LKPD Biologi Kelas 11: Menganalisis keterkaitan sistem sirkulasi dan pernapasan dalam merespons stimulus laju aktivitas fisik

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

• Bentuklah kelompok yang beranggotakan 4-5 orang untuk melakukan penyelidikan dan analisis.
• Bacalah instruksi pada setiap kegiatan dengan cermat sebelum melakukan pencatatan atau analisis data.
• Bekerjasamalah secara aktif dan jujur dalam mengumpulkan data serta mendiskusikan keterkaitan fisiologis antar-sistem organ.
• Gunakan format lembar kerja yang telah disediakan untuk menyusun seluruh jawaban dan kesimpulan kelompokmu.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Penyelidikan Frekuensi Pernapasan dan Denyut Nadi terhadap Stimulus Aktivitas Fisik

Estimasi: 40 menit

Alat & Bahan:

• Stopwatch atau penunjuk waktu di ponsel
• Alat tulis
• Area kelas/sekolah untuk lari di tempat/tangga

Petunjuk Pengerjaan:

1. Pilihlah salah satu rekan dalam kelompok untuk menjadi naracoba dalam kondisi fisik sehat.
2. Ukur dan catat frekuensi pernapasan (siklus tarikan/hembusan napas per menit) dan denyut nadi (per menit pada pergelangan tangan) saat naracoba istirahat duduk rileks selama 1 menit.
3. Minta naracoba melakukan stimulus fisik berupa naik-turun tangga atau lari di tempat dengan intensitas sedang selama 3 menit penuh.
4. Segera setelah aktivitas selesai, ukur kembali frekuensi pernapasan dan denyut nadi selama 1 menit penuh, lalu catat hasilnya pada tabel yang disediakan.

Pertanyaan:

1. Isilah tabel pengukuran parameter fisiologis sebelum dan sesudah aktivitas fisik!

2. Berdasarkan data tabel yang diperoleh, bandingkan tren perubahan frekuensi pernapasan dan denyut nadi setelah menerima stimulus aktivitas fisik. Mengapa kedua parameter tersebut berubah secara bersamaan?

Tabel 3 kolom: Kolom 1 (Kondisi: Istirahat vs Pasca-Aktivitas 3 Menit), Kolom 2 (Frekuensi Pernapasan dalam tarikan napas per menit), Kolom 3 (Frekuensi Denyut Nadi dalam denyut per menit), dilanjutkan paragraf uraian analisis komparasi di bawah tabel.

Kegiatan 2: Analisis Hubungan Timbal Balik Transpor Gas antara Sistem Sirkulasi dan Sistem Pernapasan

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Buku Siswa Biologi Kelas 11 (Bab 4 Aktivitas 4.7 dan Aktivitas 4.11)
• Lembar kerja diskusi

Petunjuk Pengerjaan:

1. Pelajari alur pertukaran gas O2 dan CO2 yang menghubungkan alveolus paru-paru dan sel-sel otot rangka melalui pembuluh darah.
2. Analisis mekanisme umpan balik fisiologis saat tubuh merespons lonjakan gas buang CO2 sebagai stimulus internal.
3. Jawablah pertanyaan penuntun analisis berikut bersama anggota kelompokmu.

Pertanyaan:

1. Ketika otot berkontraksi hebat, konsentrasi CO2 di dalam plasma darah meningkat drastis (penurunan pH darah). Analisis bagaimana stimulus internal ini dideteksi oleh tubuh dan bagaimana sistem pernapasan serta sirkulasi merespons kondisi tersebut secara terpadu!

2. Lengkapi bagan alur hubungan sebab-akibat berikut: [Aktivitas fisik meningkat] -> [Laju metabolisme seluler meningkat] -> [Konsentrasi zat X meningkat dan zat Y menurun di darah] -> [Sistem organ A merespons dengan ...] dan [Sistem organ B merespons dengan ...] -> [Homeostasis transpor gas tercapai]. Identifikasi zat X, zat Y, serta respons konkret sistem A (pernapasan) dan sistem B (sirkulasi)!

Lembar uraian penjelasan mekanisme kemoreseptor dan bagan alur rumpang yang diisi komponen zat X, zat Y, respons organ A, dan respons organ B secara runtut.

Kegiatan 3: Evaluasi Kasus Multidimensi: Kegagalan Koordinasi Transpor Gas pada Laju Aktivitas Ekstrem

Estimasi: 50 menit

Alat & Bahan:

• Teks studi kasus atlet pada LKPD
• Buku catatan dan lembar presentasi kelompok

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati studi kasus berikut: 'Seorang atlet memaksakan sprint jarak pendek tanpa pemanasan di lingkungan dataran tinggi (tekanan parsial O2 eksternal rendah). Dalam beberapa menit, atlet mengalami napas tersengal-sengal ekstrem (hiperventilasi), dada berdebar sangat kencang (takikardia), dan otot mengalami kelelahan mendadak akibat penumpukan asam laktat.'
2. Diskusikan keterkaitan respon gabungan sistem pernapasan dan sirkulasi dalam mengatasi keterbatasan pasokan transpor O2 pada kondisi tersebut.
3. Selesaikan kegiatan, presentasikan kesimpulan kelompok secara singkat, dan lakukan refleksi akhir bersama.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan studi kasus di atas, analisis bagaimana stimulus eksternal (rendahnya tekanan parsial O2 di udara lingkungan) berinteraksi dengan stimulus internal (lonjakan kebutuhan O2 otot) dalam memaksa koordinasi kerja sistem sirkulasi dan pernapasan!

2. Simpulkan peran mutlak keterkaitan fungsional antara sistem sirkulasi dan pernapasan dalam menjaga kelangsungan fungsi tubuh saat merespons stimulus laju aktivitas!

Format analisis studi kasus berbasis 2 pertanyaan esai analitis, diikuti kesimpulan umum keterkaitan fungsional kedua sistem.

REFLEKSI

1. Bagaimana pengamatan langsung terhadap perubahan frekuensi napas dan denyut nadi membantu kalian menyadari keharmonisan kerja organ di dalam tubuh sendiri saat beraktivitas?

2. Ketika napas terasa memburu setelah berolahraga, bagian mana dari keterkaitan sistem pernapasan dan sirkulasi yang paling krusial untuk segera menstabilkan tubuhmu kembali?