Materi Biologi Sistem Pernapasan Manusia dan Pembahasan Soal Latihan

Sistem pernapasan adalah salah satu sistem organ terpenting dalam tubuh manusia. Fungsinya? Menyediakan oksigen ($\text{O}_{2}$) yang dibutuhkan sel-sel tubuh untuk menghasilkan energi, sekaligus membuang karbon dioksida ($\text{CO}_{2}$), produk sisa metabolisme yang berbahaya. Tanpa pernapasan yang efisien, organ-organ vital kita tidak akan berfungsi dengan baik.

Sistem Pernapasan Manusia dan Pembahasan Soal Latihan

Organ-Organ Utama Sistem Pernapasan

Sistem pernapasan bekerja sama seperti sebuah tim, melibatkan berbagai organ yang memiliki peran spesifik:

Hidung dan Rongga Hidung: Ini adalah pintu gerbang utama udara masuk dan keluar. Di sini, udara akan disaring, dihangatkan, dan dilembapkan sebelum mencapai paru-paru. Rambut-rambut hidung (silia) dan lendir bekerja sebagai filter alami untuk menangkap debu dan partikel asing.
Faring (Tenggorokan): Saluran bersama untuk makanan dan udara.
Laring (Pangkal Tenggorokan): Dikenal juga sebagai kotak suara, karena di dalamnya terdapat pita suara.
Trakea (Batang Tenggorokan): Sebuah tabung berongga yang menghubungkan laring ke bronkus. Dindingnya diperkuat oleh cincin tulang rawan berbentuk C untuk menjaga agar tetap terbuka.
Bronkus: Percabangan trakea yang menuju paru-paru kiri dan kanan.
Bronkiolus: Cabang-cabang kecil dari bronkus yang masuk ke dalam lobus paru-paru.
Alveolus (Kantung Udara): Kantung-kantung udara mikroskopis di ujung bronkiolus. Inilah tempat utama terjadinya pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida dengan darah melalui kapiler.
Paru-paru: Organ utama pernapasan, terdiri dari jutaan alveolus.

Mekanisme Pernapasan: Inspirasi dan Ekspirasi

Pernapasan melibatkan dua fase utama yang bekerja secara ritmis:

Inspirasi (Menarik Napas): Ketika kita menarik napas, otot diafragma (otot besar di bawah paru-paru) dan otot interkostal (otot di antara tulang rusuk) berkontraksi. Ini menyebabkan rongga dada membesar dan tekanan udara di paru-paru menurun, sehingga udara dari luar masuk ke dalam paru-paru.
Ekspirasi (Mengembuskan Napas): Saat mengembuskan napas, otot diafragma dan otot interkostal relaksasi. Rongga dada mengecil, tekanan udara di paru-paru meningkat, dan udara yang mengandung karbon dioksida dikeluarkan dari paru-paru.

Pertukaran Gas (Difusi)

Pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi di alveolus melalui proses difusi. Oksigen dari udara di alveolus akan berdifusi (bergerak) ke dalam kapiler darah karena konsentrasi oksigen di alveolus lebih tinggi. Sebaliknya, karbon dioksida dari darah di kapiler akan berdifusi ke dalam alveolus karena konsentrasi karbon dioksida di darah lebih tinggi. Karbon dioksida ini kemudian akan dikeluarkan saat ekspirasi.

Menjaga Kesehatan Sistem Pernapasan

Penting sekali menjaga sistem pernapasan kita agar tetap sehat:

Hindari Asap Rokok: Asap rokok adalah penyebab utama berbagai penyakit pernapasan serius, termasuk emfisema dan kanker paru-paru.
Hindari Polusi Udara: Gunakan masker saat berada di lingkungan berpolusi tinggi.
Olahraga Teratur: Memperkuat otot-otot pernapasan dan meningkatkan kapasitas paru-paru.
Konsumsi Makanan Bergizi: Perkuat sistem imun untuk melawan infeksi.
Cukup Istirahat: Membantu tubuh meregenerasi sel-sel.

Memahami bagaimana sistem pernapasan bekerja akan membantu kita lebih menghargai pentingnya menjaga kesehatan organ vital ini. Materi sistem pernapasan yang disampaikan di atas masih sangat sederhana, untuk mempelajari sistem pernapasan lebih mendalam lagi dapat di simak pada Materi Belajar Biologi SMA: Sistem Pernapasan atau KD 3.8: Sistem Pernapasan

Soal Latihan dan Pembahasan Sistem Pernapasan

Soal latihan Sistem Pernapasan - Sistem Sirkulasi berikut ini, silahkan dikerjakan terlebih dahulu secara mandiri sebelum membuka buku atau sumber lain untuk melihat pembahasan soal. Setelah selesai silahkan Periksa Jawaban dan jika hasilnya belum memuaskan, pilih Ulangi Tes untuk tes ulang. Yuk, uji pemahamanmu!

Nama Peserta :
Tanggal Tes :
Jumlah Soal :	9 soal

Petunjuk Pengerjaan Soal:
Bentuk soal pilihan ganda, pilihlah jawaban yang benar di antara pilihan jawaban yang tersedia. Apabila Kamu merasa terdapat lebih dari satu jawaban yang benar, maka pilihlah yang paling benar.

1. Soal Sistem Pernapasan

Seorang korban kebakaran mengeluh sakit kepala tak tertahankan, mual dan muntah-muntah setelah dievakuasi. Tim medis menduga bahwa korban tersebut menghirup terlalu banyak karbon monoksida. Karbon monoksida $\text{(CO)}$ merupakan polutan udara yang menyebabkan keracunan ketika masuk ke dalam tubuh yang umumnya dihasilkan dari asap pembakaran. Gas $\text{CO}$ seringkali masuk kedalam aliran darah melalui sistem respirasi. Berikut ini alasan paling tepat yang menyebabkan $\text{CO}$ berbahaya bagi tubuh adalah....

$(A)$ $\text{CO}$ dapat mengikat $\text{O}_{2}$, sehingga $\text{O}_{2}$ tidak dapat di transpor ke jaringan tubuh

$(B)$ Hemoglobin memiliki afinitas $200 \times$ lebih kuat pada $\text{CO}$ dibandingkan $\text{O}_{2}$

$(C)$ $\text{CO}$ dapat merusak hemoglobin sehingga tidak ada $\text{O}_{2}$ yang diikat

$(D)$ $\text{CO}$ menurunkan pH darah sehingga darah menjadi asam

$(E)$ $\text{CO}$ menambah kandungan karbon dalam darah

Alternatif Pembahasan:

Karbon monoksida $\text{(CO)}$ merupakan polusi yang umunya dihasilkan dari hasil pembakaran. $\text{CO}$ bersifat racun bagi tubuh karena hemoglobin memiliki afinitas $200 \times$ lebih besar terhadap $\text{CO}$ dari pada oksigen.
Maka dari itu, ketika ada $\text{CO}$ di darah, hemoglobin cenderung akan berikatan dengan $\text{CO}$ dari pada oksigen. Sehingga berkurangnya pasokan oksigen ke jaringan, dan menyebabkan efek yang sistemik bagi tubuh.

$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(C)$ $\text{CO}$ dapat merusak hemoglobin sehingga tidak ada $\text{O}_{2}$ yang diikat

2. Soal Sistem Pernapasan

Perhatikan grafik volume udara pernapasan berikut!
Berdasarkan grafik tersebut, yang dimaksud dengan udara komplementer adalah....

$(A)$ Volume udara normal saat inspirasi

$(B)$ Volume udara maksimal saat inspirasi

$(C)$ Volume udara normal saat ekspirasi

$(D)$ Volume udara maksimal saat ekspirasi

$(E)$ Volume udara minimal saat ekspirasi

Alternatif Pembahasan:

Volume udara komplementer adalah volume udara yang masih dapat di masukkan secara maksimal setelah inspirasi normal, yang besarnya lebih kurang 1500 cc ($cm^{3}$) atau 1500 ml. Sedangkan volume udara inspirasi normal (tidal) besarnya 500 cc. Dijelaskan dalam gambar:

$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ Volume udara maksimal saat inspirasi

3. Soal Sistem Pernapasan

Seorang pendaki yang mendaki gunung merasa kelelahan dengan napas terengah-engah setelah berjalan beberapa kilometer. Kemudian ia memperhatikan warga sekitar yang memiliki warna kulit yang lebih merah. Dataran tinggi seperti pegunungan memiliki konsentrasi oksigen di atmosfer yang lebih rendah dibandingkan dataran rendah. Berikut ini merupakan adaptasi seseorang yang hidup didataran tinggi adalah....

$(A)$ Terjadi peningkatan jumlah hemoglobin dalam darah

$(B)$ Kenaikan afinitas hemoglobin terhadap oksigen

$(C)$ Penurunan afinitas hemoglobin terhadap karbon dioksida

$(D)$ Sintesis senyawa organik tambahan untuk mengikat oksigen

$(E)$ Bernapas lebih cepat untuk menghirup lebih banyak oksigen

Alternatif Pembahasan:

Dataran tinggi memiliki tekanan parsial yang lebih rendah dari pada dataran rendah. Hal tersebut menyebabkan disintesisnya suatu senyawa yang akan berikatan dengan hemoglobin yang akan mengurangi afinitasnya terhadap oksigen.
Konsentrasi oksigen di dataran tinggi juga lebih rendah sehingga orang yang hidup didataran tinggi memiliki jumlah hemoglobin yang lebih banyak dan menjadikan kulitnya lebih merah.

$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(A)$ Terjadi peningkatan jumlah hemoglobin dalam darah

4. Soal Sistem Pernapasan

Proses respirasi terdiri dari dua tahapan yaitu inspirasi dan ekspirasi. Inspirasi adalah proses memasukkan oksigen sedangkan ekspirasi adalah proses pengeluaran karbondioksida. Manakah proses respirasi yang tepat pada jenis pernapasan dada?

$(A)$ Ekspirasi: Diafragma kontraksi
Inspirasi: Diafragma relaksasi

$(B)$ Ekspirasi: Otot intercostal externa relaksasi
Inspirasi: Otot intercostal externa kontraksi

$(C)$ Ekspirasi: Otot sternocleidomastoid kontraksi
Inspirasi: Otot sternocleidomastoid relaksasi

$(D)$ Ekspirasi: Otot intercostal interna relaksasi
Inspirasi: Otot intercostal interna kontraksi

$(E)$ Ekspirasi: Otot sternum kontraksi
Inspirasi: Otot sternum relaksasi

Alternatif Pembahasan:

Pada pernapasan dada, berikut merupakan tahapan inspirasi dan ekspirasi yang tepat :

Proses respirasi terdiri dari dua tahapan yaitu inspirasi dan ekspirasi. Inspirasi adalah proses memasukkan oksigen sedangkan ekspirasi adalah proses pengeluaran karbondioksida.

$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ Ekspirasi: Otot intercostal externa relaksasi
Inspirasi: Otot intercostal externa kontraksi

5. Soal Sistem Pernapasan

Pernapasan pada manusia terdiri atas pernapasan dada dan pernapasan perut. Dibawah ini pernyataan yang tepat tentang pernapasan pada manusia adalah....

$(A)$ Saat inspirasi pernapasan dada, diafragma akan melengkung

$(B)$ Saat inspirasi pernapasan perut, diafragma akan mendatar

$(C)$ Saat ekspirasi pernapasan dada, tulang rusuk akan terangkat

$(D)$ Saat ekspirasi pernapasan perut, diafragma akan berkontraksi

$(E)$ Saat inspirasi pernapasan dada atau perut, volume rongga dada akan menurun

Alternatif Pembahasan:

Pada pernapasan dada otot yang berperan adalah otot antar tulang rusuk. Saat inspirasi akan berkontraksi dan saat ekspirasi akan berelaksasi. Pada pernapasan perut, otot yang berperan adalah otot diafragma. Saat inspirasi akan berkontraksi (mendatar), dan saat ekspirasi akan relaksasi (melengkung).

$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ Saat inspirasi pernapasan perut, diafragma akan mendatar

6. Soal Sistem Pernapasan

Perhatikan data volume udara berikut
Berdasarkan data tersebut, volume udara yang dapat dihembuskan setelah melakukan inspirasi maksimal adalah....

$(A)$ 3000 mL

$(B)$ 3500 mL

$(C)$ 4000 mL

$(D)$ 4500 mL

$(E)$ 500 mL

Alternatif Pembahasan:

volume udara yang dihembuskan setelah inspirasi maksimal adalah kapasitas vital. Kapasitas vital adalah udara tidal + udara komplementer + udara suplementer = 3500.

$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ 3500 mL

7. Soal Sistem Pernapasan

Salah satu anggota boyband Korea Selatan diduga meninggal dunia akibat menghirup zat beracun berupa karbon monoksida melalui pembakaran briket batu bara. Hal yang dialami oleh artis korea tersebut adalah...

$(A)$ Hiperkapnia

$(B)$ Hipoksemia

$(C)$ Dispenea

$(D)$ Emfisema

$(E)$ Apnea tidur

Alternatif Pembahasan:

Salah satu anggota boyband tersebut diduga meninggal dunia karena mengalami hipoksemia. Hipoksemia adalah penurunan konsentrasi oksigen dalam darah arteri akibat menghirup zat beracun seperti karbon monoksida. Hal tersebut disebabkan karena daya ikat hemoglobin dengan karbon monoksida 320 kali lebih besar dari daya ikat hemoglobin dengan oksigen.
Hiperkapnia adalah peningkatan kadar karbon dioksida dalam cairan tubuh melebihi batas normal.
Dispenea/sesak nafas adalah sulit bernafas karena suplai oksigen ke dalam jaringan tubuh lebih sedikit daripada yang dibutuhkan.
Emfisema adalah kerusakan alveolus sehingga mengurangi luas permukaan paru-paru.
Apnea tidur adalah kesulitan bernafas pada saat tidur.

$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ Hipoksemia

8. Soal Sistem Pernapasan

Perhatikan gambar di bawah ini!
Manakah pernyataan mengenai proses X yang tidak tepat....

$(A)$ Zona H pada otot diafragma berubah ukuran menjadi memendek.

$(B)$ Terjadi pertambahan volume udara pada paru-paru.

$(C)$ Tekanan pada paru-paru meningkat.

$(D)$ Otot intercostal externa dan sternocleidomastoid berkontraksi.

$(E)$ Terjadi pemasukan gas oksigen secara massif

Alternatif Pembahasan:

Proses X pada gambar merupakan proses inspirasi yang digambarkan pada jenis pernafasan dada dan pernafasan perut. Inspirasi merupakan proses pemasukan udara berupa gas oksigen secara massif ke dalam paru-paru. Pada jenis pernafasan dada, otot intercostal externa dan sternocleidomastoid berkontraksi. Letak otot intercostal externa ini adalah pada antar rusuk bagian luar. Sedangkan otot sternocleidomastoid terletak pada bagian leher yang membantu proses pernafasan dada. Kemudian, pada jenis pernafasan dada otot diafragma akan berkontraksi sehingga berbentuk lurus. Kontraksi otot pada kedua jenis pernafasan ini terjadi pada unit kontraktil terkecil yaitu sarkomer. Zona H pada sarkomer dalam keadaan kontraksi akan memendek. Proses inspirasi ini akan menambah volume pernafasan pada paru-paru namun tekanan di dalam paru-paru menurun.

$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(C)$ Tekanan pada paru-paru meningkat.

Kesimpulan

Memahami sistem pernapasan manusia bukan hanya sekadar pengetahuan biologis, melainkan investasi penting untuk kesehatan jangka panjang. Setiap tarikan napas adalah bukti kerja keras organ-organ vital seperti paru-paru, alveolus, trakea, dan diafragma yang berkoordinasi sempurna untuk memastikan oksigen mencapai setiap sel tubuhmu. Dari inspirasi yang mengisi paru-paru dengan udara segar hingga ekspirasi yang melepaskan karbon dioksida, proses ini terjadi tanpa henti, menjaga kita tetap hidup dan berenergi.

Pentingnya menjaga kesehatan pernapasan tidak bisa diremehkan. Polusi udara, asap rokok, dan gaya hidup yang kurang aktif dapat menjadi musuh utama bagi sistem yang rapuh ini. Dengan menerapkan kebiasaan sehat seperti berolahraga teratur, menghindari paparan asap, dan mengonsumsi makanan bergizi, kita dapat secara signifikan mengurangi risiko penyakit pernapasan serius seperti asma, bronkitis, atau bahkan kanker paru-paru. Ingatlah, udara bersih adalah kebutuhan dasar, dan paru-paru yang sehat adalah fondasi untuk aktivitas sehari-hari yang optimal. Jadi, berikan perhatian ekstra pada sistem pernapasanmu, karena ia adalah kunci untuk kualitas hidup yang lebih baik dan panjang umur. Mulailah hari ini dengan napas yang dalam dan sehat!