Respirasi merupakan proses pertukaran gas dalam organisme untuk menghasilkan tenaga. Ia terjadi secara aerob menggunakan oksigen atau anaerob tanpa oksigen. Proses ini melibatkan pertukaran oksigen dan karbon dioksida antara paru-paru dan darah, serta seluruh badan melalui darah. Kawalaturan pernafasan secara automatik menyesuaikan kadar pernafasan dan ventilasi berdasarkan tahap karbon dioksida dan oksigen

1. Respirasi aerob
 Ini melibatkan penguraian lengkap glukosa dalam sel dengan
kehadiran oksigen untuk membebaskan tenaga.
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + TENAGA
 Glukosa dioksidakan dalam suatu turutan tindak balas biokimia yang
dimangkinkan oleh enzim dalam sitoplasma dan sel mitokondrion.
 Kebanyakan tenaga yang dibebaskan daripada molekul glukosa
disimpan dalam molekul adenosine trifosfat (ATP).
 ATP bertindak sebagai sumber tenaga cepat yang diperlukan dalam
aktiviti sel. Apabila sel memerlukan tenaga, ikatan fosfat ‘kaya
tenaga’ dalam ATP boleh dipecahkan dengan mudah untuk
membebaskan tenaga, molekul ADP dan fosfat inorganik.
Respirasi anaerob
 Ini merujuk kepada respirasi yang berlaku dalam ketidakhadiran
oksigen.
Respirasi anaerob dalam yis
 Respirasi anaerob dalam yis juga dikenali sebagai penapaian.
 Yis menghasilkan enzim zimase yang memangkinkan hidrolisis glukosa
kepada etanol, karbon dioksida dan tenaga.

2. C6H12O6 ZIMASE 2C2H12OH + 2CO2 + 210 kJ
GLUKOSA ETANOL KARBON DIOKSIDA TENAGA
 Etanol yang dihasilkan digunakan untuk menghasilkan wain dan bir.
Karbon dioksida yang dibebaskan digunakan untuk menaikkan adunan
dalam pembuatan roti.
Respirasi Anaerob dalam otot-otot manusia
 Respirasi anaerob berlaku semasa manusia melakukan latihan cergas
dimana penggunaan oksigen oleh sel otot rangka melebihi pembekalan
oksigen daripada darah.
 Repirasi anaerob dalam sel otot menguraikan molekul glukosa secara
separa untuk menghasilkan asid laktik dan tenaga
 Pengumpulan asid laktik menyebabkan kelesuan, sakit otot dan
kekejangan.
C6H12O6 2C3H6O3 + 150 kJ
GLUKOSA ASID LAKTIK TENAGA

3. RESPIRASI DALAM BADAN MANUSIA DAN HAIWAN
 Protozoa, ameba dan dan paramesium adalah organisma unisel
akuatik. Organisma ini adalah kecil dan tidak mempunyai struktur
respirasi khusus bagi pertukaran gas. Pertukaran gas secara resapan
berlaku dengan pantas merentasi membran plasma yang nipis.
Struktur respirasi bagi ameba
 Ketumpatan oksigen yang tinggi menyebabkan pertukaran gas
berlaku dalam sitoplasma molekul membran plasma oleh proses
resapan.
 Ketumpatan oksigen didalam sitoplasma yang tinggi menyebabkan ia
meresap keluar daripada sel.

4. Sistem trakea serangga
 Trakea dalam serangga terbina melalui susunan yang kompleks ke
seluruh badannya. Oksigen dibawa masuk melalui tiub-tiub udara.
Udara memasuki trakea menerusi spirakel yang terdapat di dinding
abdomen.
 Udara itu kemudiannya bergerak melalui yang lebih halus dan sampai
kepada sel dimana pertukaran udara akan berlaku. Contoh , belalang.

5. Struktur respirasi pada amfibia dan reptilia
Amfibia (katak)
 Tekanan positif menyebabkan udara ditolak ke dalam paru-paru
amfibia. Ia menggunakan kulitnya yang lembap untuk pertukaran gas.
Reptilia (cicak )
 Tekanan negatif menolak masuk ke dalam paru-paru berongga pada
reptilia. Kulitnya yang bersisik bertujuan melindungi mereka
daripada kekeringan dan bukannya uuntuk proses respirasi.

6. Sistem repirasi pada ikan.
 Ikan menggunakan insang sebagai system pernafasannya.
 Operkulum melindungi lapisan insang yang halus.
 Darah dalam kapilari beredar dalam arah yang bertentangan dengan
arah aliran air untuk menambah bekalan oksigen.
 Ikan berenang sambil membuka mulutnya dan membenarkan air
melalui insangnya.
 Insang akan menjadi kering dan rosak apabila terdedah ke udara dan
ia hanya berguna didalam air.

7. Struktur respirasi pernafasan manusia
 Stuktur respirasi manusia terdiri daripada peparu kiri dan kanan
yang terletak di dalam rongga torak dan dilindungi oleh sangkar
rusuk.
 Udara masuk ke dalam peparu melalui lubang hidung, kemudian
melalui larinks (kotak suara) dan trakea. Kemasukan ke dalam larinks
adalah melalui bukaan glotis yang dilengkapkan dengan epiglotis
untuk mengelakkan makanan daripada memasuki trakea.
 Trakea dilindungi oleh gelang yang disusun rapat. Gelang
inimembenarkan trakea membuka apabila tekanan udara dalam
trakea lebih rendah daripada tekanan atmosfera.
 Trakea membahagi kepada dua bronkus yang memasuki setiap
peparu.
 Dalam peparu, bronkus membahagi kepada bronkiol-bronkiol yang
lebih kecil.
 Setiap bronkiol berakhir dengan pundi udara yang disebut alveoli.

8. Mekanisme pernafasan manusia.
Menarik nafas Menghembus nafas
Otot interkosta luar mengecut, otot
interkosta dalam mengendur.
Otot interkosta luar mengendur, otot
interkosta luar mengecut.
Sangkar rusuk diterik ke atas dan ke
depan.
Sangkar rusuk ditarik ke bawah dan
ke dalam.
Otot diafragma mengecut dan
menjadi leper.
Otot diafragma mengendur dan
melengkung ke atas.
Tekanan udara dalam peparu
berkurang
Tekanan udara dalam peparu
bertambah.
Udara dipaksa masuk ke dalam
peparu.
Udara dipaksa keluar daripada
peparu.
Isipadu udara bertambah, peparu
mengembang.
Isipadu udara berkurang, peparu
kembali ke bentuk asal.

9. PERTUKARAN GAS DAN PENGANGKUTAN GAS DALAM BADAN
MANUSIA
Proses pertukaran gas merentas permukaan alveolus dan kapilari darah
 Terdapat satu lapisan air pada permukaan alveolus yang
membenarkan oksigen larut pada permukaan cecair supaya resapan
ringkasan berlaku menerusi dinding alveolus.
 Dalam ruang alveolus, udara sedutan mengandungi tekanan separa
oksigen yang lebih tinggi berbanding tekanan separa oksigen di
sekeliling kapilari darah.
 Oksigen meresap daripada alveolus ke dalam kapilari darah secara
resapan ringkas.
 Dalam kapilari darah, darah masuk ke dalam peparu yang
mengandungi tekanan separa karbon dioksida yang lebih tinggi
berbanding tekanan separa karbon dioksida di dalam ruang alveolus.
 Karbon dioksida meresap daripada kapilari darah ke alveolus secara
resapan ringkas.

10. Pengangkutan gas respirasi dalam badan manusia.
 Oksigen yang meresap keluar alveolus ke dalam kapilari darah
diangkut ke dalam sel badan untuk respirasi sel.
 Dalam kapilari darah, oksigen bergabung dengan hemoglobin.
Oksigen diangkut dlam bentuk oksihemoglobin ke semua bahagian
badan.
 Tekanan separa oksigen yang lebih rendah di sel badan berbanding
dengan tekanan separa oksigen di dalam darah menyebabkan
oksihemoglobin berpecah untuk membebaskan m,olekul oksigen.
 Karbon dioksida yang dibebaskan oleh sel yang berespirasi diangkut
ke peparu dalam tiga cara seperti berikut :-
 Sebagai karbon dioksida terlarut dalam plasma darah ( lebih kurang 7% )
 Karbon dioksida bergabung dengan hemoglobin untu membentuk
karbominohemoglobin ( lebih kurang 23% )
 Karbon dioksida bertindak dengan air untuk membentuk ion-ion bikarbonat
(HCO3
- ) (lebih kurang 70% ).
 Dalam peparu,
 Karbon dioksida terlarut dalam plasma darah dan meresap dari kapilari darah ke
dalam alveolus.
 Karbaminohemoglobin terurai untuk membebaskan karbon dioksida ke dalam
alveolus.
 Ion-ion bikarbonat meresap ke dalam sel darah merah dari plasma darah dan
membentuk asid karbonik semula yang kemudiannya terurai kepada karbon
dioksida dan air. Karbon dioksida meresap dari kapilari darah ke dalam alveoli
untuk disingkirkan keluar semasa hembusan nafas.
Proses pertukaran gas anattara darah dan sel-sel badan.

11.  Dalam sel badan, tekanan separa oksigen di dalamdarah lebih tinggi
daripada tekanan separa oksigen di dalam sel.
 Oksigen meresap daripada darah ke sel-sel melalui resapan ringkas.
 Di sel pula, tekanan separa karbon dioksida lebih tinggi daripada sel
ke dalam kapilari darah.
 Karbon dioksida meresap daripada sel ke dalam darah dan dibawa ke
peparu.
Komposisi udara sedutan dan udara hembusan.
 Peratus oksigen di dalam udara sedutan adalah lebih tinggi daripada
peratus oksigen di dalam udara hembusan dan menyebabkan oksigen
diserap ke dalam darah yang terdapat dalam peparu.
 Peratus karbon dioksida di dalam udara sedutan adalah lebih rendah
daripada peratus karbon dioksida di dalam udara hembusan kerana
peparu menyingkirkan karbon dioksida daripada sel-sel badan.
 Peratus karbon dioksida di dalam udara hembusan yang disingkirkan
selepas aktiviti cergas mengandungi peratus karbon dioksida yang lebih
tinggi daripada udara hembusan semasa dalam keadaan rehat.
 Peratus komposisi dan tekanan separa udara sedutan dan udara
hembusan diringkaskan dalam jadual di bawah.
Komponen - komponen Udara sedutan Udara hembusan
Oksigen 21% 16%
Karbon dioksida 0.03% 4%
Nitrogen 78% 78%
Wap air Berbeza - beza Tepu
Suhu Tekanan atmosfera Suhu badan
MEKANISMA KAWALATURAN DALAMN RESPIRASI

12. Mekanisme kawalaturan kandungan karbon dioksida dalam badan.
 Kawalaturan pernafasan adalah automatik, iaitu proses luar kawalan
yang dikawal oleh pusat respirasi yang bertempat dalam medula
oblongata otak.
 Semasa latihan cergas, kepekatan karbon dioksida meningkat kerana
peningkatan kadar respirasi sel. Karbon dioksida terlarut dalam air
untuk membentuk asid karbonik. Ini menyebabkan penurunan nilai pH
dalam bendalir serebrospina dan darah disebabkan oleh kepekatan oleh
kepekatan tinggi ion-ion H+.
 Nilai pH rendah dikesan oleh pusat kemoreseptor dalam medula
oblongata dan kemoreseptor periferi, iaitu badan aorta dan badan
karotid dalam aorta dan arteri karotid masing-masing. Kemoreseptor
ini menghantar impuls saraf kepada pusat respirasi dalam medula
oblongata.
 Pusat respirasi menghantar impuls kepada diafragma dan otot
interkosta untuk engecut dan mengendur secara pantas. Ini
meningkatkan kadar pernafasan dan kadar vertilasi. Kadar ventilasi
adalah isi padu udara yang dinafaskan dalam seminit (kedalaman
pernafasan ), iaitu kadar pertukaran gas di antara alveoli dan kapilari
darah.
 Lebih banyak oksigen yang dibekalkan dan lebih banyak karbon dioksida
dikeluarkan daripada badan. Kepekatan karbon dioksida kembali ke aras
normal.
Mekanisme kawalaturan kandungan oksigen dalam badan.

13.  Apabila kepekatan oksigen adalah sangat rendah, sebagai contoh, pada
altitud sangat tinggi, kemoreseptor periferi dirangsangkan.
 Kemoreseptor menghantar impuls saraf ke pusat respirasi dalam
medula oblongata.
 Pusat respirasi menghantar impuls saraf ke otot-otot interkosta dan
otot-otot diafragma untuk mengecut dan mengendur lebih pantas.
 Ini meningkatkan kadar pernafasan dan kadar ventilasi.
 Kepekatan oksigen kembali ke aras normal apabila lebih banyak oksigen
disedut.
MENGEKALKAN SISTEM RESPIRASI YANG SIHAT.
 Tabiat-tabiat yang perlu dipelihara untuk memastikan organ respirasi
berfungsi dengan cekap adalah seperti berikut :-
 Memakan gizi yang sihat
 Bersenam setiap hari
 Tebiat-tabiat yang perlu dielakkan untuk memastikan organ respirasi
berfungsi dengan cekap adalah seperti berikut :-
 Elak daripada menyedut udara yang tercemar. Udara tercemar mengandungi habuk,
pelbagai perengsa dan bahan pencemar yang bahaya.
 Jangan merokok. Seseorang yang menghisap rokok menyedut asap yang
mengandungi karbon monoksida, tar dan nikotin terus ke dalam peparu. Bahan
kimia ini menyebabkan penyakit seperti asma, bronkitis dan kanser peparu.
RESPIRASI DALAM TUMBUHAN
 Tumbuhan menjalankan respirasi sepanjang hari.

14.  Tumbuhan memperolehi tenaganya daripada respirasi sel di mana sel
tumbuhan mengambil karbon dioksida.
 Pertukaran gas dalam daun, batang dan akar berlaku secara resapan,
melalui stoma dan lentisel.
 Setiap stoma terdiri daripada suatu liang yang dikelilingi oleh dua sel
pengawal yang mengandungi sebilangan besar kloroplas, di mana
fotosintesis berlaku. Stoma membuka pada waktu siang dan menutup
pada waktu malam.
 Lentisel adalah liang pada batang dan akar. Sel-sel di sekitar lentisel
adalah tersusun secara longgar untuk membenarkan oksigen meresap ke
dalam dan luar tumbuhan.
 Stoma pada daun terbuka ke ruang udara antara sel mesofil palisad
pancang dan sel mesofil berspan.
 Oksigen dari atmosfera meresap melalui stoma ke dalam ruang antara
sel dan kemudian ke dalam sel mesofil.
 Karbon dioksida yang dihasilkan semasa respirasi meresap keluar dari
sel ke dalam ruang antara sel dan kemudian melalui stoma ke dalam
atmosfera.

15. Respirasi aerob dan anaerob dalam tumbuhan
Respirasi aerob Respirasi anaerob
Berlaku di mitokondrion Dilakukan apabila tumbuhan tenggelam semasa
banjir selama beberapa hari atau peringkat awal
percambahan bijih benih semasa embrio
dikelilingi kulit yang kedap udara.
Glukosa dioksidakan oleh oksigen untuk
membebaskan karbon dioksida, air dan tenaga,
2898 kJ.
Glukosa diuraikan dalam ketidakhadiran oksigen
kepada etanol, karbon dioksida dan tenaga, 150
kJ.
Tenaga disimpan dalam bentuk molekul
adenosine trifosfat (ATF) dan sebahagiannya
dibebaskan sebagai tenaga haba.
Padi boleh membesar di kawasan air bertakung
dan berlumpur yang mengandungi kurang
oksigen kerana akarnya boleh menjalankan
respirasi anaerob.
Respirasi dan fotosintesis
 Keamatan cahaya tinggi
 Kadar fotosintesis melebihi kadar respirasi
 Oksigen dan glukosa dihasilkan lebih tinggi daripada penggunaan oksigen dan
glukosa.

16.  Pada titik pampasan
 Tiada penerimaan atau kehilangan oksigen dan karbon dioksida ke atmosfera.
 Kadar penggunaan glukosa adalah sama dengan kadar penghasilan glukosa.
 Keamatan cahaya rendah
 Fotosintesis tidak berlaku
 Oksigen diserap dan dibebaskan malalui respirasi.
Titik pampasan adalah keamatan cahaya apabila kadar respirasi sama dengan
kadar fotosintesis.