Praktikum Fishew (Fisiologi Sistem Respirasi) Kelompok 3

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI HEWAN “Fisiologi Sistem Respirasi”

Kelompok Praktikum

: 3 (Tiga)

Nama Anggota Kelompok : 1. Dhany Ardyansyah (3425102437) (3425102437) 2. Nadia Novia Wulandari (3425100166) (3425100166) 3. Nurlaila Khairunnisa (3425101474) (3425101474) 4. Putri Diana (3425102438) 5. Syifa Eka Sulistyowati Sulistyowati (3425102443) Dosen Praktikum

: Dr. Rusdi, M. Biomed.

Asisten Praktikum

: Tyas Tri Utami, S. Pd.

Tanggal praktikum

:

Tanggal pengumpulan

:

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

”Fisiologi Sistem Respirasi”

A. Tujuan percobaan

-

mengetahui organ-organ pernapasan pada beberapa jenis ikan

-

mengetahui organ-organ yang termasuk alat bantu pernapasan pada beberapa  jenis ikan

-

menganalisis perbedaan organ pernapasan pada beberapa jenis ikan dengan lingkungan tempat hidupnya

-

mengamati terjadinya oksidasi pada jaringan

-

mengetahui permeabilitas paru-paru terhadap gas

B. Landasan Teori 1. Respirasi

Respirasi dapat diartikan :

-  bernapas yaitu proses inspirasi dan ekspirasi, menghirup O2 dan melepaskan CO2

-  pertukaran gas yaitu pertukaran O2  dan CO 2  baik antara alveolus dan kapiler  paru-paru, maupun antara kapiler jaringan dan sel di jaringan. Respirasi dapat diartikan sebagai proses peningkatan oksigen dan  pengeluaran karbondioksida oleh darah melalui permukaan alat pernafasan organisme dengan lingkungannya atau merupakan proses yang dilakukan oleh organisme untuk menghasilkan energi dari hasil metabolisme (Triastuti et .al , 2009). Ada dua macam respirasi yaitu, respirasi eksternal (luar) dan respirasi internal (dalam). Respirasi luar meliputi proses pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 dan uap air antara organisme dengan lingkungannya. Respirasi internal disebut juga pernapasan seluler karena pernapasan ini terjadi di dalam sel, yaitu di dalam sitoplasma dan mitokondria. Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, respirasi internal dibagi menjadi respirasi aerob dan anaerob. Menurut Imam Abror (2010), respirasi dapat digolongkan menjadi 2 jenis berdasarkan  persediaan O2 di udara, yaitu respirasi aerob dan anaerob. Respirasi aerob

merupakan proses respirasi yang membutuhkan O2, sebaliknya respirasi anaerob merupakan respirasi yang berlangsung tanpa membutuhkan O2. Perbedaan antara keduanya akan terlihat pada proses tahapan reaksi dalam respirasi. Proses transpor gas-gas secara keseluruhan berlangsung secara difusi. Respirasi sel berlangsung dalam 4 tahap yaitu: glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus rebs, dan transport elektron. Dari ke-4 tahap respirasi teresebut, hanya glikolisis yaitu pemecahan glukosa menjadi asam piruvat yang  berlangsung secara anaerob. Pada tahap dekarboksilasi oksidatif dan siklus krebs, oksigen diperlukan untuk membentuk CO 2. Sedangkan pada tahap transport elektron, oksigen diperlukan sebagai penerima elektron terakhir membentuk radikal oksigen dan bereaksi dengan H + membentuk air. Pada tahap pertukaran gas, oksigen dari alveolus masuk ke kapiler paru-paru dan diikat oleh haemoglobin di dalam sel darah merah membentuk Hb(O 2)4 dan terdapat sejumlah oksigen yang terlarut dalam plasma darah yang tidak diikat oleh Hb. Oksigen inilah yang menentukan tekanan parsial oksigen dalam darah. Setelah sampai di kapiler jaringan, O 2  dilepas oleh Hb dan berdifusi ke dalam sel. Mengapa O2 selalu dilepas oleh Hb setelah sampai di kapiler jaringan? Hal ini terjadi karena ada peningkatan kadar H +  (penurunan pH). Hal inilah yang disebut dengan efek Bohr. Oksigen yang berdifusi ke dalam otot akan diikat oleh mioglobin. Pengikatan oksigen oleh haemoglobin dikatalis oleh 2,3 DPG (2,3 difosfogliserat) dalam sel darah merah. Hasil respirasi di dalam sel adalah CO2, H20 dan energi dalam bentuk ATP dan panas yang hilang ke lingkungan. CO 2  akan diangkut oleh vena menuju  jantung dan dibuang melalui mel alui organ respirasi yaitu insang, kulit, atau paru-paru. Energi dalam tubuh berasal dari oksidasi karbohidrat, lemak, dan protein. Karbohidrat, lemak, dan protein dapat disimpan dalam tubuh sebagai sumber energi cadangan. Karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen di hati, di otot, dan di jaringan lain (common ( common metabolic pool ). ). Bila tubuh kekurangan suplai makanan sumber energi, maka sumber energi cadangan di dalam tubuh akan segera dibongkar. Pertama adalah glikogenolisis (penguraian glikogen menjadi glukosa 1 fosfat), kedua lipolisis (penguraian lemak dari jaringan dan ditransfer ke hati, tempat berlangsungnya glukoneogenesis yaitu pembentukan glukosa

dari bahan non karbohidarat), ketiga adalah proteolisis (penguraian protein menjadi asam amino ditransfer ke hati, seperti langkah kedua). Glukoneogenesis sangat penting karena sumber energi untuk sel saraf, sel darah, dan sel ginjal yang tidak memiliki cadangan energi. Glikogen dalam tubuh hanya bertahan sebagai sumber energi selama 1,5 hari. Oleh karena itu  bila dalam waktu 36 jam tubuh kekurangan kerbohidrat, maka lemak dan protein akan diubah menjadi glukosa (glukoneogenesis) agar sel saraf, sel ginjal, sel darah, dan sel lainnya tidak mati karena kekurangan energi. Glukosa, asam lemak, dan asam amino yang diasorbsi oleh usus halus akan dibawa oleh darah ke jaringan. Glukosa akan mengalami glikolisis menjadi asam  piruvat. Asam piruvat akan mangalami dekarboksilasi menjadi asetil koenzim A. Sedangkan asam amino dapat langsung diubah menjadi asetil koenzim A. Koenzim A selanjutnya masuk ke matriks mitokondria tempat berlangsungnya siklus Krebs. Hasil oksidasi seluler dalam mitokondria ini adalah: 1. Energi yang ditangkap oleh ADP menjadi ATP dan ada yang hilang ke lingkungan dalam bentuk panas. ATP dapat disimpan dalam bentuk keratin fosfat (fosfokeratin) 2. Karbondioksida (CO 2) 3. Air (H2O) Karbon dioksida (CO 2) yang terbentuk di mitokondria selanjutnya ditransfer ke sitosol dan berdifusi ke cairan ekstra sel, dan selanjutnya masuk ke pembuluh darah kapiler. Dari kapiler, CO 2 dibawa ke paru-paru oleh darah dalam bentuk CO2  terlarut, HbCO2, dan H 2CO3. Pengangkutan CO 2  paling banyak dalam  bentuk H2CO3 di eritrosit. Hal ini disebabkan pembentukan H 2CO3 dikatalis oleh karbonat anhidrase yang ada di dalam eritrosit. Setelah sampai di kapiler paru paru, CO2 berdifusi ke alveoli. Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu (Seeley, 2002). Laju metabolisme berkaitan erat dengan respirasi karena respirasi merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen (Tobin, 2005). Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai  berikut:

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ATP (Tobin, 2005) Laju metabolisme biasanya diperkirakan dengan mengukur banyaknya oksigen yang dikonsumsi makhluk hidup per satuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasi dari bahan makanan memerlukan oksigen (dalam jumlah yang diketahui) untuk menghasilkan energi yang dapat diketahui  jumlahnya juga. Akan tetapi, laju metabolisme biasanya cukup diekspresikan dalam bentuk laju konsumsi oksigen. Beberapa faktor yang mempengaruhi laju konsumsi oksigen antara lain temperatur, spesies hewan, ukuran badan, dan aktivitas (Tobin, 2005). Laju konsumsi oksigen dapat ditentukan dengan berbagai cara, antara lain dengan menggunakan mikrorespirometer, metode Winkler, maupun respirometer Scholander. Penggunaan masing-masing cara didasarkan pada jenis hewan yang akan diukur laju konsumsi oksigennya. Mikrorespirometer dipakai untuk mengukur konsumsi oksigen hewan yang  berukuran kecil seperti serangga atau at au laba-laba. Alat ini terdiri atas syringe, kran 3 arah, tabung spesimen, dan tabung kapiler berskala. Metode Winkler merupakan suatu cara untuk menentukan banyaknya oksigen yang terlarut di dalam air. Dalam metode ini, kadar oksigen dalam air ditentukan dengan cara titrasi. Titrasi merupakan penambahan suatu larutan yang telah diketahui konsentrasinya (larutan standar) ke dalam larutan lain yang tidak diketahui konsentrasinya secara bertahap sampai terjadi kesetimbangan (Chang, 1996). Dengan metode Wingkler, kita dapat mengetahui banyaknya oksigen yang dikonsumsi oleh hewan air seperti ikan. Respirometer Scholander digunakan untuk mengukur laju konsumsi oksigen hewan-hewan seperti katak atau mencit. Alat ini terdiri atas syringe, manometer, tabung spesimen, dan tabung kontrol. Terdapat 2 mekanisme Respirasi yaitu:

-

mekanisme inspirasi: yaitu pembesaran rongga torax yang di ikuti mengembangnya paru-paru sehingga tekanan dalam paru-paru lebih rendah dari tekanan udara luar, akibatnya udara akan mengalir masuk ke dalam  paru-paru.

-

mekanisme ekspirasi: yaitu pengecilan dari rongga thorax dan paru-paru yang diikuti oleh pengeluaran udara dari paru-paru.

1. Organ Respirasi pada Ikan a. Organ Utama

Pernapasan merupakan proses pengambilan oksigen dan pelepasan karbon dioksida oleh suatu organisme hidup. Untuk dapat bernapas maka diperlukan organ pernapasan. Pada ikan, proses pernapasan umumnya dilakukan dengan menggunakan insang (branchia ( branchia). ). Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembap. Bagian terluar dari insang  berhubungan dengan air, sedang bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler kapiler darah. Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filamen dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat  pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler, sehingga memungkinkan O2  berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Insang ikan juga mengalami  perkembangan sebagaimana organ-organ lainnya. Pada stadium larva, insang  belum sempurna dan belum dapat berfungsi. Untuk dapat bernafas, larva ikan  biasanya menggunakan kantung telur (yolk sac) atau pada beberapa ikan tertentu menggunakan insang luar.

Gambar1. Anatomi organ perapasan pada ikan (fishes)

Insang ikan terdiri dari beberapa bagian, yaitu:

-

Filamen insang (hemibranchia (hemibranchia = gill filament ), ), berwarna merah, terdiri dari  jaringan lunak, berbentuk seperti sisir, melekat pada lengkung insang. Banyak mengandung kapiler-kapiler darah sebagai cabang dari arteri

branchialis  branchialis  dan merupakan tempat terjadinya pengikatan oksigen terlarut dari dalam air.

-

Tulang lengkung insang (arcus ( arcus branchialis = gill arch), arch), merupakan tempat melekatnya filamen dan tapis insang, berwarna putih, dan memiliki saluran darah (arteri (arteri afferent   dan arteri efferent ) yang memungkinkan darah dapat keluar dan masuk ke dalam insang.

-

Tapis insang ( gill rakers), rakers), berupa sepasang deretan batang tulang rawan yang pendek dan sedikit bergerigi, melekat pada bagian depan dari lengkung insang, berfungsi untuk menyaring air pernapasan. Pada ikan-ikan herbivora  pemakan plankton, tapis insangnya rapat dan ukurannya panjang. Hal ini sesuai dengan fungsinya sebagai alat penyaring makanan. Sedangkan pada ikan-ikan karnivora, tapis insang tersebut jarang-jarang dan berukuran  pendek Ikan-ikan bertulang sejati memiliki insang yang ditutup oleh penutup insang

(apparatus opercularis). opercularis ). Tutup insang ini terdapat di sebelah kanan dan kiri  bagian belakang dari kepala, berbentuk seperti setengah membundar. Tutup insang terdiri atas:

-

, yang tersusun atas empat potong tulang, yaitu: Operculum 



os operculare, operculare, merupakan tulang yang paling besar dan letaknya paling dorsal



os preoperculare, preoperculare, merupakan tulang kecil yang melengkung seperti sabit dan terletak paling cranial



os interoperculare, interoperculare, merupakan tulang kecil yang terletak di antara os operculare dan os preoperculare



os suboperculare, suboperculare, merupakan bagian tulang yang terletak paling caudal

- M embr ana br , merupakan selaput tipis yang melekat pada br anchi oste ostega  ga  operculum dan berakhir bebas di tepi belakang dari operculum. Berfungsi sebagai klep untuk menahan agar supaya air tidak masuk ke dalam rongga insang dari arah belakang.

- Radii br anchi oste , merupakan tulang-tulang kecil yang terletak pada bagian ostega  ga  ventral pharynx, dan berfungsi untuk menyokong membrana branchiostega.

Ikan-ikan bertulang rawan (Chondrichthyes (Chondrichthyes)) tidak memiliki tulang-tulang  penutup insang. Insang ikan tersebut ters ebut berada di dalam rongga dan berhubungan keluar melalui celah-celah insang yang berjumlah sekitar 5 –  5  –  7  7 buah. b. Organ Pernapasan Tambahan

Ada beberapa jenis ikan tertentu yang selain bernapas dengan insang juga menggunakan paru-paru sebagai organ pernapasannya. Ikan-ikan yang mempunyai organ paru-paru adalah ikan paru-paru Australia ( Neoceratodus ( Neoceratodus  forsteri (Krefft, 1870)), ikan paru-paru Afrika Timur ( Protopterus ( Protopterus annectens annectens (Owen, 1839)), dan ikan paru-paru Amerika Selatan ( Lepidosiren ( Lepidosiren  paradoxa Fitzinger, 1837).

Gambar 2. Anatomi organ bantu tambahan pada pernapasan ikan

Selain insang dan paru-paru, beberapa jenis ikan tertentu memiliki alat  pernapasan tambahan yang berupa: a.

, lipatan membran seperti bunga mawar yang merupakan Labyrinth  derivat dari lengkung insang. Pada ikan betok ( Anabas ( Anabas testudineus (Bloch, 1792)), organ labyrinth  labyrinth  terletak di bagian atas insang dan terdapat saluran yang menghubungkan menghubungkan labyrinth dan labyrinth dan insang

 b.

Ar boresce borescent nt organ  , berbentuk seperti bunga karang. Pada ikan lele

(Clarias batrachus (Linnaeus, 1758)) alat pernapasan tambahan ini terletak di bagian atas depan insang. c.

, lipatan kulit pada bagian mulut dan ruang pharynx, Diverticula  misalnya pada ikan gabus (Channa (Channa striata (Bloch, 1793))

d.

Alat pernapasan tambahan berupa tabung , misalnya pada ikan

 Heteropneustes microps (Günther, 1864) dan jenis catfish lainnya.

e.

Dinding bagian dalam dari operculum yang banyak mengandung pembuluh darah, misalnya pada ikan glodok ( Periophthalmus kalalo

Lesson, 1831). C. Alat dan Bahan

-

Ikan sapu-sapu

-

Metylen blue

-

Ikan lele

-  NaCl 0,7%

-

Ikan gurame

-

Air kapur

-

Alat bedah

-

Alat suntik

-

Papan bedah

-

Tali

-

Katak

-

Gelas kimia 100ml

D. Cara Kerja

-

Kegiatan 1: Pengamatan Alat pernapasan ikan 1. Bedah ikan dengan hati-hati 2. Amati anatomi dari tiap-tiap alat pernafasan ikan (tipenya) 3. Apakah terdapat alat bantu pernafasan atau tidak 4. Kaitkan dengan habitat ikan tersebut

-

Kegiatan 2: Pengamatan Oksidasi Jaringan 1. Katak dibius terlebih dahulu/dirusak otaknya agar mudah untuk diberi  perlakuan 2. Suntikan metylen blue pada aliran darah katak melalu bagian paha katak 3. Amati apakah terdapat perbedaan morfologi pada katak yang tidak diberi  perlakuan suntikan metilen blue (control) 4. Setelah 30menit bedah katak yang telah diberikan metylen blue dan lihat  bagaimana keadaan anatomi jaringan dalamnya

-

Kegiatan 3: Pengamatan Permeabilitas Paru-Paru Terhadap Gas

1. Katak control yang tadi digunakan pada kegiatan 2, dibedah dan diambil  paru-parunya 2. Lalu tekan paru-parunya hingga kempis 3. Kemudian ikat pada daerah bronkus dengan benang 4. Setelah itu potong paru-paru dari trakea 5. Masukan paru-paru yang telah diikat tadi kedalan air kapur

E. Hasil

-

Kegiatan 1: Pengamatan Alat pernapasan ikan

Tabel 1. Anatomi organ pernapasan pada ikan

Ikan Mas

Ikan Gurame

Ikan Lele

Organ Respirasi  primer

Insang berwarna Insang berwarna Insang berwarna merah lebih merah lebih merah lebih  bening, terdiri  bening, terdiri  bening, terdiri dari 4 lembar/ dari 4 lembar/ dari 4 lembar/ lapis (kanan & lapis (kanan & lapis (kanan & kiri) kiri) kiri)

Organ Respirasi sekunder/ta mbahan

Memiliki gelembung renang yang tidak mengalami  banyak vasokonstriksi

Labirin tipe rose atau seperti kelopak-kelopak  bunga mawar

Labirin tipe  bunga karang, dengan 2  percabangan utamanya

Ikan SapuSapu Insang  berwarna merah lebih  bening, terdiri dari 6 lembar/ lapis (kanan & kiri) Gelembung renang tipe fisotomus, memiliki  banyak  pembulu darah  pada gelembung renangnya, memiliki  banyak vasokonstriksi

Gambar 3. Alat respirasi pada ikan gurame, (dari kiri ke kanan), labirin berbentuk rose atau kelopak bunga mawar yang dijepit dengan pinset, insang ada 4 lapis atau lembar, dan letak insang dan jugalabiring tang tepat berada di atas atau dekat dengan insang

Gambar 4.alat respirasi tambahan pada lele, yaitu labirin yang berbentuk bunga karang.

Gambar 5. Alat respirasi tambahan pada ikan sapu-sapu, yaitu gelembung renang yang  berbentuk fisotomous

-

Kegiatan 2: Pengamatan Oksidasi Jaringan

Dengan Metylen Blue Jantung

atau

Jantung katak yang tidak diberikan

sebelumnya sudah disuntikan metylen blue

metylen blue berwarna pink (merah

 pada jaringannya berwarna ungu ungu

muda)

-

katak

yang

Tanpa Metylen Blue diberikan

Kegiatan 3: Pengamatan Permeabilitas Paru-Paru Terhadap Gas Ketika direndam dalam air kapur sirih, paru-paru yang tadi awalnya kempes, menjadi mengembang dan mengapung, lalu dari paru-paru tersebut keluar gelembung yang berwarna kecokelatan.

F. Analisa data

-

Kegiatan 1: Pengamatan Alat pernapasan ikan

1. Alat respirasi ikan Ikan mas, gurame, dan lele mempunyai alat respirasi primer yang sama, yaitu insang yang terdiri dari 4 filamen. Insang pada ikan merupakan komponen penting

dalam pertukaran gas. Insang terbentuk dari lengkungan tulang rawan yang mengeras dengan beberapa filamen insang di dalamnya. Setiap filamen insang terdiri atas  banyak lamela yang merupakan tempat pertukaran gas (Dwidjo,1980). a. Ikan gurame Pada kegiatan ini,kami mengamati insang ikan gurame dan pada insang terdiri dari 4 filamen pada insang ikan gurame dan berwarna merah muda.Alat respirasi tambahan (sekunder) pada ikan gurame berupa labirin yang terletak di dalam rongga insang. Bentuk labirin mirip bunga mawar (karena ukuran kepala yang relative besar sehingga bentuk labirinnya relative melebar) dengan lekukan-lekukan. Labirin-labirin ini keras, dan warnanya lebih terang dibanding labirin pada ikan lele karena habitatnya tidak terlalu miskin oksigen sehingga eritrosit yang dibutuhkan tidak sebanyak pada ikan lele.Labirin pada ikan gurame lebih keras daripada insangnya.Hal ini disebabkan karena insang itu terdiri dari filamen dan filamen itu terdiri dai lamela-lamela.Lamela inilah yang berfungsi untuk memperluas penyerapan oksigen sehingga t eksturnya lebih lunak daripada labirin.Pada kegiatan ini,kami mengamati terdapat 4 filamen pada insang ikan gurame dan berwarna merah muda. Labirin inilah yang memungkinkan gurame dapat mengirup langsung oksigen  bebas dari udara, sehingga dapat hidup di perairan yang kandungan oksigennya rendah. Itu sebabnya, gurami yang hidup di perairan yang miskin oksigen selalu tampak muncul ke permukaan dan menyembulkan kepalanya ke atas permukaan air. Pada dasarnya, gurame sangat menyukai perairan yang jernih, bening, dan tidak  banyak mengandung lumpur.Selain itu, it u, mengingat sifatnya yang suka bergerak secara vertikal (naik turun), gurami memerlukan perairan yang airnya relatif lebih dalam (Anonim, 2009).  b. Ikan lele Ikan lele mempunyai alat respirasi sekunder labirin. Alat pernapasan lele terletak di kepala bagian belakang. Bentuk alat pernapasan tambahan (labirin) ikan lele seperti  bunga karang (disesuaikan dengan bentuk kepala lele yang pipih). Labirin berwarna merah lebih pekat dari warna labirin pada ikan gurame karena habitat ikan lele kandungan oksigennya lebih sedikit jadi eritrosit yang dibutuhkan lebih banyak sehingga warna labirinnya merah pekat.Labirinnya terletak di bagian atas lengkung insang kedua dan keempat. Fungsi labirin ini mengambil oksigen dari atas permukaan

air sehingga dapat mengambil oksigen secara langsung dari udara. Dengan alat  pernapasan tambahan ini, ikan lele dapat bertahan hidup dalam kondisi oksigen yang minimum (Dwidjo,1980).Selain itu,labirin berfungsi untuk memperluas penyerapan oksigen dan untuk menyimpan oksigen.Labirin pada ikan lele tidak sekeras pada ikan gurame. Hal ini dikarenakan ikan lele hidup di daerah yang sangat berlumpur, sedangkan ikan gurame hidup pada tempat yang tidak banyak mengandung lumpur dan perairan yang lebih dalam sehingga ini sangat berpengaruh pada penyimpanan pen yimpanan O 2. c. Ikan mas Pada pengamatan ikan mas kami melihat insang sebagai alat respirasi primer  pada ikan.Insang ikan emas terdiri atas lengkung insang, rigi-rigi, dan lembar insang. Lengkung insang tersusun atas tulang rawan berwarna putih. Pada lengkung insang ini tumbuh pasangan rigi-rigi yang berguna untuk menyaring air pernapasan yang melalui insang. Lembaran insang tersusun atas lembaran lunak, berbentuk sisir, dan berwarna merah, karena mempunyai banyak pembuluh kapiler darah yang merupakan cabang dari arteri. Pada lembaran insang inilah pertukaran karbondioksida dan oksigen berlangsung. Kami mengamati jumlah insang pada tiap-tiap sisi adalah 4 baris atau terdiri dari filament

berwarna

merah.Insang

tersebut

membentuk

baris-baris

yang

saling

 berhubungan pada lengkung insangnya. Diantara baris insang dipisahkan oleh celah insang. Insang –  Insang  – insang insang ikan emas tersimpan dalam rongga insang yang terlindung oleh tutup insang (operkulum).Selain insang,sebagai alat respirasi primer pada ikan kami  juga melihat alat respirasi sekunder, yaitu gelembung renang (ductus (ductus pneumaticus).Tipe pneumaticus ).Tipe ductus pneumaticus  pneumaticus  pada ikan mas adalah fisotomus karena berhubungan dengan esophagus.Namun kami tidak melihat atau menemukan labirin pada ikan mas,seperti halnya yang terdapat pada ikan gurame dan lele.Ikan mas tidak memiliki labirin karena ikan mas hidup di air yang mengandung oksigen banyak, biasanya di sungai-sungai dan kolam-kolam yang airnya tidak kotor/tercemar. Gelembung renang pada ikan mas  berfungsi untuk : 1. menyimpan oksigen 2. membantu gerakan ikan naik turun (melayang dalam air)

d.

Ikan Sapu-Sapu

Alat pernafasan primer pada ikan sapu-sapu adalah insang. Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filamen dan tiap filamen terdiri dari lamella. Pada filamen terdapat  pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler yang memungkinkan O 2  dan CO2  berdifusi masuk dan keluar dari insang. Insang berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Ikan sapu-sapu memiliki alat pernapasan tambahan yang berupa gelembung renang. Gerakannya memutar searah pembuluh darah. Gelembung renangnya bisa kembang kempis. Gelembung renang berwarna putih bening dengan tipe physostomus  , yaitu gelembung renang yang berhubungan dengan saluran pencernaan (esophagus). Gelembung renang tersambung ke labirin telinga bagian dalam dengan weberian, struktur bertulang yang berasal dari tulang belakang, yang memberikan informasi yang tepat tentang tekanan air dan kedalaman serta meningkatkan pendengaran. Gelembung renang merupakan organ internal yang dipenuhi oleh gas yang berfungsi memberi kemampuan ikan untuk mengendalikan daya apung sehingga mampu menghemat energi untuk berenang. Fungsi lain gelembung renang adalah digunakan sebagai ruang  beresonansi untuk memproduksi atau menerima suara. Selain itu gelembung renang  juga berfungsi sebagai organ respiratori khusus untuk jenis  physostomus.  physostomus. Udara yang merupakan isi dari gelembung renang terdiri dari campuran nitrogen, oksigen, dan karbondioksida.

-

Kegiatan 2: Pengamatan Oksidasi Jaringan

Setelah 15 menit dari waktu awal penyuntikan, katak B dibedah dan diamati warna organnya. organnya.

Pada katak yang dijadikan variabel variabel kontrol, warna organ-organ organ-organ

internalnya tidak mengalami perubahan(katak A). Warna organ-organ pada katak control tetap merah segar, karena oksigen dapat berikatan dengan hemoglobin dalam eritrosit membentuk oksihemoglobin. Hemoglobin adalah suatu pigmen (berwarna merah) karena berikatan dengan oksigen dan berwarna biru apabila mengalami deoksigenasi. Dengan demikian, darah arteri yang teroksigenasi sempurna tampak merah, dan darah vena yang telah kehilangan sebagian oksigennya di jaringan memperlihatkan rona kebiruan. (Sherwood, 2005). 2005) .

karena oksigen dapat berikatan dengan hemoglobin dalam eritrosit membentuk oksihemoglobin. Di pembuluh darah, metilen biru yang memiliki afinitas (daya ikat) yang lebih tinggi dibandingkan oksigen menyebabkan terbentuknya ikatan metHb (methemoglobin) sehingga warna organ menjadi kebiruan. Itulah tandanya bahwa telah terjadi deoksidasi jaringan, karena suplai oksigen di jaringan berkurang drastis akibat  penambahan metilen biru (http://en.wikipedia.org/wiki/Methemoglobinemia) (http://en.wikipedia.org/wiki/Methemoglobinemia)..  Kondisi seperti itu disebut dengan hipoksia, yaitu kekurangan O 2 di tingkat jaringan. Istilah ini lebih tepat dibandingkan anoksia, sebab jarang dijumpai keadaan dimana benar-benar tidak ada O2 tertinggal dalam jaringa(Sherwood, jaringa(Sherwood, 2001). Tiga puluh menit kemudian, eritrosit yang tidak stabil karena kekurangan osigen  pun pecah. Pecahnya eritrosit menyebabkan methemoglobin yang tadinya berikatan menjadi terurai. Hemoglobin yang terurai menjadi rusak, sedangkan metilen biru  berdifusi keluar pembuluh darah. Peristiwa tersebut menyebabkan warna organ-organ yang tadinya biru beralih warna menjadi pucat. Jika semua eritrosit pada seluruh organ mengalami kondisi demikian, maka maka akan terjadi kematian jaringan.

-

Kegiatan 3: Pengamatan Permeabilitas Paru-Paru Terhadap Gas

Paru yang digunakan adalah paru katak yang terdiri dari dua paru (di sebelah kanan dan di sebelah kiri tubuh katak). Paru katak berwarna merah muda ketika diambil dari besar laju aliran udara, karena udara terus mengalir sampai tekanan intra alveolus seimbang dengan tekanan atmosfer. Sel-sel alveolus mengeluarkan suatu zat yang dinamakan surfaktan paru, suatu fosfolipoprotein yang berada di antara molekulmolekul air dan menurunkan tegangan permukaan, sehingga compliance  paru dapat meningkat dan mencegah kecenderungan alveolus untuk kolaps. Maka dari itu, ketika  paru katak dimasukkan kedalam air kapur yang memiliki banyak gas CO2  tidak membuat paru katak menjadi kolaps. Setelah paru katak menjadi mengembang, air kapur menjadi cukup bening karena gas CO2 didalam air kapur telah masuk kedalam alveolus secara difusi. Sehingga hanya tertinggal sedikit CO 2 didalam air kapur serta terbentuk endapan Ca(OH) 2. CaCO3 (s) + H2O (l) → H2CO3 (l) + Ca(OH)2 (l)

H2CO3 (l) → H2O (l) + CO2 (g)

Paru katak tersusun atas jaringan epitel pipih selapis, sehingga bisa terjadi  pertukaran gas melalui membran paru yang tersusun dari jaringan tersebut. Setelah paru ditekan, paru katak yang diikatkan dengan benang halus di daerah bronkus bertujuan agar aliran darah dari pembuluh darah tidak mengalir ke dalam paru dan tercipta tekanan udara antara lingkungan dengan bagian dalam paru. Paru yang sudah diikatkan dipotong pada bagian atasnya untuk dimasukkan ke dalam ai r kapur (larutan CaCO3). Air kapur terlihat lebih keruh dan adanya gelembung, menandakan adanya CO2 setelah ditiup oleh praktikan. Setelah dimasukkan, ternyata paru katak menjadi mengembang. Hal ini karena, adanya perbedaan tekanan parsial gas CO 2 antara di dalam air kapur dengan di dalam paru. Tekanan parsial ini tidak terlalu beda jauh, karena gas yang terdapat di dalam air kapur ada yang menguap ke udara, tetapi masih tersisa gas yang terlarut didalam air kapur, sehingga tekanan tetap terjadi w alau tidak begitu besar. Tekanan CO2  pada larutan CaCO3  (air kapur) lebih besar dibandingkan dengan tekanan CO2  di dalam alveolus, sehingga CO2  berdifusi dari dalam larutan CaCO 3 ke dalam alveoli sesuai dengan selisih tekanan sehingga paru-paru terlihat menggembung karena terisi oleh CO2 yang terdapat dalam larutan air kapur. Serta, paru katak menjadi  berwarna merah pucat karena adanya akumulasi CO2 ke dalam paru.

G. Kesimpulan

-

Organ respirasi primer pada ikan adalah insang, sedangkan organ respirasi sekunder pada ikan yaitu gelembung renang atau labirin yang keberadaan,  bentuk, dan warnanya merupakan salah satu bentuk adaptasi fisiologis terhadap kondisi habitatnya.

-

Proses respirasi memerlukan oksigen sebagai bahan utama peristiwa oksidasi  jaringan, yaitu pengubahan bahan makanan menjadi energi. Apabila suplai oksigen tidak mencukupi, maka jaringan akan mengalami hipoksia dan lamakelamaan dapat terjadi kematian jaringan.

-

Membran paru-paru permeabel terhadap oksigen(O2) dan karbondioksida (CO2) sehingga dalam proses respirasi, pertukaran antara keduanya dapat  berlangsung secara difusi, yang juga dipengaruhi oleh tekanan antara

 pembuluh darah yang mengandung kedua zat tersebut dengan dinding alveolus paru-paru.

H. Daftar Pustaka Anonim. 2009. Sifat Biologi Ikan Gurame. Gurame . http://hobiikan.blogspot.com/2009/08/sifat biologi-ikan-gurame.html, 7  biologi-ikan-gurame.html,  7 Oktober 2009, pkl 22.00 WIB. Anonim. 2005. Thermoregulation and Buoyancy. Telah diakses dari http://www.faculty. sfasu.edu/collyerml/courses/user/ich/f2009/lec6-7.pdf   pada tanggal 7 Oktober 2009 pukul 22.31 WIB. Anonim. 2009. Fisiologi Pernapasan. Telah diakses dari http://www.scribd.com/doc/ 8343651/FISIOLOGI-PERNAPASAN pada 8343651/FISIOLOGI-PERNAPASAN  pada tanggal 7 Oktober 2009 pukul 23.00 WIB. Anonim. 2009. Methemobglobin.

Telah diakses dari

http://en.wikipedia.org/

wiki/Methemoglobinemia pada wiki/Methemoglobinemia  pada tanggal 7 Oktober 2009 pkl 20:45 WIB Campbell,M.R. 2002.Biologi. 2002 .Biologi.Jakarta: Jakarta: Erlangga Dwidjo,S.D. 1980. Pengantar 1980.  Pengantar Fisiologi Hewan. Hewan . Jakarta: Gramedia. Ramel, Gordon. 2009.  Fish Anatomy : The Swim Bladder. Telah diakses dari www.earthlife.net/fish/bladder.html  pada tanggal 8 Oktober 2009 pukul 05.00 WIB. Sherwood, Lauralee. 2001. Fisiologi 2001.  Fisiologi Manusia. Manusia. Jakarta : EGC. Slamet,P. 2005.Sains 2005.Sains Biologi.Jakarta: Biologi.Jakarta: Bumi Aksara

I.

Lampiran

Soal: 1. Mengapa keluar masuknya O 2  dan CO2  dari organ respirasi ke jaringan dan sebaliknya berlangsung secara difusi? Keluar masuknya O2  dan CO2 dari organ respirasi ke jaringan dan sebaliknya  berlangsung secara difusi. Hal ini dikarenakan organ pernafasan memiliki sifat yang mendukung proses difusi, yaitu memiliki membran yang bersifat permeabel, permukaan membran basah, dan memiliki permukaan yang relatif luas.

2. Buatlah kurva disosasi O 2 dan CO 2 . Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi  pergeseran kurva disosiasi? Kurva disosisasi adalah kurva yanga menggambarakan pengikatan dan pembebasan O 2 secara kooperatif. Faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kurva disosisasi:

-

Afinitas oksigen pada hemoglobin adalah labil. Afnitas dapat ditingkatkan dengan menurunkan suhu, peningkatan pH dasar darah, atau kadar difosfogliserat (DPG) yang rendah. Keadaan ini mengakibatkan disosiasi hemoglobin-oksigen bergeser ke kiri. Afinitas oksigen hemoglobin dapat dikurangi oleh faktor berikut, yang menggeser kurva ke kanan.

-

Jika konsentrasi karbon dioksida ditingkatkan maka karbondioksida diubah menjadi asam karbonat dan pH darah menurun. Penurunan pH darah menyebabkan semakin sulit memenuhi hemoglobin dengan oksigen dan membuat oksigen lebih mudah keluar ke jaringan. ja ringan. Pengaruh pH pada afinitas oksigen-hemoglobin disebut efek Bohr. Peningkatan pengeluaran oksigen oleh hemoglobin berguna sewaktu olahraga, stress atau meningkatnya keasaman darah.

-

Peningkatan suhu, menyebabkan bertambahnya kesulitan untuk memenuhi hemoglobin dengan oksigen. Hemoglobin juga lebih mudah memberikan oksigen pada suhu yang tinggi. Pada suhu tubuh tinggi, laju metabolisme meningkat dan kebutuhan oksigen di tingkat jaringan lebih besar.

-

Peningkatan kadar DPG. Peningkatan produk metabolisme anaerob menurunkan

afinitas

hemoglobin

untuk

oksigen

dan

meningkatkan

 pengeluaran oksigen ke jaringan. DPG dihasilkan metabolisme anaerob

(glikolisis) dan memiliki efek langsung pada hemoglobin. Kadar DPG meningkat pada kondisi anaerob dan oksigen dengan mudah diserahkan oleh hemoglobin. Hal ini membuat lebih banyak oksigen di tingkat jarin gan untuk metabolisme oksidatif.

3. Jelaskan secara singkat mekanisme sintesis ATP di dalam sel!

Langkah akhir pada fosforilasi oksidatif adalah mengkonservasi ADP menjadi ATP. Ini terjadi dalam gabungan molekul protein yang besar, yang menonjol ke segala arah melalui bagian dalam membran mitokondria dan menonjolkan kepala seperti bongkol ke  bagian dalam matriks. Molekul ini adalah ATPase, dinamai ATP sintetase. Dipostulasikan bahwa konsentrasi ion hidrogen yang lebih tinggi di dalam ruang antara 2 membran mitokondria dan perbedaab potensial listrik yang kasar yang melintasi  bagian dalam membran ini menyebabkan ion hidrogen mengalir ke dalam matriks mitokondria melalui zat dari molekul ATPase. Dalam melakukan ini, energi yang  berasal

dari aliran ion hidrogen digunakan oleh ATPase. Untuk mengubah ADP

menjadi ATP dengan menggabungkan ADP dengan fosfat, pada waktu yang sama mmbentuk tambahan ikatan fosfat berenergi tinggi. Kini dapat ditentukan jumlah total molekul ATP yang dibentuk untuk energi dari satu molekul glukosa, jumlahnya adalah 2 selama glikolisis, 2 selama siklus asam sitrat dan 34 selama fosforilasi oksidatif. Yang membuat jumlah total 38 molekul ATP terbentuk untuk tiap molekul glukosa yang didegradasi menjadi CO 2 dan air. Jadi 30.000 kalori energi disimpan dalam bentuk ATP, sedangkan 686.000 kalori dikeluarkan selama oksidasi lengkap setiap grm molekul glukosa. Hal ini menggambarkan efisiensi keseluruhan transfer energi sebesar 44%. Sisa energi sebesar 56% menjadi panas, oleh karena itu tidak dapat digunakan oleh sel untuk melakukan fungsi spesifik.

4. Sebutkan membran respiasi atau pada bagian apa pertukaran O 2  dan CO2  berlangsung pada ikan, katak, reptilia, burung burung dan mamalia!

-

Ikan: insang, gelembung renang, labirin

-

Katak: kulit, paru-paru (trakhea, bronchus,bronkheoli) b ronchus,bronkheoli)

-

Reptil: paru-paru (trachea, bronchus, selat kompleks)

-

Burung: kantong udara (pundit-pundi hawa), paru-paru (trachea, bronchus,  parabronkhus, kapiler-kapiler udara).

-

Mamalia: paru-paru (trakhea, bronchus, bronkheoli, alveoli).