Fisiologi Tumbuhan dan Fisiologi Hewan

BAB I

PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Fisiologi Tumbuhan merupakan cabang botani yang mempelajari bekerjanya sistem kehidupan di dalam tubuh tumbuhan, dan tanggapan terhadap pengaruh lingkungan sekitarnya sehingga tumbuhan tersebut dapat hidup. Dari fisiologi tumbuhan ini lahirlah cabang-cabang campuran biologi, seperti biokimia dan biofisika. Fisiologi juga sangat mempengaruhi perkembangan genetika. Objek kajian dalam dalam fisiologi tumbuhanadalah fisika sel dan biofisika organ, fotosintesis, transportasi hara dan hasil metabolisme, regulasi pertumbuhan dan perkembangan, dan mekanisme respons terhadap rangsangan lingkungan. Organisme yang menjadi kajian fisiologi tumbuhan adalah

organisme dari kerajaan plantae, meliputi semua jenis tumbuhan, dan tumbuhan tingkat rendah sampai tumbuhan tingkat tinggi.

Fisiologi Hewan merupakan cabang botani yang mempelajari fungsi dasar dan mekanisme kerja alat-alat tubuh dalam kondisi normal, yaitu dalam rangka menciptakan kondisi hemeostatis. Subjek kajian dari berbagai kelompok hewan Avertebrata dan Vertebrata, terutama dari kelas Mamalia, hingga manusia. Fisiologi hewan memiliki posisi yang sentral sehingga tak terpisahkan dengan ilmu-ilmu lainnya. Cabang-cabang biologi yang berkaitan erat dengan fisiologi hewan, terutama adalah Biokimia dan Struktur Perkembangan Hewan (Anatomi, Histologi, Embriologi).

B.   Rumusan Masalah

1.      Bagaimana fisiologi pada tumbuhan ?

2.      Bagaimana fisiologi pada hewan ?

C.   Tujuan

1.      Untuk mengetahui apa saja fisiologi tumbuhan;

2.      Untuk mengetahui apa saja fisiologi hewan.

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Fisiologi Tumbuhan

1.     Metabolisme

Metabolisme adalah keseluruhan reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh organisme. Metabolism berasal dari bahasa Yunani metabole = berubah. Pada makhluk hidup banyak reaksi kimia yang terjadi secara simultan. Jika kita melihat reaksi kimia satu persatu, akan sulit memahami aliran energi yang terjadi di dalam sel. Untuk memahami metabolisme sel ada beberapa hal penting, yaitu :

a.       Semua reaksi kimia yang terjadi di dalam sel melibatkan enzim;

b.      Reaksi-reaksi tersebut dapat dikelompokkan ke dalam suatu lintasan. Dalam satu lintasan bisa terdiri dari 12 atau lebih reaksi (tahap). Setiap lintasan mempunyai fungsi tersendiri bagi sel atau organisme yang bersangkutan.

Metabolisme dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu reaksi penguraian (katabolisme) dan reaksi penyusunan (anabolisme). Metabolisme dilakukan untuk memperoleh energi, menyusun bahan makanan, merombak bahan makanan, membentuk struktur sel, merombak struktur sel, memasukan atau mengeluarkan zat-zat, melakukan gerakan, menanggapi rangsangan dan berproduksi. Untuk melakukan transformasi energi makhluk hidup menyelenggarakan metabolisme di dalam sel. Seluruh reaksi-reaksi yang terjadi di dalam tubuh dibantu oleh enzim atau biokatalisator.

2.     Enzim (Biokatalisator)

Reaksi-reaksi yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup terjadi pada suhu 27^OC (suhu ruang) pada tubuh tumbuhan atau suhu 37^OC pada tubuh hewan berdarah panas. Pada suhu tersebut proses oksidasi berjalan lambat. Agar reaksi-reaksi berjalan lebih cepat diperlukan katalisator. Katalisator adalah zat yang mempercepat suatu reaksi, tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Katalisator di dalam sel makhluk hidup disebut biokatalisator atau enzim.

Secara kimia, enzim tersusun atas dua bagian, yaitu :

a.       Bagian protein disebut epoenzim. Bagian protein bersifat labil (mudah berubah), misalnya terpengaruh oleh suhu dan keasaman;

b.      Bagian yang bukan protein disebut gugus prostetik, yaitu gugusan yang aktif. Bagian gugus prostetik ini dapat berupa logam dan besi, tembaga, seng atau zat organik yang mengandung logam. Ada pula enzim yang memiliki bagian prostetik yang juga merupakan bagian yang aktif.

1)      Ciri-ciri enzim :

a)      Protein

Enzim adalah suatu protein dengan demikian sifat-sifat enzim dengan protein, yaitu menggumpal pada suhu tinggi dan terpengaruh oleh pH.

b)      Bekerja secara khusus

Enzim bekerja secara khusus, artinya enzim tertentu hanya dapat mempengaruhi reaksi tertentu, tidak dapat mempengaruhi reaksi lainnya.

c)      Dapat digunakan berulang kali

Enzim dapat digunakan berulang kali karena enzim tidak berubah pada saat terjadi reaksi. Akan tetapi molekul enzim kadang rusak dan harus diganti.

d)     Rusak oleh panas

Enzim rusak oleh panas karena enzim adalah suatu protein. Rusaknya enzim oleh panas disebut denaturasi. Kebanyakan enzim rusak pada suhu di atas 50^OC. Jika telah rusak, enzim tidak dapat berfungsi lagi walaupun pada suhu normal.

e)      Diperlukan dalam jumlah sedikit

Oleh karena enzim berfungsi sebagai pemercepat reaksi sedangkan dia sendiri tidak ikut bereaksi, maka jumlahnya tidak perlu banyak. Satu molekul enzim dapat bekerja berkali-kali, selama enzim itu sendiri tidak rusak.

f)       Dapat bekerja bolak-balik

Umumnya enzim dapat bekerja secara bolak-balik. Artinya, suatu enzim dapat bekerja menguraikan satu persenyawaan menjadi persenyawaan-persenyawaan lain, dan sebaliknya dapat pula bekerja menyusun persenyawaan-persenyawaan itu menjadi persenyawaan semula. Zat (substrat) A dapat diuraikan menjadi zat B dan zat C, sebaliknya pada zat C dapat direaksikan kembali dengan zat B membentuk zat A seperti semula.

g)      Kerja enzim dipengaruhi oleh lingkungan

Lingkungan yang berpengaruh pada kerja enzim adalah suhu, pH, hasil akhir dan zat penghambat.

(1)   Suhu : Enzim bekerja optimal pada suhu 30^OC atau pada suhu tubuh dan akan rusak pada suhu tinggi. Biasanya enzim barsifat nonaktif pada suhu rendah (0^OC atau dibawahnya), tetapi tidak rusak. Jika suhunya kembali normal enzim mampu bekerja kembali. Sementara pada suhu tinggi, enzim rusak dan tidak dapat berfungsi lagi.

(2)   pH : Enzim bekerja optimal pada pH netral. Pada kondisi asam atau basa, kerja enzim terhambat.

(3)   Hasil akhir : Kerja enzim dipengaruhi oleh hasil akhir. Hasil akhir yang menumpuk menyebabkan enzim sulit “bertemu” dengan substrat. Semakin menumpuk hasil akhir, semakin lambat kerja enzim.

(4)   Zat penghambat : Selain hasil akhir, terdapat zat lain yang dapat menghambat kerja enzim. Zat yang dapat menghambat kerja enzim itu disebut penghambat atau inhibitor. Zat tersebut memiliki struktur seperti enzim yang dapat “masuk” ke substrat, atau ada yang memiliki struktur seperti substrat sehingga enzim “salah masuk” ke penghambat tersebut. Hal itu dapat dijelaskan sebagai berikut : semisal enzim itu anak kunci, terdapat zat penghambat (inhibitor) yang

(a)    Strukturnya mirip anak kunci (enzim), sehingga zat penghambat itu dapat masuk ke dalam gembok (substrat);

(b)   Bentuknya mirip gembok, sehingga enzim sebagai anak kunci “keliru masuk” ke gembok palsu.

2)      Cara kerja enzim

Molekul selalu bergerak dan bertumbukan satu sama lain. Jika suatu molekul substrat menumbuk molekul enzim yang tepat, maka akan menempel pada enzim. Tempat menempelnya molekul substrat pada enzim disebut sisi aktif. Kemudian terjadi reaksi dan molekul produk ini dapat menjadi substrat bagi molekul lain. Ada 2 teori mengenai kena enzim, yaitu teori gembok-anak kunci, dan induced fid.

a)      Teori gembok-anak kunci

Sisi aktif enzim tertentu mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat tertentu. Substrat sesuai dengan sisi aktif, seperti gembok cocok dengan anak kuncinya. Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik. Jika enzim mengalami denaturasi karena panas, bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH, juga mempunyai pengaruh yang sama.

b)      Teori induced fid

Menurut teori ini, sisi aktif enzim lebih fleksibel daripada lubang kunci. Ikatan antara enzim dan substrat dapat berubah menyesuaikan dengan enzim.

(1)   Inhibitor

Inhibitor adalah zat yang dapat menghambat kerja enzim, ada 2 macam inhibitor, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif.

(a)    Inhibitor kompetitif

Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan menempati sisi aktif enzim. Inhibitor ini bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim. Penghambatan ini bersifat reversible dan dapat dihilangkan dengan menambah konsentrasi substrat.

(b)   Inhibitor nonkompetitif

Inhibitor nonkompetitif biasanya berupa senyawa kimia yang tidak mirip dengan substrat dan berikatan pada sisi selain sisi aktif enzim. Inhibitor ini bersifat reversible tetapi tidak dapat dihilangkan dengan menambah konsentrasi substrat.

3.     Katabolisme

Katabolisme adalah reaksi penguraian senyawa yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Penguraian suatu senyawa dapat menghasilkan energi. Energi itu berasal dari terlepasnya ikatan-ikatan kimia yang menyusun suatu persenyawaan. Semakin kompleks persenyawaan kimia itu, semakin banyak ikatan kimia yang menyusunnya, dan akan semakin besar energi yang dilepaskannya. Akan tetapi energi itu tidak dapat digunakan secara langsung oleh sel. Energi itu diubah terlebih dahulu menjadi persenyawaan adenosin trifospat (ATP) yang dapat digunakan oleh sel sebagai sumber energi terpakai.

ATP merupakan gugusan adenin yang berikatan dengan tiga gugusan fosfat. Terlepasnya ikatan fosfat dalam gugusan adenin menghasilkan energi yang langsung dapat digunakan oleh sel. Energi itu digunakan untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, reproduksi, dan merespon rangsangan.

Contoh katabolisme adalah proses pernapasan sel atau respirasi. Yang dimaksud dengan respirasi adalah proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh semua sel penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel hewan dan manusia. Respirasi dilakukan siang maupun malam. Ditinjau dari kebutuhannya akan oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi dua macam :

a.       Respirasi aerobik, yaitu pernapasan yang menggunakan oksigen untuk mendapatkan energi.

b.      Respirasi anaerobic, yaitu pernapasan yang tidak membutuhkan oksigen untuk mendapatkan energi. Bahan baku pernapasan adalah karbohidrat, asam lemak atau protein (asam amino). Hasil pernapasan berupa karbon dioksida, air dan energi dalam bentuk ATP.

1)      Respirasi aerobik

Persamaan reaksi proses respirasi aerobic (aerob) secara sederhana dapat dituliskan sebagai berikut :

C₆H₁₂ + 6O₂ ^_______> 6H₂O + 6CO₂ + 675 kal

Dalam pernyataan, reaksi yang terjadi tidak sesederhana itu. Banyak tahapan reaksi yang terjadi dari awal hingga terbentuknya energi. Reaksi-reaksi itu dapat dibedakan menjadi 3 tahapan, yaitu glikolisis, siklus krebs dan transpor elektron.

a)      Glikolisis

Glikolisis adalah peristiwa pengubahan satu molekul glukosa (terdiri dari 6 atom C) menjadi dua molekul asam piruvat (terdiri dari 3 atom C), 2 molekul NADH dan 2 molekul ATP. NADH adalah singkatan dari nikotinadenin dinukleotida H yang merupakan sumber electron berenergi tinggi. ATP adalah singkatan dari adenostin trifosfat, yang merupakan persenyawaan berenergi tinggi. Selama glikolisis, dihasilkan 4 molekul ATP, akan tetapi 2 molekul ATP di antaranya digunakan kembali untuk berlangsungnya reaksi-reaksi yang lain sehingga tersisa 2 molekul ATP yang siap digunakan tubuh. Seluruh proses glikolisis tidak memerlukan oksigen. Reaksi glikolisis berlangsung di sitoplasma (di luar mitokondria). Hasil akhir sebelum memasuki daur krebs adalah asam piruvat.

Ada yang membedakan tahap ini menjadi dua, yaitu glikolisis dan dekarboksilasi oksidatif. Glikolisis mengubah senyawa 6C menjadi senyawa 3C, sedangkan dekarboksilasi oksidatif mengubah senyawa 3C menjadi senyawa 2C pada hasil akhir glikolisis (menjelang memasuki siklus krebs). Yang dimaksud dekarboksilasi oksidatif adalah reaksi asam piruvat (3C), diubah menjadi asetil KoA (2C).

b)      Siklus Krebs

Krebs adalah nama orang yang menemukan siklus ini. Sebelum berlangsung siklus krebs, asam piruvat (3C) diubah menjadi asetil KoA (2C). Asam piruvat tersebut merupakan hasil akhir dari glikolisis. Memasuki siklus krebs, asetil KoA direaksikan dengan asam oksaloasetat (4C) menjadi asam sitrat (6C). Selanjutnya, asam oksaloasetat memasuki daur menjadi berbagai macam zat yang akhirnya kembali menjadi asam oksaloasetat.

Dalam perjalanannya, 1C (CO₂) dilepaskan. Pada tiap tahapan, dilepaskan energy dalam bentuk ATP dan hydrogen. ATP yang dihasilkan langsung dapat digunakan. Sebaliknya, hidrogen berenergi digabungkan dengan penerima hidrogen (aseptor hidrogen) yaitu NAD dan FAD, untuk dibawa ke system transpor electron. Dalam tahap ini dilepaskan energi, dan hidrogen direaksikan dengan oksigen membentuk air. Seluruh reaksi siklus krebs berlangsung dengan memerlukan oksigen bebas (aerobik). Siklus krebs berlangsung di dalam mitokondria.

c)      Sistem Transpor Elektron (STE)

Energ yang dibentuk dari peristiwa glikolisis dan siklus krebs ada dua macam. Pertama, dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu ATP atau GTP ( guanosin trifosfat). Energi ini merupakan energi siap pakai, yang langsung dapat digunakan. Kedua, dalam bentuk sumber elektron, yaitu NADH (nikotin adenin dinukleotida H) dan FAD (flavin adenin dinukleotida) dalam bentuk FADH. Kedua macam sumber elektron ini dibawa ke sistem transpor elektron. Proses transpor elektron ini sangat kompleks. Pada dasarnya elektron dan H⁺ dari NADH dan FADH₂ dibawa dari satu substrat ke substrat lain. Setiap kali dipindahkan, energi yang terlepas digunakan untuk mengikatkan fosfat anorganik (P) ke molekul ADP sehingga terbentuk ATP. Pada bagian akhir terdapat oksigen (O₂) sebagai penerima (aseptor), sehingga terbentuklah H₂O.

2)      Respirasi Anaerobik

Respirasi anaerobik (sering disebut respirasi anaerob) adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk mendapatkan energi tanpa menggunakan oksigen. (Respirasi aerobik menggunakan oksigen untuk mengikat hydrogen membentuk air). Respirasi anaerobik menggunakan senyawa tertentu misalnya asam piruvat atau asetaldehida, sebagai pengikat hidrogen dan membentuk asam laktat atau alkohol.

Respirasi anaerobik terjadi pada :

a)      Jaringan yang kekurangan oksigen, misalnya pada jaringan otot; ketika kita lari sangat cepat atau melakukan konstraksi otot sangat kuat, ada otot yang kekurangan oksigen;

b)      Akar tumbuhan yang terendam air;

c)      Biji-biji berkulit tebal yang sulit ditembus oksigen;

d)     Sel-sel ragi dan bakteri anaerobik.

Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa. Selain glukosa, bahan baku seperti fruktosa, galaktosa, dan manosa juga dapat diubah menjadi alkohol. Hasil akhirnya adalah alkohol, karbon dioksida, dan energi. Alkohol bersifat racun bagi sel-sel ragi. Sel-sel ragi hanya tahan terhadap alkohol pada kadar 9-18%. Lebih tinggi dari kadar tersebut, proses alkoholisasi (pembuatan alkohol) terhenti. Hal yang demikian merupakan suatu kendala pada industri pembuatan alkohol.

Oleh karena glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbon dioksida, maka energi yang dihasilkan lebih kecil disbanding respirasi aerobik. Pada respirasi aerobik dihasilkan 675 kal, sedang pada respirasi anaerobik hanya dihasilkan 21 kal. Perhatikan persamaan reaksinya berikut ini :

C₆H₁₂O₆ ^_______> 2 C₂H₅OH + 2CO₂ + 21 kal

Dari persamaan reaksi tersebut terlihat bahwa oksigen tidak diperlukan. Bahkan, bakteri anaerobik seperti Clostridium tetani (penyebab tetanus) tidak dapat hidup jika berhubungan dengan udara bebas. Infeksi tetanus dapat terjadi jika luka tertutup sehingga memberi kemungkinan bakteri tumbuh subur.

(1)   Fermentasi

Proses pembuatan alkohol oleh mikroorganisme disebut fermentasi alkohol. Selain fermentasi alkohol, fermentasi yang lain juga dilakukan oleh mikroorganisme dengan menggunakan berbagai substrat zat organik. Jika hasil akhirnya asam laktat, disebut fermentasi asam laktat, sedangkan jika hasil akhirnya alkohol disebut fermentasi alkohol. Berikut disajikan uraian singkat fermentasi asam laktat.

(a)    Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat tergolong respirasi anaerobik. Hasil akhirnya adalah asam laktat atau asam susu. Contoh fermentasi ini ialah fermentasi yang berlangsung didalam sel-sel otot. Jika asam laktat yang dihasilkannya menumpuk, maka akan timbul kelelahan otot.

Misalnya jika otot kita bergerak melebihi takaran, maka otot kita akan melakukan respirasi anaerobik menghasilkan asam laktat. Jika asam laktat berlebihan, otot terasa lelah dan nyeri. Ketika istirahat, asam laktat diangkut dan dikeluarkan oleh tubuh sehingga badan terasa segar kembali. Pada fermentasi asam laktat, proses respirasi diawali dengan tahap glikolisis. Asam piruvat yang dihasilkannya akan diubah menjadi asam laktat atau asam susu.

4.     Anabolisme

Anabolisme adalah semua reaksi proses penyusunan yang berlangsung didalam sel. Anabolisme yang akan dibahas meliputi fotosintesis dan kemosintesis.

a.       Fotosintesis

Fotosintesis berasal dari kata foton = cahaya, sintesis = penyusunan. Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (gula) dan zat anorganik (air, karbon dioksida) dengan pertolongan energi cahaya matahari. Karena bahan baku yang digunakan adalah zat karbon (karbon dioksida), maka dapat juga disebut asimilasi zat karbon. Dalam buku ini akan digunakan istilah fotosintesis untuk menyebutkan proses tersebut.

1)      Proses Fotosintesis

Pada dasarnya, proses fotosintesis merupakan kebalikan dari pernapasan. Proses pernapasan bertujuan memecah gula menjadi karbon dioksida, air dan energi. Sebaliknya, proses fotosintesis mereaksikan (menggabungkan) karbon dioksida dan air menjadi gula dengan menggunakan energi cahaya matahari. Proses fotosintesis umumnya hanya berlangsung pada pertumbuhan berklorofil pada waktu siang hari. Secara singkat, persamaan reaksi fotosintesis yang terjadi di alam dapat dituliskan sebagai berikut :

6CO₂ + 12H₂O ^{_____________}> C₆H₁₂ + 6O₂ + 6H2O

a)      Percobaan tentang fotosintesis

Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi kehidupan organisme di bumi. Dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan makanan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Banyak ilmuan yang melakukan penelitian tentang hal yang berhubungan dengan fotosintesis, diantaranya sebagai berikut :

(1)   Ingenhousz

Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz (1730 – 1799). Ingen housz memasukan tumbuhan air Hydrilla verticilata  ke dalam bejana yang diisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh. Bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu. Gelembung udara tersebut menandakan adanya gas, yang setelah diuji adalah oksigen. Ingenhousz menyimpulkan, fotosintesis menghasilkan oksigen.

(2)   T.W. Engelmann

Pada tahun 1822, engelman melakukan percobaan dengan menggunakan Ganggang Spirogyra. Ganggang Spirogyra mempunyai kloroplas seperti spiral. Hanya kloroplas yang terkena cahaya yang mengeluarkan oksigen. Kloroplas yang tidak terkena cahaya tidak mengeluarkan oksigen. Hal tersebut dibuktikan dengan banyaknya bakteri suka oksigen yang berkerumun dibagian kloroplas yang terkena cahaya. Kesimpulan dari percobaan Engelmann adalah bahwa fotosintesis dilakukan oleh kloroplas dan kloroplas hanya berfotosintesis jika terkena cahaya.

(3)   Sacks

Pada tahun 1860, sacks membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan amilum. Daun yang sebagian dibungkus kertas timah (kertas bungkus rokok) dipetik disore hari, setelah terkena sinar matahari sejak pagi hari. Daun tersebut direbus untuk mematikan sel-selnya. Selanjutnya daun tersebut dimasukkan ke dalam alkohol, agar klorofilnya larut sehingga daun tersebut menjadi pucat. Jika daun itu ditetesi dengan yodium, maka bagian yang tertutup oleh kertas timah tetap pucat, sedang yang tidak tertutup warnanya menjadi biru kehitaman. Warna biru kehitaman menandakan bahwa didaun tersebut terdapat amilum.

(4)   Hill dan F.F. Blackman

Hill pada tahun 1937 berhasil membuktikan bahwa energi sinar yang diterima digunakan untuk memecah molekul air menjadi H⁺ dan O₂ peristiwa ini dikenal sebagai fotolisis, yang merupakan tahap awal dari fotosintesis. Fotolisis berlangsung dengan bantuan cahaya sehingga disebut reaksi terang. Pada reaksi terang, molekul air (H₂O) terurai menjadi molekul oksigen (O₂) dan proton (H²). Dalam reaksi tersebut dihasilkan energi dalam bentuk ATP dan NADP kemudian H⁴ yang dihasilkan dalam reaksi penguraian air tersebut ditangkap oleh NADP, sehingga terbentuk NADPH.

 Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

12 H₂O + ATP + 24 NADP^{+ _______}> 6 O₂ + ATP + 24 NADPH

Reaksi terang tersebut terjadi di dalam grana. Blackman mengemukakan reaksi gelap yang terjadi di stroma. Dalam reaksi gelap, ATP dan NADPH yang terbentuk pada reaksi terang digunakan untuk pembentukan sukrosa dari karbon dioksida. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

6 CO₂ + ATP + NADPH ^_______> (CH₂O)₆ + 6 H₂O

Jika kedua reaksi tersebut digabungkan, akan menghasilkan reaksi fotosintesis sebagai berikut :

6 CO₂ + 12 H₂O + energi ^_______> (C₆H₁₂O) + 6 H₂O + 6 O₂

Jadi, reaksi gelap hanya berlangsung jika tersedia energi proton (H⁺) yang dihasilkan oleh reaksi terang . tanpa didahului reaksi terang, reaksi gelap tidak akan berlangsung.

b)      Cahaya yang Berguna dalam Fotosintesis

Fotosintesis memerlukan cahaya yang umumnya berasal dari cahaya matahari. Cahaya matahari terdiri dari banyak cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Cahaya yang berguna untuk fotosintesis adalah cahaya tampak. Gelombang cahaya tampak yang terpendek adalah cahaya ungu, dan yang terpanjang adalah cahaya merah.

Reaksi fotosintesis terjadi pada membran fotosintesis tumbuhan. Pada bakteri fotosintesis, membran tersebut merupakan lipatan membran sel. Pada tumbuhan, alga dan protista bersel satu (misalnya Euglena), semua reaksi fotosintesis terjadi di dalam organel sel yang disebut kloroplas. Kloroplas mempunyai sistem membran dalam. Membran ini terorganisasi menjadi kantong pipih yang disebut tilakoid. Tumpukan tilakoid disebut grana. Tiap-tiap tilakoid merupakan ruang tertutup dan sebagai tempat pembentukan ATP. Di sekeliling tilakoid terdapat cairan yang disebut stroma. Stroma mengandung enzim yang berperan dalam reaksi fotosintesis.

Di dalam kroloplas terkandung beberapa jenis pigmen, yaitu klorofil a, klorofil b, dan karotenoid. Kloropil a mampu menyerap terutama cahaya merah dan biru ungu. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, klorofil a terlihat hijau karena memantulkan cahaya hijau. Klorofil b menyerap terutama cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya hijau kuning. Karotenoid adalah pigmen kuning oranye yang menyerap cahaya biru hijau. Klorofil b dan karotenoid tidak berperan langsung dalam reaksi terang, tetapi mereka memperluas kisaran cahaya yang dapat digunakan oleh tumbuhan. Kedua pigmen ini meneruskan energi cahaya yang mereka serap ke klorofil a, dan kemudian menyimpan energi untuk kegiatan reaksi terang.

5.     Kemosintesis

            Kemosintesis adalah suatu reaksi penyusunan bahan organik yang dilakukan dengan energi yang diperoleh dari pemecahan persenyawaan kimia. Energi kimia digunakan untuk fiksasi CO₂ menjadi karbohidrat. Disini, jelas bahwa sumber energi tidak hanya cahaya. Beberapa mikroorganisme ada yang dapat memperoleh energi dengan jalan mengoksidasi persenyawaan kimia. Misalnya bakteri belerang mengoksidasi H₂S untuk memperoleh energi. Selanjutnya, energi yang diperoleh digunakan untuk melakukan asimilasi C. Perhatikan reaksinya :

2 H₂S + O₂ ^______> 2H₂O + 2S + energi

Energi yang diperoleh lebih kecil jumlahnya daripada energi yang dihasilkan dari cahaya. Energi tersebut digunakan untuk fiksasi CO₂ menjadi karbohidrat. Dengan demikian, reaksi selengkapnya adalah :

CO₂ + H₂S ^______> CH₂O + S₂ + H₂O

6.     Pengangkutan Air dan Mineral pada Tumbuhan

a.       Absorpsi dan Transpor Air pada Tumbuhan

      Air merupakan bagian terbesar dari tubuh makhluk hidup. Pada tumbuhan 70% lebih berat tubuhnya terdiri dari air. Air tersebut dipertahankan supaya tumbuhan tetap hidup. Air dalam jaringan tubuh tumbuhan berada dalam keseimbangan antara air yang hilang dengan air yang diperoleh dari tanah.

Beberapa fungsi air pada tumbuhan :

1)      Air merupakan bagian protoplasma, kekurangan air protoplasma tumbuhan menjadi viaktif atau dapat mati;

2)      Sebagai pelarut dan sebagai “carrier” untuk berbagai bahan;

3)      Berfungsi dalam proses metabolisme;

4)      Sebagai sumber atom hidrogen untuk reduksi dari CO₂ dalam reaksi fotosintesis;

5)      Berperan dalam proses gerakan dan masuknya bahan-bahan;

6)      Membantu pengangkutan bahan-bahan pada tumbuhan;

7)      Berperan dalam regulasi suhu.

b.      Air Tanah

      Tumbuhan mengabsorpsi air tanah dengan akarnya. Air yang ada di dalam tanah terdapat berbagai bentuk. Sumber air tanah adalah air hujan. Tidak semua air hujan dapat masuk ke dalam tanah. Air dapat masuk ke dalam tanah melalui pori-pori diantara partikel-partikel tanah yang dipengaruhi oleh gravitasi. Air tanah semacam ini disebut air gravitasi (gravitational water). Jumlah air tanah maksimum yang tertinggal sehabis air keluar dari tanah akibat gravitasi disebut kapasitas lapangan. Air di dalam tanah ini terdapat dalam 3 bentuk air kapiler, air higroskopik dan air yang terikat secara kimia. Air kapiler dapat di ambil oleh tumbuhan, sedangkan air higroskopik tidak dapat di ambil oleh tumbuhan dan tumbuhan akan layu.

c.       Akar

      Bagian akar yang dapat menyerap air adalah di daerah ujung akar. Daerah unjung akar dibedakan menjadi 3 zona yaitu zona sel meristimatik, zona perpanjangan dan zona penyerapan (absorpsi). Zona absorpsi terdiri atas 3 macam sistem jaringan yaitu : dermal (epidermis), korteks dan stele. Epidermis banyak yang membentuk bulu-bulu akar. Korteks berupa sel-sel endodermis, perisekel, xilem, dan floem.

Bagian-bagian akar terdiri dari :

1)      Bulu akar

      Bulu akar merupakan modifikasi deri sel epidermis yang mempunyai fungsi untuk penyerapan air. Dinding bulu akar terdiri atas selulosa dan pektin yang kedua-duanya bersifat hidrofilik dan mempunyai daya serap yang besar terhadap air.

2)      Endodermis

      Disebelah luar Stele dikelilingi oleh selapisan sel khusus disebut Endodermis. Endodermis mengalami penebalan dinding sel yang disebut Strip Caspari, air dapat masuk stele melalui sel peresap (Passage Cells). Pada beberapa jenis monokotil tidak ditemukan sel peresap tetapi penyerapan air tidak terganggu.

3)      Xilem

      Xilem terdiri dari trakeid, pembuluh kayu dan parenkim. Noktah terdapat pada dinding radial dari trakeid dan trakea sehingga memudahkan gerakan air masuk ke dalamnya. Penebalan sel ini juga tidak mengganggu jalannya air karena lignin sifatnya hdrofilik dan mudah dilalui air.

d.      Pengambilan Air Oleh Akar

      Air masuk dari luar berupa air tanah harus melalui bulu akar (epidermis), korteks, endodermis dan perisikel. Dinding radial sel endodermis mempunyai penebalan dari suberin atau lignin yang kedap air. Air tanah akan masuk akar jika potensial air pada akar lebih rendah dari potensial air di tanah. Rendahnya potensial air pada xilem disebabkan hilangnya air oleh proses transpirasi pada daun tumbuhan. Potensial air pada tanah disebabkan adanya potensial osmotik dan potensial matriks. Pada tanah yang kering potensial airnya turun karena tumbukan tidak mampu untuk mengambil air dari tanah. Batas terendah kandungan air tanah dapat dilihat dari kelayuan pada daun tumbuhan, mulut daun menutup dan pengambilan air sangat kurang.

e.       Pengangkutan Air

      Air bergerak dari akar sampai kedaun melalui xilem, yaitu melalui pembuluh kayu (trakea) dan trakeid. Parenkim xilem mempunyai fungsi untuk transpor kea rah lateral. Pengangkutan air melalui xilem dapat terus berlangsung meskipun xilem mati. Ini membuktikan bahwa tenaga untuk mendorong air bukan berasal dari xilem itu sendiri. Pembuluh kayu sebagai kapiler hanya dapat menaikan air sedikit saja. Teori tekanan akar menyatakan bahwa adanya tekanan akar menyebabkan absorpsi secara aktif oleh akar.

f.       Pengangkutan Mineral

      Mineral diangkut melalui xilem dari akar ke daun. Mineral dipergunakan tumbuhan untuk menyusun bahan organik, misalnya fosfor dan nitrogen. Tidak semua unsur yang dipindahkan pada daun tetap disimpan pada daun. Pemindahan mineral terjadi terutama sebelum daun gugur melalui floem. Pada batang mineral dapat diangkut ke atas atau ke bawah pada floem menuju daun muda dan juga ke ujung batang atau akar. Mineral yang masih ada pada daun jika daun gugur akan kembali dipergunakan oleh tumbuhan setelah terjadi penguraian. Karena itu mineral cukup tersedia untuk tumbuhan.

g.      Pengangkutan Bahan Organik

      Bahan organik seperti gula, asam amino dan hormon diangkut melalui floem. Bahan organik dapat bergerak ke atas dari ujung batang yang sedang tumbuh bergerak ke bawah yaitu ke tempat penimbunan di akar diangkut melalui floem. Pengangkutan bahan organik pada floem disebut Translokasi. Kecepatan translokasi beberapa kali kecepatan difusi.

h.      Osmoregulasi Pada Tumbuhan

      Pada tumbuhan darat kehilangan air merupakan masalah yang sama dengan hewan. Tumbuhan banyak kehilangan air melalui transpirasi dan penguapan melalui daun. Untuk tumbuhan yang hidup pada tanah yang cukup air kehilangan air akan segera diganti dengan pengambilan air dari tanah. Tumbuhan yang tidak mempunyai masalah mengenai penggantian air yang hilang karena transpirasi dan penguapan disebut tumbuhan mesofil (mesophyle). Berbagai jenis tumbuhan di daerah yang kering dan harus menyesuaikan diri agar tidak mengalami kekeringan dengan berbagai cara. Tumbuhan tersebut termasuk tumbuhan serofit (xerophyte).

      Beberapa jenis tumbuhan mempunyai jaringan yang toleran terhadap kekeringan. Pada umumnya tumbuhan ini dapat mempertahankan diri terhadap perubahan kandungan air pada tubuhnya lebih daripada hewan. Di antaranya ada yang mempunyai penyesuaian tinggi, sehingga jaringannya kering, jaringnnya akan kembali normal jika mendapat cukup air. Hal seperti ini terdapat pada beberapa jenis tumbuhan gurun dan juga pada berbagai jenis lumut dan paku-pakuan.

      Banyak tumbuhan dapat mempertahankan hidupnya pada masa kering dengan spora dan bijinya. Protoplasma spora dan biji sangat menjadi kering dan dilindungi oleh selaput yang keras. Pada kondisi ini spora dan biji tetap hidup untuk periode yang panjang dan dapat tumbuh menjadi tumbuhan baru jika air cukup dan kondisi yang baik. Biasanya tumbuhan gurun semacam ini tumbuh pada waktu yang singkat.

      Adapula adaptasi lain bagi tumbuhan yang hidup di daerah kering ialah dengan cara menyimpan air pada sel-sel parenkim yang besar baik pada batang maupun pada daun. Dengan demikian jaringan batang dan daun menjadi berair dan tumbuhan demikian disebut sukule. Banyak tumbuhan gurun yang mempunyai batang sukulen, daun pada tumbuhan tersebut biasanya mengalami reduksi.

Berbagai cara tumbuhan sukulen mempertahankan air yang dikandungnya, yaitu dengan :

1)      Mengurangi jumlah stroma.

2)      Adaptasi secara fisiologis dengan cara stroma menutup pada siang hari dan membuka pada malam hari.

            Transpirasi tidak terbatas pada stroma tapi juga melalui kutikula. Transpirasi kutikula pada tumbuhan serofit sangat kecil karena kutikula menjadi tebal dan mempunyai lapisan lilin yang impermeable.

            Tumbuhan yang hidup di pantai mempunyai masalah untuk mengambil air yang mempunyai tekanan osmotik tinggi dibandingkan dengan tekanan osmotik air tanah biasa. Tumbuhan tersebut biasa disebut tumbuhan halofit. Untuk  mengatasi hal  ini dilakukan dengan 2 cara, yaitu :

1.      Sel-sel akar mempunyai tekanan osmotik yang lebih besar dibandingkan akar tumbuhan biasa sehingga dapat mengambil air dengan cara osmosis.

2.      Berbagai tumbuhan bisa menyimpan air yang menyebabkan tidak terjadi kekurangan air pada waktu air disekeliling akarnya mempunyai tekanan osmotik tinggi. Hal ini terjadi pada daerah pasang surut pantai yang berlumpur. Selain itu tumbuhan mempunyai cara untuk membuang kelebhan air.

      Hal ini terjadi pada waktu kelembaban tinggi dan suhu tidak begitu tinggi. Caranya ialah gutasi. Gutasi terjadi jika air yang berlebih tidak habis dengan transpirasi. Air dikeluarkan melalui struktur khusus di ujung tulang daun yang letaknya di ujung atau ditepi daun yang disebut hidotoda.

B.  Fisiologi Hewan

A.   Sistem Pencernaan

            Alat pencernaan merupakan organ yang berfungsi untuk memecah makanan baik secara mekanis maupun kimiawi agar mudah terserap dan diedarkan keseluruh tubuh. Organisme bersel satu tidak memiliki alat pencernaan makanan khusus. Makanan masuk melalui mulut sel, dicerna didalam vakuola makanan, kemudian diedarkan ke seluruh sel dan akhirnya dikeluarkan melalui membran sel. Pada hewan vertebrata, makananmasuk melalui mulut,kemudian ke kerongkongan, perut besar (ventrikulus), usus dua belas jari (duodenum), usus halus, poros usus (rektum) dan berakhir sebagai anus. Binatang pemakan tumbuhan (herbivora) memiliki alat pencernaan makanan yang lebih panjang dibandingkan binatang pemakan daging (karnivora).

Proses pencernaan makanan dibedakan menjadi pencernaan makanan secara mekanik, dan secara kimiawi. Untuk mencerna makanan diperlukan saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan, yang keduanya membentuk sisitem pencernaan makanan. Saluran pencerenaan makanan terdiri atas mulut, kerongkongan, lambung, usus, dan anus. Makanan diserap di usus kemudian diedarkan ke seluruh bagian tubuh. Sisa makanan dikeluarkan melalui anus.

1.      Mulut

Didalam mulut terdapat gigi, lidah, dan kelenjar pencernaan yaitu kelenjar air liur. Mulut berfungsi sebagai pengecap, dan pencerna baik secara mekanik maupun secara kimiawi.

a.       Gigi

1)      Puncak gigi atau mahkota gigi, yaitu bagian yang tampak dari luar

2)      Leher gigi, yaitu bagian gigi yang terlindung di dalam gusi dan merupakan batas antara mahkota dan akar gigi

3)      Akar gigi, yaitu bagian gigi yang tertanam di dalam rahang

Lapisan-lapisan gigi terdiri dari email, tulang gigi, sementum dan rongga gigi. Email merupakan lapisan yang keras pada puncak gigi. Email berfungsi melindungi tulang gigi, jika email rusak, gigi akan mudah rusak pula. Tulang gigi, dilapisan berikutnya terdapat tulang gigi yang terbuat dari dentin yaitu jaringan berwarna kekuningan. Semen gigi, dilapisan luar akar gigi terdapat semen gigi atau sementum. Rongga gigi, di bagian dalam gigi terdapat rongga gigi atau pulpa. Rongga gigi berisi serabut saraf dan pembuliuh darah.

Fungsi gigi bermacam-macam, sesuai dengan letak dan bentuknya. Gigi seri sebagai pemotong makanan, gigi taring sebagai pengoyak makanan, dan gigi geraham sebagai pengunyah makanan.

b.      Lidah

Lidah berguna untuk membantu mengatur letak makanan dalam mulut dan mendorong makanan masuk ke dalam saluran selanjutnya. Selain itu lidah juga berfungsi untuk mengecap (merasakan) makanan, yaitu rasa asin, manis, pahit dan masam serta peka juga terhadap dingin, panas dan tekanan.

c.       Kelenjar Ludah

Ludah dihasilkan oleh 3 kelenjar ludah, dialirkan melalui saluran ludah yang bermuara ke dalam rongga mulut. Kelenjar ludah tersebut adalah kelenjar ludah parotid (di dekat pelipis), kelenjar ludah rahang bawah dan kelenjar ludah bawah lidah. Ludah  mengandung air, lendir, garam dan enzim ptialin. Enzim ptialin berfungsi mengubah zat tepung (amilum) menjadi gula yaitu maltosa dan glukosa.

2.      Kerongkongan

Kerongkongan merupakan saluran panjang yang tipis sebagai jalan makanan dari mulut menuju ke lambung. Panjang krongkongan kurang lebih 20 cm dan lebar kurang lebih 2 cm. Kerongkongan dapat melakukan gerakan melebar dan menyempit, bergelombang, meremas-remas, guna mendorong makanan masuk ke lambung. Gerak demikian disebut sebagai gerak peristaltik.

3.      Lambung

Lambung atau ventrikulus berupa suatu kantung yang terletak  di dalam rongga perut di sebelah kiri di bawah sekat rongga badan.

a.       Kardiak adalah bagian atas, daerah pintu masuk makanan dari kerongkongan

b.      Fundus adalah dagian tengah, bentuknya membulat

c.       Pilorus adalah bagian bawah, daerah yang berhubungan dengan usus dua belas jari

Dinding lambung yang penuh dengan otot-otot lambung, berkontraksi, menyebabkan gerak peristaltik, Di bagian dinding lambung sebelah dalam terdapat kelenjar-kelenjar yang menghasilkan getah lambung. Getah lambung mengandung asam lambung (HCI) serta enzim-enzim lain. Asam lambung berperan sebagai pembunuh mikroorganisme dan mengaktifkan enzim pepsinogen menjadi pepsin. Pepsin merupakan enzim yang dapat perubah protein menjadi molekul-molekul yang lebih kecil.

4.      Usus halus

a.       Usus dua belas jari (duodenum)

Panjangnya 12 jari. Di dalam dinding usus dua belas jari terdapat muara saluran bersama dari kantung empedu dan pangkreas. Kantung empedu berisi empedu yang dihasilkan oleh hati dan berguna untuk mengemulsikan lemak. Empedu berwrna kehijauan dan berasa sangat pahit.

Pangkreas yang letaknya dekat dengan lambung mengasiklan getah pankreas. Getah pankreas menghasilkan enzim amilase, tripsinogen dan lipase. Amilase mengubah zat tepung menjadi gula. Tripsinogen merupakan enzim belum aktif yang harus di aktifkan terlebih dahulu oleh enzim enterokinase yang dihasilkan oleh usus halus. Karena enzim enterokinase, tripsinogen berubah menjadi tripsin yang aktif. Tripsin mengubah protein menjadi peptida dan asam amino. Sedangkan lipaso mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol.

b.      Usus Kosong (Jejunum)

Panjangnya antara 1,5 m dan 1,75 m. Di dalam usus ini makanan mengalami pencernaan secara kimiawi ole enzim yang dihasilkan dinding usus. Sehingga terjadi pelumatan makanan secara sempurna. Getah usus yang dihasilkan mengandung lendir dan bermacam-macam enzim yang dapat memecah molekul makanan memjadi lebih sederhana. Di dalam usus ini makanan berupa bubur yang lumat dan encer.

c.       Usus Penyerapan (Ileum)

Panjangnya antara 0,75 m sampai 3,5 m. Di dalam usus ini terdapat penyerapan sari-sari makanan. Penyerapan sari makanan oleh usus halus disebut absorbsi. Bersama darah, makanan dialirkan melalui pembuluh darah (vena porta) menuju ke hati. Glukosa sebagian disimpan ke dalam hati setelah diubah ke dalam bentuk glikogen yang tidak larut dalam air. Sebagian sari makanan yang lain diedarkan ke seluruh sel tubuh melalui pembuluh darah.

5.      Usus besar (Colon),Rectum dan Anus

Usus besar merupakan kelanjutan dari usus halus. Usus besar memiliki tambahan usus yang disebut umbai cacing (apendiks). Panjang usus besar kurang lebih 1 meter. Usus besar terdiri atas bagian usus yang naik, bagian mendatar dan bagian menurun. Batas antara usus besar dan usus alus disebut sektum.

Fungsi utama usus besar adalah mengatur kadar air sisa makanan. Di dalam usus besar terdapat bakteri pembusuk Escherichia coli yang membusukan sisa-sisa makanan menjadi kotoran (feses). Dengan demikian kotoran menjadi lunak dan mudah dikeluarkan. Bagian akhir usus besar yang panjangnya kurang lebih 15 cm disebut pelepasan atau poros usus atau rectum. Rectum bermuara pada anus. Anus mempunyai 2 otot, yaitu otot tak sadar dan otot sadar.

Beberapa makanan yang mengandung zat-zat berbahaya dapat merusak sel-sel hati. Misalnya alkohol, makanan yang tercemar dan obat-obatan tertentu.

B.     Sistem Rangka

            Tulang merupakan struktur penunjang utama tubuh, berfungsi : Sebagai tempat pelekatan otot, bersama-sama otot membangun alat gerak tubuh, melindungi organ-organ vital di tengkorak dan dada, menyimpan kalsium yang dapat dimobilisasi bila diperlukan oleh tubuh, merupakan tempat berlangsungnya hematopoiesis. Terdapat 2 jenis tulang : tulang kompak dan tulang bunga karang (tulang spongiosa). 

1.      Jaringan Otot

Jaringan otot berfungsi untuk gerakan. Ada 3 jenis otot berdasarkan sifat morfologi dan fungsinya, yaitu otot polos, tersebarluas pada sistem pencernaan makanan, urogenital dan pernafasan. Berkontraksi lambat dan tidak dibawah kemauan. Sebagian besar berada dibawah pengawasan sistem syaraf autonom. Terdiri dari sel bentuk kumparan.

Otot rangka, dibangun oleh berkas-berkas serabut otot yang berinti banyak dan serabut otot tersebut menggambarkan gais-garis melintang, kontraksinya cepat dan kuat serta dibawah kemauan (voluntary).

Otot jantung, seperti halnya otot rangka sel-selnya yang panjang seperti serabut memperlihatkan garis-garis melintang. Pada tempat pertemuan sel jantung dijumpai keping interkalar, suatu struktur yang khas bagi otot jantung. Kontraksinya kuat, berirama dan tidak dibawah kemampuan (involuntary).

Berdasarkan struktur sel dan gerakannya, otot dibedakan atas 3 macam yaitu otot lurik atau otot serat lintang, otot polos dan otot jantung. Otot lurik bekerja atas kehendak kita,. Otot polos bekerja secara otonom. Sedangkan otot jantung strukturnya sama dengan otot lurik tetapi bekerjanya tidak dibawah kesadaran kita. Kerja otot ada yang antagonis (berlawanan) dan ada pula yang sinergis (sama).

Rangka binatang dapat dibedakan atas rangka dalam dan rangka luar. Rangka dalam dimiliki oleh hewan-hewan yang rendah tingkatannta seperti arthropoda. Hewan vertebrata ada yang memiliki rangka luar misalnya ikan, reptil. Rangka luar hanya berfungsi sebagai pelindung, sedangkan rangka dalam berfungsi sebagai pelindung, tempat melekatkan otot dan menegakkan tubuh.

Rangka tubuh manusia tersusun atas berbagai bentuk tulang yang saling berhubungan. Tulang tengkorak tersusun atas tulang-tulang yang pipih. Tulang-tulang tersebut bersambungan sedemikian rupa sehingga membentuk rongga. Dalam rongga itulah tersimpan otak.Tulang tengkorak dapat dibedakan menjadi 2 bagian: tulang-tulang bagian kepala dan tulang-tulang bagian muka.

2.      Macam-macam Tulang

Tulang-tulang pada manusia merupakan rangka dalam. Berdasar letaknya rangka dibedakan menjadi3 bagian utama yaitu tulang tengkorak, tulang badan dan tulang anggota badan. Berdasarkan zat penyusunnya, tulang dibedakan menjadi tulang keras dan tulang rawan. Berdasarkan bentuknya tulang dibedakan menjadi tulang pipa, tulang pipih dan tulang pendek. Tulang pipa dan tulang pendek berisi sum-sum merah yang berfungsi untuk membuat sel darah merah dan sel darah putih.

a.       Tulang Pipa

Bentuknya seperti pipa, yaitu bulat, memanjang, bagian tengahnya berlubang. Contohnya: tulang lengan, tulang paha, ruas-ruas tulang jari. Di dalamnya berisi sumsum kuning.

b.      Tulang Pipih

Bentuknya memipih, di dalamnya berisi sum-sum merah. Sumsum merah berfungsi sebagai tempat pembuatan sel-sel darah merah dan sel darah putih. Contohnya: tulang rusuk, tulang dada, tulang belikat, tulang panggul dan tulang dahi.

c.       Tulang Pendek

Bentuknya bulat dan pendek. Sering disebut sebagai ruas tulang. Di dalamnya berisi sumsum merah. Sumsum merah berfungsi sebagai tempat pembuatan sel darah merah dan sel darah putih.

d.      Tulang Keras

Tulang keras tersusun atas sel-sel yang ruang antar selnya berisi zat kapur dan sedikit zat perekat yaitu zat kolagen. Zat kapur itu dalam bentuk kalsium karbonat (CaCO₁) dan kalsium fosfat (Ca(PO₄). Pada masa kanak-kanak zat perekatnya lebih tinggi daripada masa dewasa. Pada orang dewasa, kadar zat kapurnya tinggi, sehingga tulang semakin keras. Karena itu pada anak-anak lebih cepat sembuh jika terjadi patah tulang dari pada orang dewasa.

e.       Tulang Rawan

Ruang anatar sel tulang rawan terisi banyak perekat dan sedikit mengandung zat kapur. Karenaitu tulang rawan bersifat lentur.

3.      Sendi

Hubungan antara 2 tulang dikenal sebagai sendi. Berdasarkan gerakannya, sendi dibagi menjadi sendi mati, sendi kaku dan sendi gerak. Sendi mati adalah hubungan 2 tulang yang tidak memungkinkan  terjadi gerakan tulang. Sendi kaku adalah hubungan antara 2 tulang yang memungkinkan sedikit gerakan. Dan sendi gerak adalah hubungan 2 tulang yang memungkinkan terjadinya gerakan. Sendi gerak meliputi sendi engsel, sendi peluru, sendi putar dan sendi pelana.

a.       Sendi Engsel

Disebut sendi engsel karema arah gerakannya dua arah, seperti engsel pintu. Misaalnya hubungan antar ruas tulang jari tangan dan jari-jari kaki.

b.      Sendi Putar

Disebut sendi putar karena dari hubungan dua tulang tersebut. Tulang yang satu dapat berputar mengitari tulang yang lain.Misal hubungan antara atals dan tulang pemutar sehingga kepada kita dapar bergerak berputar.

c.       Sendi Peluru

Disebut sendi peluru karena dari hubungan dua trulang tersebut dapat terjadi gerakan tulang ke segala arah. Hal ini disebabkan bagian bonggol sendi yang bentuknya seperti bola/peluru masuk ke dalam cawan sendi dari tulang yang lain. Misal hubungan antara tulang gelang bahu dengan tulang lengan atas, hubungan antara gelang panggul dengan tulang paha.

d.      Sendi Pelana

Disebut sendi pelana karena dari hubungan dua tulang tersebut, tulang yang satu dapat bergerak kedua arah seperti orang yang naik kuda diatas pelana. Contohnya hubungan antara ruas jari tangan dengan telapak tangan.

4.      Fungsi Rangka Manusia

Rangka tubuh manusia mempunyai beberapa fungsi yaitu :

a.       Untuk menegakkan badan, misalnya tulang-tulang punggung

b.      Untuk memberi bentuk badan, misalnya tulang-tulang tengkorak memberi bentuk wajah

c.       Untuk melindungi bagian-bagian tubuh yang penting, misalnya tengkorak melindungi otak dan mata, tulang-y=tulangrusuk melindungi jantung

d.      Sebagai tempat melekatnya otot-otot

e.       Sebagai tempat pembuatan sel darah merah dan sel darah putih

f.       Sebagai alat gerak pasif

5.      Kelainan Bentuk Rangka Tubuh Manusia

Kelainan yang dibawa sejak dalam kandungan. Ketika dilahirkan orang tersebut telah mengalami kelainan tulang. Penyebabnya mungkin si ibu terjatuh atau makanannya kurang vitamin D dan zat kapur atau karena faktor keturunan (genetik). Bentuk kelainan ini misalnya ketika dilahirkan anak tersebut kakinya berbentuk X atau O atau sejajar.

Kekurangan vitamin D, kekurangan zat kapur, kekurangan zat fosfor dalam makanannya dapat menyebabkan gangguan proses penulangan. Pada orang tua, terutama wanita, akan menderita bongkok atau keropos tulang karena kekurangan zat kapur. Susu merupakan makanan yang banyak mengandung zat kapur yang dibutuhkan tulang.

Posisi duduk yang salah dapat mempengaruhi pertumbuhan tulang seseorang. Misalnya posisi duduk yang selalu membengkok ke kiri/kanan/depan/belakang menyebabakan tulang punggungnya membengkok mengikuti arah duduknya.

Beberapa penyakit dapat mempengaruhi pertumbuhan tulang misalnya :

a.       Penyakit polio pada anak-anak. Polio disebabkan oleh virus. Karena polio pertumbuhan tulang dan jaringan terganggu.

b.      Penyakit sifilis. Anak-anak dalam kandungan dapat menderita sifilis karena tertular oleh orangtuanya. Akibatnya, tulang seperti tidak bertenaga.

c.       Kurang minyak. Pada persendian terdapat minyak yang berfungsi melumasi sendi sehingga tulang-tulang dapat bergerak leluasa. Karena produksi minyak menurun maka gerakan tulang dapat menimbulkan bunyi, jika berlangsung terus, tulang menjadi aus karena gesekan.

d.      Kelainan tulang dapat disebabkan karena kecelakaan. Misalnya tulang menjadi patah, ujung tulang yang lepas dari sendi, retak tulang dan remuk tulang.

C.    Sistem Pernapasan

Pernapasan mempunyai dua arti, yaitu : Proses pertukaran gas, dan proses menghasilkan energi yang dilakukan oleh sel.

Proses menghasilkan energi di dalam sel dapat dibedakan menjadi pernapasan aerobik yang menggunakan oksigen langsung dan pernapasan anaerobik yang tidak memerlukan oksigen bebas.

Proses pertukaran gas sebenarnya adalah proses menangkap oksigen dan melepas karbondioksida ke udara luar. Untuk melakukan proses pertukaran gas itu diperlukan organ pernapasan yaitu paru-paru atau insang atau gelembung udara atau kulit.Proses pernapasan aerobik atau anaerobik dilakukan di dalam sel. Dalam proses reaksi kimia itu diperlukan enzim-enzim pernapasan untuk mncegah gula menjadi energi.

Alat-alat pernapasan pada berbagai hewan berbeda-beda tergantung pada tempat hidupnya. Hewan darat mempunyai paru-paru atau pundi-pundi udara. Katak mempunyai kulit yang berfungsiuntuk pertukaran gas.ikan mempunyai insang. Hewan avertebrata memiliki organ yang berbeda pula.

1.      Sistem Pernapasan pada Manusia

a.     Hidung

Hidung merupakan tempat pertama yang dilalui udara dari luar. Di dalam rongga idung terdapat rambut-rambut dan selaput lendir, yang berguna untuk menyaring udara, mengatur suhu udara yang masuk ke paru-paru dan mengatur kelembaban udara.

b.      Panggal Tenggorok (Laring)

Antara hidung dan tenggorokan ada bagian yang harus terkoordinasikan dengan baik yaitu faring. Faring merupakan persimpangan antara rongga mulut ke kerongkongan dengan rongga hidung ke tenggorokan. Pangkal tenggorokan disebut laring. Laring terdiriatas kepingan tulang rawan yang membentuk jakun.

c.       Batang Tenggorok (Trakea)

Batang tenggorok terletak di daerah leher, di muka kerongkongan. Batang tenggorok merupakan pipa yang terdiri dari gelang-gelang tulang rawan dengan panjang sekitar 10 cm. Dinding dalamnya dilapisi selaput lendir, yang sel-selnya berlambut getar. Rambut-rambut getar berfungsi untuk menolak debu atau benda-benda asing keluar.

d.        Cabang Batang Tenggorok (Bronkus)

Batang tenggorok bercabang menjadi dua bronkus yaitu bronkus sebelah kiri dan sebelah kanan. Kedua cabang batang tenggorok menuju ke paru-paru. Di dalam, paru-paru, bronkus membentuk cabang-cabang lagi disebut bronkiolus. Bronkus sebelah kanan bercabag menjadi 3 bronkiolus, sedangkan bronkus sebalah kiri bercabang dua bronkioulus. Bronkiolus bercabang-cabang lagi membentuk pembuluh-pembuluh yang halus. Cabang-cabang yang terhalus masuk kedalam gelembung paru-paru atau alveolus. Dingding alveolus mengandung kaviler darah, disitulah oksigen berdifusi ke dalam darah.

e.       Paru-paru

Paru-paru terletak di rongga dada tepat di atas sekat diafragma. Diafragma adalah sekat rongga adan, yang membatasi rongga dada dan rongga perut. Paru-paru terdiri dari 2 bagian. Paru-paru kanan memiliki 3 gelambir sehinggba berukuran lebih besar dari pada paru-paru kiri yang memiliki 2 gelambir. Paru-paru dibungkus oleh 2 lapis selaput paru-paru atau pleura.

Oksigen digunakan untuk oksidasi karbondioksida yang dihasilkan dari pernapasan sel diangkut oleh darah melalui pembuluh darah menuju ke paru-paru. Sesampai di alveolus, karbon dioksida menembus dinding pembuluh darah dan dinding alveolus. Dari alveolus karbon dioksida akan dikeluarkan melalui saluran prnapasan saat kita mengeluarkan napas. Karbondioksida akan keluar melalui hidung. Jadi proses pertukaran gas sebenarnya berlangsung di alveolus.

2.      Proses pernapasan

Rongga dada tempat paru-paru di batasi oleh tulang rusuk dan tulang dada. Bagian rongga dada di tutup oleh diafragma. Proses bernafas terdiri dari 2 kegiatan, yaitu menghirup udara pernapasan atau menarik napas dan menghembuskan udara pernapasan atau mengeluarkan nafas. Menghirup udara disebut inspirasi dan menghembuskan udara ekspirasi.

Pernapasan dibedakan antara pernapasan dada (pernapasan tulang rusuk) dan perut (pernapasan diafragma). Pernapasan dada terjadi bila otot-otot antar rusuk berkontraksi, sehingga tulang rusuk terdorong kemuka. Akibatnya volume rongga dada membesar, tekanan menurun dan udara masuk. Ketika tulang-tulang rusuk turun kembali rongga dada menyempit, tekanan naik dan udara keluar.

Pernapasan perut menggunakan diafragma. Jika otot diafragma berkontraksi diafragma yang semula cembung menjadi agak rata. Sehingga paru-paru dapat mengembang kearah perut, perut mengembung, rongga dada membesar, tekanan menurun dan udara masuk. Ketika diafragma kembali kekeadaan semula, rongga dada menyempit, tekanan naik dan udara keluar. Pernapasan perut terjadi terutama pada saat tidur.

Pada waktu bernapas, udara yang masuk paru-paru berbeda susunannya dengan udara yang keluar dari paru-paru.

Gas	Udara luar sebelum masuk paru-paru (%)	Udara yang keluar dari paru-paru (%)
Nitrogen (N2)	79,07	79,8
Oksigen (O2)	20,9	14,6
Karbondioksida (CO2)	0,03	5,6

Proses pernapasan aerob disebut juga oksidasi biologi. Oksidasi biologi sebenarnya adalah Proses pemecahan zat gula agar diperoleh energi dengan mereaksikannya dengan oksigen. Selain gula, zat makanan yang dapat dioksidasikan adalah lemak dan protein. Proses oksidasi secara sederana dapat diikhtisarkan sebagai berikut:

            C₅H₁₂O₆              +    O₂ ^__________> CO₂       +  H₂O   +   energi  

            (Gula)              (Oksigen) (Karbondioksida)    (Air)

D.    Sistem Pengeluaran

1.      Ginjal (Ren)

Fungsi utama dari ginjal adalah menjernihkan atau membersihkan plasma darah dan produk akhir metabolisme ketika zat-zat ini berjalan melalui alas kaviler ginjal. Ginjal juga membuat seimbang komposisi cairan-cairan tubuh dengan mempertahankan secara selektif atau mensekresikan banyak zat penyusun plasma.

Hasil-hasil pembakaran dari sisa-sisa metabolisme tubuh perlu dibuang keluar tubuh. Sisa-sisa itu berupa karbondioksida, uren, air, kelebihan vitamin, dan zat-zat lainnya. Jika tidak dibuang akan dapat meracuni tubuh. Untuk mengeluarkan sisa-sisa itu diperlukan sistem pengeluaran.

Alat pengeluaran pada manusia dan hewan vertebrata terdiri atas ginjal, kulit, paru-paru dan hati. Adapun alat pengeluaran pada hewan yang lebih rendah tingkatannya dapat berupa buluh malpighi, nefridia, sel api dan rongga berdenyut.

2.      Sistem Pengeluaran Pada Manusia

a.    Ginjal

Ginjal atau bua pinggang bentuknya seperti kacang merah berwarna merah keunguan, letaknya di daerah pinggang, di kiri kanan tulang belakang, jumlahnya sepasang. Pada orang dewasa setiap ginjal beratnya kurang lebih 200 gr. Susunan ginjal terdiri dari kulit ginjal di bagian luar sumsum ginjal dibagian tengah dan rongga ginjal (piala ginjal) di bagian dalam.

Dalam sehari semalam, banyaknya darah yang disaring ginjal, kira-kira mencapai 1500 liter. Adapun jumlah urine yang dihasilkan kira-kira 1 sampai 1,5 liter. Jika kita kekurangan air, sedangkan zat-zat sisa yang dihasilkan banyak maka beberapa zat sisa dapat mengendap di ginjal atau kantung kemih. Terjadilah batu ginjal.

Dalam keadaan normal urine mengandung :

1)      Air, urea, dan amoniak yang merupakan sisa-sisa pembongkaran protein

2)      Garam-garam mineral terutama garam dapur

3)      Zat warna empedu yang memberi warna kuning pada urineZat-zat yang berlebihan dalam darah seperti vitamin B, C, obat-obatan dan hormon.

b.   Kulit

Kulit merupakan lapisan tipis yang menutupi seluruh permukaan tubuh. Kulit berfungsi sebagai alat pengeluaran. Kulit terdiri dari tiga lapisan yaitu :

1)      Lapisan kulit ari (epidermis)

Kulit ari (epidermis) terdiri dari 2 bagian, yaitu lapisan tanduk dan lapisan malpighi. Lapisan tanduk sewaktu-waktu dapat mengelupas. Lapisan ini tersusun atas sel-sel yang mati. Lapisan malpighi merupakan lapisan yang hidup yang terletak di bawah lapisan tanduk.

2)      Lapisan kulit jangat (dermis)

Merupakan lapisan kulit yang terletak di bawah lapisan kulit ari. Kulit jangat terdiri dari beberapa struktur yaitu kelenjar keringat, kelenjar minyak pembuluh darah dan ujung – ujung syaraf. Selain berfungsi alat pengeluaran kulit juga berfungsi :

a)      Sebagai pelindung tubuh dari kerusakan akibat benturan maupun kerusakan yang disebabkan oleh zat kimia

b)      Sebagai tempat indra, karna pada kulit terdapat ujung-ujung syaraf yang dapat merasakan halus, kasar, panas, dingin dan nyeri.

c)      Untuk menyimpan kelebihan lemak

d)     Tempat pembuatan vitamin D dan pro vitamin D, dengan bantuan sinar ultra violet.

e)      Sebagai pengatur suhu tubuh.

3)      Lapisan jaringan ikat bawah kulit

Pada jaringan ikat bawah kulit terdapat cadangan lemak ini berfungsi sebagai cadangan makanan dan menjaga suhu tubuh agar tetap hangat.

c.    Paru-paru

Pada sistem pengeluaran, paru-paru mengeluarkan  gas karbondioksida (CO₂).

d.   Hati

Hati terletak pada rongga perut sebelah kanan tepatnya di bawah diafragma. Pada orang dewasa berat hati mencapai 2 kg. Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh manusia. Sel darah merah yang rusak oleh hati di rombak menjadi empedu.

Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh manusia. Selain sebagai alat pengeluaran hati juga mempunyai fungsi lain bagi tubuh :

1)      Sebagai tempat menyimpan gula dalam bentuk glikogen

2)      Menawarkan racun yang masuk ke dalam tubuh.

3)      Mengatur kadar gula dalam darah

4)      Sebagai tempat membuat vibrinogen dan protrombin

5)      Sebagai tempat menguba pro vitamin A menjadi vitamin A

Hati dan ginjal merupakan organ yang mengalami kerusakan jika di dalam makanan terkandung zat-zat beracun dan sisa-sisa yang tak berguna. Misalnya apabila terlalu banyak alkohol sel-sel hati akan mengalami kerusakan yang di kenal sebagai serosis hepatis.

Penyakit yang sering kita dengar adalah hepatitis disebabkan oleh serangan virus. Orang yang menderita hepatitis akan mengalami kerusakan pada sel-sel hatinya, sehingga zat warna empedu beredar keseluruh tubuh. Akibatnya warna tubuh menjadi kekuningan karena itu penyakit hepatitis sering disebut penyakit kuning.

E.     Sistem Saraf

Antara sel, jaringan, organ dan sistem organ penyusunan tubuh terdapat saling berhubungan dan kerjasam agar dapat berfungsi untuk menjalankan kegiatan tubuh organisme.Keserasian kerja itu diatur dan dikendalikan oleh sistem koordinasi yaitu sistem saraf dan hormon. Sistem saraf hanya dimiliki oleh hewan sedangkan sistem hormon dimiliki baik oleh hewan maupun tumbuhan.

Sistem saraf pada manusia sangat kompleks. Disebut sebagai suatu sistem karena saraf kita terdiri dari berbagai kesatuan atau unit yang saling berinteraksi. Sel-sel saraf atau neutron terdiri dari badan sel, inti sel, dan sitoplasma.

1.      Sistem Saraf pada Manusia

            Alat tubuh yang berfungsi sebagai reseptor rangsangan adalah indera. Indera sebenarnya bagian tubuh yang memiliki ujung-ujung saraf sensorik yang peka trhadap rangsangan tertentu. Rangsang adalah segala bentuk faktor perubahan lingkungan yang dapat diterima oleh reseptor. Menurut asalnya, rangsang dibedakan menjadi dua macam, yaitu rangsang dari luar tubuh. Misalnya cuaca, bau, panas, tekanan dan rangsang dari dalam tubuh sendiri, misalnya rasa lapar, haus dan nyeri.Menurut jenisnya, rangsangan dibedakan menjadi rangsangan mekanik, misalnya sentuhan dan tekanan. Rangsangan kimiawi. Misalnya manis, pahit, asam dan bau.dan rangsangan fisis, misalnya suhu, listrik, gravitasi, cahaya dan suara.

a.      Sel Saraf (Neuron)

Sel saraf atau neutron adalah sel yang mempunyai kepekaan terhadap rangsang dan mampu menghantarkannya. Sel saraf memiliki badan sel lengkap dengan intinya. Dan badan sel terdapat tonjolan-tonjolan protoplasma yang muncul yang disebut dendrit. Dendrit berfungsi untuk menerima dan menghantarkan implus saraf dari luar ke badan sel saraf.

b.      Macam-macam Sel Saraf

Berdasarkan pada fungsinya ada tiga macam sel saraf, yaitu:

1)      Sel saraf sensori merupakan sel saraf yang berfungsi untuk menghantarkan implus saraf dari alat indera menuju ke otak atau ke sumsum tulang belakang.

2)      Sel saraf motor merupakan sel saraf yang berfungsi untuk menyampaikan perintah dari otak (sumsum tulang belakang) menuju ke otot (kelenjar tubuh).

3)      Sel saraf konektor merupakan sel saraf yang berfungsi untuk meneruskan rangsangan dari neuron sensori ke neuron motor.

2.      Sistem Saraf pusat

Sistem saraf pusat dilindungi oleh selaput menginia. Infeksi meningia menimbulkan penyakit meningitis. Meningia terdiri dari tiga lapis yaitu :

a.  Pia Mater merupakan selaput paling dalam yang menyelubungi permukaan otak dan sumsum tulang belakang.

·         Arakhnoid berupa selaput jaringan yang lembut memisahkan pia meter dari dura meter.

·         Dura Meter lapisan terluar yang padat dan keras serta bersatu dengan tengkorak.

a.       Otak

Otak merupakan pusat saraf yang paling utama, terletak di dalam rongga tengkorak. Volume otak orang dewasa sekitar 1500cm³.

b.      Otak Besar (Cerebrum)

Otak besar atau cerebrum merupakan bagian terbesar dari otak manusia. Otak besar terdiri dari 2 belahan, yaitu belahan kiri dan kanan. Belahan kiri mengatur dan melayani tubuh bagian kanan, sebaliknya belahan kanan mengatur dan melayani tubuh bagian kiri. Otak besar tersusun atas dua lapisan, yaitu lapisan luar (korteks) dan lapisan dalam.

1)      Lapisan luar merupakan lapisan tipis berwarna abu-abu. Lapisan ini berisi badan sel-sel saraf. Pada lapisan ini terdapat berbagai macam pusat saraf.

2)      Lapisan dalam merupakan lapisan yang berwarna putih. Lapisan dalam banyak mengandung urat saraf, yaitu dendrit dan nevrit.

Otak besar merupakan pusat saraf yang utama. Karena itu mempunyai fungsi yang sangat penting bagi pengendalian aktivitas tubuh yaitu untuk : Berpikir, pusat kesadaran dan kemauan kita, pusat ingatan (memori), pengendalian kesadaran kita, misalnya untuk bergerak, mendengar, berbicara, mencium, bereaksi.

c.       Otak Kecil (Cerebellum)

Otak kecil terdiri atas dua belahan yaitu belahan kanan dan belahan kiri. Belahan kanan dan belahan kiri dihubungkan oleh jembatan varol yang terletak di bagian depan otak kecil.

Otak kecil berfungsi untuk mengatur keseimbangan tubuh dan mengkoordinasikan otot-otot sebagai alat gerak. Benturan pada otak kecil dapat mengganggu keseimbangan seseorang.

d.      Sumsum lanjutan ( Medulla Oblongata)

Sumsum lanjutan disebut juga sumsum penghubung Sumsum lanjutan terletak dibagian bawah otak besar di depan otak kecil. Fungsi sumsum lanjutan adalah mengatur denyut jantung. Kecepatan pernapasan, suhu tubuh, tekanan darah, dan kegiatan tubuh lain yang tidak disadari.

e.       Sumsum tulang Belakang ( sumsum Spinal)

Sumsum tulang belakang terletak di dalam rongga ruas-ruas tulang belakang, memanjang dimulai dari luas tulang leher sampai dengan tulang pinggang yang ke dua. Fungsi sumsum tulang belakang :

1)      Pusat gerak refleks

2)      Penghantar impuls sensori dari kulit/otot ke otak

3)      Membawa impuls motor dari otak ke otot tubuh

3.      Sistem Saraf Tepi

Sistem saraf penghubung antara sistem saraf pusat dengan organ-organ tubuh adalah sistem saraf tepi. Sistem saraf tepi berupa urat saraf dan ganglion.

a.       Sistem saraf sadar

Misalnya kita menggerakkan tangan karena ada perintah dari otak yang dihantarkan oleh sistem saraf sadar,

1)      Sistem saraf kranial terdiri atas 12 pasang urat saraf otak yang merupakan urat saraf yang keluar dari otak dan menuju ke alat-alat tubuh atau otot tertentu. Misalnya menuju ke indera pendengar.

2)      Sistem saraf spinal terdiri atas 31 pasang urat saraf sumsum tulang belakang yang keluar secara berpasangan dari sela-sela ruas tulang belakang.

b.      Sistem Saraf tak sadar (Otonom)

Sistem saraf tak sadar bekerja secara otomatis, tidak dibawah kehendak saraf pusat.

1)      Sistem saraf simpatik terdiri atas 25 pasang simpul saraf atau ganglion.

Fungsi sistem saraf simpatik :

a)      Mempercepat denyut jantung

b)      Memperlebar pembuluh darah

c)      Memperledar pupil mata

d)     Mempertinggi tekanan darah

e)      Meningkatkan laju pernapasan

f)       Meningkatkan kadar gula dalam darah

2)      Sistem saraf para simpatik berupa jaringan sistem saraf yang berhubungan dengan ganglion-ganglion yang tersebar diseluruh tubuh. Fungsi susunan saraf para simpatik merupakan kebalikan dari fungsi saraf simpatik. Para simpatik berfungsi memperlambat laju pernapasan.

4.      Fungsi Saraf

Dapat disimpulkan bahwa saraf sebagai sistem koordinasi atau pengendali seluruh aktivitas tubuh manusia. Mekanisme kerjanya melakukan tugas utama, yaitu:

a.       Menerima rangsangan

b.      Meneruskan Impuls saraf ke sistem saraf pusat

c.       Sistem saraf pusat mengola rangsangan dan mengambil keputusan

d.      Meneruskan rangsangan dari sistem saraf pusat ke efektor (otot kelenjar).

F.     Sistem Indera

Sistem yang berfungsi mengenaliu lingkungan adalah sistem indera. Hewan dan manusia memiliki sistem indera yang terdiri dari penglihatan, penciuman, pengecap, pendengar dan peraba. Kelelawar mempunyai indera sopersonik. Supersonik adalah suara getaran tinggi. Ada sejenis ular yang dapat mengenali panas tubuh mangsanya dan anjing dapat mencium bau yang tidak dapat diketahui manusia.

1.      Indera pada Manusia

a.      Mata

Mata kita berjumlah sepasang, kiri dan kanan, terletak di dalam rongga mata yang dilindungi oleh tulang tengkorak. Mata dibantu oleh sejumlah alat tambahan yaitu alat pelindung di sekitar mata dan seperangkat otot penggerak bola mata.

Otot-otot penggerak bola mata itu dapat menggerakkan bola mata ke segala arah. Apabila salah satu otot tidak berfungsi, maka kita menjadi juling. Di sebelah dalam kelopak mata terdapat kelenjar air mata., yang menmghasilkan air mata. Air mata berfungsi membunuh kuman yang masuk ke dalam mata, serta membasahi bola mata.

1)      Otot penggerak bola mata

Otot tersebut berfungsi unyuk menggerakkan bola mata ke kiri, ke kanan, ke bawah, ke atas dan berputar.

2)      Selaput (Dinding) Bola Mata

Dinding bola mata berfungsi sebagai pelindung bola mata. Dinding bola mata atau selaput bola mata terdiri atas tiga lapisan, yaitu lapisan luar, lapisan tengah dan lapisan dalam.

3)      Lapisan Luar atau Selaput Luar

Pada bagian depan, lapisan luar bersifat tembus cahaya (transparan). Lapisan ini disebut kornea atau selaput bening. Fungsinya agar sinar dapat menembus ke dalam bola mata. Di bagian belakang, selaput bening berubah menjadi lapisan yangf berwarna putih yang membentuk bola mata yang disebut sklera.

4)      Lapisan Tengah (Selaput Hitam)

Di bagian depan, yakni di bagian kornea yang bening selaput hitam atau koroid berubah menjadi selaput pelangi. Di tengah selaput pelangi terdapat lubang yang disebut orang-orangan mata atau pupil.

5)      Lapisan Dalam (Selaput Jala)

Lapisan paling dalam disebut selaput jala atau retina mata . Selaput jala mengandung sel-sel yamg peka terhadap cahaya dan mengandung saraf penglihatan . Fungsinya menangkap bayangan .

Pada retina mata terdapat bintik kuning , yaitu bagian yang peka terhadap cahaya . Bintik kuning mengandung banyak sel-sel kerucut . Pada retina juga terdapat bintik buta,yang tepat berada di tempat membeloknya saraf penglihatan . Bintik ini tidak memiliki sel-sel reseptor,jadi tidak dapat mengenali cahaya . Jika bayangan benda jatuh pada bintik buta maka benda tidak dapat terlihat .

6)      Lensa Mata

Tepat dibelakang selaput pelangi, yakni dibelakang pupil mata, terdapat lensa mata. Bentuknya bikoveks (cembung muka belakang). Seperti lensa pada kamera. Proses memipih dan mencembungnya lensa mata disebut akomodasi. Memipih dan mencembungnya lensa mata diatur otot pemikat lensa mata (otot siliaris).

7)      Proses melihat benda

Pantulan cahaya masuk ke dalam mata melalui lensa mata dan jatuh tepat pada bintik kuning. Sesampainya di retina rangsangan cahaya di terima oleh saraf mata. Oleh saraf mata rangsang cahaya dikirim ke pusat saraf pengliatan di otak untuk diolah. Setelah diolah oleh otak barulah kita mengetahui macam benda yang kita lihat.

8)      Gangguan penglihatan

Beberapa gangguan penglihatan yang diakibatkan oleh daya akomodasi yang tidak normalnya itu rabun jauh (miopi), rabun dekat (hipermetropi) dan mata tua (presbiopi).

a)      Presbiopi yaitu gangguan penglihatan pada orang tua (usia lanjut) disebabkan oleh otot penggerak dan lensa mata yang telah mengendor, sehingga daya akomodasinya berkurang.

b)      Kekurangan vitamin A, disebut avitaminosis A, menyebabkan gangguan penglihatan secara bertahap.

c)      Buta warna adalah gangguan penglihatan dimana seseorang tidak dapat membedakan warna.

d)     Mata Juling, kelainan mata akibat otot-otot penggerak bola mata kanan  dan kiri yang bekerjanya tidak serasi menyebabkan mata juling.

e)      Gangguan kenyamanan pandangan adalah segala sesuatu yang berserakan.

b.      Telinga

Telinga adalah alat indera pendengaran yang peka terhadap rangsang getaran bunyi.

1)      Bagian-bagian telinga

Terdiri atas tiga bagian yaitu telinga bagian luar, bagian tengah, dan bagian dalam. Getaran ditangkap oleh daun telinga, masuk melalui liang telinga dan menyebabkan gendang pendengar atau selaput timpani bergetar.Di liang telinga terdapat bulu-bulu dan kelenjar yang mengeluarkan getah. Getaran pada membran timpani dilanjutkan ke telinga tengah. Telinga bagian tengah mengandung tulang-tulang pendengaran, yaitu tukul (martil).

Getaran dilanjutkan ke telinga bagian dalam yang merupakan bagian penerima getaran. Bagian ini tersusun atas tingkap (jendela) jorong, tingkap bundar, tiga saluran setengah lingkaran dan rumah siput (kohlea). Kohlea yang artinya rumah siput itu berupa kantung berisi cairan limfe. Di dalamnya terdapat ujung-ujung saraf pendengaran yang menuju ke otak.

Antara telinga tengah dengan rongga mulut dihubungkan oleh suatu saluran yaitu : saluran Eustachius. Saluran eustachius berfungsi untuk menjaga keseimbangan antara tekanan udara di dalam dan di luar rongga telinga.

2)      Proses Pendengaran

Bunyi yanga dapat kita dengar ialah bunyi yang mempunyai frekuensi gelombang 20 Hz sampai 20.000 Hz.

3)      Keseimbangan

Indera keseimbangan terletak di telinga tengah, yaitu di tiga buah saluran setengah lingkaran. Ketiga tulang ini berisi cairan limpa (endolimph), saling tegak lurus. Tiap-tiap pangkal saluran setengah lingkaran mengembung, yang disebut ampula. Di dalam ampula terdapat ujung saraf (reseptor) dan berisi cairan-cairan.Di dalam cairan itu terdapat butir-bitir kapur.

Ketika badan kita berputar, cairan di dalam ampula ikut berputar. Pada saat kita berhenti berputar, cairan di dalam ampula masih berputar menyebabkan butiran kapur ikut berputar. Putaran itu diteruskan oleh ujung saraf ke otak. Kita merasakan kepala kita berputar, padahal kita telah berhenti berputar.

c.       Kulit

Selain berfungsi sebagai alat pelindung dan pengatur suhu tubu, kulit juga berfungsi sebagai indera peraba, oleh karena itu kulit peka terhadap rangsangan, rabaan, tekanan dan suhu.

d.      Hidung

Indera pencium manusia terletak pada selaput lendir yang terdapat pada rongga hidung bagian atas. Pada selaput lendir terdapat sel serabut saraf pencium atau pembau yang berhubungan dengan otak. Szerabut saraf ini peka terhadap rangsangan kimia berupa gas. Kita mengenalinya sebagai bau.

e.       Lidah

Lidah manusia mengandung bermacam-macam reseptor, yaitu reseptor sakit, sentuhan dan rasa. Reseptor yang spesifik pada lidah adalah reseptor rasa atau yang disebut dengan kuncup pengecap.

Kuncup pengecap merupakan kumpulan ujung-ujung saraf pada lidah yang berkelompok. Tiap-tiap kelompok kuncup pengecap mempunyai kepekaan terhadap rangsangan rasa tertentu.

2.      Indera pada Ikan

Mata ikan tidak berkelopak, sehingga tidak mampu berkedip. Mata diselubungi oleh selaput tipis yang disebut epidermis yang bening. Ikan tidak memiliki sel saraf berbentuk kerucut. Jadi hanya memiliki sel-sel saraf berbentuk batang. Dengan sel-sel batang ikan mampu melihat dengan jelas jika keadaan redup.

Indera pencium yang berkembang dengan baik. Beberapa jenis iokan memiliki antena misalnya ikan lele. Telinganya tidak berkembang. Keistimewaan ikan adalah mempunyai gurat sisi sebagai indera ke enam yang terletak di sisi kiri dan kanan tubuhnya. Gurat sisi berbentuk guratan dri depan ke belakang tubuhnya. Gurat sisi berfungsi untuk mengetahui arah arus air dan tekanan air.

3.      Indera pada Amfibi

Katak memiliki telinga, tetapi tidak berdaun telinga. Di kiri kanan kepalanya terdapat membran timpai. Mata katak membulat, besar, mempunyai kelopak mata atas dan bawah. Kata memiliki kelopakmata tambahan, yamg dikenal sebagai selaput tidur (membran niktitans). Di darat mata katak selalu basah karena kelenjar air mata. Demngan matanya yang tajam katak dapat mengejar serangga, kemudian menangkapnya dengan menjulurkan lidahnya. Lidahnya berlendir menyebabkan mangsanya melekat pada lidah tadi.

4.      Indera pada Reptil

Yang berkembang baik pada reptil baik pada kadal, buaya dan ular adalah alat penciumnay. Di ujung kepala bagioan depan terdapat sepasang lubang hidung. Indera pencium ini dibantu oleh jaringan yang terdapat pada langit-langit mulutnya. Indera yang laintidak berkembang.

5.      Indera pada Burung

Indera burung yang berkembang baik adalah matanya. Bola mata burung mempunyai susunan yang mirip dengan mata manusia.

G.    Sistem Transportasi

Di dalam tubuh makhluk hidup terdapat 2 macam sistem transportasi, yaitu sistem peredaran darah dan sistem peredaran getah bening. Sistem peredaran darah terdiri dari darah dan alat peredaran darah yang terdiri dari jantung dan pembuluh darah. Sedangkan sistem peredaran getah bening terdiri dari  cairan limfa, pembuluh limfa dan simpul limfa.

Berdasarkan pembuluh darahnya, peredaran darah makhluk hidup dibedakan menjadi peredaran darah terbuka dan peredaran darah tertutup. Peredaran darah terbuka adalah peredaran darah yang tersebar ke seluruh tubuh tidak melalui pembuluh darah melainkan keluar dari pembuluh darah. Peredaran darah tertutup adalah perputaran darah dari jantung ke seluruh tubuh dan kembali lagi ke jantung selalu berada di dalam pembuluh darah.

Ditinjau dari jarak perputaranya, peredaran darah dibedakan menjadi peredaran darah kecil dan peredaran darah besar. Peredaran darah kecil adalah perputaran darah yang meliputi daerah yang sempit yaitu dari jantung ke paru-paru dan kembali lagi ke jantung. Peredaran darah besar adalah peredaran darah yang meliputi daerah yang luas yaitu darah dari jantung ke seluruh tubuh dan kembali lagi ke jantung.

1.      Darah

Darah kita terdapat di dalam pembuluh darah. Dalam kondisi normal volume darah setiap orang kurang lebih 8% dari berat badannya. Darah kita tersusun dari beberapa komponen, yaitu: 55% merupakan bagian yang cair yakni plasma darah dan 45% bagian yang padat atau butiran darah, butiran darah terdiri dari 3 macam sel darah, yaitu: Sel darah merah eritrosit, Sel darah putih leukosit, dan Sel pembeku darah trombosit.

a.       Plasma Darah

Plasma darah atau cairan darah terdiri atas 90% air, 8% protein. Protein yang larut di dalam darah disebut protein darah. Jika protein drah diendapkan, maka akan tersisa cairan berwarna kuning jernih, yang disebut serum. Di dalam serum inilah terdapat zat kebal atau zat antibodi.

b.      Sel-sel Darah

Terdiri atas eritrosit, leukosit, trombosit. Eritrosit atau sel darah merah berfungsi untuk mengangkut oksigen. Leukosit atau sel darah putih berfungsi untuk membunuh bibit penyakit. Trombosit atau keping darah berfungsi untuk membekukan darah.

2.      Golongan Darah

Sebelum menyumbangkan darah, darah harus diperiksa golongannya terlebih dahulu. Transfusi darah tidak akan dapat dilaksanakan apabila golongan darah si pemberi dan si penerima belum diketahui.

Orang yang pertama kali menggolongakan darah menurut sistem ABO (a,b.nol) adalah Karl Landsteiner. Darah dapat digolongkan ke dalam 4 golongan besar. Yaitu : A, B, AB dan O (nol).

3.      Fungsi Darah

Fungsi darah adalah sebagai berikut :

a.       Sebagai alat pengangkut

1)      Sel darah merah berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru ke jantung dan ke seluruh sel-sel tubuh.

2)      Plasma darah mengangkut : sari makanan dari usus ke hati kemudian ke seluruh tubuh, karbondioksida dari jaringan tubuh ke paru-paru, urea dari hati ke ginjal untuk di keluarkan, hormon dari kelenjar hormon ke seluruh tubuh.

b.      Membunuh kuman-kuman penyakit, yang bertugas membunuh kuman penyakit adalah lekosit. Caranya dengan membentuk antibodi.

c.       Melakuan pembekuan darah. Proses pembekuan darah yang berperan penting adalah  trombosit.

d.      Menjaga kestabilan suhu tubuh.

4.      Alat Peredaran Darah

Alat peredaran darah pada manusia terdiri atas jantung dan pembuluh darah.

a.       Struktur dan Fungsi Jantung

Jantung berbentuk kerucut, letaknya di dalam rongga dada, agak ke sebelah kiri. Besar jantung kira-kira sebesar kepalan tangan masing-masing, dan di dalamnya berongga. Rongga jantung manusia terbagi menjadi 4 bagian yaitu serambi kanan, serambi kiri, bilik kanan dan bilik kiri.

Dinding rongga jantung tersusun terutama atas otot jantung. Antara serambi dan bilik dibatasi oleh suatu sekat yang berkatup. Katup yang sebelah kanan disebut katup trikuspidalis terdiri atas 3 kelopak atau kuspa , dan yang sebelah kiri disebut katup bikuspidalis terdiri atas 2 kelopak atau kuspa. Katub-katub tersebut berfungsi untuk menjaga agar darah dari bilik tidak mengalir kembali ke serambi.

Otot jantung berkemampuan untuk berkontraksi, sehingga jantung dapat mengembang dan mengempis. Mengembang dan mengempisnya serambi dan bilik terjadi secara bergantian.

Pada saat duduk denyut nadi sesorang 72 per menit, tetapi pada saat berdiri denyut nadi dapat mencapai 83 per menit. Pada anak-anak, denyut nadinya lebih cepat dibanding orang dewasa.

b.      Pembuluh Darah

Berdasarkan fungsinya, pembuluh darah dibedakan atas pembuluh nadi atau arteri dan pembuluh balik atau vena. Yang menghubungkan antara arteri dan vena adalah pembuluh kapiler.

1)      Pembuluh Nadi atau Arteri

Pembuluh nadi atau arteri adalah pembuluh yang membawa darah keluar dari jantung. Umumnya pembuluh nadi mengalirkan darah yang mengandung banyak oksigen.

2)      Pembuluh Balik atau Vena

Pembuluh balik atau vena adalah pembuluh yang membawa darah menuju jantung. Darahnya banyak mengandung karbondioksida.

3)      Pembuluh Kapiler

Pembuluh kapiler hanya tersusun atas satu lapis sel endotelium. Dinding kapiler yang sangat tipis ini memang sesuai dsengan fungsinya yaitu untuk pertukaran zat.

Ujung pembuluh nadi yang kecil dihubungkan oleh pembuluh kapiler. Pembuluh kapiler ini berhubungan langsung dengan sel-sel tubuh.

c.       Peredaran Darah Tertutup dan Peredaran Darah Terbuka

Darah kita berada di dalam pembuluh darah, maka peredaran darah kita digplongkanpperedaran darah tertutup. Di dalam setiap kali beredar darah melewarti jantung dua kali. Berdasarkan hal tersebut maka peredaran darah manusia disebut sebagai peredaran darah ganda yang terdiri atas peredaran darah kecil dan peredaran darah besar. Pada hewan rendah, drah hanya sekali melewati jantung yakni dari seluruh tubuh, ke jantung, beredar lagi ke seluruh tubuh. Peredaran darah yang demikian disebut peredaran darah tunggal.

1)      Peredaran Darah Kecil

Peredaran darah yang dimulai dari jantung menuju ke paru-paru, kemudian kembali lagi ke jantung.

Jantung ^_______> Paru-paru ^_____> Jantung

(bilik kanan)                      (serambi kiri)

2)      Peredaran Darah Besar

Peredaran darah dari bilik kiri jantung ke seluruh tubuh, kemudian kembali ke serambi kanan jantung.

Jantung ^______> Tubuh ^________> Jantung

(bilik kiri)                          (serambi kanan)

5.      Sistem Peredaran Getah Bening (Limfa)

Sistem peredaran getah bening atau limfa terdiri dari cairan limfa, pembuluh limfa dan kelenjar limfa. Sistem peredaran limfa berperan dalam transfor lemak dan pemberantasan penyakit.

a.       Cairan Limfa

Cairan limfa mengandung sel-sel darah putih yang berfungsi mematikan kuman penyakit yang masuk ke dalam tubuh kita. Cairan limfa juga mengandung lemak. Lemak dari usus tidak diangkut melalui pembuluh darah, melainkan oleh pembuluh limfa.

b.      Pembuluh Limfa

1)      Pembuluh limfa kanan berfungsi menampung cairan limfa yang berasal dari kepala, leher bagian kanan, dada kanan dan lengan kanan. Pembuluh limfa ini bermuara di vena bawah selangka kanan.

2)      Pembuluh limfa kiri berfungsi menampung getah bening yang berasal dari kepala, leher kiri, dada kiri dan lengan kiri serta tubuh bagian bawah. Pembuluh limfa ini bermuara di vena bawah selangka kiri.

3)      Peredaran limfa dimulai dari jaringan tubuh, yang berupa cairan jaringan. Cairan ini masuk ke pembuluh limfa halus menjadi cairan limfa. Pembuluh limfa kiri bermuara pada vena di bawah selangka kiri. Sedangkan pembuluh limfa kanan bermuara pada vena di bawah selangka kanan.

c.       Kelenjar Limfa

Kelenjar limfa atau simpul limpa menghyasilkan sel-sel darah putih. Fungsi kelenjar limfa untuk menghasilkan sel drah putih dan menjaga agar tidak terjadi infeksi lebih lanjut.

1)      Limpa, ialah sebuah kelenjar yang berwarna ungu tua yang terletak di sebelah belakang lambung. Limpa berfungsi untuk :

a)      Tempat pembentukan sel darah putih (leukosit) dan antibodi

b)      Tempat cadangan sel darah.

c)      Tempat pembongkaran sel darah merah yang sudah mati

d)     Tempat membunuh kuman-kuman penyakit

a)      Tonsil dan Amandel, Tonsil terletak di bagian kiri dan kanan pangkal tenggorokan. Tonsil berupa kelenjar limfa yang lebih dikenal dengan amandel.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

BAB III

KESIMPULAN

            Dari pembahasan mengenai fisiologi tumbuhan dan hewan seperti yang telah diuraikan, maka dapat disimpilkan bahwa tumbuhan dan hewan sama-sama melakukan proses fisiologi di dalam tubuh seperti melakukan proses bergerak, mengalami pertumbuhan, melakukan respirasi, reproduksi, dan ekskresi. Namun cara kerja sistem didalam tubuh tumbuhan dan hewan berbeda. Seperti contohnya, baik tumbuhan maupun hewan sama-sama melakukan gerakan namun pada tumbuhan gerakan tersebut bersifat pasif sedangkan pada hewan bergerak secara aktif. Kemudian dalam respirasi tumbuhan memerlukan CO₂ dan menghasilkan O₂, sedangkan pada hewan berbanding terbalik. Dan pada proses reproduksi tumbuhan memiliki alat reproduksi berupa putik dan benang sari, berbeda dengan hewan memiliki alat reproduksi berupa kelamin jantan dan kelamin betina pada hewan vertebrata sedangkan invertebrata tidak memiliki alat reproduksi.

            Sama halnya dengan proses ekskresi. Pada hewan vertebrata ekskresi melalui saluran-saluran ekskresi secara khusus seperti melalui anus, paru-paru, kulit dan pada hewan invertebrate organ ekskresi berupa sel api, permukaan sel, pori-pori dan lain sebagainya. Sedangkan tumbuhan melakukan ekskresi yang sangat berbeda dengan hewan yaitu berupa transpirasi (penguapan) dan gutasi. Jadi hewan dan tumbuhan memiliki proses fisiologi yang berbeda satu sama lainnya. Disisi lain kita sangat perlu mengetahui proses fisiologi di dalam tubuh tumbuhan dan hewan, untuk memudahkan kita melestarikan jenisnya.

DAFTAR PUSTAKA

Listiana, Lina, dkk. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam 1. Edisi Pertama. Surabaya. Learning assistance Program for Islamic School (LAPIS) Pendidikan Guru Madrasah Ibtidaiyah (PGMI).

Winatasasmita, Djamhur, dkk. 1985. FisiologBAB I

PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Fisiologi Tumbuhan merupakan cabang botani yang mempelajari bekerjanya sistem kehidupan di dalam tubuh tumbuhan, dan tanggapan terhadap pengaruh lingkungan sekitarnya sehingga tumbuhan tersebut dapat hidup. Dari fisiologi tumbuhan ini lahirlah cabang-cabang campuran biologi, seperti biokimia dan biofisika. Fisiologi juga sangat mempengaruhi perkembangan genetika. Objek kajian dalam dalam fisiologi tumbuhan adalah fisika sel dan biofisika organ, fotosintesis, transportasi hara dan hasil metabolisme, regulasi pertumbuhan dan perkembangan, dan mekanisme respons terhadap rangsangan lingkungan. Organisme yang menjadi kajian fisiologi tumbuhan adalah organisme dari kerajaan plantae, meliputi semua jenis tumbuhan, dan tumbuhan tingkat rendah sampai tumbuhan tingkat tinggi.

Fisiologi Hewan merupakan cabang botani yang mempelajari fungsi dasar dan mekanisme kerja alat-alat tubuh dalam kondisi normal, yaitu dalam rangka menciptakan kondisi hemeostatis. Subjek kajian dari berbagai kelompok hewan Avertebrata dan Vertebrata, terutama dari kelas Mamalia, hingga manusia. Fisiologi hewan memiliki posisi yang sentral sehingga tak terpisahkan dengan ilmu-ilmu lainnya. Cabang-cabang biologi yang berkaitan erat dengan fisiologi hewan, terutama adalah Biokimia dan Struktur Perkembangan Hewan (Anatomi, Histologi, Embriologi).

B.   Rumusan Masalah

1.      Bagaimana fisiologi pada tumbuhan ?

2.      Bagaimana fisiologi pada hewan ?

C.   Tujuan

1.      Untuk mengetahui apa saja fisiologi tumbuhan;

2.      Untuk mengetahui apa saja fisiologi hewan.

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Fisiologi Tumbuhan

1.     Metabolisme

Metabolisme adalah keseluruhan reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh organisme. Metabolism berasal dari bahasa Yunani metabole = berubah. Pada makhluk hidup banyak reaksi kimia yang terjadi secara simultan. Jika kita melihat reaksi kimia satu persatu, akan sulit memahami aliran energi yang terjadi di dalam sel. Untuk memahami metabolisme sel ada beberapa hal penting, yaitu :

a.       Semua reaksi kimia yang terjadi di dalam sel melibatkan enzim;

b.      Reaksi-reaksi tersebut dapat dikelompokkan ke dalam suatu lintasan. Dalam satu lintasan bisa terdiri dari 12 atau lebih reaksi (tahap). Setiap lintasan mempunyai fungsi tersendiri bagi sel atau organisme yang bersangkutan.

Metabolisme dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu reaksi penguraian (katabolisme) dan reaksi penyusunan (anabolisme). Metabolisme dilakukan untuk memperoleh energi, menyusun bahan makanan, merombak bahan makanan, membentuk struktur sel, merombak struktur sel, memasukan atau mengeluarkan zat-zat, melakukan gerakan, menanggapi rangsangan dan berproduksi. Untuk melakukan transformasi energi makhluk hidup menyelenggarakan metabolisme di dalam sel. Seluruh reaksi-reaksi yang terjadi di dalam tubuh dibantu oleh enzim atau biokatalisator.

2.     Enzim (Biokatalisator)

Reaksi-reaksi yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup terjadi pada suhu 27^OC (suhu ruang) pada tubuh tumbuhan atau suhu 37^OC pada tubuh hewan berdarah panas. Pada suhu tersebut proses oksidasi berjalan lambat. Agar reaksi-reaksi berjalan lebih cepat diperlukan katalisator. Katalisator adalah zat yang mempercepat suatu reaksi, tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Katalisator di dalam sel makhluk hidup disebut biokatalisator atau enzim.

Secara kimia, enzim tersusun atas dua bagian, yaitu :

a.       Bagian protein disebut epoenzim. Bagian protein bersifat labil (mudah berubah), misalnya terpengaruh oleh suhu dan keasaman;

b.      Bagian yang bukan protein disebut gugus prostetik, yaitu gugusan yang aktif. Bagian gugus prostetik ini dapat berupa logam dan besi, tembaga, seng atau zat organik yang mengandung logam. Ada pula enzim yang memiliki bagian prostetik yang juga merupakan bagian yang aktif.

1)      Ciri-ciri enzim :

a)      Protein

Enzim adalah suatu protein dengan demikian sifat-sifat enzim dengan protein, yaitu menggumpal pada suhu tinggi dan terpengaruh oleh pH.

b)      Bekerja secara khusus

Enzim bekerja secara khusus, artinya enzim tertentu hanya dapat mempengaruhi reaksi tertentu, tidak dapat mempengaruhi reaksi lainnya.

c)      Dapat digunakan berulang kali

Enzim dapat digunakan berulang kali karena enzim tidak berubah pada saat terjadi reaksi. Akan tetapi molekul enzim kadang rusak dan harus diganti.

d)     Rusak oleh panas

Enzim rusak oleh panas karena enzim adalah suatu protein. Rusaknya enzim oleh panas disebut denaturasi. Kebanyakan enzim rusak pada suhu di atas 50^OC. Jika telah rusak, enzim tidak dapat berfungsi lagi walaupun pada suhu normal.

e)      Diperlukan dalam jumlah sedikit

Oleh karena enzim berfungsi sebagai pemercepat reaksi sedangkan dia sendiri tidak ikut bereaksi, maka jumlahnya tidak perlu banyak. Satu molekul enzim dapat bekerja berkali-kali, selama enzim itu sendiri tidak rusak.

f)       Dapat bekerja bolak-balik

Umumnya enzim dapat bekerja secara bolak-balik. Artinya, suatu enzim dapat bekerja menguraikan satu persenyawaan menjadi persenyawaan-persenyawaan lain, dan sebaliknya dapat pula bekerja menyusun persenyawaan-persenyawaan itu menjadi persenyawaan semula. Zat (substrat) A dapat diuraikan menjadi zat B dan zat C, sebaliknya pada zat C dapat direaksikan kembali dengan zat B membentuk zat A seperti semula.

g)      Kerja enzim dipengaruhi oleh lingkungan

Lingkungan yang berpengaruh pada kerja enzim adalah suhu, pH, hasil akhir dan zat penghambat.

(1)   Suhu : Enzim bekerja optimal pada suhu 30^OC atau pada suhu tubuh dan akan rusak pada suhu tinggi. Biasanya enzim barsifat nonaktif pada suhu rendah (0^OC atau dibawahnya), tetapi tidak rusak. Jika suhunya kembali normal enzim mampu bekerja kembali. Sementara pada suhu tinggi, enzim rusak dan tidak dapat berfungsi lagi.

(2)   pH : Enzim bekerja optimal pada pH netral. Pada kondisi asam atau basa, kerja enzim terhambat.

(3)   Hasil akhir : Kerja enzim dipengaruhi oleh hasil akhir. Hasil akhir yang menumpuk menyebabkan enzim sulit “bertemu” dengan substrat. Semakin menumpuk hasil akhir, semakin lambat kerja enzim.

(4)   Zat penghambat : Selain hasil akhir, terdapat zat lain yang dapat menghambat kerja enzim. Zat yang dapat menghambat kerja enzim itu disebut penghambat atau inhibitor. Zat tersebut memiliki struktur seperti enzim yang dapat “masuk” ke substrat, atau ada yang memiliki struktur seperti substrat sehingga enzim “salah masuk” ke penghambat tersebut. Hal itu dapat dijelaskan sebagai berikut : semisal enzim itu anak kunci, terdapat zat penghambat (inhibitor) yang

(a)    Strukturnya mirip anak kunci (enzim), sehingga zat penghambat itu dapat masuk ke dalam gembok (substrat);

(b)   Bentuknya mirip gembok, sehingga enzim sebagai anak kunci “keliru masuk” ke gembok palsu.

2)      Cara kerja enzim

Molekul selalu bergerak dan bertumbukan satu sama lain. Jika suatu molekul substrat menumbuk molekul enzim yang tepat, maka akan menempel pada enzim. Tempat menempelnya molekul substrat pada enzim disebut sisi aktif. Kemudian terjadi reaksi dan molekul produk ini dapat menjadi substrat bagi molekul lain. Ada 2 teori mengenai kena enzim, yaitu teori gembok-anak kunci, dan induced fid.

a)      Teori gembok-anak kunci

Sisi aktif enzim tertentu mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat tertentu. Substrat sesuai dengan sisi aktif, seperti gembok cocok dengan anak kuncinya. Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik. Jika enzim mengalami denaturasi karena panas, bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH, juga mempunyai pengaruh yang sama.

b)      Teori induced fid

Menurut teori ini, sisi aktif enzim lebih fleksibel daripada lubang kunci. Ikatan antara enzim dan substrat dapat berubah menyesuaikan dengan enzim.

(1)   Inhibitor

Inhibitor adalah zat yang dapat menghambat kerja enzim, ada 2 macam inhibitor, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif.

(a)    Inhibitor kompetitif

Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan menempati sisi aktif enzim. Inhibitor ini bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim. Penghambatan ini bersifat reversible dan dapat dihilangkan dengan menambah konsentrasi substrat.

(b)   Inhibitor nonkompetitif

Inhibitor nonkompetitif biasanya berupa senyawa kimia yang tidak mirip dengan substrat dan berikatan pada sisi selain sisi aktif enzim. Inhibitor ini bersifat reversible tetapi tidak dapat dihilangkan dengan menambah konsentrasi substrat.

3.     Katabolisme

Katabolisme adalah reaksi penguraian senyawa yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Penguraian suatu senyawa dapat menghasilkan energi. Energi itu berasal dari terlepasnya ikatan-ikatan kimia yang menyusun suatu persenyawaan. Semakin kompleks persenyawaan kimia itu, semakin banyak ikatan kimia yang menyusunnya, dan akan semakin besar energi yang dilepaskannya. Akan tetapi energi itu tidak dapat digunakan secara langsung oleh sel. Energi itu diubah terlebih dahulu menjadi persenyawaan adenosin trifospat (ATP) yang dapat digunakan oleh sel sebagai sumber energi terpakai.

ATP merupakan gugusan adenin yang berikatan dengan tiga gugusan fosfat. Terlepasnya ikatan fosfat dalam gugusan adenin menghasilkan energi yang langsung dapat digunakan oleh sel. Energi itu digunakan untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, reproduksi, dan merespon rangsangan.

Contoh katabolisme adalah proses pernapasan sel atau respirasi. Yang dimaksud dengan respirasi adalah proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh semua sel penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel hewan dan manusia. Respirasi dilakukan siang maupun malam. Ditinjau dari kebutuhannya akan oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi dua macam :

a.       Respirasi aerobik, yaitu pernapasan yang menggunakan oksigen untuk mendapatkan energi.

b.      Respirasi anaerobic, yaitu pernapasan yang tidak membutuhkan oksigen untuk mendapatkan energi. Bahan baku pernapasan adalah karbohidrat, asam lemak atau protein (asam amino). Hasil pernapasan berupa karbon dioksida, air dan energi dalam bentuk ATP.

1)      Respirasi aerobik

Persamaan reaksi proses respirasi aerobic (aerob) secara sederhana dapat dituliskan sebagai berikut :

C₆H₁₂ + 6O₂ ^_______> 6H₂O + 6CO₂ + 675 kal

Dalam pernyataan, reaksi yang terjadi tidak sesederhana itu. Banyak tahapan reaksi yang terjadi dari awal hingga terbentuknya energi. Reaksi-reaksi itu dapat dibedakan menjadi 3 tahapan, yaitu glikolisis, siklus krebs dan transpor elektron.

a)      Glikolisis

Glikolisis adalah peristiwa pengubahan satu molekul glukosa (terdiri dari 6 atom C) menjadi dua molekul asam piruvat (terdiri dari 3 atom C), 2 molekul NADH dan 2 molekul ATP. NADH adalah singkatan dari nikotinadenin dinukleotida H yang merupakan sumber electron berenergi tinggi. ATP adalah singkatan dari adenostin trifosfat, yang merupakan persenyawaan berenergi tinggi. Selama glikolisis, dihasilkan 4 molekul ATP, akan tetapi 2 molekul ATP di antaranya digunakan kembali untuk berlangsungnya reaksi-reaksi yang lain sehingga tersisa 2 molekul ATP yang siap digunakan tubuh. Seluruh proses glikolisis tidak memerlukan oksigen. Reaksi glikolisis berlangsung di sitoplasma (di luar mitokondria). Hasil akhir sebelum memasuki daur krebs adalah asam piruvat.

Ada yang membedakan tahap ini menjadi dua, yaitu glikolisis dan dekarboksilasi oksidatif. Glikolisis mengubah senyawa 6C menjadi senyawa 3C, sedangkan dekarboksilasi oksidatif mengubah senyawa 3C menjadi senyawa 2C pada hasil akhir glikolisis (menjelang memasuki siklus krebs). Yang dimaksud dekarboksilasi oksidatif adalah reaksi asam piruvat (3C), diubah menjadi asetil KoA (2C).

b)      Siklus Krebs

Krebs adalah nama orang yang menemukan siklus ini. Sebelum berlangsung siklus krebs, asam piruvat (3C) diubah menjadi asetil KoA (2C). Asam piruvat tersebut merupakan hasil akhir dari glikolisis. Memasuki siklus krebs, asetil KoA direaksikan dengan asam oksaloasetat (4C) menjadi asam sitrat (6C). Selanjutnya, asam oksaloasetat memasuki daur menjadi berbagai macam zat yang akhirnya kembali menjadi asam oksaloasetat.

Dalam perjalanannya, 1C (CO₂) dilepaskan. Pada tiap tahapan, dilepaskan energy dalam bentuk ATP dan hydrogen. ATP yang dihasilkan langsung dapat digunakan. Sebaliknya, hidrogen berenergi digabungkan dengan penerima hidrogen (aseptor hidrogen) yaitu NAD dan FAD, untuk dibawa ke system transpor electron. Dalam tahap ini dilepaskan energi, dan hidrogen direaksikan dengan oksigen membentuk air. Seluruh reaksi siklus krebs berlangsung dengan memerlukan oksigen bebas (aerobik). Siklus krebs berlangsung di dalam mitokondria.

c)      Sistem Transpor Elektron (STE)

Energ yang dibentuk dari peristiwa glikolisis dan siklus krebs ada dua macam. Pertama, dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu ATP atau GTP ( guanosin trifosfat). Energi ini merupakan energi siap pakai, yang langsung dapat digunakan. Kedua, dalam bentuk sumber elektron, yaitu NADH (nikotin adenin dinukleotida H) dan FAD (flavin adenin dinukleotida) dalam bentuk FADH. Kedua macam sumber elektron ini dibawa ke sistem transpor elektron. Proses transpor elektron ini sangat kompleks. Pada dasarnya elektron dan H⁺ dari NADH dan FADH₂ dibawa dari satu substrat ke substrat lain. Setiap kali dipindahkan, energi yang terlepas digunakan untuk mengikatkan fosfat anorganik (P) ke molekul ADP sehingga terbentuk ATP. Pada bagian akhir terdapat oksigen (O₂) sebagai penerima (aseptor), sehingga terbentuklah H₂O.

2)      Respirasi Anaerobik

Respirasi anaerobik (sering disebut respirasi anaerob) adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk mendapatkan energi tanpa menggunakan oksigen. (Respirasi aerobik menggunakan oksigen untuk mengikat hydrogen membentuk air). Respirasi anaerobik menggunakan senyawa tertentu misalnya asam piruvat atau asetaldehida, sebagai pengikat hidrogen dan membentuk asam laktat atau alkohol.

Respirasi anaerobik terjadi pada :

a)      Jaringan yang kekurangan oksigen, misalnya pada jaringan otot; ketika kita lari sangat cepat atau melakukan konstraksi otot sangat kuat, ada otot yang kekurangan oksigen;

b)      Akar tumbuhan yang terendam air;

c)      Biji-biji berkulit tebal yang sulit ditembus oksigen;

d)     Sel-sel ragi dan bakteri anaerobik.

Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa. Selain glukosa, bahan baku seperti fruktosa, galaktosa, dan manosa juga dapat diubah menjadi alkohol. Hasil akhirnya adalah alkohol, karbon dioksida, dan energi. Alkohol bersifat racun bagi sel-sel ragi. Sel-sel ragi hanya tahan terhadap alkohol pada kadar 9-18%. Lebih tinggi dari kadar tersebut, proses alkoholisasi (pembuatan alkohol) terhenti. Hal yang demikian merupakan suatu kendala pada industri pembuatan alkohol.

Oleh karena glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbon dioksida, maka energi yang dihasilkan lebih kecil disbanding respirasi aerobik. Pada respirasi aerobik dihasilkan 675 kal, sedang pada respirasi anaerobik hanya dihasilkan 21 kal. Perhatikan persamaan reaksinya berikut ini :

C₆H₁₂O₆ ^_______> 2 C₂H₅OH + 2CO₂ + 21 kal

Dari persamaan reaksi tersebut terlihat bahwa oksigen tidak diperlukan. Bahkan, bakteri anaerobik seperti Clostridium tetani (penyebab tetanus) tidak dapat hidup jika berhubungan dengan udara bebas. Infeksi tetanus dapat terjadi jika luka tertutup sehingga memberi kemungkinan bakteri tumbuh subur.

(1)   Fermentasi

Proses pembuatan alkohol oleh mikroorganisme disebut fermentasi alkohol. Selain fermentasi alkohol, fermentasi yang lain juga dilakukan oleh mikroorganisme dengan menggunakan berbagai substrat zat organik. Jika hasil akhirnya asam laktat, disebut fermentasi asam laktat, sedangkan jika hasil akhirnya alkohol disebut fermentasi alkohol. Berikut disajikan uraian singkat fermentasi asam laktat.

(a)    Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat tergolong respirasi anaerobik. Hasil akhirnya adalah asam laktat atau asam susu. Contoh fermentasi ini ialah fermentasi yang berlangsung didalam sel-sel otot. Jika asam laktat yang dihasilkannya menumpuk, maka akan timbul kelelahan otot.

Misalnya jika otot kita bergerak melebihi takaran, maka otot kita akan melakukan respirasi anaerobik menghasilkan asam laktat. Jika asam laktat berlebihan, otot terasa lelah dan nyeri. Ketika istirahat, asam laktat diangkut dan dikeluarkan oleh tubuh sehingga badan terasa segar kembali. Pada fermentasi asam laktat, proses respirasi diawali dengan tahap glikolisis. Asam piruvat yang dihasilkannya akan diubah menjadi asam laktat atau asam susu.

4.     Anabolisme

Anabolisme adalah semua reaksi proses penyusunan yang berlangsung didalam sel. Anabolisme yang akan dibahas meliputi fotosintesis dan kemosintesis.

a.       Fotosintesis

Fotosintesis berasal dari kata foton = cahaya, sintesis = penyusunan. Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (gula) dan zat anorganik (air, karbon dioksida) dengan pertolongan energi cahaya matahari. Karena bahan baku yang digunakan adalah zat karbon (karbon dioksida), maka dapat juga disebut asimilasi zat karbon. Dalam buku ini akan digunakan istilah fotosintesis untuk menyebutkan proses tersebut.

1)      Proses Fotosintesis

Pada dasarnya, proses fotosintesis merupakan kebalikan dari pernapasan. Proses pernapasan bertujuan memecah gula menjadi karbon dioksida, air dan energi. Sebaliknya, proses fotosintesis mereaksikan (menggabungkan) karbon dioksida dan air menjadi gula dengan menggunakan energi cahaya matahari. Proses fotosintesis umumnya hanya berlangsung pada pertumbuhan berklorofil pada waktu siang hari. Secara singkat, persamaan reaksi fotosintesis yang terjadi di alam dapat dituliskan sebagai berikut :

6CO₂ + 12H₂O ^{_____________}> C₆H₁₂ + 6O₂ + 6H2O

a)      Percobaan tentang fotosintesis

Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi kehidupan organisme di bumi. Dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan makanan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Banyak ilmuan yang melakukan penelitian tentang hal yang berhubungan dengan fotosintesis, diantaranya sebagai berikut :

(1)   Ingenhousz

Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz (1730 – 1799). Ingen housz memasukan tumbuhan air Hydrilla verticilata  ke dalam bejana yang diisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh. Bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu. Gelembung udara tersebut menandakan adanya gas, yang setelah diuji adalah oksigen. Ingenhousz menyimpulkan, fotosintesis menghasilkan oksigen.

(2)   T.W. Engelmann

Pada tahun 1822, engelman melakukan percobaan dengan menggunakan Ganggang Spirogyra. Ganggang Spirogyra mempunyai kloroplas seperti spiral. Hanya kloroplas yang terkena cahaya yang mengeluarkan oksigen. Kloroplas yang tidak terkena cahaya tidak mengeluarkan oksigen. Hal tersebut dibuktikan dengan banyaknya bakteri suka oksigen yang berkerumun dibagian kloroplas yang terkena cahaya. Kesimpulan dari percobaan Engelmann adalah bahwa fotosintesis dilakukan oleh kloroplas dan kloroplas hanya berfotosintesis jika terkena cahaya.

(3)   Sacks

Pada tahun 1860, sacks membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan amilum. Daun yang sebagian dibungkus kertas timah (kertas bungkus rokok) dipetik disore hari, setelah terkena sinar matahari sejak pagi hari. Daun tersebut direbus untuk mematikan sel-selnya. Selanjutnya daun tersebut dimasukkan ke dalam alkohol, agar klorofilnya larut sehingga daun tersebut menjadi pucat. Jika daun itu ditetesi dengan yodium, maka bagian yang tertutup oleh kertas timah tetap pucat, sedang yang tidak tertutup warnanya menjadi biru kehitaman. Warna biru kehitaman menandakan bahwa didaun tersebut terdapat amilum.

(4)   Hill dan F.F. Blackman

Hill pada tahun 1937 berhasil membuktikan bahwa energi sinar yang diterima digunakan untuk memecah molekul air menjadi H⁺ dan O₂ peristiwa ini dikenal sebagai fotolisis, yang merupakan tahap awal dari fotosintesis. Fotolisis berlangsung dengan bantuan cahaya sehingga disebut reaksi terang. Pada reaksi terang, molekul air (H₂O) terurai menjadi molekul oksigen (O₂) dan proton (H²). Dalam reaksi tersebut dihasilkan energi dalam bentuk ATP dan NADP kemudian H⁴ yang dihasilkan dalam reaksi penguraian air tersebut ditangkap oleh NADP, sehingga terbentuk NADPH.

 Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

12 H₂O + ATP + 24 NADP^{+ _______}> 6 O₂ + ATP + 24 NADPH

Reaksi terang tersebut terjadi di dalam grana. Blackman mengemukakan reaksi gelap yang terjadi di stroma. Dalam reaksi gelap, ATP dan NADPH yang terbentuk pada reaksi terang digunakan untuk pembentukan sukrosa dari karbon dioksida. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

6 CO₂ + ATP + NADPH ^_______> (CH₂O)₆ + 6 H₂O

Jika kedua reaksi tersebut digabungkan, akan menghasilkan reaksi fotosintesis sebagai berikut :

6 CO₂ + 12 H₂O + energi ^_______> (C₆H₁₂O) + 6 H₂O + 6 O₂

Jadi, reaksi gelap hanya berlangsung jika tersedia energi proton (H⁺) yang dihasilkan oleh reaksi terang . tanpa didahului reaksi terang, reaksi gelap tidak akan berlangsung.

b)      Cahaya yang Berguna dalam Fotosintesis

Fotosintesis memerlukan cahaya yang umumnya berasal dari cahaya matahari. Cahaya matahari terdiri dari banyak cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Cahaya yang berguna untuk fotosintesis adalah cahaya tampak. Gelombang cahaya tampak yang terpendek adalah cahaya ungu, dan yang terpanjang adalah cahaya merah.

Reaksi fotosintesis terjadi pada membran fotosintesis tumbuhan. Pada bakteri fotosintesis, membran tersebut merupakan lipatan membran sel. Pada tumbuhan, alga dan protista bersel satu (misalnya Euglena), semua reaksi fotosintesis terjadi di dalam organel sel yang disebut kloroplas. Kloroplas mempunyai sistem membran dalam. Membran ini terorganisasi menjadi kantong pipih yang disebut tilakoid. Tumpukan tilakoid disebut grana. Tiap-tiap tilakoid merupakan ruang tertutup dan sebagai tempat pembentukan ATP. Di sekeliling tilakoid terdapat cairan yang disebut stroma. Stroma mengandung enzim yang berperan dalam reaksi fotosintesis.

Di dalam kroloplas terkandung beberapa jenis pigmen, yaitu klorofil a, klorofil b, dan karotenoid. Kloropil a mampu menyerap terutama cahaya merah dan biru ungu. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, klorofil a terlihat hijau karena memantulkan cahaya hijau. Klorofil b menyerap terutama cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya hijau kuning. Karotenoid adalah pigmen kuning oranye yang menyerap cahaya biru hijau. Klorofil b dan karotenoid tidak berperan langsung dalam reaksi terang, tetapi mereka memperluas kisaran cahaya yang dapat digunakan oleh tumbuhan. Kedua pigmen ini meneruskan energi cahaya yang mereka serap ke klorofil a, dan kemudian menyimpan energi untuk kegiatan reaksi terang.

5.     Kemosintesis

            Kemosintesis adalah suatu reaksi penyusunan bahan organik yang dilakukan dengan energi yang diperoleh dari pemecahan persenyawaan kimia. Energi kimia digunakan untuk fiksasi CO₂ menjadi karbohidrat. Disini, jelas bahwa sumber energi tidak hanya cahaya. Beberapa mikroorganisme ada yang dapat memperoleh energi dengan jalan mengoksidasi persenyawaan kimia. Misalnya bakteri belerang mengoksidasi H₂S untuk memperoleh energi. Selanjutnya, energi yang diperoleh digunakan untuk melakukan asimilasi C. Perhatikan reaksinya :

2 H₂S + O₂ ^______> 2H₂O + 2S + energi

Energi yang diperoleh lebih kecil jumlahnya daripada energi yang dihasilkan dari cahaya. Energi tersebut digunakan untuk fiksasi CO₂ menjadi karbohidrat. Dengan demikian, reaksi selengkapnya adalah :

CO₂ + H₂S ^______> CH₂O + S₂ + H₂O

6.     Pengangkutan Air dan Mineral pada Tumbuhan

a.       Absorpsi dan Transpor Air pada Tumbuhan

      Air merupakan bagian terbesar dari tubuh makhluk hidup. Pada tumbuhan 70% lebih berat tubuhnya terdiri dari air. Air tersebut dipertahankan supaya tumbuhan tetap hidup. Air dalam jaringan tubuh tumbuhan berada dalam keseimbangan antara air yang hilang dengan air yang diperoleh dari tanah.

Beberapa fungsi air pada tumbuhan :

1)      Air merupakan bagian protoplasma, kekurangan air protoplasma tumbuhan menjadi viaktif atau dapat mati;

2)      Sebagai pelarut dan sebagai “carrier” untuk berbagai bahan;

3)      Berfungsi dalam proses metabolisme;

4)      Sebagai sumber atom hidrogen untuk reduksi dari CO₂ dalam reaksi fotosintesis;

5)      Berperan dalam proses gerakan dan masuknya bahan-bahan;

6)      Membantu pengangkutan bahan-bahan pada tumbuhan;

7)      Berperan dalam regulasi suhu.

b.      Air Tanah

      Tumbuhan mengabsorpsi air tanah dengan akarnya. Air yang ada di dalam tanah terdapat berbagai bentuk. Sumber air tanah adalah air hujan. Tidak semua air hujan dapat masuk ke dalam tanah. Air dapat masuk ke dalam tanah melalui pori-pori diantara partikel-partikel tanah yang dipengaruhi oleh gravitasi. Air tanah semacam ini disebut air gravitasi (gravitational water). Jumlah air tanah maksimum yang tertinggal sehabis air keluar dari tanah akibat gravitasi disebut kapasitas lapangan. Air di dalam tanah ini terdapat dalam 3 bentuk air kapiler, air higroskopik dan air yang terikat secara kimia. Air kapiler dapat di ambil oleh tumbuhan, sedangkan air higroskopik tidak dapat di ambil oleh tumbuhan dan tumbuhan akan layu.

c.       Akar

      Bagian akar yang dapat menyerap air adalah di daerah ujung akar. Daerah unjung akar dibedakan menjadi 3 zona yaitu zona sel meristimatik, zona perpanjangan dan zona penyerapan (absorpsi). Zona absorpsi terdiri atas 3 macam sistem jaringan yaitu : dermal (epidermis), korteks dan stele. Epidermis banyak yang membentuk bulu-bulu akar. Korteks berupa sel-sel endodermis, perisekel, xilem, dan floem.

Bagian-bagian akar terdiri dari :

1)      Bulu akar

      Bulu akar merupakan modifikasi deri sel epidermis yang mempunyai fungsi untuk penyerapan air. Dinding bulu akar terdiri atas selulosa dan pektin yang kedua-duanya bersifat hidrofilik dan mempunyai daya serap yang besar terhadap air.

2)      Endodermis

      Disebelah luar Stele dikelilingi oleh selapisan sel khusus disebut Endodermis. Endodermis mengalami penebalan dinding sel yang disebut Strip Caspari, air dapat masuk stele melalui sel peresap (Passage Cells). Pada beberapa jenis monokotil tidak ditemukan sel peresap tetapi penyerapan air tidak terganggu.

3)      Xilem

      Xilem terdiri dari trakeid, pembuluh kayu dan parenkim. Noktah terdapat pada dinding radial dari trakeid dan trakea sehingga memudahkan gerakan air masuk ke dalamnya. Penebalan sel ini juga tidak mengganggu jalannya air karena lignin sifatnya hdrofilik dan mudah dilalui air.

d.      Pengambilan Air Oleh Akar

      Air masuk dari luar berupa air tanah harus melalui bulu akar (epidermis), korteks, endodermis dan perisikel. Dinding radial sel endodermis mempunyai penebalan dari suberin atau lignin yang kedap air. Air tanah akan masuk akar jika potensial air pada akar lebih rendah dari potensial air di tanah. Rendahnya potensial air pada xilem disebabkan hilangnya air oleh proses transpirasi pada daun tumbuhan. Potensial air pada tanah disebabkan adanya potensial osmotik dan potensial matriks. Pada tanah yang kering potensial airnya turun karena tumbukan tidak mampu untuk mengambil air dari tanah. Batas terendah kandungan air tanah dapat dilihat dari kelayuan pada daun tumbuhan, mulut daun menutup dan pengambilan air sangat kurang.

e.       Pengangkutan Air

      Air bergerak dari akar sampai kedaun melalui xilem, yaitu melalui pembuluh kayu (trakea) dan trakeid. Parenkim xilem mempunyai fungsi untuk transpor kea rah lateral. Pengangkutan air melalui xilem dapat terus berlangsung meskipun xilem mati. Ini membuktikan bahwa tenaga untuk mendorong air bukan berasal dari xilem itu sendiri. Pembuluh kayu sebagai kapiler hanya dapat menaikan air sedikit saja. Teori tekanan akar menyatakan bahwa adanya tekanan akar menyebabkan absorpsi secara aktif oleh akar.

f.       Pengangkutan Mineral

      Mineral diangkut melalui xilem dari akar ke daun. Mineral dipergunakan tumbuhan untuk menyusun bahan organik, misalnya fosfor dan nitrogen. Tidak semua unsur yang dipindahkan pada daun tetap disimpan pada daun. Pemindahan mineral terjadi terutama sebelum daun gugur melalui floem. Pada batang mineral dapat diangkut ke atas atau ke bawah pada floem menuju daun muda dan juga ke ujung batang atau akar. Mineral yang masih ada pada daun jika daun gugur akan kembali dipergunakan oleh tumbuhan setelah terjadi penguraian. Karena itu mineral cukup tersedia untuk tumbuhan.

g.      Pengangkutan Bahan Organik

      Bahan organik seperti gula, asam amino dan hormon diangkut melalui floem. Bahan organik dapat bergerak ke atas dari ujung batang yang sedang tumbuh bergerak ke bawah yaitu ke tempat penimbunan di akar diangkut melalui floem. Pengangkutan bahan organik pada floem disebut Translokasi. Kecepatan translokasi beberapa kali kecepatan difusi.

h.      Osmoregulasi Pada Tumbuhan

      Pada tumbuhan darat kehilangan air merupakan masalah yang sama dengan hewan. Tumbuhan banyak kehilangan air melalui transpirasi dan penguapan melalui daun. Untuk tumbuhan yang hidup pada tanah yang cukup air kehilangan air akan segera diganti dengan pengambilan air dari tanah. Tumbuhan yang tidak mempunyai masalah mengenai penggantian air yang hilang karena transpirasi dan penguapan disebut tumbuhan mesofil (mesophyle). Berbagai jenis tumbuhan di daerah yang kering dan harus menyesuaikan diri agar tidak mengalami kekeringan dengan berbagai cara. Tumbuhan tersebut termasuk tumbuhan serofit (xerophyte).

      Beberapa jenis tumbuhan mempunyai jaringan yang toleran terhadap kekeringan. Pada umumnya tumbuhan ini dapat mempertahankan diri terhadap perubahan kandungan air pada tubuhnya lebih daripada hewan. Di antaranya ada yang mempunyai penyesuaian tinggi, sehingga jaringannya kering, jaringnnya akan kembali normal jika mendapat cukup air. Hal seperti ini terdapat pada beberapa jenis tumbuhan gurun dan juga pada berbagai jenis lumut dan paku-pakuan.

      Banyak tumbuhan dapat mempertahankan hidupnya pada masa kering dengan spora dan bijinya. Protoplasma spora dan biji sangat menjadi kering dan dilindungi oleh selaput yang keras. Pada kondisi ini spora dan biji tetap hidup untuk periode yang panjang dan dapat tumbuh menjadi tumbuhan baru jika air cukup dan kondisi yang baik. Biasanya tumbuhan gurun semacam ini tumbuh pada waktu yang singkat.

      Adapula adaptasi lain bagi tumbuhan yang hidup di daerah kering ialah dengan cara menyimpan air pada sel-sel parenkim yang besar baik pada batang maupun pada daun. Dengan demikian jaringan batang dan daun menjadi berair dan tumbuhan demikian disebut sukule. Banyak tumbuhan gurun yang mempunyai batang sukulen, daun pada tumbuhan tersebut biasanya mengalami reduksi.

Berbagai cara tumbuhan sukulen mempertahankan air yang dikandungnya, yaitu dengan :

1)      Mengurangi jumlah stroma.

2)      Adaptasi secara fisiologis dengan cara stroma menutup pada siang hari dan membuka pada malam hari.

            Transpirasi tidak terbatas pada stroma tapi juga melalui kutikula. Transpirasi kutikula pada tumbuhan serofit sangat kecil karena kutikula menjadi tebal dan mempunyai lapisan lilin yang impermeable.

            Tumbuhan yang hidup di pantai mempunyai masalah untuk mengambil air yang mempunyai tekanan osmotik tinggi dibandingkan dengan tekanan osmotik air tanah biasa. Tumbuhan tersebut biasa disebut tumbuhan halofit. Untuk  mengatasi hal  ini dilakukan dengan 2 cara, yaitu :

1.      Sel-sel akar mempunyai tekanan osmotik yang lebih besar dibandingkan akar tumbuhan biasa sehingga dapat mengambil air dengan cara osmosis.

2.      Berbagai tumbuhan bisa menyimpan air yang menyebabkan tidak terjadi kekurangan air pada waktu air disekeliling akarnya mempunyai tekanan osmotik tinggi. Hal ini terjadi pada daerah pasang surut pantai yang berlumpur. Selain itu tumbuhan mempunyai cara untuk membuang kelebhan air.

      Hal ini terjadi pada waktu kelembaban tinggi dan suhu tidak begitu tinggi. Caranya ialah gutasi. Gutasi terjadi jika air yang berlebih tidak habis dengan transpirasi. Air dikeluarkan melalui struktur khusus di ujung tulang daun yang letaknya di ujung atau ditepi daun yang disebut hidotoda.

B.  Fisiologi Hewan

A.   Sistem Pencernaan

            Alat pencernaan merupakan organ yang berfungsi untuk memecah makanan baik secara mekanis maupun kimiawi agar mudah terserap dan diedarkan keseluruh tubuh. Organisme bersel satu tidak memiliki alat pencernaan makanan khusus. Makanan masuk melalui mulut sel, dicerna didalam vakuola makanan, kemudian diedarkan ke seluruh sel dan akhirnya dikeluarkan melalui membran sel. Pada hewan vertebrata, makananmasuk melalui mulut,kemudian ke kerongkongan, perut besar (ventrikulus), usus dua belas jari (duodenum), usus halus, poros usus (rektum) dan berakhir sebagai anus. Binatang pemakan tumbuhan (herbivora) memiliki alat pencernaan makanan yang lebih panjang dibandingkan binatang pemakan daging (karnivora).

Proses pencernaan makanan dibedakan menjadi pencernaan makanan secara mekanik, dan secara kimiawi. Untuk mencerna makanan diperlukan saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan, yang keduanya membentuk sisitem pencernaan makanan. Saluran pencerenaan makanan terdiri atas mulut, kerongkongan, lambung, usus, dan anus. Makanan diserap di usus kemudian diedarkan ke seluruh bagian tubuh. Sisa makanan dikeluarkan melalui anus.

1.      Mulut

Didalam mulut terdapat gigi, lidah, dan kelenjar pencernaan yaitu kelenjar air liur. Mulut berfungsi sebagai pengecap, dan pencerna baik secara mekanik maupun secara kimiawi.

a.       Gigi

1)      Puncak gigi atau mahkota gigi, yaitu bagian yang tampak dari luar

2)      Leher gigi, yaitu bagian gigi yang terlindung di dalam gusi dan merupakan batas antara mahkota dan akar gigi

3)      Akar gigi, yaitu bagian gigi yang tertanam di dalam rahang

Lapisan-lapisan gigi terdiri dari email, tulang gigi, sementum dan rongga gigi. Email merupakan lapisan yang keras pada puncak gigi. Email berfungsi melindungi tulang gigi, jika email rusak, gigi akan mudah rusak pula. Tulang gigi, dilapisan berikutnya terdapat tulang gigi yang terbuat dari dentin yaitu jaringan berwarna kekuningan. Semen gigi, dilapisan luar akar gigi terdapat semen gigi atau sementum. Rongga gigi, di bagian dalam gigi terdapat rongga gigi atau pulpa. Rongga gigi berisi serabut saraf dan pembuliuh darah.

Fungsi gigi bermacam-macam, sesuai dengan letak dan bentuknya. Gigi seri sebagai pemotong makanan, gigi taring sebagai pengoyak makanan, dan gigi geraham sebagai pengunyah makanan.

b.      Lidah

Lidah berguna untuk membantu mengatur letak makanan dalam mulut dan mendorong makanan masuk ke dalam saluran selanjutnya. Selain itu lidah juga berfungsi untuk mengecap (merasakan) makanan, yaitu rasa asin, manis, pahit dan masam serta peka juga terhadap dingin, panas dan tekanan.

c.       Kelenjar Ludah

Ludah dihasilkan oleh 3 kelenjar ludah, dialirkan melalui saluran ludah yang bermuara ke dalam rongga mulut. Kelenjar ludah tersebut adalah kelenjar ludah parotid (di dekat pelipis), kelenjar ludah rahang bawah dan kelenjar ludah bawah lidah. Ludah  mengandung air, lendir, garam dan enzim ptialin. Enzim ptialin berfungsi mengubah zat tepung (amilum) menjadi gula yaitu maltosa dan glukosa.

2.      Kerongkongan

Kerongkongan merupakan saluran panjang yang tipis sebagai jalan makanan dari mulut menuju ke lambung. Panjang krongkongan kurang lebih 20 cm dan lebar kurang lebih 2 cm. Kerongkongan dapat melakukan gerakan melebar dan menyempit, bergelombang, meremas-remas, guna mendorong makanan masuk ke lambung. Gerak demikian disebut sebagai gerak peristaltik.

3.      Lambung

Lambung atau ventrikulus berupa suatu kantung yang terletak  di dalam rongga perut di sebelah kiri di bawah sekat rongga badan.

a.       Kardiak adalah bagian atas, daerah pintu masuk makanan dari kerongkongan

b.      Fundus adalah dagian tengah, bentuknya membulat

c.       Pilorus adalah bagian bawah, daerah yang berhubungan dengan usus dua belas jari

Dinding lambung yang penuh dengan otot-otot lambung, berkontraksi, menyebabkan gerak peristaltik, Di bagian dinding lambung sebelah dalam terdapat kelenjar-kelenjar yang menghasilkan getah lambung. Getah lambung mengandung asam lambung (HCI) serta enzim-enzim lain. Asam lambung berperan sebagai pembunuh mikroorganisme dan mengaktifkan enzim pepsinogen menjadi pepsin. Pepsin merupakan enzim yang dapat perubah protein menjadi molekul-molekul yang lebih kecil.

4.      Usus halus

a.       Usus dua belas jari (duodenum)

Panjangnya 12 jari. Di dalam dinding usus dua belas jari terdapat muara saluran bersama dari kantung empedu dan pangkreas. Kantung empedu berisi empedu yang dihasilkan oleh hati dan berguna untuk mengemulsikan lemak. Empedu berwrna kehijauan dan berasa sangat pahit.

Pangkreas yang letaknya dekat dengan lambung mengasiklan getah pankreas. Getah pankreas menghasilkan enzim amilase, tripsinogen dan lipase. Amilase mengubah zat tepung menjadi gula. Tripsinogen merupakan enzim belum aktif yang harus di aktifkan terlebih dahulu oleh enzim enterokinase yang dihasilkan oleh usus halus. Karena enzim enterokinase, tripsinogen berubah menjadi tripsin yang aktif. Tripsin mengubah protein menjadi peptida dan asam amino. Sedangkan lipaso mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol.

b.      Usus Kosong (Jejunum)

Panjangnya antara 1,5 m dan 1,75 m. Di dalam usus ini makanan mengalami pencernaan secara kimiawi ole enzim yang dihasilkan dinding usus. Sehingga terjadi pelumatan makanan secara sempurna. Getah usus yang dihasilkan mengandung lendir dan bermacam-macam enzim yang dapat memecah molekul makanan memjadi lebih sederhana. Di dalam usus ini makanan berupa bubur yang lumat dan encer.

c.       Usus Penyerapan (Ileum)

Panjangnya antara 0,75 m sampai 3,5 m. Di dalam usus ini terdapat penyerapan sari-sari makanan. Penyerapan sari makanan oleh usus halus disebut absorbsi. Bersama darah, makanan dialirkan melalui pembuluh darah (vena porta) menuju ke hati. Glukosa sebagian disimpan ke dalam hati setelah diubah ke dalam bentuk glikogen yang tidak larut dalam air. Sebagian sari makanan yang lain diedarkan ke seluruh sel tubuh melalui pembuluh darah.

5.      Usus besar (Colon),Rectum dan Anus

Usus besar merupakan kelanjutan dari usus halus. Usus besar memiliki tambahan usus yang disebut umbai cacing (apendiks). Panjang usus besar kurang lebih 1 meter. Usus besar terdiri atas bagian usus yang naik, bagian mendatar dan bagian menurun. Batas antara usus besar dan usus alus disebut sektum.

Fungsi utama usus besar adalah mengatur kadar air sisa makanan. Di dalam usus besar terdapat bakteri pembusuk Escherichia coli yang membusukan sisa-sisa makanan menjadi kotoran (feses). Dengan demikian kotoran menjadi lunak dan mudah dikeluarkan. Bagian akhir usus besar yang panjangnya kurang lebih 15 cm disebut pelepasan atau poros usus atau rectum. Rectum bermuara pada anus. Anus mempunyai 2 otot, yaitu otot tak sadar dan otot sadar.

Beberapa makanan yang mengandung zat-zat berbahaya dapat merusak sel-sel hati. Misalnya alkohol, makanan yang tercemar dan obat-obatan tertentu.

B.     Sistem Rangka

            Tulang merupakan struktur penunjang utama tubuh, berfungsi : Sebagai tempat pelekatan otot, bersama-sama otot membangun alat gerak tubuh, melindungi organ-organ vital di tengkorak dan dada, menyimpan kalsium yang dapat dimobilisasi bila diperlukan oleh tubuh, merupakan tempat berlangsungnya hematopoiesis. Terdapat 2 jenis tulang : tulang kompak dan tulang bunga karang (tulang spongiosa). 

1.      Jaringan Otot

Jaringan otot berfungsi untuk gerakan. Ada 3 jenis otot berdasarkan sifat morfologi dan fungsinya, yaitu otot polos, tersebarluas pada sistem pencernaan makanan, urogenital dan pernafasan. Berkontraksi lambat dan tidak dibawah kemauan. Sebagian besar berada dibawah pengawasan sistem syaraf autonom. Terdiri dari sel bentuk kumparan.

Otot rangka, dibangun oleh berkas-berkas serabut otot yang berinti banyak dan serabut otot tersebut menggambarkan gais-garis melintang, kontraksinya cepat dan kuat serta dibawah kemauan (voluntary).

Otot jantung, seperti halnya otot rangka sel-selnya yang panjang seperti serabut memperlihatkan garis-garis melintang. Pada tempat pertemuan sel jantung dijumpai keping interkalar, suatu struktur yang khas bagi otot jantung. Kontraksinya kuat, berirama dan tidak dibawah kemampuan (involuntary).

Berdasarkan struktur sel dan gerakannya, otot dibedakan atas 3 macam yaitu otot lurik atau otot serat lintang, otot polos dan otot jantung. Otot lurik bekerja atas kehendak kita,. Otot polos bekerja secara otonom. Sedangkan otot jantung strukturnya sama dengan otot lurik tetapi bekerjanya tidak dibawah kesadaran kita. Kerja otot ada yang antagonis (berlawanan) dan ada pula yang sinergis (sama).

Rangka binatang dapat dibedakan atas rangka dalam dan rangka luar. Rangka dalam dimiliki oleh hewan-hewan yang rendah tingkatannta seperti arthropoda. Hewan vertebrata ada yang memiliki rangka luar misalnya ikan, reptil. Rangka luar hanya berfungsi sebagai pelindung, sedangkan rangka dalam berfungsi sebagai pelindung, tempat melekatkan otot dan menegakkan tubuh.

Rangka tubuh manusia tersusun atas berbagai bentuk tulang yang saling berhubungan. Tulang tengkorak tersusun atas tulang-tulang yang pipih. Tulang-tulang tersebut bersambungan sedemikian rupa sehingga membentuk rongga. Dalam rongga itulah tersimpan otak.Tulang tengkorak dapat dibedakan menjadi 2 bagian: tulang-tulang bagian kepala dan tulang-tulang bagian muka.

2.      Macam-macam Tulang

Tulang-tulang pada manusia merupakan rangka dalam. Berdasar letaknya rangka dibedakan menjadi3 bagian utama yaitu tulang tengkorak, tulang badan dan tulang anggota badan. Berdasarkan zat penyusunnya, tulang dibedakan menjadi tulang keras dan tulang rawan. Berdasarkan bentuknya tulang dibedakan menjadi tulang pipa, tulang pipih dan tulang pendek. Tulang pipa dan tulang pendek berisi sum-sum merah yang berfungsi untuk membuat sel darah merah dan sel darah putih.

a.       Tulang Pipa

Bentuknya seperti pipa, yaitu bulat, memanjang, bagian tengahnya berlubang. Contohnya: tulang lengan, tulang paha, ruas-ruas tulang jari. Di dalamnya berisi sumsum kuning.

b.      Tulang Pipih

Bentuknya memipih, di dalamnya berisi sum-sum merah. Sumsum merah berfungsi sebagai tempat pembuatan sel-sel darah merah dan sel darah putih. Contohnya: tulang rusuk, tulang dada, tulang belikat, tulang panggul dan tulang dahi.

c.       Tulang Pendek

Bentuknya bulat dan pendek. Sering disebut sebagai ruas tulang. Di dalamnya berisi sumsum merah. Sumsum merah berfungsi sebagai tempat pembuatan sel darah merah dan sel darah putih.

d.      Tulang Keras

Tulang keras tersusun atas sel-sel yang ruang antar selnya berisi zat kapur dan sedikit zat perekat yaitu zat kolagen. Zat kapur itu dalam bentuk kalsium karbonat (CaCO₁) dan kalsium fosfat (Ca(PO₄). Pada masa kanak-kanak zat perekatnya lebih tinggi daripada masa dewasa. Pada orang dewasa, kadar zat kapurnya tinggi, sehingga tulang semakin keras. Karena itu pada anak-anak lebih cepat sembuh jika terjadi patah tulang dari pada orang dewasa.

e.       Tulang Rawan

Ruang anatar sel tulang rawan terisi banyak perekat dan sedikit mengandung zat kapur. Karenaitu tulang rawan bersifat lentur.

3.      Sendi

Hubungan antara 2 tulang dikenal sebagai sendi. Berdasarkan gerakannya, sendi dibagi menjadi sendi mati, sendi kaku dan sendi gerak. Sendi mati adalah hubungan 2 tulang yang tidak memungkinkan  terjadi gerakan tulang. Sendi kaku adalah hubungan antara 2 tulang yang memungkinkan sedikit gerakan. Dan sendi gerak adalah hubungan 2 tulang yang memungkinkan terjadinya gerakan. Sendi gerak meliputi sendi engsel, sendi peluru, sendi putar dan sendi pelana.

a.       Sendi Engsel

Disebut sendi engsel karema arah gerakannya dua arah, seperti engsel pintu. Misaalnya hubungan antar ruas tulang jari tangan dan jari-jari kaki.

b.      Sendi Putar

Disebut sendi putar karena dari hubungan dua tulang tersebut. Tulang yang satu dapat berputar mengitari tulang yang lain.Misal hubungan antara atals dan tulang pemutar sehingga kepada kita dapar bergerak berputar.

c.       Sendi Peluru

Disebut sendi peluru karena dari hubungan dua trulang tersebut dapat terjadi gerakan tulang ke segala arah. Hal ini disebabkan bagian bonggol sendi yang bentuknya seperti bola/peluru masuk ke dalam cawan sendi dari tulang yang lain. Misal hubungan antara tulang gelang bahu dengan tulang lengan atas, hubungan antara gelang panggul dengan tulang paha.

d.      Sendi Pelana

Disebut sendi pelana karena dari hubungan dua tulang tersebut, tulang yang satu dapat bergerak kedua arah seperti orang yang naik kuda diatas pelana. Contohnya hubungan antara ruas jari tangan dengan telapak tangan.

4.      Fungsi Rangka Manusia

Rangka tubuh manusia mempunyai beberapa fungsi yaitu :

a.       Untuk menegakkan badan, misalnya tulang-tulang punggung

b.      Untuk memberi bentuk badan, misalnya tulang-tulang tengkorak memberi bentuk wajah

c.       Untuk melindungi bagian-bagian tubuh yang penting, misalnya tengkorak melindungi otak dan mata, tulang-y=tulangrusuk melindungi jantung

d.      Sebagai tempat melekatnya otot-otot

e.       Sebagai tempat pembuatan sel darah merah dan sel darah putih

f.       Sebagai alat gerak pasif

5.      Kelainan Bentuk Rangka Tubuh Manusia

Kelainan yang dibawa sejak dalam kandungan. Ketika dilahirkan orang tersebut telah mengalami kelainan tulang. Penyebabnya mungkin si ibu terjatuh atau makanannya kurang vitamin D dan zat kapur atau karena faktor keturunan (genetik). Bentuk kelainan ini misalnya ketika dilahirkan anak tersebut kakinya berbentuk X atau O atau sejajar.

Kekurangan vitamin D, kekurangan zat kapur, kekurangan zat fosfor dalam makanannya dapat menyebabkan gangguan proses penulangan. Pada orang tua, terutama wanita, akan menderita bongkok atau keropos tulang karena kekurangan zat kapur. Susu merupakan makanan yang banyak mengandung zat kapur yang dibutuhkan tulang.

Posisi duduk yang salah dapat mempengaruhi pertumbuhan tulang seseorang. Misalnya posisi duduk yang selalu membengkok ke kiri/kanan/depan/belakang menyebabakan tulang punggungnya membengkok mengikuti arah duduknya.

Beberapa penyakit dapat mempengaruhi pertumbuhan tulang misalnya :

a.       Penyakit polio pada anak-anak. Polio disebabkan oleh virus. Karena polio pertumbuhan tulang dan jaringan terganggu.

b.      Penyakit sifilis. Anak-anak dalam kandungan dapat menderita sifilis karena tertular oleh orangtuanya. Akibatnya, tulang seperti tidak bertenaga.

c.       Kurang minyak. Pada persendian terdapat minyak yang berfungsi melumasi sendi sehingga tulang-tulang dapat bergerak leluasa. Karena produksi minyak menurun maka gerakan tulang dapat menimbulkan bunyi, jika berlangsung terus, tulang menjadi aus karena gesekan.

d.      Kelainan tulang dapat disebabkan karena kecelakaan. Misalnya tulang menjadi patah, ujung tulang yang lepas dari sendi, retak tulang dan remuk tulang.

C.    Sistem Pernapasan

Pernapasan mempunyai dua arti, yaitu : Proses pertukaran gas, dan proses menghasilkan energi yang dilakukan oleh sel.

Proses menghasilkan energi di dalam sel dapat dibedakan menjadi pernapasan aerobik yang menggunakan oksigen langsung dan pernapasan anaerobik yang tidak memerlukan oksigen bebas.

Proses pertukaran gas sebenarnya adalah proses menangkap oksigen dan melepas karbondioksida ke udara luar. Untuk melakukan proses pertukaran gas itu diperlukan organ pernapasan yaitu paru-paru atau insang atau gelembung udara atau kulit.Proses pernapasan aerobik atau anaerobik dilakukan di dalam sel. Dalam proses reaksi kimia itu diperlukan enzim-enzim pernapasan untuk mncegah gula menjadi energi.

Alat-alat pernapasan pada berbagai hewan berbeda-beda tergantung pada tempat hidupnya. Hewan darat mempunyai paru-paru atau pundi-pundi udara. Katak mempunyai kulit yang berfungsiuntuk pertukaran gas.ikan mempunyai insang. Hewan avertebrata memiliki organ yang berbeda pula.

1.      Sistem Pernapasan pada Manusia

a.     Hidung

Hidung merupakan tempat pertama yang dilalui udara dari luar. Di dalam rongga idung terdapat rambut-rambut dan selaput lendir, yang berguna untuk menyaring udara, mengatur suhu udara yang masuk ke paru-paru dan mengatur kelembaban udara.

b.      Panggal Tenggorok (Laring)

Antara hidung dan tenggorokan ada bagian yang harus terkoordinasikan dengan baik yaitu faring. Faring merupakan persimpangan antara rongga mulut ke kerongkongan dengan rongga hidung ke tenggorokan. Pangkal tenggorokan disebut laring. Laring terdiriatas kepingan tulang rawan yang membentuk jakun.

c.       Batang Tenggorok (Trakea)

Batang tenggorok terletak di daerah leher, di muka kerongkongan. Batang tenggorok merupakan pipa yang terdiri dari gelang-gelang tulang rawan dengan panjang sekitar 10 cm. Dinding dalamnya dilapisi selaput lendir, yang sel-selnya berlambut getar. Rambut-rambut getar berfungsi untuk menolak debu atau benda-benda asing keluar.

d.        Cabang Batang Tenggorok (Bronkus)

Batang tenggorok bercabang menjadi dua bronkus yaitu bronkus sebelah kiri dan sebelah kanan. Kedua cabang batang tenggorok menuju ke paru-paru. Di dalam, paru-paru, bronkus membentuk cabang-cabang lagi disebut bronkiolus. Bronkus sebelah kanan bercabag menjadi 3 bronkiolus, sedangkan bronkus sebalah kiri bercabang dua bronkioulus. Bronkiolus bercabang-cabang lagi membentuk pembuluh-pembuluh yang halus. Cabang-cabang yang terhalus masuk kedalam gelembung paru-paru atau alveolus. Dingding alveolus mengandung kaviler darah, disitulah oksigen berdifusi ke dalam darah.

e.       Paru-paru

Paru-paru terletak di rongga dada tepat di atas sekat diafragma. Diafragma adalah sekat rongga adan, yang membatasi rongga dada dan rongga perut. Paru-paru terdiri dari 2 bagian. Paru-paru kanan memiliki 3 gelambir sehinggba berukuran lebih besar dari pada paru-paru kiri yang memiliki 2 gelambir. Paru-paru dibungkus oleh 2 lapis selaput paru-paru atau pleura.

Oksigen digunakan untuk oksidasi karbondioksida yang dihasilkan dari pernapasan sel diangkut oleh darah melalui pembuluh darah menuju ke paru-paru. Sesampai di alveolus, karbon dioksida menembus dinding pembuluh darah dan dinding alveolus. Dari alveolus karbon dioksida akan dikeluarkan melalui saluran prnapasan saat kita mengeluarkan napas. Karbondioksida akan keluar melalui hidung. Jadi proses pertukaran gas sebenarnya berlangsung di alveolus.

2.      Proses pernapasan

Rongga dada tempat paru-paru di batasi oleh tulang rusuk dan tulang dada. Bagian rongga dada di tutup oleh diafragma. Proses bernafas terdiri dari 2 kegiatan, yaitu menghirup udara pernapasan atau menarik napas dan menghembuskan udara pernapasan atau mengeluarkan nafas. Menghirup udara disebut inspirasi dan menghembuskan udara ekspirasi.

Pernapasan dibedakan antara pernapasan dada (pernapasan tulang rusuk) dan perut (pernapasan diafragma). Pernapasan dada terjadi bila otot-otot antar rusuk berkontraksi, sehingga tulang rusuk terdorong kemuka. Akibatnya volume rongga dada membesar, tekanan menurun dan udara masuk. Ketika tulang-tulang rusuk turun kembali rongga dada menyempit, tekanan naik dan udara keluar.

Pernapasan perut menggunakan diafragma. Jika otot diafragma berkontraksi diafragma yang semula cembung menjadi agak rata. Sehingga paru-paru dapat mengembang kearah perut, perut mengembung, rongga dada membesar, tekanan menurun dan udara masuk. Ketika diafragma kembali kekeadaan semula, rongga dada menyempit, tekanan naik dan udara keluar. Pernapasan perut terjadi terutama pada saat tidur.

Pada waktu bernapas, udara yang masuk paru-paru berbeda susunannya dengan udara yang keluar dari paru-paru.

Gas	Udara luar sebelum masuk paru-paru (%)	Udara yang keluar dari paru-paru (%)
Nitrogen (N2)	79,07	79,8
Oksigen (O2)	20,9	14,6
Karbondioksida (CO2)	0,03	5,6

Proses pernapasan aerob disebut juga oksidasi biologi. Oksidasi biologi sebenarnya adalah Proses pemecahan zat gula agar diperoleh energi dengan mereaksikannya dengan oksigen. Selain gula, zat makanan yang dapat dioksidasikan adalah lemak dan protein. Proses oksidasi secara sederana dapat diikhtisarkan sebagai berikut:

            C₅H₁₂O₆              +    O₂ ^__________> CO₂       +  H₂O   +   energi  

            (Gula)              (Oksigen) (Karbondioksida)    (Air)

D.    Sistem Pengeluaran

1.      Ginjal (Ren)

Fungsi utama dari ginjal adalah menjernihkan atau membersihkan plasma darah dan produk akhir metabolisme ketika zat-zat ini berjalan melalui alas kaviler ginjal. Ginjal juga membuat seimbang komposisi cairan-cairan tubuh dengan mempertahankan secara selektif atau mensekresikan banyak zat penyusun plasma.

Hasil-hasil pembakaran dari sisa-sisa metabolisme tubuh perlu dibuang keluar tubuh. Sisa-sisa itu berupa karbondioksida, uren, air, kelebihan vitamin, dan zat-zat lainnya. Jika tidak dibuang akan dapat meracuni tubuh. Untuk mengeluarkan sisa-sisa itu diperlukan sistem pengeluaran.

Alat pengeluaran pada manusia dan hewan vertebrata terdiri atas ginjal, kulit, paru-paru dan hati. Adapun alat pengeluaran pada hewan yang lebih rendah tingkatannya dapat berupa buluh malpighi, nefridia, sel api dan rongga berdenyut.

2.      Sistem Pengeluaran Pada Manusia

a.    Ginjal

Ginjal atau bua pinggang bentuknya seperti kacang merah berwarna merah keunguan, letaknya di daerah pinggang, di kiri kanan tulang belakang, jumlahnya sepasang. Pada orang dewasa setiap ginjal beratnya kurang lebih 200 gr. Susunan ginjal terdiri dari kulit ginjal di bagian luar sumsum ginjal dibagian tengah dan rongga ginjal (piala ginjal) di bagian dalam.

Dalam sehari semalam, banyaknya darah yang disaring ginjal, kira-kira mencapai 1500 liter. Adapun jumlah urine yang dihasilkan kira-kira 1 sampai 1,5 liter. Jika kita kekurangan air, sedangkan zat-zat sisa yang dihasilkan banyak maka beberapa zat sisa dapat mengendap di ginjal atau kantung kemih. Terjadilah batu ginjal.

Dalam keadaan normal urine mengandung :

1)      Air, urea, dan amoniak yang merupakan sisa-sisa pembongkaran protein

2)      Garam-garam mineral terutama garam dapur

3)      Zat warna empedu yang memberi warna kuning pada urineZat-zat yang berlebihan dalam darah seperti vitamin B, C, obat-obatan dan hormon.

b.   Kulit

Kulit merupakan lapisan tipis yang menutupi seluruh permukaan tubuh. Kulit berfungsi sebagai alat pengeluaran. Kulit terdiri dari tiga lapisan yaitu :

1)      Lapisan kulit ari (epidermis)

Kulit ari (epidermis) terdiri dari 2 bagian, yaitu lapisan tanduk dan lapisan malpighi. Lapisan tanduk sewaktu-waktu dapat mengelupas. Lapisan ini tersusun atas sel-sel yang mati. Lapisan malpighi merupakan lapisan yang hidup yang terletak di bawah lapisan tanduk.

2)      Lapisan kulit jangat (dermis)

Merupakan lapisan kulit yang terletak di bawah lapisan kulit ari. Kulit jangat terdiri dari beberapa struktur yaitu kelenjar keringat, kelenjar minyak pembuluh darah dan ujung – ujung syaraf. Selain berfungsi alat pengeluaran kulit juga berfungsi :

a)      Sebagai pelindung tubuh dari kerusakan akibat benturan maupun kerusakan yang disebabkan oleh zat kimia

b)      Sebagai tempat indra, karna pada kulit terdapat ujung-ujung syaraf yang dapat merasakan halus, kasar, panas, dingin dan nyeri.

c)      Untuk menyimpan kelebihan lemak

d)     Tempat pembuatan vitamin D dan pro vitamin D, dengan bantuan sinar ultra violet.

e)      Sebagai pengatur suhu tubuh.

3)      Lapisan jaringan ikat bawah kulit

Pada jaringan ikat bawah kulit terdapat cadangan lemak ini berfungsi sebagai cadangan makanan dan menjaga suhu tubuh agar tetap hangat.

c.    Paru-paru

Pada sistem pengeluaran, paru-paru mengeluarkan  gas karbondioksida (CO₂).

d.   Hati

Hati terletak pada rongga perut sebelah kanan tepatnya di bawah diafragma. Pada orang dewasa berat hati mencapai 2 kg. Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh manusia. Sel darah merah yang rusak oleh hati di rombak menjadi empedu.

Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh manusia. Selain sebagai alat pengeluaran hati juga mempunyai fungsi lain bagi tubuh :

1)      Sebagai tempat menyimpan gula dalam bentuk glikogen

2)      Menawarkan racun yang masuk ke dalam tubuh.

3)      Mengatur kadar gula dalam darah

4)      Sebagai tempat membuat vibrinogen dan protrombin

5)      Sebagai tempat menguba pro vitamin A menjadi vitamin A

Hati dan ginjal merupakan organ yang mengalami kerusakan jika di dalam makanan terkandung zat-zat beracun dan sisa-sisa yang tak berguna. Misalnya apabila terlalu banyak alkohol sel-sel hati akan mengalami kerusakan yang di kenal sebagai serosis hepatis.

Penyakit yang sering kita dengar adalah hepatitis disebabkan oleh serangan virus. Orang yang menderita hepatitis akan mengalami kerusakan pada sel-sel hatinya, sehingga zat warna empedu beredar keseluruh tubuh. Akibatnya warna tubuh menjadi kekuningan karena itu penyakit hepatitis sering disebut penyakit kuning.

E.     Sistem Saraf

Antara sel, jaringan, organ dan sistem organ penyusunan tubuh terdapat saling berhubungan dan kerjasam agar dapat berfungsi untuk menjalankan kegiatan tubuh organisme.Keserasian kerja itu diatur dan dikendalikan oleh sistem koordinasi yaitu sistem saraf dan hormon. Sistem saraf hanya dimiliki oleh hewan sedangkan sistem hormon dimiliki baik oleh hewan maupun tumbuhan.

Sistem saraf pada manusia sangat kompleks. Disebut sebagai suatu sistem karena saraf kita terdiri dari berbagai kesatuan atau unit yang saling berinteraksi. Sel-sel saraf atau neutron terdiri dari badan sel, inti sel, dan sitoplasma.

1.      Sistem Saraf pada Manusia

            Alat tubuh yang berfungsi sebagai reseptor rangsangan adalah indera. Indera sebenarnya bagian tubuh yang memiliki ujung-ujung saraf sensorik yang peka trhadap rangsangan tertentu. Rangsang adalah segala bentuk faktor perubahan lingkungan yang dapat diterima oleh reseptor. Menurut asalnya, rangsang dibedakan menjadi dua macam, yaitu rangsang dari luar tubuh. Misalnya cuaca, bau, panas, tekanan dan rangsang dari dalam tubuh sendiri, misalnya rasa lapar, haus dan nyeri.Menurut jenisnya, rangsangan dibedakan menjadi rangsangan mekanik, misalnya sentuhan dan tekanan. Rangsangan kimiawi. Misalnya manis, pahit, asam dan bau.dan rangsangan fisis, misalnya suhu, listrik, gravitasi, cahaya dan suara.

a.      Sel Saraf (Neuron)

Sel saraf atau neutron adalah sel yang mempunyai kepekaan terhadap rangsang dan mampu menghantarkannya. Sel saraf memiliki badan sel lengkap dengan intinya. Dan badan sel terdapat tonjolan-tonjolan protoplasma yang muncul yang disebut dendrit. Dendrit berfungsi untuk menerima dan menghantarkan implus saraf dari luar ke badan sel saraf.

b.      Macam-macam Sel Saraf

Berdasarkan pada fungsinya ada tiga macam sel saraf, yaitu:

1)      Sel saraf sensori merupakan sel saraf yang berfungsi untuk menghantarkan implus saraf dari alat indera menuju ke otak atau ke sumsum tulang belakang.

2)      Sel saraf motor merupakan sel saraf yang berfungsi untuk menyampaikan perintah dari otak (sumsum tulang belakang) menuju ke otot (kelenjar tubuh).

3)      Sel saraf konektor merupakan sel saraf yang berfungsi untuk meneruskan rangsangan dari neuron sensori ke neuron motor.

2.      Sistem Saraf pusat

Sistem saraf pusat dilindungi oleh selaput menginia. Infeksi meningia menimbulkan penyakit meningitis. Meningia terdiri dari tiga lapis yaitu :

a.  Pia Mater merupakan selaput paling dalam yang menyelubungi permukaan otak dan sumsum tulang belakang.

·         Arakhnoid berupa selaput jaringan yang lembut memisahkan pia meter dari dura meter.

·         Dura Meter lapisan terluar yang padat dan keras serta bersatu dengan tengkorak.

a.       Otak

Otak merupakan pusat saraf yang paling utama, terletak di dalam rongga tengkorak. Volume otak orang dewasa sekitar 1500cm³.

b.      Otak Besar (Cerebrum)

Otak besar atau cerebrum merupakan bagian terbesar dari otak manusia. Otak besar terdiri dari 2 belahan, yaitu belahan kiri dan kanan. Belahan kiri mengatur dan melayani tubuh bagian kanan, sebaliknya belahan kanan mengatur dan melayani tubuh bagian kiri. Otak besar tersusun atas dua lapisan, yaitu lapisan luar (korteks) dan lapisan dalam.

1)      Lapisan luar merupakan lapisan tipis berwarna abu-abu. Lapisan ini berisi badan sel-sel saraf. Pada lapisan ini terdapat berbagai macam pusat saraf.

2)      Lapisan dalam merupakan lapisan yang berwarna putih. Lapisan dalam banyak mengandung urat saraf, yaitu dendrit dan nevrit.

Otak besar merupakan pusat saraf yang utama. Karena itu mempunyai fungsi yang sangat penting bagi pengendalian aktivitas tubuh yaitu untuk : Berpikir, pusat kesadaran dan kemauan kita, pusat ingatan (memori), pengendalian kesadaran kita, misalnya untuk bergerak, mendengar, berbicara, mencium, bereaksi.

c.       Otak Kecil (Cerebellum)

Otak kecil terdiri atas dua belahan yaitu belahan kanan dan belahan kiri. Belahan kanan dan belahan kiri dihubungkan oleh jembatan varol yang terletak di bagian depan otak kecil.

Otak kecil berfungsi untuk mengatur keseimbangan tubuh dan mengkoordinasikan otot-otot sebagai alat gerak. Benturan pada otak kecil dapat mengganggu keseimbangan seseorang.

d.      Sumsum lanjutan ( Medulla Oblongata)

Sumsum lanjutan disebut juga sumsum penghubung Sumsum lanjutan terletak dibagian bawah otak besar di depan otak kecil. Fungsi sumsum lanjutan adalah mengatur denyut jantung. Kecepatan pernapasan, suhu tubuh, tekanan darah, dan kegiatan tubuh lain yang tidak disadari.

e.       Sumsum tulang Belakang ( sumsum Spinal)

Sumsum tulang belakang terletak di dalam rongga ruas-ruas tulang belakang, memanjang dimulai dari luas tulang leher sampai dengan tulang pinggang yang ke dua. Fungsi sumsum tulang belakang :

1)      Pusat gerak refleks

2)      Penghantar impuls sensori dari kulit/otot ke otak

3)      Membawa impuls motor dari otak ke otot tubuh

3.      Sistem Saraf Tepi

Sistem saraf penghubung antara sistem saraf pusat dengan organ-organ tubuh adalah sistem saraf tepi. Sistem saraf tepi berupa urat saraf dan ganglion.

a.       Sistem saraf sadar

Misalnya kita menggerakkan tangan karena ada perintah dari otak yang dihantarkan oleh sistem saraf sadar,

1)      Sistem saraf kranial terdiri atas 12 pasang urat saraf otak yang merupakan urat saraf yang keluar dari otak dan menuju ke alat-alat tubuh atau otot tertentu. Misalnya menuju ke indera pendengar.

2)      Sistem saraf spinal terdiri atas 31 pasang urat saraf sumsum tulang belakang yang keluar secara berpasangan dari sela-sela ruas tulang belakang.

b.      Sistem Saraf tak sadar (Otonom)

Sistem saraf tak sadar bekerja secara otomatis, tidak dibawah kehendak saraf pusat.

1)      Sistem saraf simpatik terdiri atas 25 pasang simpul saraf atau ganglion.

Fungsi sistem saraf simpatik :

a)      Mempercepat denyut jantung

b)      Memperlebar pembuluh darah

c)      Memperledar pupil mata

d)     Mempertinggi tekanan darah

e)      Meningkatkan laju pernapasan

f)       Meningkatkan kadar gula dalam darah

2)      Sistem saraf para simpatik berupa jaringan sistem saraf yang berhubungan dengan ganglion-ganglion yang tersebar diseluruh tubuh. Fungsi susunan saraf para simpatik merupakan kebalikan dari fungsi saraf simpatik. Para simpatik berfungsi memperlambat laju pernapasan.

4.      Fungsi Saraf

Dapat disimpulkan bahwa saraf sebagai sistem koordinasi atau pengendali seluruh aktivitas tubuh manusia. Mekanisme kerjanya melakukan tugas utama, yaitu:

a.       Menerima rangsangan

b.      Meneruskan Impuls saraf ke sistem saraf pusat

c.       Sistem saraf pusat mengola rangsangan dan mengambil keputusan

d.      Meneruskan rangsangan dari sistem saraf pusat ke efektor (otot kelenjar).

F.     Sistem Indera

Sistem yang berfungsi mengenaliu lingkungan adalah sistem indera. Hewan dan manusia memiliki sistem indera yang terdiri dari penglihatan, penciuman, pengecap, pendengar dan peraba. Kelelawar mempunyai indera sopersonik. Supersonik adalah suara getaran tinggi. Ada sejenis ular yang dapat mengenali panas tubuh mangsanya dan anjing dapat mencium bau yang tidak dapat diketahui manusia.

1.      Indera pada Manusia

a.      Mata

Mata kita berjumlah sepasang, kiri dan kanan, terletak di dalam rongga mata yang dilindungi oleh tulang tengkorak. Mata dibantu oleh sejumlah alat tambahan yaitu alat pelindung di sekitar mata dan seperangkat otot penggerak bola mata.

Otot-otot penggerak bola mata itu dapat menggerakkan bola mata ke segala arah. Apabila salah satu otot tidak berfungsi, maka kita menjadi juling. Di sebelah dalam kelopak mata terdapat kelenjar air mata., yang menmghasilkan air mata. Air mata berfungsi membunuh kuman yang masuk ke dalam mata, serta membasahi bola mata.

1)      Otot penggerak bola mata

Otot tersebut berfungsi unyuk menggerakkan bola mata ke kiri, ke kanan, ke bawah, ke atas dan berputar.

2)      Selaput (Dinding) Bola Mata

Dinding bola mata berfungsi sebagai pelindung bola mata. Dinding bola mata atau selaput bola mata terdiri atas tiga lapisan, yaitu lapisan luar, lapisan tengah dan lapisan dalam.

3)      Lapisan Luar atau Selaput Luar

Pada bagian depan, lapisan luar bersifat tembus cahaya (transparan). Lapisan ini disebut kornea atau selaput bening. Fungsinya agar sinar dapat menembus ke dalam bola mata. Di bagian belakang, selaput bening berubah menjadi lapisan yangf berwarna putih yang membentuk bola mata yang disebut sklera.

4)      Lapisan Tengah (Selaput Hitam)

Di bagian depan, yakni di bagian kornea yang bening selaput hitam atau koroid berubah menjadi selaput pelangi. Di tengah selaput pelangi terdapat lubang yang disebut orang-orangan mata atau pupil.

5)      Lapisan Dalam (Selaput Jala)

Lapisan paling dalam disebut selaput jala atau retina mata . Selaput jala mengandung sel-sel yamg peka terhadap cahaya dan mengandung saraf penglihatan . Fungsinya menangkap bayangan .

Pada retina mata terdapat bintik kuning , yaitu bagian yang peka terhadap cahaya . Bintik kuning mengandung banyak sel-sel kerucut . Pada retina juga terdapat bintik buta,yang tepat berada di tempat membeloknya saraf penglihatan . Bintik ini tidak memiliki sel-sel reseptor,jadi tidak dapat mengenali cahaya . Jika bayangan benda jatuh pada bintik buta maka benda tidak dapat terlihat .

6)      Lensa Mata

Tepat dibelakang selaput pelangi, yakni dibelakang pupil mata, terdapat lensa mata. Bentuknya bikoveks (cembung muka belakang). Seperti lensa pada kamera. Proses memipih dan mencembungnya lensa mata disebut akomodasi. Memipih dan mencembungnya lensa mata diatur otot pemikat lensa mata (otot siliaris).

7)      Proses melihat benda

Pantulan cahaya masuk ke dalam mata melalui lensa mata dan jatuh tepat pada bintik kuning. Sesampainya di retina rangsangan cahaya di terima oleh saraf mata. Oleh saraf mata rangsang cahaya dikirim ke pusat saraf pengliatan di otak untuk diolah. Setelah diolah oleh otak barulah kita mengetahui macam benda yang kita lihat.

8)      Gangguan penglihatan

Beberapa gangguan penglihatan yang diakibatkan oleh daya akomodasi yang tidak normalnya itu rabun jauh (miopi), rabun dekat (hipermetropi) dan mata tua (presbiopi).

a)      Presbiopi yaitu gangguan penglihatan pada orang tua (usia lanjut) disebabkan oleh otot penggerak dan lensa mata yang telah mengendor, sehingga daya akomodasinya berkurang.

b)      Kekurangan vitamin A, disebut avitaminosis A, menyebabkan gangguan penglihatan secara bertahap.

c)      Buta warna adalah gangguan penglihatan dimana seseorang tidak dapat membedakan warna.

d)     Mata Juling, kelainan mata akibat otot-otot penggerak bola mata kanan  dan kiri yang bekerjanya tidak serasi menyebabkan mata juling.

e)      Gangguan kenyamanan pandangan adalah segala sesuatu yang berserakan.

b.      Telinga

Telinga adalah alat indera pendengaran yang peka terhadap rangsang getaran bunyi.

1)      Bagian-bagian telinga

Terdiri atas tiga bagian yaitu telinga bagian luar, bagian tengah, dan bagian dalam. Getaran ditangkap oleh daun telinga, masuk melalui liang telinga dan menyebabkan gendang pendengar atau selaput timpani bergetar.Di liang telinga terdapat bulu-bulu dan kelenjar yang mengeluarkan getah. Getaran pada membran timpani dilanjutkan ke telinga tengah. Telinga bagian tengah mengandung tulang-tulang pendengaran, yaitu tukul (martil).

Getaran dilanjutkan ke telinga bagian dalam yang merupakan bagian penerima getaran. Bagian ini tersusun atas tingkap (jendela) jorong, tingkap bundar, tiga saluran setengah lingkaran dan rumah siput (kohlea). Kohlea yang artinya rumah siput itu berupa kantung berisi cairan limfe. Di dalamnya terdapat ujung-ujung saraf pendengaran yang menuju ke otak.

Antara telinga tengah dengan rongga mulut dihubungkan oleh suatu saluran yaitu : saluran Eustachius. Saluran eustachius berfungsi untuk menjaga keseimbangan antara tekanan udara di dalam dan di luar rongga telinga.

2)      Proses Pendengaran

Bunyi yanga dapat kita dengar ialah bunyi yang mempunyai frekuensi gelombang 20 Hz sampai 20.000 Hz.

3)      Keseimbangan

Indera keseimbangan terletak di telinga tengah, yaitu di tiga buah saluran setengah lingkaran. Ketiga tulang ini berisi cairan limpa (endolimph), saling tegak lurus. Tiap-tiap pangkal saluran setengah lingkaran mengembung, yang disebut ampula. Di dalam ampula terdapat ujung saraf (reseptor) dan berisi cairan-cairan.Di dalam cairan itu terdapat butir-bitir kapur.

Ketika badan kita berputar, cairan di dalam ampula ikut berputar. Pada saat kita berhenti berputar, cairan di dalam ampula masih berputar menyebabkan butiran kapur ikut berputar. Putaran itu diteruskan oleh ujung saraf ke otak. Kita merasakan kepala kita berputar, padahal kita telah berhenti berputar.

c.       Kulit

Selain berfungsi sebagai alat pelindung dan pengatur suhu tubu, kulit juga berfungsi sebagai indera peraba, oleh karena itu kulit peka terhadap rangsangan, rabaan, tekanan dan suhu.

d.      Hidung

Indera pencium manusia terletak pada selaput lendir yang terdapat pada rongga hidung bagian atas. Pada selaput lendir terdapat sel serabut saraf pencium atau pembau yang berhubungan dengan otak. Szerabut saraf ini peka terhadap rangsangan kimia berupa gas. Kita mengenalinya sebagai bau.

e.       Lidah

Lidah manusia mengandung bermacam-macam reseptor, yaitu reseptor sakit, sentuhan dan rasa. Reseptor yang spesifik pada lidah adalah reseptor rasa atau yang disebut dengan kuncup pengecap.

Kuncup pengecap merupakan kumpulan ujung-ujung saraf pada lidah yang berkelompok. Tiap-tiap kelompok kuncup pengecap mempunyai kepekaan terhadap rangsangan rasa tertentu.

2.      Indera pada Ikan

Mata ikan tidak berkelopak, sehingga tidak mampu berkedip. Mata diselubungi oleh selaput tipis yang disebut epidermis yang bening. Ikan tidak memiliki sel saraf berbentuk kerucut. Jadi hanya memiliki sel-sel saraf berbentuk batang. Dengan sel-sel batang ikan mampu melihat dengan jelas jika keadaan redup.

Indera pencium yang berkembang dengan baik. Beberapa jenis iokan memiliki antena misalnya ikan lele. Telinganya tidak berkembang. Keistimewaan ikan adalah mempunyai gurat sisi sebagai indera ke enam yang terletak di sisi kiri dan kanan tubuhnya. Gurat sisi berbentuk guratan dri depan ke belakang tubuhnya. Gurat sisi berfungsi untuk mengetahui arah arus air dan tekanan air.

3.      Indera pada Amfibi

Katak memiliki telinga, tetapi tidak berdaun telinga. Di kiri kanan kepalanya terdapat membran timpai. Mata katak membulat, besar, mempunyai kelopak mata atas dan bawah. Kata memiliki kelopakmata tambahan, yamg dikenal sebagai selaput tidur (membran niktitans). Di darat mata katak selalu basah karena kelenjar air mata. Demngan matanya yang tajam katak dapat mengejar serangga, kemudian menangkapnya dengan menjulurkan lidahnya. Lidahnya berlendir menyebabkan mangsanya melekat pada lidah tadi.

4.      Indera pada Reptil

Yang berkembang baik pada reptil baik pada kadal, buaya dan ular adalah alat penciumnay. Di ujung kepala bagioan depan terdapat sepasang lubang hidung. Indera pencium ini dibantu oleh jaringan yang terdapat pada langit-langit mulutnya. Indera yang laintidak berkembang.

5.      Indera pada Burung

Indera burung yang berkembang baik adalah matanya. Bola mata burung mempunyai susunan yang mirip dengan mata manusia.

G.    Sistem Transportasi

Di dalam tubuh makhluk hidup terdapat 2 macam sistem transportasi, yaitu sistem peredaran darah dan sistem peredaran getah bening. Sistem peredaran darah terdiri dari darah dan alat peredaran darah yang terdiri dari jantung dan pembuluh darah. Sedangkan sistem peredaran getah bening terdiri dari  cairan limfa, pembuluh limfa dan simpul limfa.

Berdasarkan pembuluh darahnya, peredaran darah makhluk hidup dibedakan menjadi peredaran darah terbuka dan peredaran darah tertutup. Peredaran darah terbuka adalah peredaran darah yang tersebar ke seluruh tubuh tidak melalui pembuluh darah melainkan keluar dari pembuluh darah. Peredaran darah tertutup adalah perputaran darah dari jantung ke seluruh tubuh dan kembali lagi ke jantung selalu berada di dalam pembuluh darah.

Ditinjau dari jarak perputaranya, peredaran darah dibedakan menjadi peredaran darah kecil dan peredaran darah besar. Peredaran darah kecil adalah perputaran darah yang meliputi daerah yang sempit yaitu dari jantung ke paru-paru dan kembali lagi ke jantung. Peredaran darah besar adalah peredaran darah yang meliputi daerah yang luas yaitu darah dari jantung ke seluruh tubuh dan kembali lagi ke jantung.

1.      Darah

Darah kita terdapat di dalam pembuluh darah. Dalam kondisi normal volume darah setiap orang kurang lebih 8% dari berat badannya. Darah kita tersusun dari beberapa komponen, yaitu: 55% merupakan bagian yang cair yakni plasma darah dan 45% bagian yang padat atau butiran darah, butiran darah terdiri dari 3 macam sel darah, yaitu: Sel darah merah eritrosit, Sel darah putih leukosit, dan Sel pembeku darah trombosit.

a.       Plasma Darah

Plasma darah atau cairan darah terdiri atas 90% air, 8% protein. Protein yang larut di dalam darah disebut protein darah. Jika protein drah diendapkan, maka akan tersisa cairan berwarna kuning jernih, yang disebut serum. Di dalam serum inilah terdapat zat kebal atau zat antibodi.

b.      Sel-sel Darah

Terdiri atas eritrosit, leukosit, trombosit. Eritrosit atau sel darah merah berfungsi untuk mengangkut oksigen. Leukosit atau sel darah putih berfungsi untuk membunuh bibit penyakit. Trombosit atau keping darah berfungsi untuk membekukan darah.

2.      Golongan Darah

Sebelum menyumbangkan darah, darah harus diperiksa golongannya terlebih dahulu. Transfusi darah tidak akan dapat dilaksanakan apabila golongan darah si pemberi dan si penerima belum diketahui.

Orang yang pertama kali menggolongakan darah menurut sistem ABO (a,b.nol) adalah Karl Landsteiner. Darah dapat digolongkan ke dalam 4 golongan besar. Yaitu : A, B, AB dan O (nol).

3.      Fungsi Darah

Fungsi darah adalah sebagai berikut :

a.       Sebagai alat pengangkut

1)      Sel darah merah berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru ke jantung dan ke seluruh sel-sel tubuh.

2)      Plasma darah mengangkut : sari makanan dari usus ke hati kemudian ke seluruh tubuh, karbondioksida dari jaringan tubuh ke paru-paru, urea dari hati ke ginjal untuk di keluarkan, hormon dari kelenjar hormon ke seluruh tubuh.

b.      Membunuh kuman-kuman penyakit, yang bertugas membunuh kuman penyakit adalah lekosit. Caranya dengan membentuk antibodi.

c.       Melakuan pembekuan darah. Proses pembekuan darah yang berperan penting adalah  trombosit.

d.      Menjaga kestabilan suhu tubuh.

4.      Alat Peredaran Darah

Alat peredaran darah pada manusia terdiri atas jantung dan pembuluh darah.

a.       Struktur dan Fungsi Jantung

Jantung berbentuk kerucut, letaknya di dalam rongga dada, agak ke sebelah kiri. Besar jantung kira-kira sebesar kepalan tangan masing-masing, dan di dalamnya berongga. Rongga jantung manusia terbagi menjadi 4 bagian yaitu serambi kanan, serambi kiri, bilik kanan dan bilik kiri.

Dinding rongga jantung tersusun terutama atas otot jantung. Antara serambi dan bilik dibatasi oleh suatu sekat yang berkatup. Katup yang sebelah kanan disebut katup trikuspidalis terdiri atas 3 kelopak atau kuspa , dan yang sebelah kiri disebut katup bikuspidalis terdiri atas 2 kelopak atau kuspa. Katub-katub tersebut berfungsi untuk menjaga agar darah dari bilik tidak mengalir kembali ke serambi.

Otot jantung berkemampuan untuk berkontraksi, sehingga jantung dapat mengembang dan mengempis. Mengembang dan mengempisnya serambi dan bilik terjadi secara bergantian.

Pada saat duduk denyut nadi sesorang 72 per menit, tetapi pada saat berdiri denyut nadi dapat mencapai 83 per menit. Pada anak-anak, denyut nadinya lebih cepat dibanding orang dewasa.

b.      Pembuluh Darah

Berdasarkan fungsinya, pembuluh darah dibedakan atas pembuluh nadi atau arteri dan pembuluh balik atau vena. Yang menghubungkan antara arteri dan vena adalah pembuluh kapiler.

1)      Pembuluh Nadi atau Arteri

Pembuluh nadi atau arteri adalah pembuluh yang membawa darah keluar dari jantung. Umumnya pembuluh nadi mengalirkan darah yang mengandung banyak oksigen.

2)      Pembuluh Balik atau Vena

Pembuluh balik atau vena adalah pembuluh yang membawa darah menuju jantung. Darahnya banyak mengandung karbondioksida.

3)      Pembuluh Kapiler

Pembuluh kapiler hanya tersusun atas satu lapis sel endotelium. Dinding kapiler yang sangat tipis ini memang sesuai dsengan fungsinya yaitu untuk pertukaran zat.

Ujung pembuluh nadi yang kecil dihubungkan oleh pembuluh kapiler. Pembuluh kapiler ini berhubungan langsung dengan sel-sel tubuh.

c.       Peredaran Darah Tertutup dan Peredaran Darah Terbuka

Darah kita berada di dalam pembuluh darah, maka peredaran darah kita digplongkanpperedaran darah tertutup. Di dalam setiap kali beredar darah melewarti jantung dua kali. Berdasarkan hal tersebut maka peredaran darah manusia disebut sebagai peredaran darah ganda yang terdiri atas peredaran darah kecil dan peredaran darah besar. Pada hewan rendah, drah hanya sekali melewati jantung yakni dari seluruh tubuh, ke jantung, beredar lagi ke seluruh tubuh. Peredaran darah yang demikian disebut peredaran darah tunggal.

1)      Peredaran Darah Kecil

Peredaran darah yang dimulai dari jantung menuju ke paru-paru, kemudian kembali lagi ke jantung.

Jantung ^_______> Paru-paru ^_____> Jantung

(bilik kanan)                      (serambi kiri)

2)      Peredaran Darah Besar

Peredaran darah dari bilik kiri jantung ke seluruh tubuh, kemudian kembali ke serambi kanan jantung.

Jantung ^______> Tubuh ^________> Jantung

(bilik kiri)                          (serambi kanan)

5.      Sistem Peredaran Getah Bening (Limfa)

Sistem peredaran getah bening atau limfa terdiri dari cairan limfa, pembuluh limfa dan kelenjar limfa. Sistem peredaran limfa berperan dalam transfor lemak dan pemberantasan penyakit.

a.       Cairan Limfa

Cairan limfa mengandung sel-sel darah putih yang berfungsi mematikan kuman penyakit yang masuk ke dalam tubuh kita. Cairan limfa juga mengandung lemak. Lemak dari usus tidak diangkut melalui pembuluh darah, melainkan oleh pembuluh limfa.

b.      Pembuluh Limfa

1)      Pembuluh limfa kanan berfungsi menampung cairan limfa yang berasal dari kepala, leher bagian kanan, dada kanan dan lengan kanan. Pembuluh limfa ini bermuara di vena bawah selangka kanan.

2)      Pembuluh limfa kiri berfungsi menampung getah bening yang berasal dari kepala, leher kiri, dada kiri dan lengan kiri serta tubuh bagian bawah. Pembuluh limfa ini bermuara di vena bawah selangka kiri.

3)      Peredaran limfa dimulai dari jaringan tubuh, yang berupa cairan jaringan. Cairan ini masuk ke pembuluh limfa halus menjadi cairan limfa. Pembuluh limfa kiri bermuara pada vena di bawah selangka kiri. Sedangkan pembuluh limfa kanan bermuara pada vena di bawah selangka kanan.

c.       Kelenjar Limfa

Kelenjar limfa atau simpul limpa menghyasilkan sel-sel darah putih. Fungsi kelenjar limfa untuk menghasilkan sel drah putih dan menjaga agar tidak terjadi infeksi lebih lanjut.

1)      Limpa, ialah sebuah kelenjar yang berwarna ungu tua yang terletak di sebelah belakang lambung. Limpa berfungsi untuk :

a)      Tempat pembentukan sel darah putih (leukosit) dan antibodi

b)      Tempat cadangan sel darah.

c)      Tempat pembongkaran sel darah merah yang sudah mati

d)     Tempat membunuh kuman-kuman penyakit

a)      Tonsil dan Amandel, Tonsil terletak di bagian kiri dan kanan pangkal tenggorokan. Tonsil berupa kelenjar limfa yang lebih dikenal dengan amandel.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

BAB III

KESIMPULAN

            Dari pembahasan mengenai fisiologi tumbuhan dan hewan seperti yang telah diuraikan, maka dapat disimpilkan bahwa tumbuhan dan hewan sama-sama melakukan proses fisiologi di dalam tubuh seperti melakukan proses bergerak, mengalami pertumbuhan, melakukan respirasi, reproduksi, dan ekskresi. Namun cara kerja sistem didalam tubuh tumbuhan dan hewan berbeda. Seperti contohnya, baik tumbuhan maupun hewan sama-sama melakukan gerakan namun pada tumbuhan gerakan tersebut bersifat pasif sedangkan pada hewan bergerak secara aktif. Kemudian dalam respirasi tumbuhan memerlukan CO₂ dan menghasilkan O₂, sedangkan pada hewan berbanding terbalik. Dan pada proses reproduksi tumbuhan memiliki alat reproduksi berupa putik dan benang sari, berbeda dengan hewan memiliki alat reproduksi berupa kelamin jantan dan kelamin betina pada hewan vertebrata sedangkan invertebrata tidak memiliki alat reproduksi.

            Sama halnya dengan proses ekskresi. Pada hewan vertebrata ekskresi melalui saluran-saluran ekskresi secara khusus seperti melalui anus, paru-paru, kulit dan pada hewan invertebrate organ ekskresi berupa sel api, permukaan sel, pori-pori dan lain sebagainya. Sedangkan tumbuhan melakukan ekskresi yang sangat berbeda dengan hewan yaitu berupa transpirasi (penguapan) dan gutasi. Jadi hewan dan tumbuhan memiliki proses fisiologi yang berbeda satu sama lainnya. Disisi lain kita sangat perlu mengetahui proses fisiologi di dalam tubuh tumbuhan dan hewan, untuk memudahkan kita melestarikan jenisnya.

DAFTAR PUSTAKA

Listiana, Lina, dkk. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam 1. Edisi Pertama. Surabaya. Learning assistance Program for Islamic School (LAPIS) Pendidikan Guru Madrasah Ibtidaiyah (PGMI).

Winatasasmita, Djamhur, dkk. 1985. Fisiologi Hewan dan Tumbuhan. Jakarta : Depdikbud Universitas Terbuka.

Sumarwoto, Idjah. dkk. 1985. Biologi Umum. Jilid I. Jakarta : PT. Gramedia.

 i Hewan dan Tumbuhan. Jakarta : Depdikbud Universitas Terbuka.

Sumarwoto, Idjah. dkk. 1985. Biologi Umum. Jilid I. Jakarta : PT. Gramedia.