Sel Dan Energi Dalam Sel: Oleh: Kelompok Tutorial 6

SEL DAN ENERGI DALAM SEL

OLEH: KELOMPOK TUTORIAL 6

SKENARIO Saat upacara memperingati hari sumpah pemuda ada sebagian kecil mahasiswa pingsan dengan wajah atau muka kelihatan pucat. Team Bantuan Medis Mahasiswa FK-UMM datang dan mengangkat mahasiswa yang pingsan ke tempat teduh, diistirahatkan dan pakaian dilonggarkan.

KEYWORD : Upacara, Panas , Pingsan, Wajah atau muka kelihatan pucat, Dibawa ke tempat teduh, Pakaian dilonggarkan.

Rumusan masalah  Mengapa sebagian kecil mahasiswa mengalami

pingsan pada saat mengikuti upacara ?  Mengapa sebagian kecil mahasiswa pada saat pingsan berwajah pucat?  Mengapa pada saat pingsan mahasiswa dibawa ke tempat teduh untuk diistirahatkan?  Mengapa pada saat diistirahatkan Team Bantuan Medis Mahasiswa melonggarkan pakaian mahasiswa yang pingsan?

Hipotesis  Mahasiswa pada saat mengikuti upacara kehabisan energi

dan mengalami hipoksia akibat kekurangan suplai oksigen pada otak.  Terjadi penumpukan CO2 pada eritrosit yang berada di subkutan atau perifer.  Tempat yang teduh banyak mengandung O2, sehingga mahasiswa yang pingsan mendapatkan suplai O2 yang cukup.  Pakaian dilonggarkan agar O2 yang masuk dapat melakukan proses inspirasi dengan baik, sehingga O2 dapat membantu proses metabolisme dan respirasi sel secara normal kembali.

TUJUAN  Mengetahui penyebab siswa yang mengikuti upacara

tersebut pingsan  Mengetahui penyebab wajah menjadi pucat saat pingsan  Mengetahui kegunaan mengapa siswa yang pingsan tersebut dibawa ke tempat teduh dan dilonggarkan pakaiannya

KERANGKA KONSEP Upacara

Aktifitas

Berdiri

Konsentrasi

Kebutuhan Energi lebih besar

Panas

Metabolisme lebih cepat

CO2 tertimbun didalam darah

Eritrosit tidak bisa mengikat O2

Fermentasi asam laktat di otot

Timbunan CO2 di daerah perifer dan subkutan Pucat

•Memperlancar aliran darah •Mempermudah menghirup O2

Pakaian dilonggarkan

Pingsan

Dibawa Ke tempat Teduh

Asam lakta tertimbun di otot

•Menambah suplai O2 •Suhu relatif stabil

Pembahasan  Faktor – faktor yang menyebabkan sebagian

mahasiswa pingsan pada saat upacara memperingati Sumpah Pemuda yaitu kurangnya asupan karbohidrat,glukosa serta O2 yang berperan penting dalam proses metabolisme sel yang mengakibatkan terganggunya komunikasi antar sel dan mekanisme transport melalui membran sel. Dalam keadaan tidak normal ini tubuh tidak bisa menghasilkan ATP yang cukup untuk menunjang kegiatan yang dilakukan oleh tubuh dikarenakan kurangnya asupan O2 didalam tubuh yang tidak bisa mensintesis senyawa – senyawa yang ada untuk menghasilkan ATP .

Kesimpulan  Mahasiswa mengalami keletihan ataupun pingsan

dikarenakan kekurangan oksigen. Sel yang kekurangan oksigen akan kesulitan untuk menghasilkan ATP yang maksimal. Sehingga sel menggunakan respirasi fermentasi untuk memenuhi kebutuhan ATP. Hasil dari fermentasi sebagaian besar dalah as.laktat, dimana jika menumpuk dalam otot dalam jumlah banyak akan menghalangi kontraksi dan relaksasi otot yang nantinya akan mengakibatkan keletihan.

TINJAUAN PUSTAKA

1. STRUKTUR SEL HIDUP

TEORI SEL  Sel sebagai kesatuan struktural (Mathias Schleiden dan Teodor  

 

Schwan) Sel sebagai kesatuan fungsional (Max Schultze) Sel sebagai kesatuan reproduksi (Rudolf Virchow) Sel sebagai kesatuan pertumbuhan (Rene Dutrochet) Sel sebagai kesatuan hereditas (Edmund B. Wilson)

Sel dibedakan atas :  Sel Prokariotik

dimiliki oleh organisme bersel tunggal  Sel Eukariotik

dimiliki oleh organisme bersel banyak

SEL PROKARIOTIK  Tidak memiliki membran inti  Kromosomnya tunggal  DNAnya melingkar di dalam sitoplasma yang dinamakan

nukleid  Umumnya berukuran lebih kecil dan sederhana dari sel eukariotik  Tidak ada organel khusus, misalnya mitokondria, RE, Badan golgi  Contoh sel prokariotik: sel bakteri, ganggang biru, dan ganggang hijau

SEL EUKARIOTIK     

Intinya telah memiliki membran DNAnya telah berkombinasi dengan protein Kromosomnya multiple Telah memiliki anak inti Memiliki ukuran dan bentuk yang berbeda tergantung dari jenis dan fungsinya masing-masing  Contoh sel eukariotik: sel protista, fungi, tumbuhan, hewan, dan manusia

Struktur dasar sel prokariotik DNA sirkular

Membran plasma

Ribosom

Sitoplasma

Mesosom

Flagelum

Struktur sel hewan

Struktur sel tumbuhan

Bagian-bagian sel Secara garis besar, sel dibagi menjadi:  Dinding sel dan membran plasma  Sitoplasma, di dalamnya ada 2 macam bangunan: - Organel *Organel yang aktif dalam metabolisme sel: ribosom, mitokondria, retikulum endoplasma, aparatus golgi, lisosom, dan vakuola *Organel yang tidak aktif dalam metabolisme sel : sentriol, mikrotubulus, fibril, mikrobodi - Inklusio : timbunan makanan, butir-butir sekresi, dan pigmen  Inti sel  Kromosom

DINDING SEL DAN MEMBRAN PLASMA  Dinding sel

- pada sel tumbuhan tampak nyata, lebih tebal dan kuat karena memiliki fungsi utama sebagai pelindung dan rangka sel. mempunyai sifat permeabilitas yang tinggi sehingga bahan-bahan yang diperlukan oleh sel dapat dengan mudah melewati dinding sel - pada sel hewan dinding sel lebih dikenal dengan selubung sel karena sangat tipis

 Membran plasma

terdiri atas lapisan rangkap lipid yang diapit oleh lapisan protein pada kedua permukaannya (Danielli) Sifat-sifat khas membran plasma : - Makromolekul tidak bisa melewati membran plasma - Membran plasma mampu menjaga keseimbangan elektolit - Mempunyai kemampuan mengadakan transportasi aktif - Mampu melaksanakan transportasi air - Membran sel dapat melakukan invaginasi (pada proses pinositosis dan fagositosis)

SITOPLASMA  Sitoplasma merupakan yang di dalamnya

mengandung bangunan yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri yang tampak sebagai granula.

Sitoplasma mempunyai sifat-sifat fisiologis yang khas, berhubungan dengan fungsi sel:  Iritabilitas, yaitu kemampuan untuk bereaksi terhadap rangsang  Konduktivitas, yaitu kemampuan untuk meneruskan rangsang  Kontraktilitas, yaitu kemampuan untuk merubah panjang  Absorbsi dan asimilasi, Menyerap bahan-bahan di sekitar sel (absorbsi) Menggunakannya untuk membentuk energi yang diperlukan sel (asimilasi)

Sitoplasma mempunyai sifat-sifat fisiologis yang khas, berhubungan dengan fungsi sel:  Ekskresi dan Sekresi  Respirasi, kemampuan untuk melaksanakan proses

pengolahan bahan makanan menjadi energi dengan bantuan oksigen  Pertumbuhan dan pembelahan

ORGANEL  Aktif dalam metabolisme sel:  Ribosom  Mitokondria  Retikulum Endoplasma  Aparatus golgi  Lisosom  Vakuola

 tidak aktif dalam

metabolisme sel  Sentriol  Mikrotubulus  Fibril  Mikrobodi

INKLUSIO Timbunan makanan  Timbunan makanan terdiri dari berbagai macam, diantaranya protein, karbohidrat (disimpan dalam sel hati dan otot dalam bentuk glikogen), dan lipid(disimpan di dalam sel lemak) Butir-butir sekresi  Bahan yang akan disekresikan oleh sel, dibuat ribosom dan diangkut oleh RE masuk ke dalam aparatus golgi kemudian masuk ke dalam vesikel sekretori untuk dikeluarkan dari dalam sel

Pigmen  Benda berwarna yang terdapat dalam sitoplasma  Pigmen terbagi menjadi 2 : * pigmen Endogen, pigmen yang memang terdapat dalam sel : - hemoglobin dalam eritrosit - mioglobin dalam sel otot - melanin dalam sel epitel kulit * pigmen eksogen, pigmen yang terdapat dalam sitoplasmatetapi berasal dari luar sel, diantaranya : - debu arang dalam sel paru-paru yang dijumpai pada penderita anthrakosis - karotenoid dalam sel tanaman masuk bersama makanan

INTI SEL  Mempunyai fungsi utama untuk mengadakan kontrol

terhadap aktivitas sel agar setiap sel dapat bekerja dan melaksanakan fungsinya dengan baik

Bagian-bagian inti sel : *Membran inti - Membran pembungkus inti sel Pada waktu pembelahan sel membran inti akan menghilang dan kemudian akan muncul lagi setelah pembelahan sel selesai *Anak inti (nukleolus) - Tidak memiliki membran - Berfungsi sebagai tempat pembuatan protein yang akan digunakan untuk membuat ribosom dan juga sebagai tempat sintesis RNA *Kromatin - Berbentuk butir-butir berwarna gelap - Merupakan begian dari benang-benang kromosom *Karioplasma -cairan inti

KROMOSOM  Terdapat dalam inti sel  Di dalamnya terkandung: - 12% RNA - 16 % DNA - 72 % Protein  Terbagi menjadi 2 : - Sentromer pusat pergerakan kromosom saat pembelahan sel - Telomer *lengan-lengan kromosom *berperan penting dalam pembentukan nukleolus

 Kromosom berfungsi dalam pembelahan sel sebagai sifat yang diturunkan

Fungsi Organela Sel

Skema Organisasi Sel

Membran Sel

Sitoplasma

Organela

Sitosol

Jenis sel berdasarkan ada tidaknya nukleus :  Sel Prokariotik  Sel Eukariotik

Sel eukariotik mempunyai 2 bagian penting, yaitu :  Nucleus, bagian luar dibatasi oleh selubung inti.  Sitoplasma, bagian luar dibatasi oleh membran

plasma.

Organel terbagi menjadi 2:  Organel yang aktif dalam metabolisme sel:  Ribosom  Mitokondria  Retikulum endoplasma  Aparatus Golgi  Membran Sel  Lysosom

 Organel yang tidak aktif dalam metabolisme sel:  Sentriol  Mikrotubulus  Fibril  Mikrobodi

 Ribosom

Pada sel eukariotik, ribosom terdapat pada:  Bebas dalam sitoplasma dan berbentuk granula yang     

jumlahnya banyak sekali Menempel pada ER Menempel pada bagian luar membran inti Menempel pada bagian dalam membran plasma Dalam mitokondria Banyak mengandung asam nukleat

 Ribosom dibagi dua:  Ribosom bebas yang berfungsi untuk sintesa protein yang hasilnya digunakan untuk bahan sel itu sendiri.  Ribosom yang terikat pada ER yang berfungsi untuk sintesa protein yang hasilnya disekresikan keluar sel.

 Mitokondria  Berbentuk silindris dengan panjang 2µm, lebar 0,1-0,5 µm  Mitokondria mempunyai membran rangkap yakni membran dalam dan luar. Membran dalam melipat-lipat membentuk krista  Jumlah mitokondria dalam sel bervariasi tergantung pada jenis sel dan kondisinya  Terdapat ribosom dan DNA sehingga dapat membelah diri dan mensitesa protein (organela semiotonom)  Berfungsi dalam menghasilkan energi untuk kegiatan sel (respirasi sel)

 Endoplasmic Reticulum

Dibagi menjadi 2, yaitu:  E.R Kasar atau Granular ER = Rough (RER)  E.R Halus atau Agranular ER = Smooth (SER)

 Pada RER permukaan luar menempel ribosom dan

berfungsi untuk sintesa protein.  Pada SER permukaan luar tidak ditempeli ribosom. Sehingga mempunyai fungsi :  Sintesa steroid/lemak  Pada sel otot/otot jantung, sarcoplasma R. penting

untuk transport ion Ca dalam proses kontraksi otot  Detoxifikasi obat-obatan  Sintesa glukogen

 Apparatus Golgi

Tersusun atas gelembung yang berdinding membran Fungsi:  Sekresi sel  Glycosidasi dari lipid dan protein membentuk glycolipid

dan glycoprotein

 Lysosom

Lysosom dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:  Lysosom primer, lysosom yang baru dilepaskan oleh

kompleks golgi  Lysosom sekunder, lysosom yang mengadakan fusi dengan bangunan lain yang akan dicernakan

 Fungsi Lysosom :  Mencerna materi yang berasal dari luar sel yang diambil secara endositosis (phagositosis dan pinositosis)  Mencerna materi intrasel sendiri (autolysosome)  Membantu sperma menembus sel telur selama fertilisasi dengan enzim hydrolitic sel spermatozoa  Menghancurkan organel yang mati dan kemudian mendekati membran plasma untuk mengeluarkannya

 Endocytosis dibagi atas 2 kategori:  Phagocytosis, yakni proses pemasukan bahan padat dari luar sel dengan melingkupinya dengan membran sel  Pinocytosis, yakni proses pemasukan bahan dari luar sel berupa cairan yang mengandung protein/bahan lain yang larut dalam bentuk gelembung kecil

 Sentriol  Berbentuk silinder  Setiap sel memiliki pasangan sentriol  Berperan dalam proses pembelahan sel  Mikrotubuli  Berbentuk benang yang panjang  Terdapat pada semua sel kecuali pada bakteri dan ganggang  Tersusun atas molekul protein yang mengalami perubahan pada waktu pembelahan sel  Fungsi mikrotubuli:    

Sebagai rangka sel Dalam sel saraf berfungsi sebagai alat transportasi partikel dan makromolekul Mempunyai hubungan dengan fungsi gerakan sel baik flagela maupun silia Berperan dalam pembelahan sel

 Fibril  Berbentuk seperti benang dengan ukuran yang bermacam-macam  Dalam sel saraf berfungsi untuk menghantarkan rangsang  Dalam setiap sel epitel berfungsi mempertahankan tonus sel sehingga dapat memelihara tegangan permukaan dari epitel  Dalam sel-sel lain pada umumnya berfungsi untuk membantu mikrotubuli dalam menjalankan fungsinya sebagai rangka sel  Mikrobodi  Berbentuk bulat  Belum diketahui fungsinya, tetapi diduga bahwa mikrobodi menyimpan hidrogen peroksida yang berbahaya dan nantinya diubah menjadi air oleh enzim-enzim di dalamnya

Nukleus (Inti Sel)  Inti sel (nukleus) dipisahkan dari sitoplasma oleh membrane nucleus, suatu lapis

ganda unit membrane  Dalam sebuah sel pada umumnya hanya terdapat satu inti sel kecuali pada sel otot seran lintang, osteoklas, dan sel dari beberapa jenis ganggang  Fungsi nucleus:  Mengandung DNA dalam bentuk garis – garis gen yang sejajar  Mengandung kariotip tubuh seluruhnya yang terdiri atas 46 kromosom

 Bagian-bagian inti sel :  Membran inti  

Membran pembungkus inti sel Pada waktu pembelahan sel membran inti akan menghilang dan kemudian akan muncul lagi setelah pembelahan sel selesai

 Anak inti (nukleolus)  

Tidak memiliki membran Berfungsi sebagai tempat pembuatan protein yang akan digunakan untuk membuat ribosom dan juga sebagai tempat sintesis RNA

 Kromatin   

Berbentuk butir-butir berwarna gelap Merupakan bagian dari benang-benang kromosom Terdapat 2 macam kromatin:  Heterokromatin  Eukromatin

 Karioplasma 

Cairan inti

DINDING SEL MEMBRAN SEL

Dinding Sel  Merupakan bagian terluar dari sel  Hanya terdapat pada struktur sel tumbuhan  Pada jamur dan bakteri, tampak nyata, tersusun atas molekul-

molekul karbohidrat dalam bentuk selulose  Fungsi utama sebagai pelindung sel dan rangka sel.  Sifat permeabilitas yang tinggi; bahan yang diperlukan maupun dikeluarkan oleh sel dapat dengan mudah melewatinya.

Membran Sel  Merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan

sel hidup dari sekeliling yang mati.  Tebal kurang lebih 8-10 nm  Mengontrol lalu lintas ke dalam dan ke luar sel yang dikelilinginya  Mempunyai permeabilitas selektif

 Pemeriksaan yang teliti menyingkapkan bahwa

memnbran itu terdiri atas 3 lapisan, yang tampak sebagai dua garis gelap dan diisahkan oleh ruang yang jernih.  Cara lain untuk menelaah membran sel ialah mengisolasinya dari sisa sel dan memeriksa molekulmolekul yang menjadikannya.  Analisis kimia menyingkapkan bahwa membran mengandung kra-kira 50% lipid dan 50% protein.

Fungsi Membran Sel  Mengendalikan pertukaran zat antara sitoplasma dan  

 

lingkungannya Menjadi tempat reaksi Sebagai reseptor atau penerima rangsang dari luar Sebagai pelindung sel agar isi sel tidak keluar meninggalkan sel Mengontrol zat-zat yang akan masuk maupun yang akan keluar meninggalkan sitoplasma

Modifikasi Membran Sel  Tonjolan

- Mikrovilli - Cilia - Stereocilia  Cekukan - Interdigitasi - Invaginasi - Pinocytosis

Tonjolan  Mikrovilli Absorpsi zat dan memperluas permukaan sel  Cilia Pergerakan atau transport zat  Stereocilia Absorpsi zat dan memperluas permukaan sel

Cekukan  Interdigitasi

Memperkuat pelekatan sel jaringan  Invaginasi Memperluas permukaan dasar sel agar absorpsi zat lebih banyak  Pinocytosis Transport zat dari satu daerah ke seberang lain

Komunikasi Sel

 Dalam tubuh makhluk multiseluler, terdapat

komunikasi antar sel yang berguna untuk bekerja sama dalam melakukan kegiatan organisme  Organisme uniseluler, melakukan komunikasi dengan sel yang lain.  Dalam berkomunikasi, sel menggunakan sinyal kimiawi.  Sel dapat menerima dan merespon rangsangan dari lingkungan. (ct: cahaya, sentuhan, suhu, dll)

Jenis Komunikasi  Komunikasi Langsung  Komunikasi Jarak dekat  Pensinyalan parakrin  Pensinyalan sinaptrik  Komunikasi Jarak Jauh  Pensinyalan Hormonal

Komunikasi Langsung  Sel dapat berkomunikasi dengan kontak secara

langsung, karena memiliki sambungan (jungtion) sel yang dapat memberikan kontinuitas sitoplasmik diantara sel-sel yang berdekatan.  Molekul-molekul sinyal yang larut dalam sitosol dapat bebas melewati sel yang berdekatan.

Pensinyalan Jarak Dekat dan Jarak Jauh

Pensinyalan Parakrin Pada pensinyalan parakrin sel pensekresi mengirimkan sinyal kimia kepada sel target untuk tumbuh dan berkembang banyak. Sejumlah besar sel dapat menerima dan merespon molekul faktor pertumbuhan yang dihasilkan oleh satu sel didekatnya secara bersamaan.

Pensinyalan Sinaptrik Pada pensinyalan mengirimkan molekul kedalam sinapsis

sinaptrik sel syaraf neurotrasmiter berdifusi

Kedua jenis pensinyalan jarak dekat tersebut merupakan dua jenis utama pensinyalan jarak dekat pada hewan. Pensinyalan jarak dekat pada hewan kurang dapat dipahami. Karena adanya dinding sel, tumbuhan harus menggunakan mekanisme yang berbeda yang beroperasi pada hewan.

Pensinyalan Hormonal Baik hewan maupun tumbuhan menggunakan hormon untuk pensinyalan jarak jauh. Pada pensinyalan hormonal hewan disebut juga pensinyalan endokrin. Sel melepas molekul hormon kedalam pembuluh pada sistem peredaran, kemudian hormon mengalir ke sel target pada bagian tubuh lainnya. Pada tumbuhan, hormon kadang mengalir dalam pembuluh tetapi lebih sering mencapai targetnya dengan cara bergerak melalui sel atau berdifusi melalui udara sebagai gas.

Tahapan Pensinyalan 1. 2.

3.

Penerimaan  pendeteksian sinyal yang berada diluar sel. Transduksi  pengikatan molekul sinyal, kemudian mengubah sinyal menjadi bentuk yang dapat menimbulkan respon seluler spesifik. Respon  merespon molekul hasil transduksi menjadi respon seluler spesifik

Tahapan Pensinyalan

Mekanisme transport melalui membran sel

Membran plasma a.

Definisi : Membran plasma adalah suatu lembaran tipis yang memisahkan sel dengan dunia luarnya. Model umum yang dapat menjelaskan tentang struktur membran plasama dikenal sebagai model mosaik cair. Menurut model ini, sebuah membran plasma terdiri atas lapisan ganda yang disusun oleh lemak dan protein, sehingga disebut lipoprotein. Lapisan tersebut dapat ditembus sehingga memungkinkan molekul-molekul tertentu masuk dan keluar dari sel.

b.Fungsi Membran Sel

:

 Pembatas antara sel dengan lingkungan luarnya  Melindungi isi sel agar tidak keluar meninggalkan sel  Melakukan seleksi terhadap zat-zat yang boleh masuk

atau meninggalkan sel  Sebagai tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia dan sebagai tempat reseptor (penerima rangsang) dari luar  Transportasi zat

Transport melalui membran sel terbagi 3 jenis :  Transport pasif  Transport aktif  Transport zat dengan sistem co transport

Transport pasif 

Trasport pasif merupakan difusi melintasi membran biologis  Molekul mempunyai energi kinetik intrinsic yang disebut gerak termal (kalor). Suatu akibat gerak termal adalah difusi, kecenderungan molekul setiap zat untuk menyebar keseluruh ruangan yang ada. suatu subtansi akan berdifusi dari tempat yang konsentrasinya lebih rendah

Contoh : 1. Transport anion 2. Transport glukose

 Satu contoh penting yaitu penyerapan oksigen oleh sel yang

melakukan respirasi seluler oksigen terlarut berdifusi kedalam sel melintasi membran plasma. Selama respirasi seluler mengkonsumsi O2 yang masuk, difusi kedalam sel akan berlanjut, karena gradien konsentrasi akan mendukung pergerakan molekul kearah tersebut.  Difusi suatu subtansi melintasi membran biologi disebut transport pasif, karena sel tidak harus mengeluarkan energi untuk membuat hal itu terjadi.  Osmosis merupakan transport pasif air Membandingkan dua larutan dengan konsentrasi yang berbeda : - hipertonik - hipotonik - isotonik

 Hipertonik : larutan dengan konsentrasi

zat terlarut yang lebih tinggi  Hipotonik : larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang lebih rendah  Isotonik : larutan dengan konsentrasi zat terlarut sama

Transport aktif  Transportasi aktif merupakan pemompaan zat terlarut melalui

gradiennya. transport ini bersifat memerlukan energi. untuk memompa molekul melintasi membran melawan gradienya, sel yang bersangkutan harus mengorbankan energi metabolismenya. Oleh sebab itu lalu lintas membran seperti ini disebut transport aktif.

 Transport aktif merupakan faktor utama yang menentukan

kemampuan suatu sel untuk mempertahankan konsentrasi internal molekul kecil yang berbeda dari konsentrasi lingkungannya.  Misal : dibandingkan dengan sekelilingnya, sel hewan mempunyai konsentrasi ion kalium yang jauh lebih tinggi dan konsentrasi ion natrium yang jauh lebih rendah. Membran plasma membantu mempertahankan gradien yang curam ini dengan memompa Na keluar dan kalium ke dalam sel.

Transport zat dengan sistem co transport  Merupakan sistem transport dua zat secara simultan,

misalnya transport Na ion bersama glukose. Pada waktu ion – ion Na keluar dari dalam sel, maka akan terjadi akumulasi ion Na diluar sel, akibatnya akan terjadi pengaliran kembali ion – ion Na ke dalam sel karena adanya perbedaan potensial diluar dengan yang didalam sel.

 Pada saat ion Na mengalir ke dalam sel tersebut,

mengalir pula molekul glukose ke dalam sehingga ada dua zat yang mengalir bersama – sama ke dalam sel. Keadaan ini disebut sistem symport atau co transport (dua zat bersama – sama menembus membran sel) tapi jika sebaliknya maka transportasi tersebut dinamakan antiport (co transport yang arah aliran zatnya berlawanan)misal : antara ion Na dengan ion Ca.

Pembahasan  Pada saat mahasiswa upacara di bawah terik matahari, maka tubuh

mengalami dehidrasi dan kekurangan suplai O2 sehingga mekanisme transport melalui membran sel dalam tubuh kita terganggu. Sehingga tubuh kita dalam keadaan tidak sadar atau biasa disebut pingsan. Dalam keadaan pingsan harus segera ditangani dengan cara dibawa ke tempat yang teduh dan segera dibaringkan agar dapat mengurangi gaya gravitasi yang dapat menyulitkan kerja jantung memompa darah ke otak dan memperlancar pemulihan pasokan darah ke otak serta dilonggarkan pakaiannya agar tubuh mendapat pasokan O2 yang cukup sehingga kerja mekanisme transpot sel berjalan dengan baik kembali.

Kesimpulan  Ketika seseorang dalam keadaan pingsan harus segera dibawa ke

tempat yang teduh dan segera dibaringkan agar mengurangi tarikan gaya gravitasi yang dapat menyulitkan kerja jantung memompa darah ke otak dan memperlancar pemulihan pasokan darah ke otak serta dilonggarkan pakaiannya agar tubuh mendapat pasokan O2 yang cukup sehingga kerja mekanisme transport sel berjalan dengan baik kembali.

MEKANISME RESPIRASI SEL

MATERI PEMBAHASAN  Perbedaan tekanan O2 dan CO2  Model dan mekanisme transport kedua gas pada

eritrosit dan lingkungan eksternal  Perpindahan eritrosit dari kapiler sistemik dan pulmonari terkait dengan proses transport O2 dan CO2 serta proses transport ion dan molekul yang menyertainya secara seluler

Perbedaan tekanan O2 dan CO2

 PO2 darah yang mengalir ke dalam kapiler pulmonal akan

menurun dari 40 menjadi 25 mmHg, sehingga perbedaan PO2 alveol – kapiler meningkat dan lebih banyak O2 yang masuk ke dalam darah. Aliran darah per menit meningkat dari 5,5 L/menit menjadi 20-35 L/menit. Dengan demikian jumlah O2 total yang memasuki darah juga bertambah, dari 250 mL/menit saat istirahat juga bertambah mencapai 4000 mL/menit.

 Dalam keadaan normal tekanan karbondioksida

(PCO2) darah hampir tidak berubah. Jumlah CO2 yang dikeluarkan dari tiap satuan darah meningkat, dan ekskresi CO2 meningkat dari 200 mL/menit mencapai 8000 mL/menit.  Peningkatan pengambilan O2 sebanding dengan beban kerja yang dilakukan, sampai dicapai batas maksimum. Di atas batas maksimum, konsumsi O2 mendatar dan kadar asam laktat darah terus meningkat.

Model dan mekanisme transport kedua gas pada eritrosit dan lingkungan eksternal

Berikut adalah tahapan-tahapan dalam respirasi eksternal: 1. Ventilasi pulmoner atau bernapas, melibatkan perpindahan udara secara fisik keluar masuk paruparu. 2. Difusi gas, melewati membran respiratori antara ruangan alveolar dan kapiler alveolar serta melewati kapiler alveolar dan kapiler jaringan. 3. Transportasi oksigen dan karbon dioksida; antara kapiler alveolar dan kapiler jaringan.

 O2 berdifusi dari alveoli ke dalam darah kapiler paru karena

PO2 dalam alveoli lebih besar dari PO2 dalam darah paru.Kemudian, dalam jaringan, PO2 yang sangat tinggi dalam darah kapiler menyebabkan O2 berdifusi ke dalam sel  Sebaliknya, bila O2 dimetabolisme dalam sel untuk

membentuk CO2, PCO2 meningkat ke nilai yang tinggi, sehingga CO2 berdifusi ke dalam kapiler jaringan. Demikian pula CO2 berdifusi ke luar dari darah masuk ke dalam alveoli karena PCO2 dalam darah kapiler paru lebih besar dari pada dalam alveoli

Perpindahan Eritrosit Dari Kapiler sistemik dan pulmonari terkait dengan proses transport O2 dan CO2 serta proses transport ion dan molekul yang menyertainya secara seluler

 Perpindahan eritrosit dari kapiler sistemik dan

pulmonari dimulai dari proses respirasi. O2 masuk melalui hidung, faring, laring, bronkus, bronkiolus, alveolus (pulmo). Kemudian menyebar ke seluruh jaringan melalui peredaran darah. Masuk ke sel-sel tubuh untuk menghasilkan CO2. Melalui peredaran darah juga, CO2 dibawa ke paru-paru dan dikeluarkan (ekspirasi).

 Alveolus yang berbatasan dengan kapiler paru,

memperlihatkan difusi molekul-molekul O2 antara udara alveolus dan darah paru.PO2 dari O2 dalam alveolus rata-rata 104 mmHg, sedangkan PO2 darah vena yang masukkapiler rata-rata 40 mmHg, karena perbadaan tekanan awal menyebabkan O2 berdifusi kedalam paru adalah 104-40 atau 64 mmHg.  Kurva menunjukan peningkatan PO2 yang cepat sewaktu darah melewati kapiler, memperlihatkan bahwa PO2 meningkat sebanding dengan peningkatan pada udara alveolus.

 O2 selalu dipakai oleh sel. Oleh sebab itu PO2

intraseluler tetap lebih rendah dari pada PO2 kapiler. Maka PO2 interseluler normal berkisar dari 5-40 mmHg. Karena dalam keadaan normal hanya dibutuhkan tekanan O2 sebesar 1-3 mmHg untuk memenuhi proses kimiawi dalam sel yang menggunakan O2, maka kita dapat melihat bahwa PO2 selular yang rendah yaitu 23 mmHg.

 Ketika O2 dipakai oleh sel, sebagan besar O2 menjadi

CO2 sehingga PCO2 intraseluler meningkat. Oleh karena itu, CO2 berdifusi dari sel kedalam kapiler jaringan dan kemudian dibawa oleh darah keparu. Di paru-paru, CO2 berdifusi dari kapiler paru kedalam alveoli.

Contoh mekanisme trasnport pada sel darah:

KESIMPULAN  Transport Oksigen dan karbondioksida dalam darah

menggunakan proses difusi sederhana  Perbandingan perbedaan tekanan antara O2 dan CO2

ketika melakukan proses respirasi adalah 1:2

ALIRAN ENERGI DALAM KEHIDUPAN SEL

 Energi adalah Kapasitas atau kemampuan untuk melaksanakan

kerja yaitu untuk memindahkan materi melawan gaya yang melawannya.  Sel hidup adalah suatu miniatur industri kimiawi,dimana ribuan reaksi terjadi di dalam suatu ruangan mikroskopik

Kegunaan energi kimia dalam sel  BIOSINTESIS  KONTRAKSI DAN GERAKAN  TRANSPOR AKTIF  TRANSFER BAHAN GENETIK

Dari mana energinya?  Dari makanan.  Energi yang diekstrak dari makanan

digunakan untuk memberi energi gugus fosfat agar dapat membentuk ATP.

ATP (Adenosin Tri Fosfat)  ATP memiliki energi yang dapat

dilepaskan dengan mudah melalui pemutusan ikatan pada fosfat ketiga.  Energi yang dilepaskan digunakan

untuk menjalankan proses-proses kehidupan.

ATP (Adenosin Tri Fosfat)  Pembebasan fosfat ketiga mengubah ATP menjadi

molekul yang memiliki 2 gugus fosfat ( ADP).  ADP dapat membentuk ATP kembali bila terdapat gugus fosfat dan energi.

 Karbohidrat, lemak, dan protein dapat dipakai seluruhnya

oleh sel untuk membentuk sejumlah besar adenosin trifosfat (ATP), dan ATP sebaliknya dapat dipakai sebagai sumber energi untuk berbagai fungsi sel lainnya. Oleh sebab itu, ATP disebut sebagai “aliran energi”yang dapat dibentuk dan digunakan. Sesungguhnya, sel dapat memindahkan energi dari bahan makanan yang berbeda ke sisitem sel yang paling fungsional hanya melalui medium ATP ini (atau nukleotida guanosin trifosfat (GTP) yang mirip



Sifat ATP yang membuatnya bernilai tinggi sebagai sumber aliran energi adalah besarnya energi bebas (kira-kira 7300 kalori pada keadaan standar dan sebanyak 12000 kalori pada keadaan fisiologik) yang dikandung oleh masing-masing dua ikatan fosfat berenergi tinggi. Jumlah energi pada masing-masing ikatan, saat dilepaskan dengan pemecahan ATP, cukup untuk menjalankan semua reaksi kimia dalam tubuh jika transfer energi yang sesuai dapat dicapai. Beberapa reaksi kimia yang membutuhkan enrgi ATP hanya memakai beberapa ratus kalori dari 12000 kalori yang tersedia, dan sisa energi ini kemudian hilang dalam bentuk panas. Namun pemakaian energi yang tidak efisien ini masih lebih baik daripada sama sekali tidak dapat menyediakan energi yang diperlukan untuk reaksi kimia.

p energi masuk

p

p ATP

energi keluar

Tanjakan energi p P+

p

p

p

ADP

P+

p

p ADP

Kesimpulan 

Mahasiswa mengalami keletihan ataupun pingsan dikarenakan kekurangan oksigen. Sel yang kekurangan oksigen akan kesulitan untuk menghasilkan ATP yang maksimal. Sehingga sel menggunakan respirasi fermentasi untuk memenuhi kebutuhan ATP. Hasil dari fermentasi sebagaian besar dalah as.laktat, dimana jika menumpuk dalam otot dalam jumlah banyak akan menghalangi kontraksi dan relaksasi otot yang nantinya akan mengakibatkan keletihan.