Sistem Sirkulasi, Respirasi, dan Ekskresi — Materi Biologi SMA

Beranda › Learning Hub › Biologi SMA › F.3 Sirkulasi, respirasi, ekskresi

Setiap tarikan napas memasukkan oksigen yang dibawa darah ke seluruh sel; sel menghasilkan CO₂ dan sisa metabolisme yang dibawa kembali oleh darah untuk dibuang lewat paru-paru dan ginjal. Tiga sistem organ ini bekerja sebagai satu rangkaian — itulah cara Panduan meminta kita mempelajarinya.

📋Capaian Pembelajaran

Fase F: menganalisis keterkaitan antarsistem organ dalam tubuh untuk merespons stimulus internal dan eksternal. Panduan menekankan kaitan struktur, jaringan penyusun, dan fungsi, serta hubungan antarsistem — misalnya saat berolahraga atau pada gangguan seperti diabetes — bukan hafalan setiap sistem secara terpisah.

🎯Yang perlu kamu kuasai

Menjelaskan struktur jantung, jenis pembuluh, dan peredaran darah kecil serta besar.
Menentukan kecocokan transfusi dari golongan darah ABO dan rhesus.
Menjelaskan mekanisme inspirasi dan ekspirasi serta membaca spirogram.
Menjelaskan tahap pembentukan urine dan menafsirkan hasil uji urine.
Mengaitkan ketiga sistem dalam respons tubuh, misalnya saat berolahraga.

📚Materi

1. Sistem sirkulasi

Jantung manusia memiliki empat ruang. Dinding bilik kiri paling tebal karena memompa darah ke seluruh tubuh. Katup mencegah darah mengalir balik. Arteri membawa darah meninggalkan jantung (dinding tebal, elastis, tekanan tinggi); vena membawa darah menuju jantung (dinding tipis, berkatup); kapiler berdinding satu lapis sel tempat pertukaran zat.

Skema peredaran darah ganda. Bilik kanan memompa darah miskin oksigen melalui arteri pulmonalis ke paru-paru; darah kaya oksigen kembali melalui vena pulmonalis ke serambi kiri. Bilik kiri memompa darah kaya oksigen melalui aorta ke seluruh tubuh; darah kembali melalui vena kava ke serambi kanan. — Peredaran darah ganda. Merah = kaya oksigen, biru = miskin oksigen. Gambar dilihat dari depan, sehingga sisi kanan jantung tampak di kiri.

Peredaran kecil (pulmonal): bilik kanan → arteri pulmonalis → paru-paru → vena pulmonalis → serambi kiri.
Peredaran besar (sistemik): bilik kiri → aorta → seluruh tubuh → vena kava → serambi kanan.
Satu-satunya arteri yang membawa darah miskin O₂ adalah arteri pulmonalis; satu-satunya vena yang membawa darah kaya O₂ adalah vena pulmonalis.

Golongan darah ABO: golongan A memiliki antigen A dan antibodi anti-B; B memiliki antigen B dan anti-A; AB memiliki kedua antigen tanpa antibodi (resipien universal); O tanpa antigen dengan anti-A dan anti-B (donor universal). Pada uji golongan darah, darah menggumpal dengan serum anti-A jika mengandung antigen A. Transfusi aman bila antigen donor tidak bertemu antibodi resipien; idealnya golongan dan rhesus sama.

2. Sistem respirasi

Udara: rongga hidung → faring → laring → trakea → bronkus → bronkiolus → alveolus. Alveolus berdinding tipis, lembap, sangat banyak, dan dikelilingi kapiler — memaksimalkan difusi O₂ ke darah dan CO₂ ke alveolus. O₂ diangkut terutama oleh hemoglobin; CO₂ terutama sebagai ion bikarbonat dalam plasma.

Inspirasi: otot antartulang rusuk luar berkontraksi (rusuk terangkat) dan diafragma berkontraksi (mendatar) → volume rongga dada membesar → tekanan turun di bawah tekanan udara luar → udara masuk.
Ekspirasi: otot-otot tersebut relaksasi → volume mengecil → tekanan naik → udara keluar.

Spirogram volume paru-paru terhadap waktu. Napas biasa berosilasi antara 2.500 dan 3.000 mL (volume tidal 500 mL). Tarikan napas maksimal mencapai 6.000 mL; hembusan maksimal turun ke 1.200 mL. Di bawah 1.200 mL adalah volume residu. — Spirogram: kapasitas vital = cadangan inspirasi + volume tidal + cadangan ekspirasi; volume residu tidak dapat dihembuskan.

Kapasitas vital = cadangan inspirasi + volume tidal + cadangan ekspirasi. Kapasitas total paru-paru = kapasitas vital + volume residu.

3. Sistem ekskresi

Ginjal menyaring darah di sekitar sejuta nefron. Organ ekskresi lain: paru-paru (CO₂, uap air), kulit (keringat), dan hati (urea dibentuk di hati dari amonia, empedu).

Tiga tahap pembentukan urine: filtrasi di glomerulus dan kapsul Bowman menghasilkan urine primer, reabsorpsi di tubulus proksimal dan lengkung Henle menghasilkan urine sekunder, augmentasi di tubulus distal menghasilkan urine sesungguhnya yang dialirkan ke tubulus kolektivus. — Tiga tahap pembentukan urine dan cara membaca hasil uji urine.

Filtrasi: air, glukosa, asam amino, garam, dan urea tersaring; sel darah dan protein besar tidak.
Reabsorpsi: glukosa, asam amino, sebagian besar air, dan ion diserap kembali. Hormon ADH meningkatkan penyerapan air di tubulus distal dan kolektivus.
Augmentasi: zat sisa seperti H⁺, K⁺, urea, dan obat ditambahkan ke tubulus.

4. Keterkaitan saat berolahraga

Otot memerlukan lebih banyak ATP → respirasi seluler meningkat → kadar CO₂ darah naik → pusat pernapasan di batang otak meningkatkan frekuensi dan kedalaman napas; jantung berdenyut lebih cepat sehingga O₂ lebih cepat terkirim. Keringat keluar untuk membuang panas; karena banyak air hilang, ADH meningkat dan urine menjadi lebih pekat dan sedikit.

✏️Contoh soal

Hasil uji urine pasien: uji Benedict positif (merah bata), uji biuret negatif. Bagian nefron manakah yang “kewalahan”, dan gangguan apa yang mungkin dialami pasien?

Benedict positif berarti ada glukosa dalam urine. Glukosa normalnya tersaring lalu diserap kembali seluruhnya di tubulus kontortus proksimal. Jika kadar glukosa darah terlalu tinggi, kemampuan reabsorpsi terlampaui. Kemungkinan pasien mengalami diabetes melitus (kekurangan insulin atau resistensi insulin).

Periksa. Biuret negatif berarti tidak ada protein, sehingga glomerulus (filtrasi) tidak rusak.

Jebakan. Menjawab “glomerulus rusak”. Glukosa memang lolos filtrasi pada orang sehat; masalahnya ada pada reabsorpsi.

📝Latihan

Kerjakan di kertas, lalu buka jawabannya.

1. Pembuluh manakah yang membawa darah paling kaya oksigen: vena kava, arteri pulmonalis, vena pulmonalis, atau vena porta hati?

Vena pulmonalis — membawa darah dari paru-paru ke serambi kiri.

2. Darah seseorang menggumpal dengan serum anti-B tetapi tidak dengan anti-A. Apa golongan darahnya, dan dapatkah ia menerima darah golongan A?

Golongan B (memiliki antibodi anti-A), sehingga tidak boleh menerima darah golongan A.

3. Mengapa dinding bilik kiri lebih tebal daripada bilik kanan?

Bilik kiri memompa darah ke seluruh tubuh yang jaraknya jauh dan hambatannya besar, sehingga memerlukan tekanan lebih tinggi daripada bilik kanan yang hanya memompa ke paru-paru.

4. Volume tidal 500 mL, cadangan inspirasi 3.000 mL, cadangan ekspirasi 1.200 mL, residu 1.000 mL. Hitung kapasitas vital dan kapasitas total.

Kapasitas vital = 500 + 3.000 + 1.200 = 4.700 mL; kapasitas total = 4.700 + 1.000 = 5.700 mL.

5. Urine seseorang mengandung protein dan sel darah merah. Bagian mana yang terganggu?

Glomerulus (tahap filtrasi), misalnya akibat radang ginjal (nefritis).

6. Mengapa urine menjadi sedikit dan pekat pada hari yang panas?

Banyak air hilang lewat keringat; kelenjar hipofisis melepaskan lebih banyak ADH sehingga reabsorpsi air di tubulus distal dan kolektivus meningkat.

🎯Latihan TKA untuk topik ini

Soal-soal berikut dari latihan TKA Biologi SMA menguji materi di halaman ini. Kerjakan langsung di halaman soal, lalu buka pembahasannya.

Paket 1 · Soal 10 PGK MCMA — Menentukan pembuluh darah yang mengangkut darah kaya oksigen berdasarkan skema peredaran darah.
Paket 1 · Soal 11 PGK Kategori — Menentukan kecocokan donor dan resipien berdasarkan hasil uji golongan darah.
Paket 1 · Soal 12 PG — Menentukan volume dan kapasitas paru-paru dari spirogram.
Paket 1 · Soal 13 PG — Menentukan bagian nefron yang berkaitan dengan ditemukannya glukosa dalam urine.
Paket 2 · Soal 10 PG — Menentukan urutan aliran darah pada peredaran darah kecil (pulmonal).
Paket 2 · Soal 11 PGK MCMA — Menjelaskan mekanisme inspirasi berdasarkan kerja otot dan perubahan tekanan rongga dada.
Paket 2 · Soal 12 PG — Menentukan bagian nefron yang mengalami gangguan berdasarkan hasil uji urine.
Paket 2 · Soal 13 PGK Kategori — Menganalisis hubungan struktur jantung dan pembuluh darah dengan fungsinya.