7.2 Struktur respirasi dan mekanisme pernafasan dalam manusia dan haiwan

Penyesuaian struktur respirasi

Struktur respirasi organisma yang berlainan mempunyai pelbagai penyesuaian struktur untuk memaksimumkan kadar pertukaran gas.

Struktur respirasi ialah tempat berlakunya pertukaran gas antara sel yang berespirasi dengan persekitaran.

Gas-gas respirasi bergerak antara permukaan respirasi dan persekitaran luar melalui resapan.

Respirasi sel mengurangkan paras gas oksigen dan menambahkan paras gas karbon dioksida dalam sel. Ini mewujudkan kecerunan kepekatan yang menyebabkan oksigen meresap ke dalam sel dan karbon dioksida meresap keluar daripada sel.

Struktur-struktur respirasi kebanyakan organisma mempunyai

tiga ciri yang serupa untuk memastikan pertukaran gas yang

cekap :

Permukaan respirasi yang lembap Lapisan permukaan respirasi adalah

nipis Struktur respirasi mempunyai luas

permukaan yang besar

Amoeba s.p

•Pertukaran gas-resapan ringkas•Mempunyai luas permukaan per isipadu yang besar

Struktur respirasi dan mekanisme pernafasan serangga

Struktur respirasi adalah sistem trakea yang terdiri daripada:  

(a) trakea

(b) trakeol

(c) spirakel (rongga)

  Trakea terbahagi kepada cabang-

cabang halus disebut trakeol

trakeol Merupakan permukaan respirasi untuk serangga

dan tidak mempunyai gelan kitin Bersentuhan secara langsung dengan tisu dan

organ serangga Setiap sel badan serangga berdekatan atau

bersempadan dengan trakeol Mempunyai dinding yang nipis dan lembap untuk

meningkatkan kecekapan pertukaran gas Bil. Trakeol yang banyak menyediakan jumlah luas

permukaan yang besar untuk pertukaran gas secara resapan ringkas

Hujung trakeol-berdinding telap,nipis dan mengadungi bendalir.

Mekanisme pernafasan Mekanisme pernafasan melibat kan pergerakan heritma hadan disebabkan pengecutan

dan pengenduran otot dalam abdomen.

(a) Tarikan nafas  

Otot abdomen mengendur →injap spirakel terbuka →tekanan dalam trakea berkurang → udara ditolak

masuk ke dalam badan melalui spirakel  

(b) Hembusan nafas  

Otot abdomen mengecut → tekanan di dalam trakea bertambah →air ditolak keluar melalui spirakel

 

Struktur respirasi dan mekanisme pernafasan ikan

Struktur respirasi ikan adalah insang. Ikan mempunyai empat pasang insang

yang ditutupi oleh operkulum. Setiap insang mempunyai lengkung

insang dengan dua baris filamen. Setiap filamen insang mempunyai banyak ujuran nipis dan pipih yang disebut lamela (Rajah 7.3).

 

Membran filamen insang adalah nipis dan mempunyai banyak kipilari darah untuk memudahkan penyerapan oksigen dan penyingkiran karbon dioksida.

Kecekapan pertukaran gas oleh insang dibantu oleh mekanisme tukar ganti lawan-arus yang mana arah aliran air yang melalui insang adalah bertentangan dan menyongsang arah aliran darah dalam kipilari darah lamela.

Mekanisme ini meningkatkan kecekapan pertukaran gas kerana air yang membawa kandungan oksigen yang tinggi bertembung dengan darah yang membawa kandungan oksigen yang rendah dalam kipilari darah lamela.

Mekanisme pernafasan

(a) Tarikan nafas - aliran air ke dalam mulut

 

Mulut terbuka → lantai mulut direndahkan → isi padu rongga farinks bertambah →tekanan dalam rongga mulut berkurang

→tekanan di luar lebih tinggi daripada tekanan di dalam mulut →menekan operkulum → operkulum tertutup → air

memasuki mulut

 

(b) Hemhusan nafas - aliran air melalui insang

 

Mulut tertutup →lantai mulut dinaikkan → isi padu rongga farinks berkurang → tekanan di dalam rongga mulut

bertambah →operkulum terbuka → air mengalir melalui liang insang melepasi lamela insang →pertukaran gas berlaku →

air mengalir keluar melalui operkulum