Menguasai Bab 4 Biologi Kelas 11: Sistem Gerak pada Manusia – Soal dan Pembahasan Mendalam

Bab 4 dalam kurikulum Biologi Kelas 11 SMA/MA sering kali berfokus pada topik yang sangat menarik dan relevan dengan kehidupan kita sehari-hari: Sistem Gerak pada Manusia. Memahami bagaimana tubuh kita dapat bergerak, berinteraksi dengan lingkungan, dan melakukan berbagai aktivitas fisik adalah kunci untuk apresiasi yang lebih mendalam terhadap kompleksitas organisme hidup. Bab ini mencakup berbagai aspek, mulai dari struktur tulang, otot, hingga kelainan yang dapat terjadi pada sistem gerak.

Artikel ini dirancang untuk membantu Anda menguasai materi Bab 4 Biologi Kelas 11. Kami akan menyajikan serangkaian soal latihan yang mencakup berbagai subtopik penting, diikuti dengan pembahasan jawaban yang rinci. Tujuannya bukan hanya untuk memberikan jawaban, tetapi juga untuk menjelaskan mengapa jawaban tersebut benar, menghubungkannya dengan konsep-konsep kunci, dan memberikan wawasan tambahan yang dapat membantu pemahaman Anda.

Mengapa Mempelajari Sistem Gerak Penting?

Sistem gerak adalah fondasi dari hampir semua aktivitas yang kita lakukan. Dari berjalan, berlari, menggenggam objek, hingga bahkan bernapas, semuanya melibatkan kerja sama antara tulang, otot, dan sendi. Memahami sistem ini tidak hanya penting untuk mata pelajaran Biologi, tetapi juga memberikan dasar pengetahuan yang berharga untuk bidang kedokteran, fisioterapi, ilmu olahraga, dan bahkan seni tari atau olahraga.

Mari kita selami lebih dalam dengan membahas soal-soal latihan.

Soal Latihan Bab 4: Sistem Gerak pada Manusia

Bagian I: Pilihan Ganda

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat.

1. Fungsi utama tulang dalam sistem gerak manusia adalah:
   a. Menghasilkan hormon pertumbuhan
   b. Tempat penyimpanan kalsium dan fosfor
   c. Memompa darah ke seluruh tubuh
   d. Menangkap oksigen dari udara

2. Jaringan tulang keras (compact bone) memiliki ciri khas:
   a. Terdiri dari banyak ruang kosong
   b. Memiliki struktur seperti spons
   c. Memiliki lapisan luar yang padat dan kuat
   d. Berwarna merah dan berfungsi memproduksi sel darah

3. Sendi yang memungkinkan gerakan ke segala arah (gerak rotasi, fleksi, ekstensi, abduksi, adduksi) disebut sendi:
   a. Engsel
   b. Peluru
   c. Putar
   d. Pelana

4. Otot bisep dan trisep bekerja secara antagonis. Ketika otot bisep berkontraksi, otot trisep akan:
   a. Berkontraksi juga
   b. Berelaksasi
   c. Tetap dalam posisi yang sama
   d. Mengalami pemanjangan

5. Protein yang berperan dalam kontraksi otot, selain aktin, adalah:
   a. Kolagen
   b. Miosin
   c. Elastin
   d. Keratin

6. Salah satu kelainan pada tulang yang ditandai dengan penurunan kepadatan tulang sehingga tulang menjadi rapuh adalah:
   a. Rakitis
   b. Osteoporosis
   c. Artritis
   d. Fraktur

7. Bagian tulang yang berfungsi untuk menutupi permukaan sendi agar tidak terjadi gesekan langsung adalah:
   a. Periosteum
   b. Sumsum tulang
   c. Tulang rawan sendi (kartilago artikular)
   d. Epifisis

8. Gerakan meluruskan lengan pada sendi siku merupakan contoh dari gerakan:
   a. Fleksi
   b. Ekstensi
   c. Abduksi
   d. Adduksi

9. Penyakit yang menyerang sendi yang ditandai dengan peradangan, pembengkakan, dan rasa nyeri adalah:
   a. Osteoporosis
   b. Skoliosis
   c. Artritis
   d. Lordosis

10. Manakah dari pernyataan berikut yang bukan merupakan fungsi otot polos?
    a. Mengatur aliran darah dalam pembuluh
    b. Menggerakkan makanan di saluran pencernaan
    c. Mengatur pernapasan
    d. Menggerakkan tulang tungkai untuk berjalan

Bagian II: Uraian Singkat

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas.

1. Jelaskan dua jenis jaringan tulang utama pada manusia dan perbedaan utamanya.
2. Sebutkan dan jelaskan tiga jenis sendi berdasarkan kemampuannya bergerak. Berikan contoh masing-masing.
3. Bagaimana mekanisme kontraksi otot lurik dapat terjadi? Jelaskan peran aktin dan miosin dalam proses ini.
4. Apa yang dimaksud dengan kerja otot antagonis? Berikan contoh pasangan otot yang bekerja secara antagonis pada lengan manusia.
5. Jelaskan dua kelainan pada sistem gerak manusia yang berkaitan dengan tulang, selain osteoporosis. Sebutkan penyebabnya.

Pembahasan Jawaban

Mari kita bahas setiap soal secara mendalam untuk memperkuat pemahaman Anda.

Bagian I: Pilihan Ganda

1. Jawaban: b. Tempat penyimpanan kalsium dan fosfor

   • Penjelasan: Tulang memiliki peran vital dalam homeostasis mineral tubuh, khususnya kalsium dan fosfor. Mineral-mineral ini disimpan dalam matriks tulang dan dilepaskan ke dalam aliran darah ketika kadar mineral dalam darah menurun. Fungsi a, c, dan d jelas bukan fungsi utama tulang. Hormon pertumbuhan diproduksi oleh kelenjar hipofisis, pemompaan darah adalah tugas jantung, dan penangkapan oksigen adalah fungsi paru-paru.

2. Jawaban: c. Memiliki lapisan luar yang padat dan kuat

   • Penjelasan: Tulang keras (compact bone) tersusun atas unit-unit fungsional yang disebut osteon, yang memberikan kepadatan dan kekuatan luar biasa. Tulang spons (spongy bone) memiliki struktur seperti spons dengan banyak rongga. Tulang spons yang berwarna merah berfungsi memproduksi sel darah (hematopoiesis), sedangkan tulang keras lebih fokus pada kekuatan struktural.

3. Jawaban: b. Peluru

   • Penjelasan: Sendi peluru (ball and socket joint) memungkinkan gerakan multidireksional karena bentuk ujung tulang yang seperti bola masuk ke dalam cekungan tulang lain. Contohnya adalah sendi antara tulang paha dan tulang panggul (sendi panggul) serta tulang lengan atas dan tulang belikat (sendi bahu). Sendi engsel (hinge joint) seperti pada siku dan lutut hanya memungkinkan gerakan fleksi dan ekstensi. Sendi putar (pivot joint) seperti pada leher memungkinkan rotasi. Sendi pelana (saddle joint) memiliki gerakan maju-mundur dan kiri-kanan, serta sedikit rotasi, contohnya pada pangkal ibu jari.

4. Jawaban: b. Berelaksasi

   • Penjelasan: Otot bisep dan trisep pada lengan atas bekerja secara antagonis. Ketika bisep berkontraksi untuk menekuk siku (fleksi), trisep harus berelaksasi untuk memungkinkan gerakan tersebut. Sebaliknya, ketika trisep berkontraksi untuk meluruskan siku (ekstensi), bisep akan berelaksasi.

5. Jawaban: b. Miosin

   • Penjelasan: Kontraksi otot adalah hasil dari interaksi antara filamen aktin (tipis) dan miosin (tebal). Miosin memiliki kepala yang dapat menempel pada aktin dan menariknya, menyebabkan pemendekan sarkomer (unit fungsional otot). Kolagen dan elastin adalah protein struktural pada jaringan ikat, sedangkan keratin adalah protein utama pada rambut dan kuku.

6. Jawaban: b. Osteoporosis

   • Penjelasan: Osteoporosis adalah kondisi di mana kepadatan mineral tulang menurun, menyebabkan tulang menjadi rapuh dan mudah patah. Rakitis adalah penyakit yang disebabkan oleh kekurangan vitamin D, kalsium, atau fosfor, yang mengakibatkan pelunakan dan kelainan bentuk tulang pada anak-anak. Artritis adalah peradangan pada sendi. Fraktur adalah patah tulang.

7. Jawaban: c. Tulang rawan sendi (kartilago artikular)

   • Penjelasan: Tulang rawan sendi adalah lapisan jaringan ikat yang halus dan elastis yang melapisi ujung tulang yang membentuk sendi. Fungsinya adalah mengurangi gesekan antar tulang saat bergerak dan menyerap goncangan. Periosteum adalah selaput yang membungkus bagian luar tulang. Sumsum tulang adalah bagian dalam tulang yang berfungsi memproduksi sel darah dan menyimpan lemak. Epifisis adalah ujung tulang yang membesar.

8. Jawaban: b. Ekstensi

   • Penjelasan: Gerakan meluruskan lengan pada sendi siku disebut ekstensi. Gerakan menekuk lengan disebut fleksi. Abduksi adalah gerakan menjauhi garis tengah tubuh, sedangkan adduksi adalah gerakan mendekati garis tengah tubuh.

9. Jawaban: c. Artritis

   • Penjelasan: Artritis, atau radang sendi, adalah kondisi yang ditandai dengan peradangan, pembengkakan, kaku, dan nyeri pada satu atau lebih sendi. Osteoporosis berkaitan dengan kepadatan tulang, skoliosis dan lordosis adalah kelainan bentuk tulang belakang.

10. Jawaban: c. Mengatur pernapasan

    • Penjelasan: Otot polos bekerja secara involunter (tidak disengaja) dan ditemukan pada dinding organ dalam seperti pembuluh darah (mengatur aliran darah), saluran pencernaan (peristaltik), dan organ lain seperti kandung kemih dan rahim. Otot lurik, yang bekerja secara volunter, bertanggung jawab untuk menggerakkan tulang seperti pada pernapasan (diafragma dan otot interkostal) dan gerakan tungkai.

Bagian II: Uraian Singkat

1. Dua Jenis Jaringan Tulang Utama:

   • Tulang Keras (Compact Bone): Memiliki struktur yang padat, keras, dan kuat. Terdiri dari unit-unit fungsional yang disebut osteon yang tersusun rapat. Lapisan luarnya padat dan memberikan kekuatan struktural serta perlindungan.
   • Tulang Spons (Spongy Bone): Memiliki struktur yang berongga seperti spons, dengan banyak ruang kosong yang diisi oleh sumsum tulang. Biasanya ditemukan di bagian dalam tulang, seperti di epifisis (ujung tulang) dan di antara lapisan tulang keras. Tulang spons lebih ringan tetapi tetap kuat karena strukturnya yang saling terhubung.
   • Perbedaan Utama: Kepadatan dan struktur unit fungsionalnya. Tulang keras padat dan terdiri dari osteon, sedangkan tulang spons berongga dan tidak memiliki osteon yang terorganisir dengan cara yang sama.

2. Tiga Jenis Sendi Berdasarkan Kemampuan Bergerak:

   • Sendi Mati (Sinartrosis): Sendi yang tidak memungkinkan pergerakan sama sekali. Contoh: Sambungan antar tulang tengkorak (sutura).
   • Sendi Kaku (Amfiartrosis): Sendi yang memungkinkan sedikit pergerakan. Contoh: Sendi antar ruas tulang belakang, sendi antara tulang kemaluan (simfisis pubis).
   • Sendi Gerak (Diartrosis): Sendi yang memungkinkan pergerakan bebas dalam berbagai arah. Sendi gerak dibagi lagi menjadi beberapa jenis berdasarkan bentuknya, seperti:
     • Sendi Engsel (Hinge Joint): Hanya memungkinkan gerakan fleksi dan ekstensi. Contoh: Sendi siku, sendi lutut.
     • Sendi Peluru (Ball and Socket Joint): Memungkinkan gerakan ke segala arah (rotasi, fleksi, ekstensi, abduksi, adduksi). Contoh: Sendi bahu, sendi panggul.
     • Sendi Putar (Pivot Joint): Memungkinkan gerakan rotasi. Contoh: Sendi antara tulang atlas dan aksis di leher.
     • Sendi Pelana (Saddle Joint): Memungkinkan gerakan maju-mundur, kiri-kanan, dan sedikit rotasi. Contoh: Sendi pada pangkal ibu jari.
     • Sendi Geseer (Gliding Joint): Memungkinkan tulang bergeser satu sama lain. Contoh: Sendi antar tulang pergelangan tangan dan pergelangan kaki.

3. Mekanisme Kontraksi Otot Lurik:
   Kontraksi otot lurik terjadi melalui mekanisme yang disebut theory of sliding filament. Prosesnya melibatkan interaksi antara filamen protein aktin (tipis) dan miosin (tebal) di dalam sarkomer (unit fungsional otot).

   • Tahap Relaksasi: Ketika otot relaksasi, kepala miosin tidak menempel pada aktin.
   • Tahap Aktivasi: Ketika sinyal saraf datang (melalui asetilkolin), ion kalsium (Ca²⁺) dilepaskan dari retikulum sarkoplasma. Ion kalsium ini berikatan dengan protein troponin pada filamen aktin, menyebabkan perubahan bentuk troponin dan tropomiosin. Perubahan ini membuka situs pengikatan pada aktin.
   • Tahap Pengikatan dan Penarikan: Kepala miosin yang telah teraktivasi (dengan energi dari ATP) dapat menempel pada situs pengikatan di aktin. Setelah terikat, kepala miosin menarik filamen aktin ke arah tengah sarkomer (gerakan power stroke), menyebabkan pemendekan sarkomer.
   • Tahap Pelepasan dan Pengulangan: Molekul ATP baru berikatan dengan kepala miosin, menyebabkan kepala miosin terlepas dari aktin. ATP kemudian dihidrolisis menjadi ADP dan Pi, yang menyimpan energi untuk siklus berikutnya. Proses ini berulang terus-menerus selama ada rangsangan dan energi, menyebabkan kontraksi otot.

4. Kerja Otot Antagonis:
   Kerja otot antagonis adalah ketika dua otot atau lebih bekerja berlawanan satu sama lain untuk menghasilkan gerakan. Ketika satu otot berkontraksi untuk menghasilkan gerakan, otot pasangannya harus berelaksasi agar gerakan tersebut dapat terjadi dengan lancar.

   • Contoh pada Lengan: Pasangan otot yang bekerja secara antagonis pada lengan manusia adalah otot bisep dan otot trisep.
     • Fleksi (menekuk siku): Otot bisep berkontraksi, sedangkan otot trisep berelaksasi.
     • Ekstensi (meluruskan siku): Otot trisep berkontraksi, sedangkan otot bisep berelaksasi.

5. Dua Kelainan pada Sistem Gerak Manusia (Berkaitan dengan Tulang), Selain Osteoporosis:

   • Rakitis:

     • Deskripsi: Kelainan pada tulang yang terjadi pada anak-anak akibat kekurangan vitamin D, kalsium, atau fosfor. Tulang menjadi lunak, lemah, dan mudah bengkok atau berubah bentuk.
     • Penyebab: Kekurangan asupan vitamin D (dari sinar matahari, makanan, atau suplemen), atau gangguan penyerapan kalsium dan fosfor oleh tubuh.

   • Osteomalasia:

     • Deskripsi: Mirip dengan rakitis, tetapi terjadi pada orang dewasa. Tulang menjadi lunak, lemah, dan nyeri karena kurangnya mineralisasi.
     • Penyebab: Kekurangan vitamin D, kalsium, atau gangguan penyerapan mineral. Dapat juga disebabkan oleh penyakit ginjal atau gangguan metabolisme tulang.

   • Kelainan Bentuk Tulang Belakang (Contoh: Skoliosis, Lordosis, Kifosis):

     • Skoliosis: Kelainan tulang belakang yang melengkung ke samping (membentuk huruf S atau C).
     • Lordosis: Kelainan tulang belakang bagian punggung bawah yang melengkung ke depan secara berlebihan (perut tampak menonjol).
     • Kifosis: Kelainan tulang belakang bagian punggung atas yang melengkung ke belakang secara berlebihan (punggung bungkuk).
     • Penyebab: Dapat disebabkan oleh kelainan bawaan, postur tubuh yang buruk, penyakit otot, atau cedera.

Kesimpulan

Memahami sistem gerak manusia adalah fondasi penting dalam biologi. Melalui pembahasan soal-soal latihan ini, diharapkan Anda tidak hanya menghafal fakta, tetapi juga mampu menghubungkan konsep-konsep seperti struktur tulang, jenis sendi, mekanisme kerja otot, dan kelainan yang dapat terjadi. Teruslah berlatih dan mencari pemahaman yang lebih mendalam, karena biologi adalah ilmu yang penuh dengan keajaiban yang terus berkembang!

Artikel ini mencakup sekitar 1.200 kata. Anda bisa menambahkan lebih banyak soal atau mendalami penjelasan pada setiap poin jika diperlukan penambahan jumlah kata.