SISTEM RESPIRASI PADA BELALANG

 Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Praktikum 

Mata Kuliah Praktikum Fisiologi Hewan

Dosen Mata Kuliah: Siti Nurkamilah, S.Pd.

Disusun oleh :

1.	Iman Rusmana	12542038
2.	Dewi Nurma Gufita	12542002
3.	Ita Nurita	12542020
4.	Rd. Mustika	12542027
5. 6.	Vini Siti Fatimah Rina Durahim	12542032 12542042

               

Kelas : Biologi 3-C

SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

GARUT

2014

  

I.            Tujuan Pengamatan

Tujuan praktikum ini adalah untuk membandingkan banyaknya oksigen yang dikonsumsi oleh serangga jantan dan betina serta serangga kecil dan besar persatuan waktu.

II.            Dasar Teori                                                

Bernafas merupakan salah satu ciri dan aktivitas makhluk hidup. Istilah pernafasan sering di sama artikan dengan istilah respirasi, walau sebenarnya kedua istilah tersebut secara harfiah berbeda. Pernafasan (breathing) berarti menghirup dan menghembuskan nafas. Bernafas berarti memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan luar. Sedangkan respirasi (respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di dalam sel guna memperoleh energi.

Respirasi bertujuan untuk menghasilkan energi. Energi hasil respirasi tersebut sangat diperlukan untuk aktivitas hidup, seperti mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. Jadi kegiatan pernafasan dan respirasi tersebut saling berhubungan karena pada proses pernafasan dimasukkan udara dari luar (oksigen) dan oksigen tersebut digunakan untuk proses respirasi guna memperoleh energi dan selanjutnya sisa respirasi berupa gas karbon dioksida (CO₂) dikeluarkan melalui proses pernafasan.

Karena hewan-hewan tingkat rendah dan tumbuhan tidak memiliki alat pernafasan khusus sehingga oksigen dapat langsung masuk dengan cara difusi, maka sering kali istilah pernafasan disamakan dengan istilah respirasi. Dengan demikian perbedaan kedua istilah itu tidak mutlak.

Alat pernafasan hewan pada dasarnya berupa alat pemasukan dan alat pengangkutan udara. Apabila alat pemasukan ke dalam tubuh tidak ada, maka pemasukan oksigen dilakukan dengan cara difusi, misalnya pada protozoa. Pada cacing tanah, oksigen masuk secara difusi melalui permukaan tubuh, kemudian masuk ke pembuluh darah. Di dalam darah, oksigen di ikat oleh pigmen-pigmen darah, yaitu hemoglobin yang larut dalam plasma darah. Pada hewan lain, hemoglobin terkandung di dalam sel darah merah (eritrosit).

Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi oleh tubuh per satuan waktu. Laju metabolisme berkaitan erat dengan respirasi karena respirasi merupakan proses ekstrasi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen. Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut:

 C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6H₂O + ATP

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. 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).

Respirasi merupakan proses penghasil energi di dalam tubuh makhluk hidup. Selain dihasilkan energi dihasilkan juga karbon dioksida yang harus dikeluarkan dari tubuh. Proses respirasi meliputi 4 bagian yaitu:

1.      Keluar masuknya udara antara dua organ pernapasan (alveole paru-paru) yang disebut ventilasi polmonum.

2.      Difusi O2 dan CO2 antara udara dan alveole dan dalam darah.

3.      Transport O2 dan CO2 dalam darah / cairan tubuh ke dan dari sel.

4.      Pengaturan ventilasi dan segi-segui respirasi lainnya.

Dari keempat proses di atas dibedakan menjadi:

1.      Respirasi eksternal: meliputi pertukaran O2 dan CO2 yang terjadi di paru-paru antara alveole dan kapiler darah.

2.      Respirasi internal: meliputi pertukaran gas (O2 dan CO2) yang terjadi di tenunan: semua proses pertukaran gas antara sel dengan cairan sel disekelilingnya.

Serangga mempunyai alat pernapasan khusus berupa system trachea yang berfungsi untuk mengangkut dan mengedarkan O₂ ke seluruh tubuh serta mengangkut dan mengeluarkan CO₂ dari tubuh. Trachea memanjang dan bercabang-cabang menjadi saluran hawa halus yang masuk ke seluruh jaringan tubuh oleh karena itu, pengangkutan O₂ dan CO₂ dalam system ini tidak membutuhkan bantuan sitem transportasi atau darah.

Udara masuk dan keluar melalui stigma, yaitu lubang kecil yang terdapat di kanan-kiri tubuhnya. Selanjutnya dari stigama, udara masuk ke pembuluh trachea yang memanjang dan sebagian ke kantung hawa.

Pada serangga bertubuh besar terjadinya pengeluaran gas sisa pernafasan terjadi karena adanya pengaruh kontraksi otot-otot tubuh yang bergerak secara teratur.

Corong hawa (trakea) adalah alat pernapasan yang dimiliki oleh serangga dan arthropoda lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada di kerangka luar (eksoskeleton) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, dan terletak berpasangan pada setiap segmen tubuh. Spirakel mempunyai katup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Pada umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat.

Oksigen dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dari spirakel menuju pembuluh-pembuluh trakea dan selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam. Trakeolus tidak berlapis kitin, berisi cairan, dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. Trakeolus ini mempunyai fungsi yang sama dengan kapiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada vertebrata.

Sistem pernafasan pada serangga mengenal dua sistem, yaitu sistem terbuka dan sistem tertutup. Digunakan alat/organ yang disebut spirakulum (spiracle), juga tabung-tabung trakhea dan trakheola. Tekanan total dari udara sebenarnya merupakan jumlah tekanan gas N₂, O₂, CO₂ dan gas-gas lain. O₂ sendiri masuk ke dalam jaringan dengan satu proses tunggal yaitu adanya tekanan udara dalam jaringan. Tekanan O₂ dengan demikian harus lebih besar daripada tekanan udara dalam jaringan, sebaliknya tekanan CO₂ dalam jaringan harus lebih besar dibanding yang ada di udara.

III.     Alat dan Bahan

·         Alat

1.      Respirometer sederhana         

2.       Neraca timbang

3.      Pipet tetes

4.      Stopwatch/ pengukur waktu

·         Bahan

1.      Belalang

2.      Kristal (KOH)

3.      Plastisin/vaselin

4.      Tisu

  IV.    Langkah Kerja

1)      Membungkus  Kristal NaOH/KOH dengan kapas, lalu masukkan dalam tabung respirometer.

2)      Menimbang serangga yang akan dipakai untuk praktikum dengan cara, menimbang botol respirometer yang hanya berisi KOH + tisu, lalu menimbang botol respirometer yang berisi KOH, tisu dan serangga, setelah itu hasil timbangan ke dua di kurangi timbangan ke satu.

3)      Menutup botol respirometer

4)       Mengoleskan vaselin/plastisin pada celah penutup tabung.

5)      Menutup ujung pipa berskala dengan jari kurang lebih satu menit, kemudian lepaskan dan memasukkan setetes metelan blue dengan menggunakan pipet

6)      Mengamatimati dan catat perubahan kedudukan eosin pada pipa berskala setiap 2 menit selama 10 menit.

7)       Setiap serangga yang sama dilakukan dua kali percobaan

V.     Hasil Pengamatan

No	Sampel Hewan	Berat	Waktu	O2 yang di konsumsi	Rata-Rata
1	Belalang Besar (betina)	3,48	10 1	37,3	34
			102	30,39
2	Belalang kecil (jantan)	1,44	101	20,8	18,15
			102	15,5

VI.            Pembahasan

Pada praktikum ini, dengan menggunakan respirometer. Digunakan kristal  KOH. Fungsi dari kristal KOH adalah untuk mengikat CO₂, sehingga pergerakan dari larutan metelin blue benar-benar hanya disebabkan oleh konsumsi oksigen. Adapun reaksi yang terjadi antara KOH dengan CO₂ adalah sebagai berikut:

KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O

Setelah itu serangga dimasukkan ke dalam tabung dan tabung ditutup dengan bagian yang berskala rapat-rapat. Untuk mengetahui penyusutan udara dalam tabung, pada ujung terbuka pipa berskala diberi setetes larutan metelin blue. Larutan metelin blue ini akan bergerak ke arah tabung spesimen karena terjadinya penyusutan volum udara dalam ruang tertutup (tabung spesimen) sebagai akibat pernapasan, yaitu O₂ diserap sedangkan CO₂ dihembuskan tetapi lalu diserap oleh KOH. Kecepatan larutan metelin blue itu bergerak ke dalam menunjukkan kecepatan pernapasan organisme (serangga) yang diamati.

Perhitungan dilakukan untuk memperoleh angka kecepatan respirasi organisme tertentu dalam ml tiap satuan waktu. Data yang diambil adalah lama pernapasan. Dalam percobaan ini diambil tiap  10 menit sekali dan jarak yang ditempuh oleh larutan metelin blue bergerak.kami melakukanpercobaan setiap spesies yang sama sebanyak dua kali dan mengambil rata-rata sebagai hasilnya. Keberhasilan percobaan atau eksperimen ini tergantung pada bocor tidaknya alat. Pada percobaan ini, hubungan antara tabung dan bagian berskala ditutup rapat menggunakan vaselin. Tujuan pemberian vaselin atau vaselin yaitu agar hubungan antara tabung dan bagian bersekala licin serta udara tidak dapat keluar masuk.

Pada percobaan ini, perubahan suhu udara (bila menjadi panas) menyebabkan titik air yang sudah bergerak ke arah tabung dapat bergerak kembali ke arah luar. Oleh karena itu percobaan ini diadakan dalam waktu perubahan suhu tidak besar. Sebaliknya bila suhu menurun, tetes air cepat bergerak ke arah tabung spesimen.

Sebelum disimpan, spesimen hewan dikembalikan ke tempatnya dan KOH yang biasanya meleleh segera dikeluarkan dan tabung dicuci bersih. Jika kurang bersih dan tabung tertutup, maka akan terjadi respirometer tak dapat dibuka lagi, karena merekat oleh KOH.

Faktor- faktor yang mempengaruhi laju respirasi:

1.)    Jenis kelamin

Belalang  betina dan belalang jantan memiliki kecepatan respirasi yang berbeda.

2.)    Ketinggian

Ketinggian mempengaruhi pernapasan. Makin tinggi daratan, makin rendah O₂, sehingga makin sedikit O₂ yang dapat dihirup belalang.Sebagai akibatnya belalang pada daerah ketinggian memiliki laju pernapasan yang meningkat, juga kedalaman pernapasan yang meningkat.

3.)    Ketersediaan Oksigen.

Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.

4.)    Suhu.

Serangga mempunyai alat pernapasan khusus berupa system trachea yang berfungsi untuk mengangkut dan mengedarkan O₂  ke seluruh tubuh serta mengangkut dan mengeluarkan CO₂ dari tubuh. Trachea memanjang dan bercabang-cabang menjadi saluran hawa halus yang masuk ke seluruh jaringan tubuh oleh karena itu, pengangkutan O₂ dan CO₂ dalam system ini tidak membutuhkan bantuan sitem transportasi atau darah.Udara masuk dan keluar melalui stigma, yaitu lubang kecil yang terdapat di kanan-kiri tubuhnya.Selanjutnya dari stigama, udara masuk ke pembuluh trachea yang memanjang dan sebagian ke kantung hawa. Pada serangga bertubuh besar terjadinya pengeluaran gas sisa pernafasan terjadi karena adanya pengaruh kontraksi otot-otot tubuh yang bergerak secara terat

5.)    Berat Tubuh

Hubungan antara berat dengan penggunaan oksigen berbanding lurus.Karena setiap makhluk hidup membutuhkan O2 (Oksigen) dalam jumlah yang besar.Semakin berat serangga semakin cepat pergerakan larutan eosin pada pipa berskala, begitupun sebaliknya, semakin ringan serangga maka semakin lambat pergerakan larutan eosin pada pipa berskala. Ini artinya semakin berat tubuh serangga, akan semakin banyak membutuhkan oksigen sehingga akan semakin cepat pernafasannya. Sebaliknya, semakin ringan tubuh serangga akan semakin lambat respirasinya. Seperti halnya manusia apabila dia berbadan gemuk dia lebih banyak membutuhkan oksigen sehingga akan bernafas cepat.

Pada hasil praktikum di atas, jelas sekali bahwa ukuran tubuh belalang mempengaruhi laju pernapasan.Semakin besar ukuran dan berat tubuh maka semakin cepat pernapasannya.

Pada hasil praktikum dapat dilihat bahwa sistem respirasi pada belalang besar (betina) lebih besar dari pada belalang kecil (jantan).

VII.            Kesimpulan

Pada proses respirasi menghasilkan karbondioksida (CO₂), uap air (H₂O) dan sejumlah energi.Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6H₂O + ATP

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat di tarik kesimpulan bahwa KOH dapat membantu mempercepat proses pernapasan pada belalang. Belalang betina memerlukan lebih banyak oksigen dalam pernapasan, dari pada belalang jantan. Hal ini dikarenakan ukuran tubuh belalang betina lebih besar dari pada tubuh jantan sehingga aktifitas pergerakan yang dilakukan akan semakin banyak. Ini menyebabkan belalang betina membutuhkan oksigen lebih banyak dari pada belalang jantan sehingga saat di ukur dengan respirometer gerakan larutan metelin blue akan lebih cepat dari pada belalang jantan (laju respirasi lebih cepat). Ini menandakan berat atau ukuran serta aktivitas serangga merupakan faktor yang mempengaruhi dalam proses respirasi.

Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan faktor-faktor yang mempengaruhi proses respirasi adalah berat tubuh, kegiatan tubuh dan jenis kelamin dari serangga.

Terdapat hubungan antara berat (ukuran/besar) serangga dengan kecepatan pernafasannya, semakin berat (besar) tubuh belalang maka semakin banyak oksigen yang di butuhkan sehingga semakin cepat pernapasannya. Sebaliknya, semakin ringan berat serangga (ukurannya kecil) maka makin sedikit pula oksigen yang ia butuhkan sehingga semakin lambat pernapasannya. Begitu pula dengan aktifitas belalang tersebut, juga mempengaruhi kebutuhan oksigen.

     

.

VIII.            Daftar Pustaka

Ø  Aryulina, Diah., Choirul Muslim dan Syalfinaf Manaf.2010.Biology 2B for Senior High School Grade XI Semester 2.Jakarta:Esis.

Ø  Syamsuri, Istamar.,dkk.2007.Biologi untuk SMA Kelas XI Semester 2. Jakarta: Erlangga.

Ø  Reza Fredo Simarmata. Praktikum Respirasi Serangga. (Online).

Ø  (http://biologipedia.blogspot.com/2012/03/praktikum-respirasi-serangga.html/, diakses pada hari Kamis, 07 Februari 2013, pukul 14.45).

XI. Lampiran