Pertukaran gas adalah salah satu proses esensial dalam sistem pernapasan makhluk hidup, yang memungkinkan tubuh mendapatkan oksigen dan membuang karbon dioksida. Proses vital ini terjadi di berbagai tingkatan, mulai dari paru-paru hingga sel-sel tubuh. Memahami mekanisme pertukaran gas, faktor-faktor yang mempengaruhinya, serta struktur yang terlibat seperti alveolus dan kapiler darah, sangat penting dalam pelajaran Biologi. Artikel “Contoh Soal Biologi Pertukaran Gas” ini dirancang khusus untuk membantu siswa dan siapa saja yang ingin menguji dan memperdalam pemahaman mereka. Di sini, Anda akan menemukan beragam jenis soal mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga soal menjodohkan, lengkap dengan kunci jawaban dan pembahasan mendetail. Persiapkan diri Anda untuk menguasai topik pertukaran gas dan tingkatkan nilai Biologi Anda sekarang!
Kumpulan Soal Biologi: Pertukaran Gas
I. Soal Pilihan Ganda
-
Di mana lokasi utama terjadinya pertukaran gas antara udara dan darah pada manusia?
- A. Bronkus
- B. Trakea
- C. Alveolus
- D. Bronkiolus
- E. Faring
Kunci Jawaban: C. Alveolus
Pembahasan: Alveolus adalah kantung udara kecil di paru-paru yang memiliki dinding sangat tipis dan dikelilingi banyak kapiler darah, menjadikannya tempat ideal untuk pertukaran gas.
-
Mekanisme utama pertukaran gas O₂ dan CO₂ di paru-paru adalah…
- A. Transpor aktif
- B. Osmosis
- C. Difusi
- D. Filtrasi
- E. Endositosis
Kunci Jawaban: C. Difusi
Pembahasan: Pertukaran gas terjadi melalui difusi pasif, yaitu pergerakan molekul dari area dengan konsentrasi (tekanan parsial) tinggi ke area dengan konsentrasi rendah.
-
Gas yang memiliki tekanan parsial lebih tinggi di alveolus dibandingkan di kapiler darah paru-paru adalah…
- A. Karbon dioksida (CO₂)
- B. Nitrogen (N₂)
- C. Oksigen (O₂)
- D. Uap air (H₂O)
- E. Hidrogen (H₂)
Kunci Jawaban: C. Oksigen (O₂)
Pembahasan: Tekanan parsial O₂ (PO₂) di alveolus lebih tinggi (sekitar 104 mmHg) daripada di darah kapiler paru-paru (sekitar 40 mmHg), sehingga O₂ berdifusi ke darah.
-
Bagaimana sebagian besar oksigen (O₂) diangkut dalam darah dari paru-paru ke jaringan tubuh?
- A. Terlarut dalam plasma darah
- B. Terikat pada ion bikarbonat
- C. Terikat pada hemoglobin dalam sel darah merah
- D. Terikat pada karbaminohemoglobin
- E. Dalam bentuk asam karbonat
Kunci Jawaban: C. Terikat pada hemoglobin dalam sel darah merah
Pembahasan: Sekitar 98,5% oksigen diangkut oleh hemoglobin yang membentuk oksihemoglobin (HbO₂), sedangkan sisanya terlarut dalam plasma.
-
Enzim yang berperan penting dalam pembentukan ion bikarbonat (HCO₃⁻) dari CO₂ dan H₂O di sel darah merah adalah…
- A. Amilase
- B. Lipase
- C. Karbonat anhidrase
- D. Pepsin
- E. Tripsin
Kunci Jawaban: C. Karbonat anhidrase
Pembahasan: Enzim karbonat anhidrase mempercepat reaksi antara CO₂ dan H₂O membentuk asam karbonat (H₂CO₃), yang kemudian berdisosiasi menjadi ion bikarbonat dan ion H⁺.
-
Faktor-faktor berikut mempengaruhi laju difusi gas di paru-paru, KECUALI…
- A. Luas permukaan membran respirasi
- B. Ketebalan membran respirasi
- C. Perbedaan tekanan parsial gas
- D. Suhu tubuh
- E. Kadar glukosa darah
Kunci Jawaban: E. Kadar glukosa darah
Pembahasan: Kadar glukosa darah tidak secara langsung mempengaruhi laju difusi gas. Faktor lain seperti luas permukaan, ketebalan, dan perbedaan tekanan parsial sangat berpengaruh.
-
Pernyataan yang benar mengenai pertukaran CO₂ di jaringan tubuh adalah…
- A. PCO₂ di darah kapiler lebih tinggi dari PCO₂ di sel jaringan
- B. CO₂ berdifusi dari darah ke sel jaringan
- C. Sebagian besar CO₂ diangkut sebagai karbaminohemoglobin
- D. CO₂ berdifusi dari sel jaringan ke darah karena PCO₂ sel jaringan lebih tinggi
- E. CO₂ diangkut murni terlarut dalam plasma
Kunci Jawaban: D. CO₂ berdifusi dari sel jaringan ke darah karena PCO₂ sel jaringan lebih tinggi
Pembahasan: Sel jaringan terus-menerus menghasilkan CO₂ melalui metabolisme, sehingga PCO₂ di sel jaringan lebih tinggi daripada di darah kapiler, menyebabkan CO₂ berdifusi ke darah.
-
Sekitar 70% karbon dioksida (CO₂) diangkut dalam darah dalam bentuk…
- A. Karbaminohemoglobin
- B. Terlarut dalam plasma
- C. Asam karbonat
- D. Ion bikarbonat (HCO₃⁻)
- E. Berikatan dengan mioglobin
Kunci Jawaban: D. Ion bikarbonat (HCO₃⁻)
Pembahasan: Mayoritas CO₂ diangkut sebagai ion bikarbonat yang terbentuk di dalam sel darah merah dan kemudian sebagian besar keluar ke plasma.
-
Fenomena di mana penurunan pH darah (lingkungan asam) menyebabkan hemoglobin melepaskan lebih banyak oksigen ke jaringan disebut…
- A. Efek Haldane
- B. Efek Bohr
- C. Hukum Dalton
- D. Hukum Henry
- E. Efek Starling
Kunci Jawaban: B. Efek Bohr
Pembahasan: Efek Bohr menjelaskan bahwa peningkatan konsentrasi CO₂ dan H⁺ (penurunan pH) dalam darah akan menurunkan afinitas hemoglobin terhadap O₂, sehingga lebih banyak O₂ dilepaskan.
-
Peningkatan kadar 2,3-BPG (bisfosfogliserat) dalam sel darah merah akan menyebabkan kurva disosiasi oksihemoglobin bergeser ke kanan. Hal ini menunjukkan bahwa…
- A. Afinitas hemoglobin terhadap O₂ meningkat
- B. Hemoglobin lebih mudah mengikat O₂
- C. Hemoglobin lebih sulit melepaskan O₂
- D. Afinitas hemoglobin terhadap O₂ menurun dan lebih banyak O₂ dilepaskan
- E. Tidak ada perubahan pada pelepasan O₂
Kunci Jawaban: D. Afinitas hemoglobin terhadap O₂ menurun dan lebih banyak O₂ dilepaskan
Pembahasan: Pergeseran kurva ke kanan menunjukkan hemoglobin melepaskan O₂ lebih mudah pada tekanan parsial yang sama, artinya afinitasnya terhadap O₂ menurun.
-
Urutan saluran pernapasan dari hidung hingga tempat pertukaran gas adalah…
- A. Hidung – Faring – Laring – Trakea – Bronkiolus – Bronkus – Alveolus
- B. Hidung – Faring – Laring – Trakea – Bronkus – Bronkiolus – Alveolus
- C. Hidung – Laring – Faring – Trakea – Bronkus – Bronkiolus – Alveolus
- D. Hidung – Trakea – Faring – Laring – Bronkus – Bronkiolus – Alveolus
- E. Hidung – Faring – Trakea – Laring – Bronkus – Bronkiolus – Alveolus
Kunci Jawaban: B. Hidung – Faring – Laring – Trakea – Bronkus – Bronkiolus – Alveolus
Pembahasan: Ini adalah jalur yang benar dari udara yang masuk melalui hidung hingga mencapai alveolus untuk pertukaran gas.
-
Permukaan alveolus selalu lembap. Keadaan ini berfungsi untuk…
- A. Mencegah alveolus kering dan rusak
- B. Memudahkan difusi gas
- C. Menyaring partikel asing
- D. Menjaga suhu paru-paru
- E. Menghasilkan lendir pelumas
Kunci Jawaban: B. Memudahkan difusi gas
Pembahasan: Gas harus larut dalam lapisan tipis cairan di permukaan alveolus sebelum dapat berdifusi menembus membran respirasi.
-
Struktur berikut yang tidak termasuk dalam membran respirasi tempat pertukaran gas adalah…
- A. Membran plasma sel alveolar tipe I
- B. Membran plasma sel endotel kapiler
- C. Membran basal gabungan alveolar dan kapiler
- D. Selaput lendir (mukus)
- E. Lapisan cairan di permukaan alveolus
Kunci Jawaban: D. Selaput lendir (mukus)
Pembahasan: Membran respirasi terdiri dari lapisan cairan alveolar, epitel alveolar, membran basal alveolar, membran basal kapiler, dan endotel kapiler. Mukus bukan bagian langsung dari membran pertukaran.
-
Apakah yang terjadi pada tekanan parsial oksigen (PO₂) di kapiler sistemik (jaringan) dibandingkan dengan PO₂ di sel jaringan?
- A. PO₂ kapiler sistemik lebih tinggi
- B. PO₂ kapiler sistemik lebih rendah
- C. PO₂ kapiler sistemik sama dengan PO₂ sel jaringan
- D. PO₂ kapiler sistemik tidak mempengaruhi difusi
- E. PO₂ kapiler sistemik selalu 104 mmHg
Kunci Jawaban: A. PO₂ kapiler sistemik lebih tinggi
Pembahasan: Darah yang tiba di kapiler sistemik kaya O₂ (PO₂ sekitar 95-100 mmHg), sedangkan sel jaringan yang aktif memiliki PO₂ rendah (sekitar 40 mmHg), sehingga O₂ berdifusi dari darah ke sel.
-
Ketika seseorang berada di dataran tinggi, tubuh akan beradaptasi dengan meningkatkan produksi…
- A. Glukosa
- B. Hemoglobin
- C. Hormon pertumbuhan
- D. Cairan limfa
- E. Enzim pencernaan
Kunci Jawaban: B. Hemoglobin
Pembahasan: Di dataran tinggi, tekanan parsial O₂ di udara lebih rendah. Untuk mengkompensasi, tubuh meningkatkan produksi sel darah merah (eritrosit) dan hemoglobin agar lebih banyak O₂ dapat diikat dan diangkut.
-
Efek Haldane berkaitan dengan…
- A. Pengaruh CO₂ pada afinitas hemoglobin terhadap O₂
- B. Pengaruh O₂ pada afinitas hemoglobin terhadap CO₂ dan H⁺
- C. Pengaruh suhu terhadap kelarutan gas
- D. Pengaruh tekanan parsial terhadap laju difusi
- E. Pengaruh pH terhadap kelarutan O₂
Kunci Jawaban: B. Pengaruh O₂ pada afinitas hemoglobin terhadap CO₂ dan H⁺
Pembahasan: Efek Haldane menyatakan bahwa keberadaan O₂ yang tinggi (seperti di paru-paru) akan menurunkan afinitas hemoglobin terhadap CO₂ dan H⁺, sehingga CO₂ dan H⁺ lebih mudah dilepaskan. Sebaliknya, di jaringan, hemoglobin yang melepaskan O₂ akan lebih mudah mengikat CO₂ dan H⁺.
-
Yang BUKAN merupakan fungsi hemoglobin dalam transportasi gas adalah…
- A. Mengangkut O₂ dari paru-paru ke jaringan
- B. Mengangkut CO₂ dari jaringan ke paru-paru
- C. Menjaga pH darah (sebagai buffer)
- D. Mengangkut nitrogen bebas
- E. Membantu pelepasan O₂ di jaringan
Kunci Jawaban: D. Mengangkut nitrogen bebas
Pembahasan: Hemoglobin tidak mengikat atau mengangkut nitrogen bebas. Nitrogen adalah gas inert yang tidak berpartisipasi dalam pertukaran gas di tubuh dalam kondisi normal.
-
Kapiler darah yang mengelilingi alveolus memiliki diameter yang sangat kecil. Hal ini penting karena…
- A. Meningkatkan kecepatan aliran darah
- B. Mempercepat pertukaran nutrisi saja
- C. Memaksimalkan kontak antara sel darah merah dengan dinding kapiler, mempercepat difusi gas
- D. Mengurangi tekanan darah di paru-paru
- E. Menghindari pembekuan darah
Kunci Jawaban: C. Memaksimalkan kontak antara sel darah merah dengan dinding kapiler, mempercepat difusi gas
Pembahasan: Diameter kecil memaksa sel darah merah bergerak berurutan dan dekat dengan dinding kapiler, meminimalkan jarak difusi bagi O₂ dan CO₂.
-
Penyakit emfisema, yang ditandai dengan kerusakan dinding alveolus, akan berdampak pada pertukaran gas dengan cara…
- A. Meningkatkan luas permukaan alveolus
- B. Meningkatkan ketebalan membran respirasi
- C. Mengurangi luas permukaan alveolus yang tersedia untuk difusi
- D. Meningkatkan perbedaan tekanan parsial gas
- E. Meningkatkan kapasitas vital paru-paru
Kunci Jawaban: C. Mengurangi luas permukaan alveolus yang tersedia untuk difusi
Pembahasan: Kerusakan dinding alveolus menyebabkan fusi beberapa alveolus menjadi kantung udara yang lebih besar tetapi dengan luas permukaan total yang jauh berkurang, menghambat pertukaran gas.
-
Gas CO₂ yang diangkut oleh hemoglobin membentuk senyawa yang disebut…
- A. Karboksihemoglobin
- B. Oksihemoglobin
- C. Methemoglobin
- D. Karbaminohemoglobin
- E. Sulfhemoglobin
Kunci Jawaban: D. Karbaminohemoglobin
Pembahasan: Ketika CO₂ berikatan dengan bagian globin dari hemoglobin, itu membentuk karbaminohemoglobin (HbCO₂).
II. Soal Isian Singkat
-
Kantung udara kecil di paru-paru tempat terjadinya pertukaran gas disebut…
Kunci Jawaban: Alveolus
-
Protein pengikat oksigen utama dalam sel darah merah adalah…
Kunci Jawaban: Hemoglobin
-
Pergerakan molekul gas dari area bertekanan parsial tinggi ke rendah disebut…
Kunci Jawaban: Difusi
-
Sebagian besar CO₂ diangkut dalam darah dalam bentuk ion…
Kunci Jawaban: Bikarbonat
-
Tekanan yang diberikan oleh satu jenis gas dalam campuran gas disebut tekanan…
Kunci Jawaban: Parsial
III. Soal Uraian
-
Jelaskan secara singkat mekanisme pertukaran O₂ di alveolus dan CO₂ di jaringan tubuh!
Kunci Jawaban:
– Pertukaran O₂ di alveolus: Udara di alveolus memiliki tekanan parsial O₂ (PO₂) yang lebih tinggi (sekitar 104 mmHg) daripada darah kapiler paru-paru (sekitar 40 mmHg). Oleh karena itu, O₂ berdifusi dari alveolus ke dalam darah kapiler.
– Pertukaran CO₂ di jaringan: Sel-sel jaringan aktif menghasilkan CO₂ melalui metabolisme, sehingga tekanan parsial CO₂ (PCO₂) di jaringan lebih tinggi (sekitar 45 mmHg) daripada di darah kapiler sistemik (sekitar 40 mmHg). Akibatnya, CO₂ berdifusi dari sel jaringan ke dalam darah kapiler. -
Sebutkan tiga faktor utama yang mempengaruhi laju difusi gas melalui membran respirasi!
Kunci Jawaban:
1. Perbedaan tekanan parsial: Semakin besar perbedaan tekanan parsial suatu gas di kedua sisi membran, semakin cepat laju difusinya.
2. Luas permukaan membran respirasi: Semakin luas permukaan yang tersedia, semakin banyak gas yang dapat berdifusi.
3. Ketebalan membran respirasi: Semakin tipis membran, semakin cepat difusi gas. -
Bagaimana cara tubuh mengangkut sebagian besar karbon dioksida (CO₂) dari jaringan ke paru-paru? Jelaskan secara singkat!
Kunci Jawaban: Sekitar 70% CO₂ diangkut dalam bentuk ion bikarbonat (HCO₃⁻). CO₂ dari jaringan masuk ke sel darah merah, bereaksi dengan air (dibantu enzim karbonat anhidrase) membentuk asam karbonat (H₂CO₃), yang kemudian berdisosiasi menjadi ion bikarbonat dan ion H⁺. Ion bikarbonat ini sebagian besar keluar ke plasma darah untuk diangkut ke paru-paru.
-
Jelaskan apa yang dimaksud dengan Efek Bohr dalam konteks pertukaran gas!
Kunci Jawaban: Efek Bohr adalah fenomena di mana penurunan pH darah (menjadi lebih asam, akibat peningkatan konsentrasi CO₂ dan H⁺) akan menurunkan afinitas hemoglobin terhadap oksigen (O₂). Ini menyebabkan hemoglobin melepaskan lebih banyak O₂ ke jaringan yang sedang aktif bermetabolisme (karena menghasilkan CO₂ dan H⁺), memastikan pasokan O₂ yang memadai.
-
Mengapa sangat penting bagi dinding alveolus dan kapiler darah memiliki ketebalan yang sangat tipis?
Kunci Jawaban: Ketebalan yang sangat tipis pada dinding alveolus dan kapiler darah (bersama-sama membentuk membran respirasi yang sangat tipis) sangat penting untuk memaksimalkan efisiensi difusi gas. Menurut Hukum Fick tentang difusi, laju difusi berbanding terbalik dengan ketebalan membran. Semakin tipis membrannya, semakin pendek jarak yang harus ditempuh gas, sehingga pertukaran O₂ dan CO₂ dapat berlangsung dengan cepat dan efisien.
IV. Soal Menjodohkan/Mencocokkan
Jodohkanlah istilah di kolom kiri dengan deskripsi yang tepat di kolom kanan!
| Kolom Kiri | Kolom Kanan |
|---|---|
| 1. Alveolus | A. Perpindahan gas dari konsentrasi tinggi ke rendah |
| 2. Hemoglobin | B. Kantung udara di paru-paru tempat pertukaran gas |
| 3. Difusi | C. Protein dalam eritrosit pengikat oksigen |
| 4. Tekanan parsial | D. Tekanan yang diberikan oleh suatu gas tertentu dalam campuran |
Kunci Jawaban:
- 1. Alveolus → B. Kantung udara di paru-paru tempat pertukaran gas
- 2. Hemoglobin → C. Protein dalam eritrosit pengikat oksigen
- 3. Difusi → A. Perpindahan gas dari konsentrasi tinggi ke rendah
- 4. Tekanan parsial → D. Tekanan yang diberikan oleh suatu gas tertentu dalam campuran
Jodohkanlah mekanisme atau zat di kolom kiri dengan perannya di kolom kanan!
| Kolom Kiri | Kolom Kanan |
|---|---|
| 1. Oksihemoglobin | A. Bentuk transportasi CO₂ terbanyak |
| 2. Karbonat anhidrase | B. Hemoglobin yang mengikat oksigen |
| 3. Ion bikarbonat | C. Enzim yang mempercepat reaksi CO₂ dengan air |
| 4. Efek Bohr | D. Fenomena pH rendah meningkatkan pelepasan O₂ dari hemoglobin |
Kunci Jawaban:
- 1. Oksihemoglobin → B. Hemoglobin yang mengikat oksigen
- 2. Karbonat anhidrase → C. Enzim yang mempercepat reaksi CO₂ dengan air
- 3. Ion bikarbonat → A. Bentuk transportasi CO₂ terbanyak
- 4. Efek Bohr → D. Fenomena pH rendah meningkatkan pelepasan O₂ dari hemoglobin
