LKPD Biologi Kelas 11: Menganalisis keterkaitan sistem sirkulasi dan pernapasan dalam transpor gas oksigen dan karbon dioksida

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Menganalisis keterkaitan antar sistem organ dalam tubuh berupa sistem sirkulasi dan sistem pernapasan untuk merespons stimulus internal dan eksternal pada proses transpor gas

PETUNJUK UMUM

• Bacalah pengantar kasus dan stimulus fisiologis yang disajikan dengan cermat.
• Bekerjalah secara berpasangan atau dalam kelompok kecil (3-4 orang) untuk mendiskusikan analisis keterkaitan sistem organ.
• Jawablah pertanyaan analisis pada format ruang jawaban yang telah disediakan secara sistematis dan berbasis bukti ilmiah.
• Manfaatkan literatur Biologi Kelas 11 Bab 4 untuk memvalidasi alur pertukaran gas dalam sistem sirkulasi dan pernapasan.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Analisis Titik Temu Sirkulasi dan Respirasi pada Pertukaran Gas Alveolus-Kapiler

Estimasi: 40 menit

Alat & Bahan:

• Buku Teks Biologi Siswa Kelas 11 Bab 4
• Bagan gradien tekanan parsial gas pernapasan

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati skema gradien tekanan parsial gas (PO2 dan PCO2) antara alveolus paru-paru dan kapiler darah berikut: Udara alveolus (PO2 = 104 mmHg, PCO2 = 40 mmHg); Darah deoksigenasi dari arteri pulmonalis (PO2 = 40 mmHg, PCO2 = 45 mmHg).
2. Analisis arah perpindahan gas oksigen dan karbon dioksida berdasarkan prinsip difusi.
3. Identifikasi peran komponen darah dalam sistem sirkulasi (eritrosit/hemoglobin dan plasma) yang memungkinkan proses pengangkutan gas tersebut berlangsung efisien.
4. Tuliskan hasil analisis ke dalam tabel hubungan struktural-fungsional yang disediakan.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan perbedaan tekanan parsial di atas, analisislah arah pergerakan gas O2 dan CO2 yang melewati membran respirasi serta jelaskan bagaimana sistem sirkulasi (aliran eritrosit berkas kapiler) mendukung kontinuitas proses pertukaran ini!

2. Lengkapilah analisis keterkaitan struktural antara sistem pernapasan dan sistem sirkulasi pada tabel yang disediakan!

Format tabel 3 kolom untuk pertanyaan nomor 2: Kolom 1 'Struktur Sistem Pernapasan', Kolom 2 'Struktur Sistem Sirkulasi', Kolom 3 'Analisis Keterkaitan Fungsional Transpor Gas'. Kolom uraian bergaris untuk nomor 1.

Kegiatan 2: Menganalisis Respons Sirkulasi dan Pernapasan terhadap Stimulus Internal (Aktivitas Fisik)

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Kertas kerja analisis bagan
• Alat tulis / spidol warna

Petunjuk Pengerjaan:

1. Bacalah stimulus internal berikut: 'Ketika seseorang berlari cepat, laju respirasi seluler di jaringan otot meningkat tajam, menghasilkan akumulasi CO2 dan ion H+ (penurunan pH darah). Kondisi ini dideteksi oleh kemoreseptor internal (badan karotid dan badan aorta) serta pusat pernapasan di medula oblongata.'
2. Analisis keterkaitan respons terkoordinasi antara sistem sirkulasi (curah jantung/denyut nadi) dan sistem pernapasan (frekuensi dan kedalaman napas) untuk mengembalikan homeostasis transpor gas.
3. Gambarkan diagram alur hubungan sebab-akibat (stimulus internal -> deteksi reseptor -> respons pernapasan & sirkulasi -> hasil pemulihan homeostasis).

Pertanyaan:

1. Analisislah bagaimana stimulus internal berupa lonjakan konsentrasi CO2 dan penurunan pH darah memicu kerja bersama antara sistem pernapasan dan sirkulasi dalam menjaga ketersediaan O2 serta pembuangan CO2!

2. Susunlah diagram alur runtut yang menganalisis hubungan stimulus internal hingga kembalinya kondisi homeostatis gas tubuh!

Kotak bagan alur proses (flowchart bertahap dengan panah penghubung) dan ruang uraian bergaris 6 baris.

Kegiatan 3: Menganalisis Respons Koordinasi Kedua Sistem terhadap Stimulus Eksternal (Hipoksia Dataran Tinggi)

Estimasi: 50 menit

Alat & Bahan:

• Data perbandingan tekanan parsial gas di dataran rendah vs dataran tinggi
• Buku Catatan Murid

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati stimulus eksternal berikut: 'Seseorang yang tinggal di dataran rendah melakukan perjalanan mendadak ke daerah pegunungan tinggi (ketinggian >3.000 meter di atas permukaan laut). Di ketinggian tersebut, tekanan udara total menurun drastis sehingga tekanan parsial oksigen (PO2) lingkungan menjadi sangat rendah (stimulus eksternal hipoksia).'
2. Diskusikan dalam kelompok bagaimana sistem pernapasan dan sistem sirkulasi saling menyesuaikan fungsi secara fisiologis untuk mengatasi keterbatasan molekul O2 yang masuk ke dalam tubuh.
3. Rancang analisis perbandingan respons jangka pendek (akut) dan keterkaitan lanjutan antar kedua sistem organ tersebut.
4. Selesaikan kegiatan termasuk melakukan refleksi terbimbing dan penutupan pembelajaran.

Pertanyaan:

1. Ketika PO2 udara luar rendah (stimulus eksternal), analisislah mengapa peningkatan ventilasi oleh sistem pernapasan saja tidak cukup tanpa penyesuaian dari sistem sirkulasi darah!

2. Analisislah rantai keterkaitan antara kedua sistem organ dalam merespons stimulus hipoksia tersebut ke dalam bentuk matriks analisis stimulus-respons!

Format tabel 4 kolom: 'Stimulus Eksternal', 'Respons Sistem Pernapasan', 'Respons Sistem Sirkulasi', dan 'Sinergi Keterkaitan Transpor Gas'. Diikuti kotak kesimpulan diskusi.

REFLEKSI

1. Bagaimana pemahamanmu mengenai keterkaitan sistem sirkulasi dan pernapasan membantumu menyadari pentingnya menjaga kebugaran tubuh saat berolahraga?

2. Bagian alur analisis keterkaitan stimulus-respons mana yang paling menantang untuk dipahami, dan bagaimana kamu berhasil menganalisisnya bersama teman sekelompokmu?