya:
-    daun telinga
-    saluran telinga yang dindingnya dapat menghasilkan minyak serumen.
2. Telinga tengah (ruangan timfani) terdiri atas:
-    gendang telinga/selaput pendengaran (membran timfani).
-    tulang-tulang pendengaran yang terdiri atas:
-     martil(mileus)
-     landasan (inkus)
-     sanggurdi (stapes)
-    saluran Eustachius, yaitu saluran penghubung antara ruang telinga dengan rongga faring.
3. Telinga dalam (Labyrinth) terdiri atas:
-    Organ pendengaran atau koklea (rumah siput).
Struktur rumah siput
Rumah siput berupa saluran spiral terbagi atas 3 daerah, yaitu:
1.    Skala vestibuli yang terletak di bagian dorsal
2.    Skala media terletak di bagian tengah
3.    Skala timfani terletak di bagian ventral
Antara skala yang satu dengan skala yang lain dipisahkan oleh:
-    membrana vestibularis: memisahkan skala vestibuli – skala media.
-    membrana tektoral memisahkan skala media -  skala timfani.
-    membrana basilaris: memisahkan skalatimfani – skala vestibuli.
Struktur organ Corti
Organ corti terdapat pada skala media, terdiri atas:
-    sel-sel rambut saraf pendengaran yang terdapat di dalam selaput dasar
-    membrana tektoralis atau selaput atas. Selaput atas terletak di atas sel-sel rambut, merupakan penerus getaran dari fenestra ovali ke sel-sel rambut lewat cairan limfe yang terdapat pada skala media.
-    organ keseimbangan: terdiri atas kanalis semi sirkularis (saluran setengah lingkaran), sakulus, dan utrikulus.
Rangsang getaran yang diterima ujung saraf pendengaran diteruskan oleh saraf koklea ke otak. Di dalam koklea terdapat 24.000 alat corti, yang masing-masing mempunyai kepekaan menerima frekuensi tertentu. Kita hanya dapat mendengar suara dari 20 sampai 20.000 Hertz, tetapi ada orang-orang tertentu yang dapat mendengar antara 16 sampai 20.000 Hertz.
Mekanisme transmisi pendengaran
Suara dari luar dapat sampai pada skala media dengan beberapa cara:
a.    Penghantaran udara: getaran suara luar menggetarkan membran timfani. Kemudian oleh tulang pendengaran akan diteruskan ke fenestra ovali dan akan menggetarkan cairan limfe pada koklea. Akibatnya, sel-sel rambut dari organ korti terangsang, menghasilkan impuls dan diteruskan oleh saraf auditorius ke pusat pendengaran di otak
b.    Penghantaran tulang: getaran yang teijadi pada tulang-tulang tubuh kita (misalnya tulang tengkorak) akan menyebabkan bergetarnya cairan limfe pada koklea.
Gangguan pada pendengaran
Tuli atau kurang tajam pendengaran, dapat disebabkan oleh:
a.    Tuli konduksi, dapat terjadi karena:
-     penyumbatan saluran telinga oleh minyak serumen
-     penebalan atau pecahnya membrana timfani
-     pengapuran tulang pendengaran
-     kekakuan hubungan stapes pada fenesta ovali.
b.    Tuli saraf dapat disebabkan oleh:
-     kerusakan saraf auditorius
-     kerusakan saraf pendengaran
Alat keseimbangan
Reseptor keseimbangan terdapat dalam kanalis semisirkularis, utrikulus, dan sakulus.
a.     Kanalis semisirkularis (saluran setengah lingkaran)
Suatu struktur yang terdiri atas 3 tulang setengah lingkaran, tersusun menjadi satu kesatuan dengan posisi berlainan, yaitu ada yang horisontal, vertikal atas dan vertikal belakang. Setiap kanalis berisi endolimfe, dan pada setiap pangkalnya membesar disebut ampula, dan berisi reseptor keseimbangan yang disebut cristae ampularis. Kelembaman endolimfe yang terdapat dalam kanalis semisirkularis akan menyebabkan ia bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah putaran sehingga kita dapat merasakan adanya perubahan posisi tubuh.
b.    Sakulus dan utrikulus
Merupakan alat keseimbangan statis (statoreseptor) yaitu berfungsi memberikan respons terhadap perubahan kedudukan tubuh, misalnya tegak, miring, dan lain-lainnya. Pada dasar utrikulus terdapat makula (organ otolith). Kedudukan otolith ini akan berubah bila posisi kepala berubah.
5.    Indera Penglihat
Indera penglihat disebut juga fotoreseptor. Sel  fotoreseptor yang terdapat pada retina dapat dibedakan dua macam, yaitu sel batang (basilus) bertugas menerima rangsangan cahaya yang tidak berwarna, dan sel kerucut (konus) yang bertugas menerima rangsangan cahaya yang berwarna atau terang. Sel fotoreseptor bertugas menerima dan mengubah rangsangan cahaya menjadi impuls, yang selanjutnya oleh otak diubah menjadi sensasi penglihatan.

Skema penampang bola mata

Beginilah penampang bola mata yang sebenarnya. Kiri: bagian berwarna hitam adalah koroid. Tampak di tengah adalah lensa mata. Kanan: tampak di tengah adalah lapisan retina yang melapisi permukaan dalam bola mata hingga ke bagian belakang.
1.     Struktur bola mata
Dinding bola mata terdiri atas 3 lapis, yaitu:
a.    Sklera, berwarna putih dan merupakan lapisan terluar. Bagian depannya transparan dan disebut kornea.
b.    Koroid, merupakan lapisan tengah yang berwarna hitam dan merupakan bagian yang berfungsi nutritif, karena banyak mempunyai pembuluh darah.
c.    Retina (selaput jala), merupakan selubung terdalam, dan merupakan neuroepitelium, yaitu epitelium yang berfungsi sebagai reseptor.
Di dalam bola mata terdapat:
a.    Aqueous humor, yaitu cairan yang mengisi ruangan antara lensa mata dengan retina.
b.    Viterous humor, ialah cairan yang mengisi rongga mata antara lensa mata dengan kornea.
c.    Lensa mata, bentuknya bikonkaf, terikat oleh otot siliaris.
d.    Iris (selaput pelangi), merupakan struktur berpigmen yang memberi warna mata. Tersusun atas serabut otot sirkular.
2.     Struktur retina
Tersusun atas 3 lapisan, yaitu:
-     lapisan neuroepitelium
-     lapisan bipolar
-     lapisan ganglion
Akson dari sel-sel ganglion berkumpul membentuk saraf optikus. Tempat berkumpulnya akson-akson tersebut bintik buta. Sedang dibagian lain dari retina terdapat suatu daerah yang banyak mengandung sel kerucut dan sel batang. Di tengahnya berupa lekukan yang hanya mengandung sel kerucut, disebut fovea sentralis (bintik kuning).
-    Sel basilus mengandung pigmen rodopsin (senyawa antara vitamin A dengan protein). Bila terkena sinar rodopsin terurai dan pada waktu gelap terbentuk lagi. Waktu yang diperlukan untuk proses pembentukan rodopsin ini disebut waktu adaptasi, di mana kita akan kurang dapat melihat.
-    Sel konus banyak mengandung pigmen iodopsin, yaitu senyawa antara retinin dan opsin. Ada tiga macam sel konus, yaitu yang peka terhadap warna biru, hijau, dan merah. Dari ketiga pasangan konus itu kita dapat menerima rangsang warna dari spektrum warna ungu sampai merah.
Gangguan indera penglihatan
Mata dikatakan normal bila dapat memfokuskan sinar sejajar yang masuk ke mata tepat pada bintik kuning. Keadaan ini disebut mata emmertrop. Bila sinar yang datang tidak jatuh tepat pada bintik kuning, maka akan menimbulkan gangguan penglihatan.
a.    Mata hipermetrop, penyebabnya lensa mata terlalu pipih sehingga bayangan jatuh di belakang bintik kuning. Untuk menormalkannya dapat dibantu dengan lensa cembung (positif).
b.    Mata miop, penyebabnya lensa terlalu cembung, sehingga bayangan jatuh di depan bintik kuning. Untuk menormalkannya dapat ditolong dengan lensa cekung (negatif).
c.    Mata presbiop. Ini adalah gangguan yang umumnya terdapat pada orang berusia lanjut. Cahaya sejajar yang datang difokuskan di belakang retina sebab lensa mata terlalu pipih karena daya akomodasi terlalu lemah.
d.    Mata astigmat, bila cahaya sejajar yang datang tidak difokuskan ke satu titik. Di sebabkan oleh kornea yang tidak rata. Astigmat teratur, dapat dibantu oleh lensa silindris, sedangkan astigmat tidak teratur tidak dapat ditolong.
e.    Hermeralopi atau rabun senja, disebabkan oleh kekurangan vitamin A. Bila berkelanjutan akan diikuti gejala terbentuknya bintik putih (bitot spot), kemudian mengeringnya kornea (xeroftalmia) dan akhirnya mengalami keratomalasi (rusaknya kornea).
f.    Buta warna, merupakan penyakit mata yang menurun dimana seseorang tidak bisa membedakan warna tertentu. Mata normal ialah mata yang memiliki 3 macam sel kerucut, yang disebut mata trikomat sedangkan mata dikromat hanya memiliki dua sel kerucut. Dengan demikian dapat terjadi kemungkinan: buta warna merah (protanopia) buta warna hijau (duteranopia), atau buta warna biru (tritanopia). Jenis panyakit buta warna lainnya adalah mata monokromat, yang hanya memiliki satu macam sel kerucut. Orang demikian hanya dapat membedakan warna hitam dan putih.

Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan dan perkembangan manusia dan hewan dimulai dari terbentuknya zigot setelah terjadinya fertilisasi ovum oleh sperma. Sama halnya dengan tumbuhan, perkembangan pada hewan dipengaruhi oleh faktor dalam dan faktor luar. Termasuk faktor dalam antara lain perangkat materi genetik (kromosom), dan hormon. Sedangkan faktor luar terutama faktor lingkungan dan nutrisi.
Ada dua tahap dalam pertumbuhan dan perkembangan hewan dan manusia. Tahap pertama adalah tahap embrionik yang dimulai dari terbentuknya zigot sampai berkembang menjadi embrio. Tahap kedua adalah tahap pasca embrionik yang merupakan pertumbuhan dan perkembangan setelah embrio, termasuk di dalamnya regenerasi (penyembuhan luka) dan metamorfosis.

Fase embrionik

Setelah fertilisasi, zigot yang terbentuk mempunyai kemampuan untuk terus tumbuh dan berkembang. Pertumbuhan berlangsung seiring dengan bertambahnya jumlah sel akibat pembelahan secara mitosis. Perkembangan ditandai dengan terjadinya spesialisasi dan diferensiasi sel-sel atau jaringan. Diferensiasi menghasilkan organ hingga terbentuk individu utuh.
Fase embrionik secara garis besar terbagi lagi menjadi beberapa tahap:

• morulasi : zigot yang terbentuk terus menerus membelah sehingga menjadi suatu bentuk seperti bola yang tersusun atas banyak sel dan disebut dengan morula
• blastulasi : pada tahap akhir dari fase morula akan terbentuk suatu lubang yang disebut dengan blastocoel. Bentuk embrio sampai dengan tahap ini disebut dengan blastula.
• gastrulasi : pada tahap blastula mengalami pelekukan (invaginasi) sehingga terbentuklah rongga baru yang disebut gastrocoel / arkhenteron. Lubang tempat pelekukan disebut blastophor yang kelak akan berkembang menjadi anus. Pada tahap akhir proses ini akan terbentuk tiga lapisan jaringan embrional, yaitu ektoderm, mesoderm, dan endoderm. Embrio pada tahap ini disebut gastrula.

Bentuk morula

Bentuk blastula

Bentuk gastrula

• morfogenesis : merupakan proses perubahan bentuk dan jenis jaringan menjadi berbagai macam bentuk dan jenis jaringan lain
• diferensiasi dan spesialisasi : adalah proses perubahan dan pendewasaan jaringan embrional menjadi beragam jenis jaringan lain dengan fungsi yang berbeda. Kelak lapisan ektoderm akan membentuk epidermis, saraf, dan indera. Lapisan mesoderm akan membentuk dermis, sistem sirkulasi, sistem ekskresi, sistem respirasi, dan sistem reproduksi. Sedangkan lapisan endoderm akan membentuk sistem pencernaan.
• imbas embrionik : adalah suatu gejala dimana proses diferensiasi dan spesialisasi yang dialami oleh suatu jaringan menyebabkan terjadinya pengaruh (imbas) terhadap jaringan lain, sehingga ikut mengalami proses yang sama
• organogenesis : proses pembentukan berbagai macam organ tubuh, sehingga terbentuk embrio secara lengkap dan utuh

Pada hewan vivipar proses pertumbuhan zigot menjadi embrio akhirnya berkembang menjadi janin, dan berlangsung di dalam rahim (uterus) induk betina. Selama masa pertumbuhan janin tersebut disebut dengan masa gestasi (masa kehamilan). Pada manusia masa kehamilan sekitar 9 bulan. Jika usia kandungan sudah cukup maka janin akan dikeluarkan dari dalam uterus. Proses inilah yang disebut dengan kelahiran.

Fase pasca embrionik

Pada hewan tertentu sebelum dewasa terlebih dahulu mengalami perubahan bentuk. Perubahan bentuk ini dikenal dengan metamorfosis. Contoh metamorfosis pada hewan vertebrata adalah metamorfosis pada katak. Sedangkan pada serangga dapat dijumpai pada kupu-kupu. Ada dua macam metamorfosis, yaitu metamorfosis sempurna dan metamorfosis tak sempurna. Pada metamorfosis sempurna bentuk hewan muda sangat berbeda dengan bentuk hewan dewasa. Sedangkan pada metamorfosis tak sempurna bentuk hewan muda mirip dengan hewan dewasa dan disebut nimfa.

Metamorfosis sempurna pada kupu-kupu.

Metamorfosis tak sempurna pada belalang.

Hormon yang berpengaruh pada perkembangan ini adalah hormon tiroksin dan triiodotironin, keduanya dihasilkan oleh kelenjar thiroid. Kelenjar ini didapati bukan hanya pada manusia, tetapi pada semua hewan vertebrata. Pada larva aktivitas kelenjar ini meningkat, akibatnya terjadi perubahan bentuk maupun anatomi dan morfologi hewan tersebut.

Sistem Respirasi Manusia

Dulu kita sudah bahas mengenai proses respirasi pada hewan tingkat rendah dan respirasi pada vertebrata. Sekarang kita akan bahas proses respirasi pada manusia.
Pernapasan atau respirasi merupakan serangkaian langkah proses pengambilan oksigen dan pengeluaran sisa berupa karbondioksida dan uap air. Oksigen diperlukan oleh seluruh sel-sel tubuh dalam reaksi biokimia (oksidasi biologi) untuk menghasilkan energi berupa ATP (adenosin tri phosphat). Reaksi tersebut menghasilkan zat sisa berupa karbondioksida dan uap air yang kemudian dihembuskan keluar. Jadi tujuan respirasi sebenarnya adalah untuk membentuk ATP yang diperlukan untuk seluruh aktivitas kehidupan.
Berdasarkan tempat terjadinya pertukaran gas O₂ dan CO₂, pernapasan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

• pernapasan luar/respirasi eksternal, yaitu pertukaran O₂ dalam alveolus dengan CO₂ dalam darah.
• pernapasan dalam/respirasi internal, yaitu pertukaran gas O₂ dengan CO₂ dari aliran darah dengan sel-sel tubuh

Alat-alat Respirasi pada Manusia

Organ-organ pernapasan manusia terdiri atas:

1. Hidung, merupakan jalan masuknya udara. Di dalam rongga hidung udara akan mengalami penyaringan dan penghangatan
2. Farink (tekak), merupakan persimpangan tenggorokan dengan kerongkongan
3. Larink (pangkal tenggorokan), di dalamnya terdapat pita suara (syrink)
4. Trakhea (tenggorokan), dindingnya terdiri atas epitel yang bersilia (bagian dalam), cincin tulang rawan yang berotot polos (tengah), dan jaringan ikat (lapisan luar). Trakhea merupakan jalan nafas dari hidung ke paru-paru
5. Bronkhus, adalah percabangan trakhea ke kiri dan ke kanan
6. Bronkhiolus, percabangan bronkus
7. Alveolus (gelembung paru-paru), banyak mempunyai kapiler darah, di sinilah terjadi pertukaran O₂ dan CO₂. Kumpulan alveolus inilah yang membentuk paru-paru (pulmo). Paru-paru dibungkus oleh selaput pleura rangkap dua, dan di antara keduanya terisi oleh cairan limfe.

Mekanisme Pernafasan

Gerakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan (medulla oblongata) yang terdapat di otak. Sedangkan keinginan bernafas adalah karena adanya rangsangan dari konsentrasi CO₂ dalam darah. Bila kita menahan napas dalam waktu tertentu, maka dorongan untuk bernapas semakin besar. Ini terjadi karena kadar CO₂ dalam darah semakin meningkat dan akan memacu pusat pernapasan agar organ pernapasan melakukan gerakan bernapas.
Ada dua cara pernafasan yang dilakukan manusia, yaitu pernafasan dada dan pernafasan perut. Organ yang terlibat pada pernafasan dada adalah tulang rusuk, otot antar rusuk (intercostae), dan paru-paru. Sedangkan pada pernafasan perut yang terlibat adalah diafragma, otot perut, dan paru-paru.

1. Pernapasan dada

• Inspirasi : Bila otot antar tulang rusuk berkontraksi, maka tulang rusuk terangkat, volume rongga dada akan membesar sehingga tekanan udara di dalamnya menjadi lebih kecil daripada tekanan udara luar, sehingga udara masuk ke paru-paru.
• Ekspirasi : Bila otot antar tulang rusuk relaksasi, maka posisi tulang rusuk akan menurun, akibatnya volume rongga dada akan mengecil sehingga tekanan udara membesar, akibatnya udara terdorong ke luar dari paru-paru.

2. Pernapasan perut

• Inspirasi : Bila otot diafragma berkontraksi, maka posisi diafragma akan mendatar, akibatnya volume rongga dada bertambah besar, tekanan mengecil, sehingga udara masuk ke paru-paru
• Ekspirasi : Bila otot diafragma relaksasi, maka posisi diafragma naik/melengkung, sehingga rongga dada mengecil, tekanan membesar, akibatnya udara terdorong keluar.

Ekspirasi bukan saja akibat otot-otot antar tulang rusuk dan diafragma yang berelaksasi, tetapi juga karena kontraksi otot dinding perut.

Volume Udara Pernafasan

Volume udara yang dipernafaskan sangat bervariasi, sebab dipengaruhi oleh cara dan kekuatan seseorang melakukan respirasi. Udara yang dipernafaskan oleh tubuh dapat digolongkan menjadi:

1. Volume Tidal (VT) : Volume udara yang keluar masuk paru-paru sebagai akibat aktivitas pernapasan biasa (500 cc).
2. Volume Komplemen (VK) : Volume udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal ke dalam paru-paru setelah inspirasi biasa (1500 cc)
3. Volume Suplemen (VS) : Volume udara yang masih dapat dihembuskan secara maksimal dari dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi biasa (1500 cc)
4. Volume Residu (VR) : Volume udara yang selalu tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya (1000 cc)
5. Kapasitas Vital (KV) : Volume udara yang dapat dihembuskan sekuat-kuatnya setelah melakukan inspirasi sekuat-kuatnya (KV = VT + VK + VS)
6. Kapasitasi Total (KT) : Volume total udara yang dapat tertampung di dalam paru-paru (KT = KV + VR)

Frekuensi Pernafasan

Pada umumnya setiap menit manusia mampu bernapas antara 15 – 18 kali. Cepat atau lambatnya manusia bernapas dipengaruhi oleh beberapa faktor,  antara lain:

• Umur, umumnya makin bertambah umur seseorang akan makin rendah frekuensi pernapasannya
• Jenis kelamin, umumnya laki-laki lebih banyak gerak, sehingga lebih banyak memerlukan energi
• Suhu tubuh, makin tinggi suhu tubuh semakin cepat frekuensi pernapasannya
• Posisi tubuh, ini berpengaruh terhadap mekanisme inspirasi dan ekspirasi
• Kegiatan, karena orang yang giat melakukan kegiatan memerlukan lebih banyak energi dari pada orang yang sedang santai

Bagaimana pertukaran O₂ dan CO₂ bisa berlangsung?

Saat kita menghirup udara, O₂ akan bergerak menembus alveolus paru-paru, lalu diikat dan diangkut oleh darah menuju ke seluruh jaringan tubuh. Sekitar 97% oksigen yang masuk ke dalam darah akan diangkut oleh hemoglobin/eritrosit, sedangkan yang 2-3 % lagi akan larut dan diangkut oleh plasma darah. Oksigen yang terikat dalam Hb dikenal dengan oksihemoglobin (HbO₂). Persamaan reaksi oksigen dengan hemoglobin adalah sebagai berikut:
Hb + O₂ —-> HbO₂ (pengikatan oksigen oleh darah di alveolus paru-paru)
HbO₂ —–> Hb + O₂ (pelepasan oksigen oleh darah, selanjutnya oksigen diambil oleh sel-sel tubuh)
Perpindahan oksigen dari atmosfer ke alveolus paru-paru, lalu ke darah, dan selanjutnya ke dalam jaringan tubuh dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial oksigen. Tekanan udara adalah satu atmosfer atau 760 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigennya adalah 150 mmHg. Tekanan parsial oksigen pada kapiler darah adalah 100 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigen dalam jaringan tubuh antara 0 sampai 40 mmHg. Keadaan inilah yang memungkinkan oksigen berdifusi dari luar ke darah lalu ke jaringan.
Hal yang berkebalikan terjadi pada perpindahan CO₂. Tekanan parsial CO₂ yang tertinggi adalah jaringan tubuh. Berturut-turut semakin rendah pada  darah dan di luar tubuh. Dengan cara yang sama CO₂ dapat berpindah secara difusi dari jaringan hingga keluar tubuh.

Proses pengangkutan CO₂

Proses oksidasi biologi di dalam sel dan jaringan akan menghasilkan zat-zat sisa seperti CO₂ dan H₂O. Zat-zat ini harus segera dikeluarkan dari dalam tubuh. CO₂ yang dihasilkan oleh jaringan akan keluar dari sel dan masuk ke dalam darah untuk beredar bersama darah. Di dalam darah CO₂ akan diangkut ke paru-paru dalam tiga bentuk, yaitu:
a. Diangkut dalam bentuk HCO^-₃ (bikarbonat) oleh plasma darah (60%-70%)
CO₂ bereaksi dengan H₂O plasma (cairan sel) dari eritrosit dengan bantuan enzim karbonat anhidrase menyebabkan terbentuknya asam karbonat (H₂CO₃).  H₂CO₃ lalu terurai menjadi ion H⁺ dan HCO^-₃ (bikarbonat). Karena ion H⁺ dapat menyebabkan perubahan pH (keasaman), oleh sebab itu segera diikat oleh Hb menjadi HHb (asam hemoglobin). Sedangkan ion HCO^-₃ akan segera meninggalkan eritrosit masuk ke plasma darah. Kedudukan ion HCO^-₃ di dalam eritrosit diganti oleh ion klor (Cl). Inilah yang disebut dengan pertukaran klorida.
Di dalam paru-paru reaksi yang berkebalikan terjadi. HCO^-₃ yang telarut dalam plasma darah akan bergabung kembali dengan H⁺ yang semula diikat Hb membentuk H₂CO₃ kembali, juga dengan bantuan karbonat anhidrase. H₂CO₃ lalu terurai kembali menjadi CO₂ dan H₂O, kemudian akan dikeluarkan dari dalam paru-paru. Sementara itu Hb yang telah melepaskan H⁺ akan mengikat kembali O₂ di alveolus.
b. CO₂ akan diikat oleh Hb membentuk karbominohemoglobin (25%)
CO2 + Hb —–> HbCO₂
c. CO₂ diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat / H₂CO₃ (6% – 10%)

Enzim

Metabolisme adalah suatu reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup (reaksi biokimia). Pengertian ini mencakup dua hal yaitu katabolisme dan anabolisme. Untuk berlangsungnya dua reaksi tersebut diperlukan suatu aktivator yaitu enzim.

Enzim

Enzim adalah suatu biokatalisator, yaitu suatu bahan yang berfungsi mempercepat reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi karena pada akhir reaksi terbentuk kembali. Suatu reaksi kimia yang berlangsung dengan bantuan enzim memerlukan energi yang lebih rendah. Jadi enzim juga berfungsi menurunkan energi aktivasi.

Enzim berfungsi menurunkan energi aktivasi.
Struktur enzim
Suatu enzim (holoenzim) tersusun atas bagian protein dan bukan protein. Bagian protein disebut apoenzim, dan bagian non protein disebut kofaktor. Kofaktor dapat berupa ion logam (Cu, Mg, K, Fe, Na), atau koenzim yang berupa bahan organik, misalkan vitamin B (B1, B2).
Sifat-sifat enzim
Sebagai suatu bahan yang penting dalam metabolisme, enzim memiliki sifat-sebagai berikut:

• kerja enzim bersifat spesifik/khusus, artinya bahwa satu enzim hanya dapat bekerja pada satu substrat
• enzim bekerja pada suhu tertentu
• enzim berkerja pada derajat keasaman (pH) tertentu
• kerja enzim dapat bolak-balik, artinya selain dapat memecah substrat juga dapat membentuk substrat dari penyusunnya

Hal-hal yang dapat mempengaruhi kerja enzim di antaranya adalah:

• suhu
• derajat keasaman (pH)
• konsentrasi enzim
• jenis substrat
• penimbunan hasil akhir
• pengaruh aktivator/penggiat
• pengaruh inhibitor/penghambat

Cara kerja enzim

Enzim bekerja berdasar prinsip ‘kunci dan anak kunci’ (lock and key)
Enzim bekerja berdasar prinsip ‘kunci dan anak kunci’ (lock and key). Pada salah satu sisi enzim terdapat tempat aktif yang memiliki bentuk yang dapat berpasangan tepat sama dengan bentuk permukaan substrat. Akibatnya satu enzim hanya dapat digunakan untuk satu jenis substrat.
Contoh enzim yang sering digunakan sebagai materi praktikum adalah enzim katalase. Enzim ini banyak terdapat pada organel peroksisom dan berfungsi memecah peroksida (H₂O₂) yang bersifat toksik menjadi H₂O dan O₂.Kerja enzim juga sangat dipengaruhi oleh zat inhibitor, yaitu bahan yang menghambat kerja enzim. Ada 2 jenis inhibitor, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor non kompetitif. Inhibitor kompetitif bekerja dengan cara berikatan pada tempat aktif enzim. Akibatnya substrat yang tidak bisa berikatan dengan enzim. Sedangkan inhibitor non kompetitif tidak berikatan dengan tempat aktif, tetapi menyebabkan perubahan pada tempat aktif. Ini pun berakibat substrat tidak bisa berikatan dengan enzim

sistem peredaran darah manusia

Alat-alat peredaran darah pada manusia
Alat peredaran darah terdiri atas jantung (cor) dan pembuluh darah. Jantung berfungsi memompa darah, sedangkan pembuluh darah bertugas mengalirkan darah dari jantung hingga sampai ke jaringan tubuh.

Pembuluh darah

Ada dua jenis pembuluh darah yaitu:

• Arteri : Merupakan pembuluh darah yang mengalirkan darah keluar dari jantung. Bila sampai di jaringan, arteri bercabang-cabang kecil yang disebut arteriole. Pembuluh arteri bersifat elastis dan darah yang mengalir tekanannya kuat karena memperoleh pemompaan langsung dari jantung.
• Vena : Merupakan pembuluh yang mengalirkan darah kembali menuju ke jantung. Pembuluh vena yang menyebar di jaringan bercabang-cabang kecil dan disebut venula. Vena kurang elastis bila dibandingkan dengan arteri dan darah yang mengalir tekanannya rendah karena aliran darah pada vena berdasarkan sistem katup dan pompa otot. Vena biasanya terletak di permukaan tubuh di bawah kulit, sedangkan arteri lebih ke dalam.

 
Perhatikan perbedaan arteri dan vena.

Jantung

Jantung merupakan alat pemompa darah, terletak didalam rongga dada dan diatas diafragma. Jantung mempunyai bagian-bagian sebagai berikut:
a.    Dinding jantung: terdiri atas tiga lapis, yaitu

• epikardium (lapisan luar)
• perikardium (selaput pembungkus jantung)
• miokardium (otot jantung)
• endokardium (selaput yang melapisi ruangan jantung)

Beginilah bagian-bagian jantung. (sori gak sempat nerjemahin)

b.    Ruangan jantung: terdiri atas 4 ruangan yaitu

• serambi (atrium) kanan dan kiri
• serta dua bilik (ventrikel) kanan dan kiri
  • Pada bayi yang belum lahir, antara serambi kanan dan serambi kiri terdapat lubang yang disebut foramen ovale. Lubang ini berfungsi sebagai bypass aliran darah karena belum berfungsinya paru-paru janin.

c.     Katup jantung: untuk menjaga agar aliran darah tetap searah. Ada tiga macam katup jantung:

• valvula trikuspidalis (berdaun tiga): terdapat di antara atrium kanan dan ventrikel kanan
• valvula bikuspidalis (berdaun dua): terdapat di antara atrium kiri dan ventrikel kiri
• valvula semilunaris (bentuk bulan sabit): terdapat pada pangkal batang aorta

d.    Saraf jantung

• Sinoatrium Node (SA Node): terdapat pada atrium kanan
• Atrioventricular Node (AV Node): terdapat pada sekat antara atrium dan ventrikel

Pola peredaran darah

Bila SA Node mengeluarkan impuls akan menyebabkan atrium berkontraksi sehingga darah dipompa menuju ke ventrikel. Impuls yang mengalir akhirnya merangsang AV Node sehingga juga mengeluarkan impuls yang menyebabkan otot ventrikel berkontraksi, dan darah dipompa keluar jantung.
Bila ventrikel kiri berkontraksi darah dipompa ke seluruh tubuh melalui aorta (nadi besar). Darah yang mengalir ini kaya akan oksigen dan nutrisi. Di jaringan tubuh nutrisi dan oksigen diambil oleh sel-sel tubuh. Kemudian sel melepaskan CO₂ dan sisa metabolisme yang kemudian diangkut oleh darah melalui pembuluh vena cava superior dan vena cava inferior kembali menuju atrium kanan. Pola peredaran ini disebut peredaran darah besar.

Perhatikan pola peredaran darah pada manusia, urut sesuai nomor.

Dari atrium kanan darah dipompa masuk ke ventrikel kanan lalu mengalir meninggalkan jantung menuju ke paru-paru melalui arteri pulmonalis. Darah yang mengalir ini membawa banyak CO₂ yang hendak dibuang. Di paru-paru CO₂ dilepaskan dan oksigen diikat, lalu darah mengalir melalui vena pulmonalis kembali ke jantung masuk ke atrium kiri. Pola peredarah ini disebut peredaran darah kecil. Dari atrium kiri darah masuk ke ventrikel kiri, dan siklus yang sama terulang.
Perlu diperhatikan bahwa kontraksi atrium kanan dan kiri berlangsung bersamaan. Demikian pula kontraksi ventrikel kanan dan kiri juga bersamaan. Jadi aliran darah pada peredaran darah besar dan kecil berlangsung serentak, dan bukannya bergantian.
Saat ventrikel berkontraksi timbul tekanan yang disebut tekanan sistole. Saat ventrikel berelaksasi masih ada tekanan yang disebut tekanan diastole. Umumnya pada orang muda yang sehat besarnya tekanan sistole dan diastole adalah 120/80 mmHg. Tekanan darah ini akan semakin tinggi sejalan dengan pertambahan usia.
Sebenarnya masalah tekanan sistole dan diastole ini juga terjadi pada saat kontraksi atrium. Jadi ada sistole atrium dan diastole atrium. Tapi di dunia medis konteks tekanan sistole dan diastole tampaknya lebih mengacu pada kontraksi ventrikel.

Peredaran Limfe (Getah Bening)

Selain peredaran darah, pada manusia terdapat juga peredaran limfe atau peredaran getah bening. Peredaran getah bening merupakan peredaran terbuka, yaitu dimulai dari dalam jaringan dan berakhir pada pembuluh balik bawah selangka (vena sub klavia).
Cairan ini berasal dari darah yang keluar melalui dinding kapiler lalu masuk ke ruang antarsel, dan kemudian masuk ke pembuluh halus yang disebut pembuluh getah bening (limfe). Dari pembuluh limfe kecil, kemudian berkumpul pada pembuluh getah bening yang besar, dan yang terakhir masuk ke vena sub klavia.

Sistem limfatik pada manusia

Pembuluh limfe besar ada dua macam, yaitu:

• Sistem pembuluh limfe dada (ductus thoraxicus): mengalirkan limfe dari bagian tubuh sebelah bawah, dan bagian tubuh atas sebelah kiri ke pembuluh vena bawah selangka kiri.
• Sistem pembuluh limfe dada kanan (ductus limfaticus dexter): mengalirkan limfe dari daerah kepala, leher, dada, paru-paru, jantung dan lengan kanan ke vena bawah selangka kanan.

Di sepanjang pembuluh limfe terdapat kelenjar limfe yang merupakan penyaring kuman. Beberapa kelenjar limge yang besar adalah:

• kelenjar limfe lipat siku, lipat dada, ketiak, lutut, dan leher.
• di selaput lendir usus.
• kelenjar folikel pangkal lidah.
• tonsil, amandel, dan pada adenoid.

Seperti aliran darah pada vena, aliran getah bening disebabkan oleh tekanan otot rangka yang terdapat di sekitar pembuluh getah bening. Dan untuk menjaga agar aliran getah bening dapat lancar, disepanjang pembuluh terdapat katup. Persis seperti vena.

Keanekaragaman Hayati 2

Keanekaragaman hayati (biodiversitas) adalah keanekaragaman organisme yang menunjukkan keseluruhan variasi gen, jenis, dan ekosistem pada suatu daerah. Keanekaragaman hayati melingkupi berbagai perbedaan atau variasi bentuk, penampilan, jumlah, dan sifat-sifat yang terlihat pada berbagai tingkatan, baik tingkatan gen, tingkatan spesies, maupun tingkatan ekosistem.
Berdasarkan hal tersebut, para pakar membedakan keanekaragaman hayati menjadi tiga tingkatan, yaitu keanekaragaman gen, keanekaragaman jenis, dan keanekaragaman ekosistem.

1. Keanekaragaman gen

Gen atau plasma nuftah adalah substansi kimia yang menentukan sifat keturunan yang terdapat di dalam kromosom. Setiap individu mempunyai kromosom yang membawa sifat menurun (gen) dan terdapat di dalam inti sel. Perbedaan jumlah dan susunan faktor menurun tersebut akan menyebabkan terjadinya keanekaragaman gen.
Makhluk hidup satu spesies (satu jenis) bisa memiliki bentuk, sifat, atau ukuran yang berbeda. Bahkan pada anak kembar sekalipun terdapat perbedaan. Semua perbedaan yang terdapat dalam satu spesies ini disebabkan karena perbedaan gen.

Perbedaan sesama ayam (satu spesies) termasuk keanekaragaman gen
Jadi, keanekaragaman gen adalah segala perbedaan yang ditemui pada makhluk hidup dalam satu spesies. Contoh keanekaragaman tingkat gen ini misalnya, tanaman bunga mawar putih dengan bunga mawar merah yang memiliki perbedaan, yaitu berbeda dari segi warna. Atau perbedaan apa pun yang ditemui pada sesama ayam petelor dalam satu kandang.

2. Keanekaragaman jenis

Spesies atau jenis memiliki pengertian, individu yang mempunyai persamaan secara morfologis, anatomis, fisiologis dan mampu saling kawin dengan sesamanya (interhibridisasi) yang menghasilkan keturunan yang fertil (subur) untuk melanjutkan generasinya. Kumpulan makhluk hidup satu spesies atau satu jenis inilah yang disebut dengan populasi.
Keanekaragaman jenis adalah segala perbedaan yang ditemui pada makhluk hidup antar jenis atau antar spesies. Perbedaan antar spesies organisme dalam satu keluarga lebih mencolok sehingga lebih mudah diamati daripada perbedaan antar individu dalam satu spesies (keanekaragaman gen).

Keanekaragaman jenis adalah perbedaan makhluk hidup antar spesies. Contohnya sangat banyak.
Contohnya, dalam keluarga kacang-kacangan dikenal kacang tanah, kacang buncis, kacang hijau, kacang kapri, dan lain-lain. Di antara jenis kacang-kacangan tersebut kita dapat dengan mudah membedakannya karena di antara mereka ditemukan ciri khas yang sama. Akan tetapi, ukuran tubuh atau batang, kebiasaan hidup, bentuk buah dan biji, serta rasanya berbeda.
Contoh lainnya terlihat keanekaragaman jenis pada pohon kelapa, pohon pinang, dan juga pada pohon palem.

3. Keanekaragaman ekosistem

Ekosistem dapat diartikan sebagai hubungan atau interaksi timbal balik antara makhluk hidup yang satu dengan makhluk hidup lainnya dan juga antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Suatu lingkungan tidak hanya dihuni oleh satu jenis makhluk hidup saja, tetapi juga akan dihuni oleh jenis makhluk hidup lain yang sesuai. Akibatnya, pada lingkungan tersebut akan dihuni berbagai makhluk hidup berlainan jenis yang hidup berdampingan.
Perbedaan komponen abiotik (tidak hidup) pada suatu daerah menyebabkan jenis makhluk hidup (biotik) yang dapat beradaptasi dengan lingkungan tersebut berbeda-beda. Komponen biotik dan abiotik di berbagai daerah tersebut juga bervariasi baik mengenai kualitas maupun kuantitasnya. Variasi kondisi komponen abiotik yang tinggi ini akan menghasilkan keanekaragaman ekosistem. Contoh ekosistem adalah: hutan hujan tropis, hutan gugur, padang rumput, padang lumut, gurun pasir, sawah, ladang, air tawar, air payau, laut, dan lain-lain.
Jadi keanekaragaman ekosistem adalah segala perbedaan yang terdapat antar ekosistem. Keanekaragaman ekosistem ini terjadi karena adanya keanekaragaman gen dan keanekaragaman jenis (spesies).

Keanekaragaman ekosistem terbentuk karena keanekaragaman gen dan keanekaragaman spesies
Contoh keanekaragaman hayati tingkat ekosistem misalnya: pohon kelapa banyak tumbuh di daerah pantai, pohon aren tumbuh di pegunungan, sedangkan pohon palem dan pinang tumbuh dengan baik di daerah dataran rendah.

Video Pembelajaran alternatif Pembelajaran

Senin, 2 Januari 2012 - Membuat video tentang eksperimen ilmiah bukannya menulis presentasi membawa pada pembelajaran yang lebih baik dan pemahaman yang lebih jelas mengenai konsep di balik eksperimen menurut para pendidik sains di Australia. Menulis dalam International Journal of Innovation and Learning, para peneliti menjelaskan bagaimana persiapan dan latihan produksi video juga membantu belajar.

---

Geoff Hilton dari Sekolah Tinggi Pendidikan Universitas Queensland di Brisbane meminta dua kelompok siswa kelas 1 SMP (satu kelas dengan 21 siswa, satu lagi 22) dengan kemampuan campuran dan gender campuran menyelesaikan sebuah penyelidikan sains. Satu kelompok diminta merekam temuan mereka dalam bentuk tertulis untuk menghasilkan sebuah poster sains dalam bagian akhir tugas mereka. Kelompok kedua diminta membuat video. Hilton menemukan kalau penyelesaian kedua tipe tugas ini ketika eksperimen sains diselesaikan, muncul dari siswa sejumlah perilaku berbeda yang mempengaruhi belajar mereka.

 Sementara banyak pendidik di dunia menjelajahi teknologi mutakhir, banyak tugas masih tersisa untuk dilakukan untuk menjelajahi bagaimana teknologi digital yang demikian berkembang dapat meningkatkan pendidikan dan begitu pula pembelajaran. Video digital dapat meningkatkan pembelajaran, khususnya dengan membuat siswa mampu menangkap sifat aktif, eksperimental, dan visual dari sains. Namun pendapat ini menuntut pertanyaan apakah video akan meningkatkan belajar ketika dibandingkan dengan pendekatan yang lebih konvensional.

 Para siswa diminta melakukan sebuah eksperimen dengan sebuah neraca. Tiap kelompok kemudian memakai poster dan produksi video mereka untuk menjelaskan pada siswa kelas 5 SD konsep yang telah mereka pelajari. Siswa dari kedua kelompok direkam dengan video ketika mereka melakukan eksperimen dan saat menyiapkan produksi akhirnya. Mereka juga semuanya diwawancara sebelum dan setelah tiap tahap eksperimen.

 Kesaradaran dari audiens target, siswa kelas 5 SD, adalah aspek yang paling penting dari belajar untuk produser video, kata Hilton. Ia menyarankan kalau belajar tinggi terjadi sebagian karena elemen persiapan dari membuat video. Para pembuat poster, tunjukkan, membuat referensi sangat terbatas pada audiens target.

 “Inovasi teknologi pendidikan seperti produksi video dalam kelas, dikombinasikan dengan pedagogi guru yang sesuai, dapat meningkatkan kemampuan belajar sains siswa,” simpul Hilton.

Sumber berita:

Inderscience Publishers

Referensi jurnal:

Hilton, G. 2011. Rehearsing for an Audience: Students Learning Science Through Video Production. International Journal of Innovation and Learning (IJIL), Volume 9 – Issue 3 – 2011, pp.311 – 324 DOI: 10.1504/IJIL.2011.039346