PERNAPASAN PADA HEWAN
I.
Tempat dan waktu
Tempat : Laboratorium Biologi SMA N 1
Kebumen
Waktu : Rabu, 12 Februari 2014
II.
Tujuan
1.
Mempelajari
pernapasan hewan
2.
Melihat
faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah kebutuhan oksigen pada hewan pada saat
bernapas.
III. Dasar teori
Respirasi atau oksidasi glukosa
secara lengkap merupakan proses pembentukan energy yang utama untuk kebanyakan
sel. Pada waktu glukosa dipecah dalam suatu rangkaian reaksi enzimatis,
beberapa energy dibebaskan dan diubah menjadi bentuk ikatan phosphate bertenaga
tinggi (ATP) dan sebagian lagi hilang sebagai panas. Proses keseluruhan dari
respirasi merupakan reaksi oksidasi reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi
CO2 sedangkan O2 yang diserap direduksi membentuk H2O.
Pati, fruktan, sukrosa, atau gula lainnya, lemak, asam organic, protein dapat
bertindak sebagai substrat respirasi. Respirasi umum glukosa, dapat ditulis
sebagai berikut:
C6H12O6
+ 6O2 6CO2
+ 6H2O + energy (ATP + panas)
Respirasi merupakan rangkaian
dari 50 atau lebih reaksi komponen, masing-masing dikatalisis oleh enzim yang
berbeda. Respirasi merupakan oksidasi yang berlangsung di medium air, dengan pH
mendekati netral, dan pada suhu sedang. Respirasi merupakan reaksi oksidasi
senyawa organic yang menghasilkan energy yang digunakan untuk aktivitas sel
dalam bentuk ATP atau senyawa berenergi tinggi lainnya.
Lebih lanjut, sejalan dengan
berlanngsungnya pemecahan, kerangka karbon antara disediakan untuk menghasilkan
berbagai produk esensial lainnya.
Berdasarkan kebutuhan terhadap oksigen
respirasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu:
- Respirasi aerob
Yang menggunakan
O2 sebagai terminal electron akseptor (respirasi yang memerlukan
oksigen,penguraian lengkap sampai dihasilkan CO2 + H2O à oksidasi sempurna).
Raksinya
: C6H12O6 à 6CO2 + 6H2O + ATP
- Respirasi anaerob
Yang tidak memerlukan oksigen tetapi asam organic sebagai electron
akseptor (respirasi yang tidak memerlukan oksigen, penguraian bahan organic
tidak lengkap à oksidasi tidak
sempurna )
Raksinya
: C6H12O6
à 2C2H5OH + 2CO2 + ATP
Resprasi pada
insecta
Kelas hexapoda seringkali disebut
sebagai insecta atau serangga, yang memiliki kaki yang berjumlah emanam. Namun
tidak semua anggotanya selalu memiliki kaki enam. Golongan serangga primitif memiliki
kaki setiap ruas tubuhnya. Selama daur hidupnya serangga mengalami pergantian
bentuk yang disebut metamorfosis, dengan jalan melakukan pengelupasan kulit
yang disebut ekdisis. Metamorfosis ada dua macam, yaitu metamorfosis tak sampurna
dan metamorfosis sempurna.
Serangga dapat
ditemukan di mana-mana, misalnya di air, darat, dan udara atau di tumpukan
buku-buku. Ada yang hidup bebas ada juga yang pasarit. Ada yang mengeluarkan
cahaya di malam hari, ada pula yang mengeluarkan suara yang nyaring. Ada yang
memiliki nilai ekonomi dan ada juga yang merugikan. Serangga merpakan
hewan yang paling sukses hidup didunia karena dapat beradaptasi dengan segala
kondisi lingkungan.Anggota Insekta sekitar 900.000 jenis yang berbagi menjadi 25
ordo. Insekta dipelajari dalam ilmu khusus yaitu entomologi.
Sistem respirasi pada insecta
Gambar 2. Insecta
Corong
hawa (trakea) adalah alat pernapasan yang dimiliki oleh serangga dan arthopoda
lainya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada di kerangka luar
(eksosleketon) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembulu
silindris yang berlapis zat kitin, dan terletak berpasangan pada setiap segmen
tubuh. Spirakel mempunyai katup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan
menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Pada ummunya spirakel terbuka
selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat.
Oksigen
dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dari spirakel menuju
pembuluh-pembuluh trakea dan selanjutnya trakea bercabang lagi bercabang lagi
menjadi cabang halus yang disebut trakeolus sehingga dapat mencapai
seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam.Trakeolus tidak berlapis
kitin, berisi cairan, dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran
gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. Trakeolus ini mempunyai
fungsi yang sama dengan kalpiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada
vertebrata.
Makanisme pernapasan pada serangga, misalanya
belalang dan jangkrik , adalah sebagai berikut :
·
Jika otot perut belalang ataupun jangkrik berkontraksi, maka trekea
mexrupih sehingga udara kaya CO2 keluar. Sebaliknya, kerja otot
perut belalang ataupun jangkrik berelaksasi maka trakea kembali pada volume
semula sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar
sebagai akibatnya udara di luar yang kaya O2 masuk ke trakea.
Sistem
trakea berfungsi mengangkut O2 dan mengedarkannya ke seluruh
tubuh, dan sebaliknya mengangkut CO2 basil respirasi untuk
dikeluarkan dari tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi
mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut gas pernapasan.
Di
bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke
jaringan. Pada serangga air seperti jentik nyamuk udara diperoleh dengan
menjulurkan tabung pernapasan ke permukaan air untuk mengambil udara.
Serangga
air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam ke dalam air
dalam waktu lama. Misalnya, kepik Notonecta sp. Mempunyai gelembung
udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan vertikal. Selama menyelam,
O2 dalam gelembung dipindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel
pernapasan.
Selain
itu, ada pula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap
udara dari air atau pengambilan udara melalui cabang-cabang halus serupa
insang. Selanjutnya dari cabang halus ini oksigen diedarkan melalui pembuluh
trakea.
Respirasi pada tumbuhan (kecambah kacang hijau dan kecambah kedelai)
Respirasi banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan. Manfaat tersebut
terlihat dalam proses respirasi dimana terjadi proses pemecahan senyawa
organik, dari proses pemecahan tersebut maka dihasilkanlah senyawa-senyawa
antara yang penting sebagai ”Building Block”. Building Block merupakan
senyawa-senyawa yang penting sebagai pembentuk tubuh. Senyawa-senyawa tersebut
meliputi asam amino untuk protein; nukleotida untuk asam nukleat; dan prazat
karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil dan sitokrom), lemak, sterol,
karotenoid, pigmen flavonoid seperti antosianin, dan senyawa aromatik tertentu
lainnya, seperti lignin.
Laju respirasi
dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain yaitu :
·
Ketersediaan
substrat.
Tersedianya substrat pada tanaman
merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan
substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula.
Demikian sebaliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju
respirasi akan meningkat.
·
Ketersediaan
Oksigen.
Ketersediaan oksigen akan
mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi
masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama.
Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju
respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berrespirasi
jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.
·
Suhu
Pengaruh faktor
suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana
umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar
10o C, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies.
·
Tipe dan umur
tumbuhan.
Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolsme, dengan
demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing
spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding
tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa
pertumbuhan.
·
Kadar CO2
dalam udara.
Kurangnya O2 atau kelebihan CO2 tampak pada
kegiatan respirasi biji-bijian, akar maupun batang yang terpendam dalam tanah.
Jika kadar CO2 naik sampai 10 % dan kadar O2 turun sampai
0 % maka respirasi akan terhenti.
·
Persediaan air.
Jika kadar air sedikit maka respirasi kecil. Jika biji (direndam air)
maka respirasi menjadi lebih giat. Pada daun yang layu maka respirasi lebih
giat ++ gula (timbunan tepung/KH).
·
Cahaya.
Cahaya
fotosintesis + substrat repirasi. Cahaya menambah panas, panas menambah
kegiatan respirasi.
·
Luka
Jaringan yg
luka/terbuka ++ respirasi aktivitas sel parenkim untuk menutup luka.
·
Pengaruh bahan
kimia.
Zat penghambat
respirasi diantaranya sianida, fluoride, Iodo asetat, CO diberikan pada
jaringan. Dalam Konsentrasi rendah (eter, kloroform, aseton, formaldehida)
menambah respirasi dalam waktu singkat.
VI. Alat dan bahan
Alat
1.
Satu set
respirometer
2.
Timbangan
analitik
3.
plastisin
4.
Stop watch
5.
NaOH 5 ml
6.
Kapas atau
tissue
7.
Larutan warna
Bahan
1.
Serangga (belalang
dan jangkrik)
2.
Tumbuhan
(kecambah kacang hijau dan kecambah kedelai)
3.
NaOH 5 ml
V.
Cara Kerja :
1. Timbang belalang
2.
Ambil kapas,
masukkan ke dalam tabung respirometer dan beri 5 ml NaOH
3.
Masukkan kapas dalam
tabung
4.
Kemudian
masukkan belalang ke dalam tabung respirometer dengan posisi tabung ditidurkan
dan biarkan sebentar (sekitar 3 menit)
5.
Tutup
respirometer dengan pipa berskala
6.
Oleskan plastisin pada ujung tabung reaksi
7.
Teteskan
larutan safranin pada pipa berkala
8.
Tunggu setelah
5 menit safranin tidak pada posisi nol
9.
Baca skalanya
pada tiap 5 menit selama 20 menit
10. Lakukan percobaan yang sama pada jangkrik, kecambah kacang hijau, dan
kecambah
kedelai.
VI.
Hasil
Pengamatan
|
No.
|
Nama hewan dan tumbuhan
|
Berat Awal
|
Berat Akhir
|
Skala kedudukan eosin tiap 5 menit
|
|||
|
5 menit
|
10 menit
|
15 menit
|
20 menit
|
||||
|
1.
|
Jangkrik
|
0,6 g
|
0.5 g
|
1.33 ml
|
1,67 ml
|
2 ml
|
2,23 ml
|
|
2.
|
Belalang
|
3.1 g
|
3 g
|
0,26 ml
|
0,67 ml
|
0,96 ml
|
1,15 ml
|
|
3.
|
Kecambah kacang hijau
|
2 g
|
1.9 g
|
0,01 ml
|
0,02 ml
|
0,03 ml
|
0,04 ml
|
|
4.
|
Kecambah kedelai
|
2 g
|
1.9 g
|
0,02 ml
|
0,03
|
0,04 ml
|
0,045 ml
|
VII.
Pembahasan
Dari data yang diambil melalui uji coba dengan respirometer sederhana.
Mengukur kecepatan respirasi tumbuhan dan hewan dengan larutan berwarna . Data
diambil dengan cara mengamati kedudukan larutan warna pada skala respirometer
tiap menit. Hal ini dipastikan karena larutan warna yang bergerak
tersebut disebabkan oleh aktivitas kecambah maupun serangga dan NaOH. Peran
NaOH adalah menyerap H2O hasil respirasi, karena NaOH bersifat
hidrofil (hydrofilic) maka H2O hasil dari respirasi akan diserap
oleh NaOH. Maka dari itu NaOH dilapisi kapas agar sifat kaustik dari NaOH tidak
terlalu berefek pada makhluk hidup yang ada di dalam tabung ketika melakukan
ekspirasi, CO2 dari sisa metabolisme kecambah ataupun serangga akan
diikat oleh NaOH menjadi Na2CO3 dan H2O. 2NaOH
+ CO2 Na2CO3 + H2O Dimana CO2
memiliki volume terbesar karena merupakan gas. Sedangkan Na2CO3
sendiri berbentuk padat. Akibatnya, volume CO2 dalam tabung kaca
berisi kecambah atau serangga akan terus berkurang karena CO2 diikat
menjadi Na2CO3. Volume udara yang berkurang akan
menyebabkan adanya tekanan negatif yang menyebabkan larutan - larutan berwarna
bergerak menuju tabung kaca yang berisi serangga. Sehingga semakin banyak
udara yang dibutuhkan maka semakin cepat laju respirasinya, maka larutan
berwarna juga akan lebih cepat bergerak ke arah tabung.
- Laju respirasi pada serangga pada praktikum repirasi kali ini menggunakan serangga yang dimasukkan ke dalam respirometer. Serangga ini dimasukkan ke dalam tabung respirometer kemudian dimasukkan NaOH yang berfungsi untuk mengikat CO2, namun NaOH harus dibungkus terlebih dahulu dengan menggunakan kapas sebelum dimasukkan ke dalam tabung. Hal ini dimaksudkan untuk memisahkan serangga dengan zat kimia. Kemudian pada ujung pipa kapiler diberi cairan larutan berwarna sebagai indikator sekaligus memisahkan udara yang ada di dalam tabung dan udara yang ada di luar tabung.
a.
Belalang 3.1
gram adalah berat belalang yang diujikan dalam praktikum kali ini . Dalam hasil
praktikum tercatat belalang memiliki kecepatan respirasi paling lambat
dibanding dengan jangkrik. Hal ini disebabkan oleh aktivitas belalang besar
yang lebih cenderung diam. Meskipun berat tubuh mempengaruhi laju metabolisme
dan yang kemudian juga mempercepat respirasi, itu tidak berlaku jika tubuh
dalam keadaan diam laju metabolisme dan respirasi dapat terkontrol dengan
teratur.
b.
Jangkrik 0.6
gram adalah berat jangkrik yang diujikan dalam praktikum kali ini. Dalam hasil
praktikum kali ini jangkrik memiliki kecepatan respirasi paling cepat di
banding dengan belalang. Hal ini disebabkan jangkrik lebih banyak melakukan
aktivitas (bergerak) sehingga dapat meningkatkan suhu tubuh yang juga akan
membuat membutuhkan O2 yang lebih untuk pembentukan energi,
aktivitas juga.
- Laju respirasi pada kecambah perlakuan untuk mengukur kecepatan pada kecambah sama dengan perlakuan terhadap serangga. Menggunakan NaOH untuk mengikat CO2 dan larutan berwarna sebagai indikator sekaligus pemisah udara dalam dan luar tabung.
a.
Kecambah kacang
hijau 2 gram Jumlah individu pada kecambah 2 gr. Kebutuhan O2
pada udara yang terhirup lebih sedikit dibandingkan dengan kecambah kedelai. Yang
menyebabkan larutan berwarna pada pipa respirometer akan berjalan lebih
lambat.
b.
Kecambah kedelai 2 gram kadar CO2
dalam tabung dapat diikat oleh NaOH, pada praktikum yang kami lakukan pada udara kecambah kedelai yang ada
pada pipa respirometer terhirup lebih cepat dibandingkan dengan kecambah kacang
hijau. Dengan demikian indikator larutan berwarna akan menuju tabung
lebih cepat dan menunjukan skala yang lebih besar tiap menitnya .
VIII.
Kesimpulan
NaOH berfungsi sebagai peningkat suhu agar
respirasi terpicu menjadi cepat. Selain itu NaOH juga berfungsi sebagai
pengikat CO2. Kristal NaOH dapat
mengikat CO2 karena bersifat hidroskopis. Reaksi antara NaOH dengan
CO2, sebagai
berikut:
I.
NaOH + CO2 → NaHCO3
II.
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
·
Respirasi
dipengaruhi oleh massa tubuh, suhu dan jenis hewan/tumbuhan.
·
Pada proses
respirasi menghasilkan karbondioksida (CO2), uap air (H2O)
dan sejumlah energi.
IX.
Daftar pustaka
0 komentar:
Posting Komentar