Struktur respirasi dan mekanisme pernafasan dalam manusia dan haiwan

- organisma unisel-serangga-ikan-katak

Organisma unisel

• oksigen meresap ke dalam sel

• mengikut kecerunan kepekatan melalui membran plasma

• karbon dioksida meresap keluar ke persekitaran

• contoh : Amoeba sp.

SERANGGA- trakea

1. Menarik nafas- abdomen mengembang. -tekanan dalam abdomen menurun-spirakel membuka-udara disedut ke dalam trakea dan

trakeol-udara meresap masuk ke dalam

bendalir dihujung trakeol-oksigen meresap dari bendalir ke

dalam sel

2. menghembus nafas-otot abdomen mengecut-tekanan dalam abdomen meningkat-ini memaksa udara dalam trakeol dan

trakea keluar melalui spirakel

• spirakel mempunyai injap yang membolehkan udara keluar dan masuk ke dalam badan

• dinding trakea dilindungi oleh gelang kitin supaya trakea tidak menjadi kempis dan ranap akibat tekanan udara

• sistem respirasi untuk serangga yang besar mengandungi kantung udara

• cth: belalang

ikan- insang

- mempunyai 4 pasang insang yang dilindungi oleh operkulum

- setiap insang terdiri daripada 2 baris filamen yang disokong oleh lengkung insang

- filamen mengandungi dinding lamela yang nipis

struktur penyesuaian insang

• membran yang nipis membolehkan penyerapan gas kedalam saluran darah berlaku dengan cepat

• kapilari darah yang banyak untuk mempercepatkan pertukaran dan pengangkutan gas respirasi

• dikelilingi oleh air yang membolehkan gas respirasi dapat diserap

• luas permukaan yang besar

ikan- insang1. menarik nafas-mulut dibuka, dasar rongga mulut

diturunkan-isipadu mulut bertambah, tekanan

berkurang-tekanan air yang tinggi di luar,

menyebabkan operkulum tertutup-air dari luar memasuki mulut

2.menghembus nafas-mulut ditutup, dasar rongga dinaikkan-isipadu mulut berkurang, tekanan bertambah-air yang mengalir merentas insang , membolehkan

pertukaran gas berlaku-oksigen dari air meresap ke dalam kapilari darah

lamela-karbon dioksida meresap dari kapilari ke dalam air-tekanan air yang tinggi, memaksa operkulum

membuka, - air mengalir keluar

mekanisme pertukaran arus berbalik

amfibia- peparu dan kulit

PENYESUAIAN STRUKTUR KULIT-Nipis dan telap = supaya gas dapat

meresap dengan cpt-kulit sentiasa lembab= diselaputi lapisan

mukus yang melarutkan gas respirasi-kulit mempunyai banyak jaringan kapilari

darah= untuk mengangkut gas respirasi ke sel badan dgn cpt.

-

penyesuaian di peparu

• permukaan dalam peparu berlipat-lipat= menambahkan luas permukaan bagi

pertukaran gas• sentiasa lembab= diselaputi lapisan

cecair, membolehkan gas respirasi larut• membran yang nipis= gas respirasi dapat

meresap masuk dgn mudah

respirasi melalui kulit

DALAM AIR - -pertukaran gas berlaku antara darah dalam

kapilari kulit dengan air di persekitaranDI DARAT-Mukus yang dirembeskan oleh kelenjar

mukus -mengekalkan kelembapan kulit supaya

pertukaran gas boleh berlaku

respirasi melalui peparu1. menarik nafas• menarik udara ke dalam rongga mulut• merendahkan bahagian bawah mulut• penutupan nostril, pembukaan glotis dan

pengurangan rongga mulut• udara dipaksa ke dalam peparu• glotis ditutup

2. menghembus nafas• otot peparu mengecut• glotis dan nostril dibuka• udara dipaksa keluar dari peparu ke

rongga mulut dan ke persekitaran

struktur respirasi manusia

mekanisme pernafasan manusia

1. MENARIK NAFAS• OTOT INTERKOSTA LUAR -mengecut• otot interkosta dalam - mengendur• sangkar rusuk- ditarik ke atas dan ke luar• otot diafragma - mengecut , turun ke

bawah dan mendatar• tekanan udara dalam peparu- berkurang,

udara disedut• isi padu rongga toraks- bertambah

2.menghembus nafasotot interkosta dalam- mengecutotot interkosta luar- mengendursangkar rusus- ditarik ke bawah dan ke dalamotot diafragma- mengendur , melengkung ke

atas -bentuk kubahtekanan udara -bertambah menjadi lebih tinggi

dari atmosfera- udara dihembus keluarisipadu rongga toraks- berkurang

• pertukaran gas berlaku dalam alveolusCIRI-CIRI PENYESUAIAN• dinding sangat nipis( satulapisan sel

sahaja)- memudahkan resapan• permukaan yang lembab -gas larut• jumlah luas permukaan yang besar• jaringan kapilari yang banyak

pertukaran gas dari alveolus- kapilari darah

• oksigen larut dalam lapisan lembap yang melapisi permukaan dalam alveolus

• alveolus- tekanan separa oksigen tinggi• meresap ke aliran darah - tekanan separa

oksigen rendah• mengikut kecerunan kepekatan• dalam aliran darah= oksigen meresap ke

dalam sel darah merah• oksigen + hemoglobin-> oksihemoglobin

• tekanan separa oksigen dalam darah yang meninggalkan peparu lebih tinggi

• daripada tekanan separa oksigen dalam darah yang memasuki peparu

• tekanan separa KARBON DIOKSIDA yang meninggalkan peparu lebih rendah

• daripada yang memasuki peparu- peparu tekanan separa co2 tinggi

pertukaran gas antara kapilari ke sel

• oksihemoglobin mengurai dan membebaskan oksigen

• oksigen meresap melalui dinding kapilari ke dalam sel

• karbon dioksida dibebaskan semasa respirasi sel

• tekanan separa karbon dioksida adalah lebih tinggi di dalam sel daripada kapilari

• karbon dioksida meresap dari sel ke dalam kapilari sekeliling

pengangkutan karbon dioksida dari sel badan ke kapilari tisu

1. karbon dioksida dalam plasma darah meresap ke dalam sel darah merah

• karbon dioksida bergabung dengan hemoglobin ---> karbaminohemoglobin

2. larut dalam plasma darah• karbon dioksida dalam plasma darah meresap ke dalam

sel darah merah

3.karbon dioksida bertindak balas dengan air membentuk asid karbonik

• dimangkin oleh enzim karbonik anhidrase• asid karbonik mengurai kepada ion hidrogen (H+) dan

ion bikarbonat( HCO-3) • Ion bikarbonat meresap ke dalam plasma darah dan

dibawa ke peparu

pengangkutan karbon dioksida

pengangkutan karbon dioksida dari kapilari ke alveolus

1. karbaminohemoglobin mengurai kepada karbon dioksida dan hemoglobin

2.ion bikarbonat meresap dari plasma darah ke dalam sel darah merah

• ion bikarbonat bergabung dengan ion hidrogen untuk membentuk asid karbonik

• asid karbonik mengurai untuk membentuk karbon dioksida dan air

• karbon dioksida meresap dari kapilari darah ke alveolus

mekanisme kawal atur respirasi• pusat respirasi terletak dalam medula

oblongata• dalam arteri karotid dan aorta terdapat

kemoreseptor periferi• kemoreseptor ini mengesan rangsangan

( kepekatan karbon dioksida dan ion hidrogen) yang tinggi dalam darah- pH rendah

• kemoreseptor(medula oblongata) hanya peka kepada kepekatan ion hidrogen

• apabila kepekatan karbon dioksida dalam darah tinggi,

• karbon dioksida meresap ke dalam bendalir serebrospina dalam medula oblongata dan tidak balas berlaku:

• co2 +

ketika bersenam

• tekanan separa oksigen di dalam arteri menurun

• tekanan separa karbon dioksida arteri meningkat

• reseptor pusat dan periferal dirangsang(kemoreseptor)

• kadar pernafasan dan kadar denyutan jantung meningkat

• kadar respirasi meningkat

dalam ketakutan• adrenal dirangsang dan hormon adrenalin meningkat

dalam darah• merangsang metabolisme sel• kadar pengambilan oksigen ditingkatkan dan kdr

penyingkiran karbon dioksida bertambah dalam sel badan• hasil= pengurangan tekanan separa oksigen arteri dan

peningkatan tekanan separa karbon dioksida• reseptor pusat dan periferal dirangsang• kadar pernafasan , kadar denyutan jantung, kadar

respirasi meningkat• kepekatan oksigen kembali normal

respirasi dalam tumbuhan

• tumbuhan berbunga- pertukaran gas antara tumbuhan dan

persekitaran sekeliling berlaku secara:• resapan• stoma• lentisel

lentisel

respirasi aerob dalam tumbuhan

• berlaku sepanjang hari -siang dan malam dalam semua sel tumbuhan

• waktu siang- kadar fotosintesis melebihi kadar respirasi

• karbon dioksida yang dihasilkan digunakan untuk fotosintesis

respirasi anaerob dalam tumbuhan• tumbuhan hanya menjalankan dalam

tempoh yang pendek• etanol yang tinggi toksik kepada tumbuhan• berlaku semasa:• -padi tumbuh di sawah berlumpur yang

menakung air yang mengandungi sedikit oksigen

• -banjir ( tumbuhan boleh hidup walaupun tenggelam di dalam air)

• -peringkat awal percambahan biji benih

titik pampasan• keamatan cahaya apabila • kadar respirasi adalah sama dengan kadar fotosintesis1. pada keamatan cahaya rendah• tiada fotosintesis berlaku• oksigen diserap dan karbon dioksida dibebaskan dalam respirasi

2.apabila keamatan cahaya bertambah• kadar fotosintesis meningkat• selepas suatu tempoh masa • cahaya mencapai keamatan tertentu • kadar respirasi sama dengan kadar fotosintesis • ini adalah titik pampasan• kadar penggunaan glukosa adalah sama dengan kadar penghasilan

glukosa

• pada keamatan cahya yang rendah-fotosintesis berlaku pada kadar rendah-karbon dioksida yang dibebaskan semasa

respirasi digunakan untuk proses fotosintesis

• apabila keaamatan cahaya meningkat-kadar fotosintesis meningkat-karbon dioksida dibebaskan semasa respirasi

digunakan untuk fotosintesis-oksigen yang diperlukan untuk respirasi didapati

daripada oksigen yang dibebaskan oleh fotosintesis

3.selepas titik pampasan• apabila keamatan cahaya meningkat • kadar fotosintesis melebihi kadar respirasi• karbon dioksida yang dibebaskan semasa

respirasi digunakan untuk fotosintesis