< PreviousIlmu Pengetahuan Alam43 Rangka, Otot danPesawat SederhanaBab 2 Tahukah kamu, jika kamu melakukan gerakan, maka kamu akan melibatkan kerja rangka dan otot. Kerja rangka dan otot, digunakan sebagai prinsip kerja pesawat seder-hana. Pesawat sederhana adalah alat yang dapat digu-nakan untuk memudahkan ak-tivitamu. Ada banyak pesawat sederhana yang terdapat di sekitarmu dan mungkin kamu pernah menggunakannya.Kelas VIII SMP/MTsSemester 144A. Rangka dan Otot pada Manusia1. Struktur dan Fungsi Rangka pada Manusiaa. Pentingnya Rangka bagi Tubuh Manusia Coba amati teman yang sedang duduk di sebelah kamu! Mengapa tubuh temanmu itu dapat duduk dengan tegak? Apa yang membuat tubuhnya seperti itu? Temanmu dapat duduk dengan tegak seperti itu, karena memiliki sistem rangka. Bagi tubuh, fungsi rangka itu seperti kerangka pada sebuah bangunan. Kerangka bangunan dapat membuat sebuah bangunan berdiri dengan kokoh, seperti terlihat pada bangunan Gambar 2.1.Ayo Kita PelajariA. Rangka dan Otot pada Manusia1. Struktur dan Fungsi Rangka pada Manusia2. Struktur dan Fungsi Otot pada Manusia3. Kelainan pada Sistem Gerak ManusiaIstilah PentingSistem rangka OsteoblasTulang OtotOsteoklas SendiMengapa Penting?Agar kamu mengetahui sistem gerak yang terdapat pada tubuh manusia sehingga manusia dapat melakukan aktivitas.Sumber: Kemendikbud Gambar 2.1 Sebuah bangunan Ilmu Pengetahuan Alam45b. Fungsi Sistem Rangka bagi Tubuh Manusia Pernahkah kamu bertanya, mengapa kamu dapat berdiri tegak? Mengapa jantung berada dalam rongga dada dan otak berada dalam tengkorak kepala?Ada empat fungsi utama sistem rangka bagi tubuh kita, yaitu1. memberikan bentuk dan mendukung tubuh kita;2. melindungi organ internal atau organ dalam, misal tulang rusuk melindungi jantung dan paru-paru, tulang tengkorak melindungi otak;3. tempat menempelnya otot yang merupakan alat gerak aktif yang dapat menggerakkan tulang;4. tempat dibentuknya sel darah, yaitu pada bagian sumsum tulang (jaringan lunak yang terdapat di bagian tengah tulang).Mengamati Sistem Rangka pada Tubuh ManusiaApa yang harus kamu persiapkan?1. Model rangka atau gambar sistem rangka manusia2. Alat tulis3. Buku IPAApa yang harus kamu lakukan? 1. Lakukan pengamatan pada torso atau gambar rangka manusia! 2. Identifikasilah minimal 10 macam tulang penyusun sistem rangka manusia!3.Selain mengidentifikasi macamnya, jelaskan letak dan fungsi tulang tersebut! Bekerjasamalah dengan teman satu kelompokmu dalam menyelesaikan kegiatan ini. 4. Catatlah hasil pegamatanmu pada buku IPA !Kelas VIII SMP/MTsSemester 146c. Struktur Tulang Pernahkah kamu melihat model tulang paha manusia? Apakah bentuk tulang tersebut seperti pada Gambar 2.2? Gambar 2.2 tersebut adalah tulang pipa. Tulang pipa bekerja sebagai pengungkit pada tubuh. Jika kita perhatikan Gambar 2.2, tulang tersebut ternyata tidak lurus seperti pipa, melainkan membesar pada bagian ujung-ujungnya. Bagian yang membesar tersebut dinamakan epifisis. Bagian tulang yang berada di antara epifisis dinamakan diafisis. Pada bagian epifisis berbentuk bulat serta terdapat titik-titik kasar pada bagian ujung, terdapat lekukan, tonjolan, dan lubang. Masing-masing bagian ini mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Lekukan dan tonjolan berfungsi sebagai tempat menempelnya otot. Lubang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya pembuluh-pembuluh darah dan saraf. Antara diafisis dan epifisis terdapat cakra epifisis, yang terdiri atas tulang rawan dan mengandung osteoblas (calon osteosit). Cakra epifisis inilah yang berperan dalam proses bertambah panjangnya tulang pipa. Pada Gambar 2.2 terlihat bahwa permukaan tulang yang panjang ditutup membran yang menempel dengan kuat, yang disebut periosteum. Pembuluh-pembuluh darah kecil pada periosteum membawa zat-zat makanan ke dalam tulang. Membran ini penting dalam pertumbuhan dan perbaikan tulang. Pada bagian bawah periosteum terdapat tulang kompak atau disebut juga tulang keras, yaitu suatu lapisan tulang yang keras dan kuat. Tulang kompak mengandung sel-sel tulang, pembuluh-pembuluh darah, zat kapur dan fosfor, serta serabut elastis. Kerasnya tulang disebabkan karena tulang mengandung zat kapur dan fosfor. Sedangkan serabut-serabut elastis mempertahankan tulang agar tetap kuat, tidak mudah rapuh atau patah. Ilmu Pengetahuan Alam47 Tulang spons dalam tulang pipa terdapat di daerah ujung tulang. Tulang spons kurang kompak dan mempunyai banyak ruang-ruang kecil terbuka yang membuat tulang menjadi ringan. Tulang panjang mempunyai lubang atau saluran yang besar. Saluran-saluran itu terdapat di tengah tulang panjang dan diisi oleh jaringan berlemak yang disebut sumsum. Agar kamu lebih memahaminya, perhatikanlah Gambar 2.3. Sumsum merah berada di daerah tulang panjang bagian ujung di antara tulang spons, sedangkan sumsum kuning berada di tulang panjang bagian tengah yang sebagian besar berisi lemak. Pada orang sehat, sumsum tulang merah menghasilkan sel-sel darah merah dengan kecepatan sampai tiga juta sel per detik. Sumsum merah juga menghasilkan sel-sel darah putih dengan jumlah yang lebih sedikit.Coba pikirkan apakah tulang manusia tersusun dari materi kering seperti batu? Bagaimana dengan tulang-tulang di tubuh mu?Ternyata, tulang-tulang di dalam tubuh adalah materi hidup. Masing-masing tulang dalam tubuhmu adalah organ hidup yang tersusun dari berbagai jaringan. Sel-sel di dalam tulang-tulang ini membutuhkan makanan dan energi seperti sel-sel lain dalam tubuhmu.Sekarang kamu telah mengetahui bahwa tulang adalah materi hidup. Coba buktikan bahwa tulang yang terdapat pada tubuhmu adalah materi hidup! Kaitkan dengan ciri-ciri makhluk hidup yang telah kamu pelajari pada kelas VII?Sumber: Mikkans. Tanpa tahun Gambar 2.3 Posisi tulang spons dan sumsum pada tulangSumber: Shier, dkk. 2010 Gambar 2.4 Macam tulang berdasarkan bentuk dan ukurannya (a) Tulang panjang, (b) Tulang pendek, (c) Tulang pipih, (d) Tulang tidak beraturan Ujung tulang panjang ditutup dengan suatu lapisan jaringan tebal, lunak dan lentur, yang disebut dengan tulang rawan (kartilago). Tulang rawan tersusun atas sel-sel yang dikelilingi oleh matriks protein yang dihasilkan oleh sel-sel tersebut. Selain di ujung-ujung tulang panjang, tulang rawan juga dapat ditemukan di ujung-ujung tulang rusuk, dinding saluran pernapasan, hidung, dan telinga.Kelas VIII SMP/MTsSemester 148 d. Macam-macam Tulang pada Sistem Rangka Manusia Tahukah kamu bentuk tulang yang ada pada lengan bawah, tulang jari, dan tulang pipi? Coba sekarang kamu raba tulang lengan bawah, tulang jari-jari tangan, dan tulang pipi. Kamu akan merasakan bahwa bentuk dan ukuran tulang-tulang tersebut tidak sama. Bentuk tulang manusia dibedakan menjadi empat, yaitu tulang panjang, tulang pipih, tulang pendek, dan tulang tak beraturan. Coba perhatikan Gambar 2.4. Selanjutnya, coba hitung ada berapa jumlah tulang yang menyusun jari-jarimu Tulang jari-jari adalah bagian dari sistem rangka manusia. Tahukah kamu tulang penyusun sistem rangka manusia terdiri atas 206 tulang dengan ukuran dan bentuk yang berbeda-beda. Agar kamu mengetahui tulang-tulang penyusun sistem rangka manusia, perhatikan Gambar 2.5!Sumber : DokGMBr 2.5 Sistem RangkaIlmu Pengetahuan Alam49Sebelumnya kamu telah melakukan identifikasi tulang penyusun sistem rangka manusia. Sekarang lakukan pengklasifikasian tulang-tulang tersebut berdasarkan ukuran dan bentuknya. Agar mempermudah kerjamu, susunlah data tersebut dalam Tabel 2.1. Jangan lupa lakukan kegiatan ini dengan cermat dan teliti agar kamu dapat melakukan klasifikasi dengan tepat.Tabel 2.1 Klasifikasi Tulang Berdasarkan Bentuk dan UkuranNo.Nama TulangJenis TulangTulang PanjangTulang PipihTulang PendekTulang Tak Beraturane. Perkembangan Tulang Meskipun tulang yang ada di tubuh kita merupakan suatu benda yang keras, tetapi tulang itu bukan suatu benda yang memiliki ukuran tetap. Beberapa bulan sebelum kamu dilahirkan, tulang kamu tersusun dari kartilago (tulang rawan). Secara bertahap, tulang rawan akan rusak dan digantikan oleh tulang yang keras. Akan tetapi, pada perkembangannya tidak semua tulang rawan pada tubuh manusia akan digantikan oleh tulang keras. Contohnya tulang telinga, tulang hidung ataupun tulang rawan penyusun persendian. Tulang-tulang tersebut akan tetap menjadi tulang rawan sampai manusia menjadi tua. Pada saat janin (calon bayi yang masih ada di dalam kandungan), hampir semua tulang yang terdapat pada tubuh merupakan tulang rawan. Seiring dengan perkembangan janin dan setelah kelahiran, tulang rawan tersebut berkembang menjadi tulang keras. Agar kamu dapat memahami proses osifikasi dengan baik, perhatikanlah Gambar 2.6. Proses perubahan tulang rawan menjadi tulang keras disebut dengan penulangan atau osifikasi. Bagaimanakah proses tersebut berlangsung? Proses osifikasi berawal dari tulang rawan. Tulang rawan bentuknya mirip dengan tulang dewasa.Tulang rawan memiliki rongga yang terisi oleh osteoblas (sel-sel pembentuk tulang). Selanjutnya, osteoblas akan membentuk osteosit (sel-sel tulang). Proses osifikasi dimulai dari bagian tengah tulang rawan dan kemudian meluas ke seluruh arah sesuai dengan Kelas VIII SMP/MTsSemester 150pertumbuhan tulang rawan. Diantara jaringan tulang yang terbentuk terdapat pembuluh darah. Pembuluh darah ini akan membawa mineral seperti kalsium sehingga tulang yang terbentuk menjadi keras. Selain mengalami osifikasi, tulang juga mengalami fusi atau penggabungan. Pada saat kamu baru lahir, jumlah seluruh tulang yang ada pada sistem rangkamu adalah lebih dari 300 tulang. Seiring bertambahnya usia, beberapa tulang akan mengalami fusi atau mengalami pertumbuhan bersama-sama. Oleh karena itu, ketika kamu sudah dewasa, jumlah tulang pada sistem rangka sebanyak 206 tulang.f. Hubungan Antartulang Sebelum kamu mempelajari materi selanjutnya, coba sekarang kamu berdiri, kemudian lakukan gerakan sesuka hatimu! Namun demikian, berhati-hatilah dalam melakukannya. Menurutmu, mengapa kamu dapat melakukan berbagai macam gerakan? Bandingkan gerakan lengan atas dengan tulang belakangmu. Apakah tulang belakangmu dapat digerakkan ke segala arah? Berbagai macam gerak yang kamu lakukan tersebut dapat terjadi karena ada hubungan antartulang atau artikulasi. Selanjutnya perhatikan gambar tengkorak pada Gambar 2.7. Apakah hubungan antartulang pada tulang tengkorak dapat digerakkan? Ternyata tidak semua hubungan antartulang dapat digerakkan. Kalau kamu perhatikan hubungan antartulang pada manusia dibedakan menjadi tiga, yaitu sebagai berikut.Sumber: Reece, dkk. 1999 Gambar 2.6 Proses Osifikasi TulangIlmu Pengetahuan Alam511) Hubungan antartulang yang tidak memungkinkan adanya gerakan yang disebut sinartrosis. Contohnya, hubungan antartulang pada tengkorak yang dihubungkan oleh jaringan ikat atau sutura. Pada saat kamu baru lahir terdapat jarak atau ruang antara tulang-tulang tengkorak, fungsinya memungkinkan otak kita bertambah ukurannya. Dalam waktu yang tidak terlalu lama jaringan ikat akan menggabungkan tulang satu dengan tulang yang lainnya sehingga tidak memungkinkan adanya gerakan satu-satunya tulang pada tengkorak yang dapat digerakkan adalah rahang bawah. Contoh lain dari tipe persendian ini adalah sendi yang terdapat pada tulang pinggul. 2) Hubungan antartulang yang menimbulkan sedikit gerakan. yang disebut amfiartrosis. Contohnya, hubungan antartulang pada tulang belakang (vertebra) oleh tulang rawan.3) Hubungan antartulang yang memungkinkan gerakan yang disebut diartrosis atau persendian. Persendian inilah yang memungkinkan kamu dapat menggerakkan pangkal lengan atas, lutut, bahkan ibu jari tanganmu. g. Tipe Persendian Kamu telah mempelajari hubungan antartulang. Salah satu jenis hubungan tulang yaitu diartrosis atau persendian. Pada sistem gerak kita terdapat beberapa tipe persendian. Berbagai macam sistem persendian tersebut ditunjukkan pada Gambar 2.7.1) Sendi peluru/sendi lesungSendi PelanaSendi Tak dapat digerakanSendi LunturSendi PelanaGambar 2.7 Berbagai macam sistem persendianKelas VIII SMP/MTsSemester 152Sendi ini menghubungkan antara satu tulang yang mempunyai satu ujung bulat yang masuk ke ujung tulang lain yang berongga seperti mangkok. Sendi ini dapat membentuk gerakan paling bebas di antara sendi-sendi lain. Contoh sendi peluru adalah sendi antara tulang pinggul dengan tulang paha, antara tulang lengan atas dengan tulang belikat. Dengan adanya sendi ini memungkinkan tulang-tulang tersebut dapat diayunkan ke arah mana pun.2) Sendi engselTipe sendi ini mempunyai gerakan satu arah, ada yang ke depan dan ada yang ke belakang seperti engsel pintu. Contoh sendi engsel yaitu sendi-sendi pada siku, lutut, dan jari. Sendi ini memiliki ruang gerak yang lebih sempit dibandingkan sendi peluru.3) Sendi putarTipe persendian ini memiliki prinsip kerja ujung tulang satu yang berfungsi sebagai poros dan ujung tulang yang lain berbentuk cincin yang dapat berputar pada poros tersebut. Contohnya adalah persendian yang terdapat di antara tulang tengkorak dengan tulang leher. Sendi tersebut memungkinkan kepala kita dapat memutar, mengangguk serta menggeleng. SendiLunturSekarang kamu telah mengetahui berbagai macam sendi pada sistem gerak kita. Menurutmu, apakah semua tulang yang dihubungkan oleh persendian itu dapat digerakkan?Sendi adalah pertemuan antara dua tulang atau lebih. Sendi tidak mudah terlepas jika digunakan karena pertemuan antara dua tulang tersebut diikat oleh ligamen. Selain itu, ligamen juga berfungsi agar sendi kita dapat bergerak dengan fleksibel. Ligamen adalah jaringan berbentuk pita yang tersusun dari serabut-serabut liat yang mengikat tulang yang satu dengan tulang yang lain pada sendi. Pada bagian ujung tulang kita tertutup oleh kartilago. Fungsi kartilago (tulang rawan) ini adalah menjaga agar tidak terjadi benturan atau gesekan antara tulang yang satu dengan tulang yang lain yang dihubungkan oleh persendian.Sumber: Berwald, dkk. 2007 Gambar 2.8 Komponen penyusun sendiGambar 2.8 Tipe Persendian ManusiaNext >