Skip to content · ⁨Lompat ke konten⁩

Gas exchange in humans · ⁨Pertukaran gas pada manusia⁩

IGCSE Biology · ⁨Biologi IGCSE⁩ · Topic 11 · ⁨Topik 11⁩

Video lesson for this topic · ⁨Pelajaran video untuk topik ini⁩ Open the video page · ⁨Buka halaman video⁩
5:54

Pertukaran Gas pada Manusia

Paru-paru Anda akan menutupi setengah lapangan tenis jika direntangkan rata. Mereka bukan satu kantung besar — melainkan jutaan kantung kecil, dan itulah intinya.…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Narasi bahasa Inggris · Subtitle bahasa Inggris + 中文 disematkan langsung⁩

11.1

Gas exchange surfaces · ⁨Permukaan pertukaran gas⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
1 Describe the features of gas exchange surfaces in humans, limited to: large surface area, thin surface, good blood supply and good ventilation with air
2 Identify in diagrams and images the following parts of the breathing system: lungs, diaphragm, ribs, intercostal muscles, larynx, trachea, bronchi, bronchioles, alveoli and associated capillaries 6 Identify in diagrams and images the internal and external intercostal muscles
7 State the function of cartilage in the trachea
8 Explain the role of the ribs, the internal and external intercostal muscles and the diaphragm in producing volume and pressure changes in the thorax leading to the ventilation of the lungs
3 Investigate the differences in composition between inspired and expired air using limewater as a test for carbon dioxide 9 Explain the differences in composition between inspired and expired air
4 Describe the differences in composition between inspired and expired air, limited to: oxygen, carbon dioxide and water vapour
5 Investigate and describe the effects of physical activity on the rate and depth of breathing 10 Explain the link between physical activity and the rate and depth of breathing in terms of: an increased carbon dioxide concentration in the blood, which is detected by the brain, leading to an increased rate and greater depth of breathing
11 Explain the role of goblet cells, mucus and ciliated cells in protecting the breathing system from pathogens and particles
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
1 Deskripsikan ciri permukaan pertukaran gas pada manusia, terbatas pada: luas permukaan besar, permukaan tipis, suplai darah yang baik, dan ventilasi yang baik dengan udara
2 Identifikasi dalam diagram dan gambar bagian-bagian sistem pernapasan berikut: paru-paru, diafragma, tulang rusuk, otot antartulang rusuk, laring, trakea, bronkus, bronkiolus, alveolus, dan kapiler terkait 6 Identifikasi dalam diagram dan gambar otot antartulang rusuk internal dan eksternal
7 Nyatakan fungsi tulang rawan dalam trakea
8 Jelaskan peran tulang rusuk, otot antartulang rusuk internal dan eksternal, serta diafragma dalam menghasilkan perubahan volume dan tekanan di rongga dada yang mengarah pada ventilasi paru-paru
3 Investigasi perbedaan komposisi antara udara yang dihirup dan udara yang dibuang menggunakan air kapur sebagai uji karbon dioksida 9 Jelaskan perbedaan komposisi antara udara yang dihirup dan udara yang dibuang
4 Deskripsikan perbedaan komposisi antara udara yang dihirup dan udara yang dibuang, terbatas pada: oksigen, karbon dioksida, dan uap air
5 Investigasi dan deskripsikan efek aktivitas fisik terhadap laju dan kedalaman pernapasan 10 Jelaskan hubungan antara aktivitas fisik dengan laju dan kedalaman pernapasan berdasarkan: peningkatan konsentrasi karbon dioksida dalam darah, yang dideteksi oleh otak, yang menyebabkan peningkatan laju dan kedalaman pernapasan
11 Jelaskan peran sel kelenjar, lendir, dan sel bersilia dalam melindungi sistem pernapasan dari patogen dan partikel

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

Gas exchange 气体交换 is how oxygen 氧气 gets into the blood and carbon dioxide 二氧化碳 gets out, by diffusion 扩散. A good gas exchange surface has four features:

  • a large surface area 表面积 — so more gas can cross at once.
  • a thin surface — so gases have only a short distance to diffuse.
  • a good blood supply — to keep a steep difference in concentration.
  • good ventilation 通气 with air — fresh air keeps the difference steep.
Bahasa Indonesia
Model 3-D paru-paru dan saluran napas
Pertukaran gas terjadi di seluruh permukaan luas paru-paru.

Pertukaran gas adalah cara oksigen masuk ke dalam darah dan karbon dioksida keluar, melalui difusi. Permukaan pertukaran gas yang baik memiliki empat ciri:

  • luas permukaan — agar lebih banyak gas dapat melintas sekaligus.
  • permukaan yang tipis — agar gas hanya memiliki jarak pendek untuk berdifusi.
  • aliran darah yang baik — untuk menjaga perbedaan konsentrasi yang curam.
  • ventilasi yang baik dengan udara — udara segar menjaga perbedaan tetap curam.
Explore · ⁨Jelajahi⁩

A good gas-exchange surface · ⁨Permukaan pertukaran gas yang baik⁩

Tap the alveolus to see the four features that make it ideal for exchange: a huge surface area, a thin wall, a moist lining and a good blood supply. · ⁨Ketuk alveolus untuk melihat empat fitur yang menjadikannya ideal untuk pertukaran: luas permukaan yang besar, dinding tipis, lapisan lembap dan suplai darah yang baik.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
gas exchange/ɡæs eksˈtʃeɪndʒ/ pertukaran gas
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ oksigen
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ karbon dioksida
diffusion/dɪˈfjuːʒn/ diffusi
surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ luas permukaan
ventilation/ˌventɪˈleɪʃn/ ventilasi
larynx/ˈlærɪŋks/ laring
trachea/trəˈkɪə/ trakea
bronchi/ˈbrɒŋkaɪ/ bronkus
bronchioles/ˈbrɒŋkɪəʊlz/ bronkiol
alveoli/ˈælvɪɒli/ alveoli
capillaries/ˈkæpɪləriz/ kapiler
ribs/rɪbz/ tulang rusuk
diaphragm/ˈdaɪəfræm/ diafragma
intercostal muscles/ˌɪntəˈkɒstl ˈmʌslz/ otot antikosetal
cartilage/ˈkɑːtɪlɪdʒ/ tulang rawan
pressure/ˈpreʃə/ tekanan
thorax/ˈθɔːræks/ toraks
inhaling/ɪnˈheɪlɪŋ/ menghirup
exhaling/eksˈheɪlɪŋ/ menghembuskan napas
water vapour/ˈwɔːtə ˈveɪpə/ wap air
limewater/ˈlaɪmwɔːtə/ air kapur
concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ konsentrasi
brain/breɪn/ otak
rate/reɪt/ laju
goblet cells/ˈɡɒblət selz/ sel kubah
mucus/ˈmjuːkəs/ lendir
pathogens/ˈpæθədʒnz/ patogen
particles/ˈpɑːtɪklz/ zarah
ciliated cells/ˈsɪlɪeɪtɪd selz/ sel bersilia
11.1

The breathing system · ⁨Sistem pernapasan⁩

English

Air travels in and out through these parts:

Part Job
larynx 喉 the voice box, at the top of the windpipe
trachea 气管 the windpipe; carries air towards the lungs
bronchi 支气管 two tubes, one going to each lung
bronchioles 细支气管 smaller branching tubes inside the lungs
alveoli 肺泡 tiny air sacs where gas exchange happens; each is wrapped in capillaries 毛细血管

The alveoli make excellent gas exchange surfaces: there are millions of them (a huge surface area), each has a wall only one cell thick (a short distance), and each is surrounded by capillaries (a good blood supply).

The lungs sit in the chest, protected by the ribs 肋骨. Below them is a sheet of muscle, the diaphragm 膈肌. Between the ribs are the intercostal muscles 肋间肌. (Supplement) The trachea is held open by rings of cartilage 软骨, so it cannot collapse when you breathe in.

Bahasa Indonesia
Paru-paru manusia
Paru-paru adalah organ pertukaran gas pada tubuh manusia.

Udara masuk dan keluar melalui bagian-bagian berikut:

Bagian Tugas
laring kotak suara, di bagian atas tenggorokan
trakea tenggorokan; membawa udara menuju paru-paru
bronkus dua tabung, masing-masing menuju satu paru-paru
bronkiolus tabung bercabang yang lebih kecil di dalam paru-paru
alveolus kantung udara kecil tempat pertukaran gas terjadi; masing-masing dibungkus oleh kapiler

Alveolus merupakan permukaan pertukaran gas yang sangat baik: jumlahnya jutaan (permukaan luas), dindingnya hanya setebal satu sel (jarak pendek), dan dikelilingi kapiler (aliran darah yang baik).

Tampakan dekat alveolus yang dibungkus oleh kapiler: oksigen berdifusi dari kantung udara ke dalam darah sementara karbon dioksida berdifusi ke arah sebaliknya, melewati dinding setebal satu sel
Di sebuah alveolus, oksigen berdifusi masuk ke dalam darah dan karbon dioksida berdifusi keluar

Paru-paru terletak di dada, dilindungi oleh tulang rusuk. Di bawahnya terdapat lembaran otot, yaitu diafragma. Antara tulang rusuk terdapat otot antartulang rusuk. (Suplemen) Trakea dijaga tetap terbuka oleh cincin-cincin kartilago, sehingga tidak dapat kolaps saat Anda menarik napas.

Sistem pernapasan: laring dan trakea menuju dua bronkus, satu ke setiap paru-paru, bercabang menjadi bronkiol yang berakhir pada kelompok alveolus, dengan tulang rusuk di sekitar paru-paru dan diafragma di bawahnya
Udara bergerak dari trakea melalui bronkus dan bronkiolus menuju alveolus
11.1

How you breathe (Supplement) · ⁨Cara Anda bernapas (Suplemen)⁩

English

Breathing changes the volume and pressure 压力 inside the chest (the thorax 胸腔).

Breathing in (inhaling 吸气):

  • the external intercostal muscles contract, pulling the ribs up and out.
  • the diaphragm contracts and flattens (moves down).
  • the thorax becomes bigger, so the pressure inside drops below the outside air pressure.
  • air is pushed in.

Breathing out (exhaling 呼气) is the opposite: the muscles relax (and the internal intercostal muscles may contract), the thorax becomes smaller, the pressure rises, and air is pushed out.

Bahasa Indonesia

Pernapasan mengubah volume dan tekanan di dalam dada (toraks).

Menarik napas (menghirup):

  • otot interkostal eksternal berkontraksi, menarik tulang rusuk ke atas dan keluar.
  • diafragma berkontraksi dan merata (bergerak ke bawah).
  • rongga dada menjadi lebih besar, sehingga tekanan di dalamnya turun di bawah tekanan udara luar.
  • udara terdorong masuk.

Menghembuskan napas (ekshalasi) adalah sebaliknya: otot-otot rileks (dan otot interkostal internal mungkin berkontraksi), rongga dada menjadi lebih kecil, tekanan naik, dan udara terdorong keluar.

Dua diagram: menghirup napas, dengan tulang rusuk bergerak ke atas dan keluar serta diafragma yang merata sehingga rongga dada lebih besar; menghembuskan napas, dengan tulang rusuk bergerak ke bawah dan masuk serta diafragma yang melengkung ke atas sehingga rongga dada lebih kecil
Menghirup napas membuat rongga dada lebih besar (tekanan lebih rendah); menghembuskan napas membuatnya lebih kecil
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Breathing in and out · ⁨Menyapu masuk dan keluar⁩

Breathing changes the volume of the chest, which changes the pressure and makes air flow in or out. · ⁨Napas mengubah volume dada, yang mengubah tekanan dan membuat aliran udara masuk atau keluar.⁩

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Breathing mechanism · ⁨Mekanisme pernapasan⁩

Watch a breath — the diaphragm flattens and ribs lift, the chest grows, the pressure drops, and air flows in. Relax and it pushes back out. · ⁨Perhatikan satu napas — diafragma meratakan dan tulang rusuk terangkat, dada membesar, tekanan turun, dan udara mengalir masuk. Rileks dan udara terdorong kembali keluar.⁩

11.1

Inspired and expired air · ⁨Udara terhirup dan terbuang⁩

English
Gas Inspired air (breathed in) Expired air (breathed out)
oxygen about 21% about 16% (less)
carbon dioxide about 0.04% about 4% (more)
water vapour 水蒸气 a little a lot (more)

You can test for carbon dioxide with limewater 石灰水, which turns cloudy. Expired air turns limewater cloudy much faster than inspired air, showing it contains more carbon dioxide.

Bahasa Indonesia
Gas Udara terhirup (dihirup) Udara terbuang (dihembuskan)
oksigen sekitar 21% sekitar 16% (lebih sedikit)
karbon dioksida sekitar 0.04% sekitar 4% (lebih banyak)
uap air sedikit banyak (lebih banyak)
Grafik batang membandingkan udara terhirup dan terbuang: oksigen turun dari 21% ke 16%, karbon dioksida naik dari 0.04% ke 4%, dan uap air naik dari sedikit menjadi banyak
Udara yang dihembuskan memiliki lebih sedikit oksigen dan jauh lebih banyak karbon dioksida daripada udara yang terhirup

Anda dapat menguji adanya karbon dioksida dengan air kapur, yang akan berubah keruh. Udara terbuang mengubah air kapur menjadi keruh jauh lebih cepat daripada udara terhirup, menunjukkan bahwa ia mengandung lebih banyak karbon dioksida.

11.1

Breathing and exercise · ⁨Pernapasan dan olahraga⁩

English

During exercise your muscles respire faster and make more carbon dioxide. This raises the concentration 浓度 of carbon dioxide in the blood. (Supplement) Your brain 大脑 detects the rise and makes you breathe at a faster rate 速率 and a greater depth. This brings in more oxygen and removes the extra carbon dioxide quickly.

Worked example. At rest a person takes 12 breaths per minute, moving 500 cm³ of air per breath. During exercise this becomes 20 breaths per minute at 900 cm³ per breath. How much air passes through the lungs each minute in each case? Multiply the rate by the depth. At rest: 12 × 500 = 6000 cm³ per minute. During exercise: 20 × 900 = 18 000 cm³ per minute, three times as much. Exercise raises both the rate and the depth of breathing - an answer that changes only the rate throws away half the marks.

Bahasa Indonesia

Selama berolahraga, otot Anda bernapas lebih cepat dan menghasilkan lebih banyak karbon dioksida. Hal ini meningkatkan konsentrasi karbon dioksida dalam darah. (Suplemen) Otak Anda mendeteksi kenaikan tersebut dan membuat Anda bernapas dengan laju yang lebih cepat serta kedalaman yang lebih dalam. Hal ini membawa lebih banyak oksigen dan menghilangkan kelebihan karbon dioksida dengan cepat.

Contoh kerja. Saat istirahat, seseorang mengambil 12 napas per menit, menggerakkan 500 cm³ udara per napas. Saat berolahraga, hal ini berubah menjadi 20 napas per menit pada 900 cm³ per napas. Berapa banyak udara yang melewati paru-paru setiap menit dalam masing-masing kasus? Kalikan laju dengan kedalaman. Saat istirahat: 12 × 500 = 6000 cm³ per menit. Saat berolahraga: 20 × 900 = 18 000 cm³ per menit, tiga kali lipat lebih banyak. Olahraga meningkatkan keduanya baik laju maupun kedalaman pernapasan - jawaban yang hanya mengubah laju akan kehilangan separuh nilai.

11.1

Keeping the airways clean (Supplement) · ⁨Menjaga saluran udara tetap bersih (Suplemen)⁩

English

The airways are lined with two kinds of cell that trap and remove dirt:

  • goblet cells 杯状细胞 make mucus 黏液, which traps pathogens 病原体 and dust particles 粒子.
  • ciliated cells 纤毛细胞 have tiny hairs that sweep the mucus, with the trapped dirt, up to the throat, where it is swallowed.
Bahasa Indonesia

Saluran udara dilapisi oleh dua jenis sel yang menjebak dan menghilangkan kotoran:

  • sel kubah menghasilkan ** lendir**, yang menjebak patogen dan partikel debu.
  • sel bersilia memiliki rambut-rambut halus yang menyapu lendir, beserta kotoran yang terjebak, menuju tenggorokan, di mana ditelan.
11.1

Exam tips · ⁨Tips ujian⁩

English
  • A gas exchange surface is large, thin, with a good blood supply and good ventilation.
  • Air path: larynx → trachea → bronchi → bronchioles → alveoli.
  • Breathing in: external intercostal muscles and diaphragm contract → thorax bigger → pressure lower → air in. Breathing out is the opposite.
  • Expired air has less oxygen, more carbon dioxide and more water vapour. Limewater tests for carbon dioxide.
  • Exercise → more carbon dioxide in the blood → brain → faster, deeper breathing.
Bahasa Indonesia
  • Permukaan pertukaran gas harus luas, tipis, memiliki pasokan darah yang baik dan ventilasi yang memadai.
  • Jalur udara: laring → trakea → bronkus → bronkiolus → alveolus.
  • Menghirup napas: otot interkostal eksternal dan diafragma berkontraksi → rongga dada lebih besar → tekanan lebih rendah → udara masuk. Menghembuskan napas adalah sebaliknya.
  • Udara terbuang memiliki lebih sedikit oksigen, lebih banyak karbon dioksida dan lebih banyak uap air. Air kapur digunakan untuk uji karbon dioksida.
  • Olahraga → lebih banyak karbon dioksida dalam darah → otak → pernapasan lebih cepat dan lebih dalam.

Interactive lessons on this topic · ⁨Pelajaran interaktif untuk topik ini⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.⁩

Past Papers · ⁨Soal-Soil Masa Lalu⁩

More topics in IGCSE Biology · ⁨Biologi IGCSE⁩ · ⁨Topik lain dalam IGCSE Biology · ⁨Biologi IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨Masuk atau buat akun⁩

IGCSE, A-Level & AP