11

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Kajian Pendidikan

1. Hakikat Pembelajaran Biologi

Biologi merupakan ilmu yang mempelajari objek dan persoalan

gejala alam. Semua benda dan kejadian alam merupakan sasaran yang

dipelajari dalam biologi. Proses belajar biologi merupakan perwujudan dari

interaksi subjek (anak didik) dengan objek yang terdiri dari benda dan

kejadian, proses dan produk (Djohar, 1987: 1). Pendidikan biologi harus

diletakkan sebagai alat pendidikan, bukan sebagai tujuan pendidikan,

sehingga konsekuensinya dalam pembelajaran hendaknya memberi

pelajaran kepada subyek belajar untuk melakukan interaksi dengan obyek

belajar secara mandiri, sehingga dapat mengeksplorasi dan menemukan

konsep. Konsep belajar mengajar biologi memiliki tiga persoalan utama,

yaitu hakekat mengajar, kedudukan materi meliputi arti dan peranannya

serta kedudukan siswa (Djohar, 1984: 7).

Hakekatnya, dalam pendidikan biologi menekankan adanya

interaksi antara siswa dengan obyek yang dipelajari. Interaksi ini memberi

peluang kepada siswa untuk berlatih belajar dan mengerti bagaimana

belajar, mengembangkan potensi rasional pikir, ketrampilan, dan

kepribadian serta mengenal permasalahan biologi dan pengkajiannya

(Djohar, 1974: 4). Proses belajar mengajar pada diri siswa, akan

berkembang tiga ranah yaitu: ranah kognitif, afektif dan psikomotorik

(Wuryadi, 1971: 88).

12

Pembelajaran merupakan upaya yang dilakukan pendidik untuk

membantu siswa agar dapat menerima pengetahuan yang diberikan dan

membantu memudahkan pencapaian tujuan pembelajaran

(Suprihatiningrum, 2013: 75). Istilah belajar dan pembelajaran merupakan

suatu istilah yang memiliki keterkaitan yang sangat erat dan tidak dapat

dipisahkan satu sama lain dalam proses pendidikan. Pembelajaran

merupakan kegiatan yang dilakukan untuk menciptakan suasana atau

memberikan pelayanan agar siswa belajar. Belajar merupakan proses

perubahan tingkah laku individu (siswa) untuk menyesuaikan diri dengan

lingkungan. Perbedaan antara belajar dan pembelajaran terletak pada

penekanannya. Pembahasan masalah belajar lebih menekankan pada

bahasan tentang siswa dan proses yang menyertai untuk melakukan

perubahan perilaku terhadap seseorang.

Pembelajaran biologi di sekolah menengah diharapkan dapat

menjadi wahana bagi siswa untuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar

serta proses pengembangan lebih lanjut dalam penerapannya di kehidupan

sehari-hari. Penting sekali bagi setiap guru memahami sebaik-baiknya

tentang proses belajar siswa, agar dapat memberikan bimbingan dan

menyediakan lingkungan belajar yang tepat dan serasi bagi siswa (Oemar

Hamalik, 2010).

Proses pembelajaran adalah proses interaksi antara siswa dengan

guru dan sumber belajar pada suatu lingkungan belajar, dan juga

pembelajaran merupakan usaha sengaja, terarah, dan bertujuan oleh

13

seseorang atau sekelompok orang agar orang lain dapat memperoleh

pengalaman yang bermakna. Dalam proses pembelajaran terkandung pesan

afektif, kognitif, dan psikomotorik. Pesan akan mudah ditangkap oleh siswa

apabila tersajikan melalui media empiris yang beraneka ragam. Dari media

inilah siswa terpacu untuk mengeluarkan ide, konsep, atau membantu

mereka mencerna sesuatu yang abstrak. Media belajar yang baik yaitu

media yang dapat membuat siswa lebih aktif dalam proses kegiatan belajar.

2. Lembar Kegiatan Siswa

Lembar Kegiatan Siswa (LKS) merupakan lembar kerja yang

berisikan informasi dan interaksi dari guru kepada siswa agar dapat

mengerjakan sendiri suatu aktivitas belajar melalui praktik atau penerapan

hasil-hasil belajar untuk mencapai tujuan instruksional. Menurut Suhardi

(2012 : 47), Lembar Kegiatan Siswa (LKS) merupakan panduan belajar

yang berfungsi untuk meningkatkan keterlibatan dan aktivitas dalam proses

pembelajaran. Lembar Kegiatan Siswa (LKS) dapat dimanfaatkan untuk

mengoptimalkan tercapainya hasil pembelajaran, khususnya hasil belajar

siswa. Manfaat LKS yang strategis adalah memudahkan guru untuk

mengelola proses pembelajaran yaitu dari kondisi pembelajaran “berpusat

kepada guru” (teachers center) berubah menjadi “berpusat pada siswa”

(student center). LKS mengubah ketergantungan siswa kepada guru

menjadi keaaktifan siswa untuk mencari informasi dari berbagai sumber

belajar, misal dari perpustakaan, internet, dari luar sekolah, atau melakukan

pengamatan sendiri.

14

Menurut Hendro Darmojo dan Jenny R.E Kaligis (1992: 40)

mendefinisikan LKS merupakan sarana yang dapat digunakan guru untuk

meningkatkan keterlibatan siswa/aktifitas siswa dalam proses belajar

mengajar. Lembar Kegiatan Siswa merupakan bagian dari perangkat

pembelajaran yang digunakan dalam proses pembelajaran. Berdasarkan

beberapa pengertian diatas maka LKS dapat diartikan sebagai panduan

belajar yang dibuat oleh guru untuk mendampingi siswa melakukan praktik

sehingga keterlibatan siswa dalam proses pembelajaran lebih meningkat dan

optimal.

Menurut Suhardi (2012: 47), manfaat LKS adalah memudahkan

guru mengelola proses pembelajaran, yaitu dari kondisi pembelajaran

berpusat pada guru berubah menjadi berpusat kepada siswa. LKS mengubah

ketergantungan siswa kepada guru menjadi keaktifan siswa untuk mencari

informasi dari berbagai sumber belajar, missal dari perpustakaan, internet,

dari luar sekolah atau melakukan pengamatan sendiri. LKS dapat

membantu guru untuk mengarahkan kegiatan belajar siswa dalam

menemukan konsep-konsep melalui aktivitasnya sendiri atau belajar secara

kelompok serta memantau kegiatan belajar siswa untuk mencapai sasaran

belajar. LKS dapat pula digunakan untuk mengembangkan keterampilan

proses, mengembangkan sikap ilmiah, dan mengembangkan minat siswa

terhadap alam sekitarnya.

a. Komponen-komponen LKS

15

Sistematika penyajian panduan belajar ini mengcu pada

Depdiknas tahun 2008 meliputi bagian sebagai berikut:

1) Halaman judul

2) Kata pegantar

3) Petunjuk penggunaan/panduan praktikum

4) Informasi pendukung

5) Lembar Kegiatan yang meliputi :

a) Judul kegiatan, berisi topik kegiatan sesuai dengan KD.

b) Tujuan, adalah tujuan belajaran sesuai dengan KD

c) Alat dan bahan yang diperlukan dalam kegiatan pengamatan.

d) Prosedur kerja, berisi petunjuk kerja untuk siswa yang berfungsi

mempermudah siswa melakukan kegiatan pengamatan.

e) Tabel data, berisi tabel di mana siswa dapat mencatat hasil

pengematan atau pengukuran. Kegiatan yang tidak memerlukan

data dapat diganti dengan kotak kosong dimana siswa dapat

menulis, menggambar, atau berhitung.

f) Bahan diskusi, berisi pertanyaan pertanyaan yang menuntun siswa

melakukan analisis data dan melakukan konseptualisasi.

(Slamet Suyanto, dkk., 2011: 3).

b. Bentuk LKS berdasarkan formatnya

Secara umum LKS dapat dikemas dalam 3 bentuk sesuai dengan

yang dikatakan Surachman (1998: 46-47) yaitu tertutup, semi terbuka

dan terbuka.

16

1) Lembar Kegiatan Siswa tertutup

Lembar Kegiatan Siswa tertutup merupakan LKS yang

dikemas guru sedemikian ketatnya, sehingga tidak memberi peluang

kepada siswa untuk mengembangkan daya nalar, kreativitas, minat,

dan daya imajinasinya. Menurut Suhardi (2012 : 47), LKS tertutup

adalah jenis LKS yang sudah mengakomodasi semua keperlua

siswa, artinya semua bahan atau materi belaja sudah dikemas dalam

LKS tersebut.

2) Lembar Kegiatan Siswa Semi Terbuka

Lembar Kegiatan Siswa semi terbuka merupakan jenis LKS

dengan beberapa bagiannya sengaja diberikan kepada siswa untuk

dikembangkan. Bagian-bagian yang akan diserahkan kepada siswa

umumnya telah dirancang dan untuk mengembangkan kemampuan

spesifik pada diri siswa. Lembar Kegiatan Siswa semacam ini biasa

digunakan siswa untuk belajar secara mandiri atau belajar dalam

kelompok kecil. Lembar Kegiatan Siswa semi guided umumnya

berisikan langkah kerja yang harus diikuti siswa. Peluang yang

diberikan guru kepada siswa kepada siswa adalah pengembangan

keterampilan melakukan pengamatan, menyusun tabel pengamatan,

dan merumuskan kesimpulan. Menurut Suhardi (2012 : 47), LKS

semi terbuka adalah jenis LKS yang memberi peluang siswa untuk

mengembangkan kreativitas secara terbatas, artinya guru sudah

17

memberikan pengarahan atau panduan terbatas kepada siswa dalam

memperoleh sumbernya.

3) Lembar Kegiatan Siswa terbuka

Lembar Kegiatan Siswa ini memberikan peluang besar bagi

siswa mengembankan kreativitasnya. Arahan yang diberikan guru

biasanya lebih bersifat sebagai stimulus bagi siswa yang

mengerjakan sesuatu kegiatan belajar. Penyajian masalah yang

harus dipecahkan siswa lewat kajian eksperimental atau studi kasus

merupakan contoh stimulus tersebut. Desain dan pelaksanaan

dikerjakan oleh siswa, sedangkan guru lebih banyak berperan

sebagai motivator dan fasilitator selama kegiatan berlangsung.

Menurut Suhardi (2012 : 47), LKS terbuka adalah jenis LKS yang

memberikan kebebasan siswa untuk mencari bahan atau materi

belajar dari berbagai sumber belajar. LKS ini mengembangkan

kreativitas bepikir siswa seluas-luasnya, dan mengembangkan sikap

kemandirian siswa dalam proses belajar untuk mencari sumbernya.

c. Syarat penyusunan LKS

Menurut Hendro Darmojo dan Jenny R.E Kaligis (1992: 41-46)

dan Suhardi (2012: 48-49) dalam penyusunan LKS harus memenuhi

berbagai syarat sebagai berikut:

1) Syarat konstruksi

Syarat kontruksi adalah syarat-syarat yang berhubungan

dengan bahasa, susunan kalimat, kosakata, tingkat kesukaran, dan

18

kejelasan kalimat dalam LKS. Syarat-syarat kontruksi tersebut

adalah sebagai berikut:

a) LKS menggunakan bahasa yang sesuai dengan tingkat

kecerdasan anak.

b) LKS menggunakan struktur kalimat yang jelas.

c) LKS memiliki tata urutan pelajaran yang sesuai dengan tingkat

kemampuan peserta didik, artinya hal-hal yang sederhana

menjadi hal-hal yang kompleks.

d) LKS menghindari pertanyaan yang terlalu terbuka.

e) LKS mengacu pada buku standar dalam kemampuan

keterbatasan peserta didik.

f) LKS menyediakan ruang yang cukup untutk memberikan

keluasan pada peserta didik untuk menulis maupun

menggambarkan hal-hal yang peserta didik ingin sampaikan.

g) LKS menggunaan kalimat yang sederhana dan pendek.

h) LKS lebih banyak menggunakan ilustrasi dari pada katakata.

i) LKS dapat digunkan untuk anak-anak, baik yang lamban

maupun yang cepat dalam hal penguasaan materi.

j) LKS memiliki tujuan belajar yang jelas serta manfaat sebagai

motivasi.

2) Syarat teknik

Lembar Kegiatan Siswa perlu memperhatikan beberapa

syarat teknis sebagai berikut:

19

a) Tulisan

Tulisan dalam LKS diharapkan memperhatikan beberapa hal,

seperti menggunakan huruf cetak dan tidak menggunkan huruf

tebal yang agak besar untuk topik, menggunakan maksimal

sepuluh kata dalam baris, menggunakan bingkai untuk

membedakan kalimat perintah dengan jawaban peserta didik

serta memperbandingkan antara huruf dan gambar dengan

serasi.

b) Gambar

Gambar yang baik adalah gambar yang menyampaikan pesan

secara efektif pada pengguaan LKS.

c) Penampilan

Penampilan LKS dibuat menarik sehingga akan membangkitkan

semangat belajar peserta didik.

d. Manfaat LKS

1) Bagi guru

Manfaat penggunaan LKS dalam kegiatan pembelajaran

(Hendro Darmodjo dan Jenny Kalingis, 1992: 40) antara lain :

a) Memudahkan guru untuk mengelola kegiatan pembelajaran,

misalnya mengubah kondisi belajar dari suasana “berpusat

kepada guru” berubah menjadi ”berpusat kepada siswa”.

20

b) Membantu guru mengarahkan siswa untuk menemukan

konsep-konsep melalui aktivitasnya sendiri atau daalam

kelompok kerja.

c) Dapat digunakan untuk mengembangkan sikap ilmiah serta

membangkitkan minat siswa terhadap alam sekitarnya.

d) Memudahkan guru memantau keberhasilan siswa untuk

mencapai sasaran belajar.

2) Bagi siswa

Menurut Surachman, (1998: 47) dalam kegiatan praktis,

khususnya untuk keperluan belajar IPA (di sini dapat diartikan Biologi),

LKS umumnya dikembangkan untuk membantu siswa:

a) Memahami bahan bacaan siswa (misal: membantu siswa dalam

mengembangkan kesiapan belajar atau memahami bahan

pengayaan).

b) Mengikuti kegiatan di kelas (ceramah, demonstrasi, dsb).

c) Kegiatan belajar di laboratorium atau lapangan.

Menurut Suhardi (2012: 49), penampilan LKS diusahakan

menarik bagi penggunanya. Kombinasi antara tata tulis (tipe, bentuk,

ukuran) dan tata gambar (utuh, sebagian, bagan/skema) serta warna

(homogeni, heterogen, kadar warna) disesuaikan sesuai dengan tujuan

LKS dan sasaran penggunanya. Menurut ahli materi dan media, guru

biologi serta peserta didik LKS ini sudah cukup menarik.

21

B. Kajian Keilmuan

1. Indra Penglihatan

Sistem regulasi adalah sistem pengaturan dalam tubuh, sistem ini

terdiri dari sistem saraf, hormon dan indra. Sistem saraf melalui transmisi

impuls yang cepat, umumnya mengkoordinasi aktivitas-aktivitas tubuh

yang cepat, sedangkan sistem hormon mengontrol aktivitas metabolism dan

aktivitas lain yang memerlukan waktu lama. Sistem indra merupakan

saluran komunikasi antara reseptor rangsangan dari luar dan sistem saraf

pusat. Sistem indra terdiri dari 5 indra, yaitu indra penglihatan (mata),

pendengaran (telinga), peraba (kulit), pengecap (lidah), dan pembau

(hidung). Indra berfungsi untuk mengenali setiap perubahan lingkungan,

baik yang terjadi di dalam maupun di luar tubuh. Indra yang ada pada

makhluk hidup, memiliki sel-sel reseptor khusus. Sel-sel reseptor inilah

yang berfungsi untuk mengenali perubahan lingkungan yang terjadi.

Mata merupakan indra penglihatan, yang mengandung fotoreseptor.

Mata berbentuk suatu bola yang terletak dalam rongga mata yang dibatasi

oleh tulang-tulang kepala. Bagian-bagian mata dapat dilihat pada Gambar 1

dan Gambar 2. Bola mata dibagi menjadi dua ruang yaitu anterior dan

posterior (Soewolo, dkk., 2005: 138).

Lapisan pelindung luar bola mata, yaitu sklera, dimodifikasi di

bagian anterior untuk membentuk kornea yang tembus pandang, dan akan

dilalui berkas sinar yang masuk ke mata. Bagian dalam sklera terdapat

koroid, lapisan yang mengandung banyak pembuluh darah yang memberi

22

makan struktur-struktur dalam bola mata. Lapisan di dua pertiga posterior

koroid adalah retina, jaringan saraf yang mengandung sel-sel reseptor

(Ganong, W.F., 2002 :143).

Gambar 1. External anatomy of the eye and accessory structures. (a)

Lateral view; some structures shown in sagittal section. (b)

Anterior view with lacrimal apparatus.) (Marieb, E.N., 2014 :

360).

23

Gambar 2. Internal anatomy of the eye. (a) Diagram of sagittal section of

the eye. The vitreous humor is illustrated only in the bottom half

of the eyeball. (b) Photograph of the human eye. (c) Posterior

view of anterior half of the eye (Marieb, E.N., 2014 : 362).

24

Menurut Soewolo, dkk., (2005: 138), bola mata diikat dan

digerakkan oleh enam otot mata ekstrinsik, yaitu otot lurus atas dan bawah,

samping dan tengah, serta otot serong atas dan bawah (Gambar 3). Isi bola

mata adalah media refraksi yang terdiri dari akuos humor, korpus vitreous

dan lensa.

Gambar 3. Extrinsic muscles of the eye. (a) Lateral view of the right eye. (b)

Superior view of the right eye. (c) Summary of actions of the

extrinsic eye muscles and cranial nerves that control them

(Marieb, E. N., 2014 : 361).

Lensa kristalina adalah suatu struktur tembus pandang yang

difiksasi oleh ligamentum sirkular lensa (zonula zinii). Zonula melekat di

bagian anterior koroid yang menebal, yang disebut korpus siliaris. korpus

siliaris mengandung serat-serat otot melingkar dan longitudial yang melekat

25

dekat dengan batas korneosklera. Bagian depan lensa terdapat iris yang

berpigmen dan tidak tembus pandang, yaitu bagian mata yang berwarna. Iris

mengandung serat-serat otot sirkular yang menciutkan dan serat-serat radial

yang melebarkan pupil.perubahan garis tengah pupil dapat mengakibatkan

perubahan sampai 5 kali lipat dari jumlah cahaya yang mencapai retina

(Ganong, W.F., 2002 :143). Iris terutama berfungsi untuk meningkatkan

jumlah cahaya yang memasuki mata selama keadaan gelap dan menurunkan

cahaya yang memasuki mata dalam keadaan terang.

Ruang antara lensa dan retina sebagian besar terisi oleh zat

gelatinosa jernih yang disebut korpus vitreus (vitreous humor). Aqueous

humor, suatu cairan jernih yang memberi makan kornea dan lensa,

dihasilkan di korpus siliaris melalui proses difusi dan transporaktif dari

plasma. Cairan ini menglir melalui pupil untuk mengisi kamera okuli

anterior (ruang anterior mata) dalam keadaan normal, cairan ini diserap

kembali melalui cairan trabekula masuk ke dalam kanalis schlemm, suatu

saluran venosa di batas antara iris dan kornea (sudut ruang anterior).

Sumbatan saluran keluar ini menyebabkan peningkatan tekanan intraokular.

(Ganong, W.F., 2002 :143-144).

Retina merupakan bagian mata peka cahaya dan mengandung

kerucut, yang terutama bertanggung jawab untuk penglihatan warna, dan

batang yang terutama bertanggung jawab untuk melihat ditempat gelap.

Batang dan kerucut yang terangsang oleh cahaya akan mengirimkan isyarat

melalui euron-euron yang berturut-turut di dalam retina itu sendiri dan

26

akhirnya kedalam serabut nervus optirkus dan korteks serabri. Hal ini

bertujuan untuk menjelaskan secara khusus mekanisme batang dan kerucut

mendeteksi cahaya putih dan berwarna (Guyton dan Hall, 2008 : 535).

Menurut Ganong W.F., (2002 :144), retina melebar ke depan dan hampir

mencapai korpus siliaris. struktur ini tersusun dalam 10 lapisan dan

mengandung sel batang dan sel kerucut (fotoreseptor), yang merupakan

reseptor penglihatan, dan 4 jenis neuron: sel bipolar, sel ganglion, sel

horizontal, dan sel amakrin (Gambar 4 dan 5).

Gambar 4. Microscopic anatomy of the retina. (a) Diagram of cells of the

neural retina. Note the pathway of light through the retina.

Neural signals (output of the retina) flow in the opposite

direction. (b) Photomicrograph of the retina (140×) (Marieb, E.

N., 2014 : 363).

27

Gambar 5. Bagan Neuron Retina (Guyton dan Hall, 2008 : 635).

Fotoreseptor bisa dibagi menjadi dua jenis yaitu sel batang dan sel

konus (kerucut). Reseptor batang berespons terhadap cahaya remang-

remang, dan reseptor konus berespons dalam keadaan terang dan mampu

membedakan warna merah, hijau, atau biru. Reseptor batang dan konus

terdapat di bagian dalam retina, dan cahaya harus berjalan melalui sejumlah

lapisan sel untuk mencapai fotoreseptor ini. Setiap fotoreseptor memiliki

molekul pigmen visual ( batang: rodopsin; konus: eritrolabe (merah),

klorolabe (hijau), sianolabe (biru)); pigmen-pigmen ini menyerap cahaya

dan memicu potensial reseptor yang tidak seperti sistem reseptor lainnya,

28

menyebabkan hiperpolarisasi sel dan bukan depolarisasi (Pearce, E.C.,

2006: 120).

Menurut Sherwood, L., (2011 : 218-219), fotoreseptor terdiri dari

tiga bagian yaitu:

a. Segmen luar, yang terletak paling dekat dengan eksterior mata,

menghadap ke koroid. Bagian ini mendeteksi rangsangan cahaya.

b. Segmen dalam, yang terletak di bagian tengah fotoreseptor. Bagian ini

mengandung perangkat metabolik sel.

c. Terminal sinaps, yang terletak paling dekat dengan bagian interior mata,

menghadap ke sel bipolar. Bagian ini menyalurkan sinyal yang

dihasilkan fotoreseptor karena stimulasi cahaya ke sel-sel selanjutnya di

jalur penglihatan.

Mata terlindung baik dari cidera oleh adanya dinding orbita yang

terdiri dari tulang. Kornea dibasahi dan dijaga tetap jernih oleh air mata dari

kelenjar lakrimalis dibagian atas orbita, yang mengalir dipermukaan mata

dan masuk kedalam hidung melalui duktus lakrimalis. Berkedip membantu

kornea tetap basah.

Sifat yang terpenting dari sistem penglihatan adalah

kemampuannya untuk berfungsi pada intensitas cahaya yang luas. Bila

seseorang berpindah dari keadaan hampir gelap gulita kedalam matahari

yang terang benderang, intensitas cahaya meningkat 10 unit logarita, atau

10 miliyar kali. Salah satu faktor yang mempengaruhi pengaruh naik

turunya intensitas ialah diameter pupil.(lihat dibawah); bila diameter

29

berkurang dari 8 menjadi 2 mm, daerah pupil berkurang sebesar menjadi 16

kali dan intensitas cahaya yang mencapai retina berkurang lebih dari 1 unit

logaritma.

A. Pembentukan Bayangan

Mata mengubah energi dalam spektrum yang dapat dilihat

menjadi potensial aksi di n. Optikus. Panjang gelombang cahaya yang

dapat dilihat berkisar dari 397nm sampai 723 nm. Bayang benda

disekitar difokuskan di retina. Berkas cahaya yang mencapai retina

akan mencetuskan potensial didalam sel kerucut dan batang. Implus

yang timbul di retina dihantarkan ke konteks serebrum, untuk dapat

menimbulkan kesan penglihatan (Gambar 6 dan Gambar 7).

Gambar 6. Refraction and real images. The refraction of light in the

eye produces a real image (reversed, inverted, and reduced)

on the retina (Marieb, E. N., 2014 : 372).

30

Bayangan yang jatuh pada retina akan menghasilkan sinyal

saraf dalam mozaik fotoreseptor di bagian lain dari retina. Selanjutnya

retina mengirim bayangan dua dimensi ke otak untuk direkonstruksi

(menyusun kembali) menjadi tiga dimensi. Sinar dari objek akan

melalui sejumlah media transparan sebelum sampai di retina. Media ini

membantu refraksi (pembiasan ) dan konvergensi (kecenderungan ) ke

arah satu titik sinar sehingga bayangan bayangan tepat jatuh di retina.

Media ini dinamakan kornea lensa, menangkap cahaya dari objek

sebagai cahaya sejajar pada jarak lebih 6 meter. Cahaya ini akan di

kumpulkan masuk ke dalam titk api yang berjarak normal dalam

keadaan istirahat, dari lensa cahaya diteruskan sepanjang aksisi\ optik

ke cairan humor vitreus. Cahaya ini mempertahankan bentuk bulat bola

mata (Syaifuddin, 2011 : 619).

Pengolahan informasi penglihatan diretina melibatkan

pembentukan 3 bayangan. Bayangan pertama, yang dibentuk oleh

pengaruh cahaya pada fotoreseptor, akan diubah menjadi bayangan

kedua di sel bipolar, dan kemudian diubah menjadi bayangan ketiga di

sel ganglion. Pembentukan bayangan kedua, potensial yang terbentuk

mengalami perubahan oleh sel horisontal, dan pada pembentukan

bayangan ketiga, potensial akan dirubah oleh sel amakrin. Perubahan

pola imprus di korpus genikulatum lateral hanya sedikit, sehingga

bayangan ketiga lah yang mencapai konteks oksipitalis (Ganong, W.F.,

2002, 2002 : 154-155).

31

Gambar 7. Inferior views of the visual pathway to the brain. (a)

Diagram. Note that fibers from the lateral portion of each

retinal field do not cross at the optic chiasma. (b)

Photograph. Right side is dissected to reveal internal

structures (Marieb, E. N., 2014 : 366).

Sel ganglion dan sel bipolar (serta sel genikulatum lateral dan

sel dilapisa 4 korteks penglihatan) memiliki sifat memberi

32

jawabanterbaik terhadap ransang lingkungan yang kecil, dan dalam

daerah reseptifnya, suatu anulus (cincin cahaya sekitar bagian tengah

(penerangan sekitar) akan menghambat respon terhadap titik tengah.

Bagian tengah dapat bersifat eksitatorik dengan sekitarnya inhibitorik

(sel “on-center”). Hambatan respon dibagian tengah oleh sekelilingnya

mungkin disebabkan oleh umpan balik inhibisi dari satu fotoreseptor

ke fotoreseptor yang lain melalui sel horizontal. Pengaktifan

fotoreseptor-fotoreseptor disekitar akibat adanya anulus akan

mencetuskan hiperpolarisasi sel horizontal, yang kemudian

menghambat respon fotoreseptor-fotoreseptor aktif yang terletak di

tengah. Hambatan respon terhadap penerangan di tengah akibat

peningkatan penerangan disekitarnya adalah salah satu contoh inhibisi

lateral atau inhibisi aferan dengan pengaktifan neuron tetentu berkaitan

dengan inhibisi neuron-neuron didekatnya. Hal ini merupan fenomena

yang sering dijumpai pada sistem sensorik mamalia dan membantu

mempertajam batas-batas rangsang dan meningkatkan daya

diskriminasi (Ganong, W.F., 2002 : 155).

Mata mengubah tenaga di dalam spektrum yang dapat terlihat

menjadi potensial aksi di dalam nervus optikus. Bayangan objek di

dalam lingkungan di fokuskan dalam retina. Sinar cahaya yang

membentur retina membentuk potensial di dalam bayangan kerucut.

Impuls yang dimulai di dalam retina dihantarkan ke dalam korteks

serebri pada tempat menghasilkan sensasi (rangsangan) penglihatan.

33

Gambar 8. Mekanisme pembentukan Bayangan (Syaifuddin, 2011:

620).

B. Respon Bola Mata pada Benda

Proses meningkatnya pelengkungan lensa disebut akomodasi.

Ketegangan lensa pada saat istirahat dipertahankan oleh tarikan

legamentum lensa. Bahan lensa mudah dibentuk dan kelenturan kapsul

lensa cukup tinggi, karena dapat ditarik menjadi gepeng. Bila

pandangan diarahkan ke benda yang dekat, otot siliaris akan

berkontraksi sehingga mengurangi jarak antara tepi-tepi korpus siliaris

dan melemaskan legamentum lensa yang mengakibatkan lensa

mengerut membentuk benda yang lebih cembung. Perubahan bentuk

ini dapat meningkatkan daya bias mata hingga 12 dioptri pada orang

yang usianya muda. Lemasnya legamentum lensa akibat kontraksi otot

34

siliaris sebagian disebabkan oleh seratotot sirkular korpus siliaris yang

seperti sfingter dan sebagian oleh kontraksi serat otot longitudinal yang

melekat ke antoriror, dekat batas kornea-sklera. Serat-serat tersebut

akan berkontraksi, sehingga seluruh korpus siliaris tertarik kedepan

dan kecalam. Gerakan ini menyebabkan tepi-tepi korpus siliaris saling

mendekat. Seberapa besar kelengkungan lensa dapat ditingkatkan tentu

saja terbatas, dan bekas sinar dari suatu benda yang terletak sangat

dekat tidak dapat difokuskan diretina walaupun telah dilakukan

akomodasi maksimum. Titik terdekat ke mata yang masih dapat

memfokuskan suatu benda dengan jelas oleh akomodasi disebut titik

dekat akomodasi (Ganong, W.F., 2002 : 149).

Menurut Sherwood, L., (2011 : 217) ketika otot siliaris

suspensorium menegang, dan ligamentum ini menarik lensa menjadi

bentuk gepeng dan kurang refraktif (Gambar 4). Sewaktu otot

berkontraksi, kelilingnya berkurang sehingga tegangan pada

ligamentum suspensorium berkurang. Ketika tarikan tarikan

ligamentum suspensorium pada lensa berkurang, lensa menjadi lebih

bulat karena elastisita inherennya. Meningkatnya kelengkungan karena

lensa menjadi lebih bulat akan meningkatkan ukuran lensa dan lebih

membelokkan berkas sinar. Pada mata normal, otot siliaris melemas

dan lensa memipih untuk melihat jauh, tetapi otot berkontraksi agar

lensa menjadi lebih konveks dan lebih kuat untuk melihat dekat. Otot

siliaris dikontrol oleh sistem saraf otonom, dengan stimulasi

35

menyebabkan relaksasi dan stimulasi simpatis menyebabkan relaksasi

dan stimulasi parasimpatis menyababkan berkontraksi.

Gambar 9. Mekanisme akomodasi (Guyton dan Hall, 2008 : 617)

C. Mekanisme Fotoreseptor

Syaifuddin, (2011: 623-624), Potensial aksi dalam retina

dibentuk oleh kerja cahaya atas senyawa fotosensitif di dalam batang

dan kerucut bila sinar.

1. Pembentukan Respons Listrik. Perubahan potensial yang

menimbulkan potensial aksi di retina dibentuk oleh pengaruh

cahaya pada senyawa-senyawa fotosensitif di sel batang dan

kerucut. Bila cahaya diserap oleh senyawa-senyawa tersebut,

36

struktur senyawa-senyawa itu akan berybah dan hal ini akan

mencetuskan serangkaian peristiwa yang memulai kegiatan saraf

(Ganong, 2002: 151).

2. Dasar ion potensial: saluran Na+ di dalam segmen luar batang dan

kerucut terbuka di dalam gelap sehingga aliran arus listrik dari

segmen dalam keluar (Syaifuddin, 2011: 623). Kanal Na+ di

segmen luar sel batang dan kerucut akan terbuka pada keadaan

gelap, sehingga arus mengalir dari segmen bagian dalam ke bagian

luar. Arus juga mengalir ke ujung sinaps fotoreseptor. Na+-K+

ATPase disegmen bagian dalam memepertahankan imbangan ion.

Dalam keadaan gelap, pelepasan transmiter sinaps terjadi terus-

menerus. Bila cahaya mengenai segmen bagian luar, sebagian kanal

Na+ tertutup, dan timbul reseptor yang bersifat hiperpolarisasi.

Hiperpolarisasi menurunkan pelepasan transmiter sinaps dan hal ini

akhirnya memungkinkan pembentukan potensial aksi di sel

ganglion. Potensial aksi dihantarkan ke otak (Ganong, W.F., 2002:

151).

3. Senyawa fotopigmen terdiri dari dua komponen yaitu opsin (suatu

protein yang merupakan bagian integral dari membran diskus) dan

retinen (suatu turunan vitamin A yang terikat di bagian dalam

molekul opsin. Retinen adalah bagian fotopigmen yang menyerap

cahaya. Terdapat empat fotopigmen berbeda, satu di sel batang dan

masing-masing satu di ketiga sel kerucut. Keempat fotopigmen ini

37

menyerap panjang gelombang sinar yang berbeda-beda. Rodopsin,

fotopigmen sel batang, menyerap semua panjang gelombang

cahaya tampak. Dengan menggunakan masukan visual dari sel

batang, otak tidak dapat membedakan antara berbagai panjang

gelombang dalam spektrum sinar tampak, sehingga sel batang

hanya memberi bayangan abu-abu dengan mendeteksi perbedaan

intensitas, bukan perbedaan warna. Fotopigmen di ketiga jenis sel

kerucut yaitu sel kerucut merah, hijau dan biru beresponsecara

selektif terhadap berbagai panjang gelombang cahaya,

menyebabkan kita dapat melihat warna (Sherwood, L., 2011 : 219).

4. Rodopsin. Pigmen fotosensitif yang mempunyai sensitivitas

puncak terhadap cahaya, dalam gelap retinin berada dalam

konfigurasi (bentuk) satu-satunya kerja cahaya dalam mengubah

bentuk retinin (opsin membentuk pigmen visual) ke isomer

(senyawa kimia).

D. Fotokimia Penglihatan

Batang dan kerucut mengandung zat kimia yang terurai bila

terkena cahya dan dalam proses tersebut merangsang serabut saraf yang

berasal dari mata. Zat kimia dalam sel batng disebut rodopsin, dan zat

kimia peka cahaya di dalam sel kerucut mempunyai komposisi yang

sedikit sedikit berbeda dari komposisi rodopsin. Cahaya yang masuk

ke mata akan menguraikan rodopsin. Segmen luar sel batang yang

menonjol ke dalam lapisan pigmen retina mempunyai konsentrasi kira-

38

kira 40 persen, pigmen peka cahya yang disebut rodopsin. Zat ini

merupakan gabungan dari protein skotopsin dan pigmen karotenoid

retinal (retinen). Selanjutnya, retinal tersebut merupakan suatu jenis

khusus yang disebut 11-cis retinal. Bentuk cis dari retinal ini penting

karena hanya bentuk inilah yang dapat bergabung dengan skotopsin

untuk mensintesis rodopsin (Guyton dan Hall, 2008: 538).

Energi cahaya diabsorpsi oleh rodopsin, rodopsin tersebut

segera terurai, seperti pada Gambar 8. Penyebabnya adalah fotoaktivasi

electron dalam bagian retinal rodopsin yang menyebabkan suatu

perubahan segera dari bentuk cis retinsuatu bentuk trans semula. Ia

masih mempunyai struktur kimia sama seperti bentuk cis tetapi

mempunyai struktur fisis berbeda (suatu molekul lurus bukannya

bengkok). Karena orientasi tiga dimensi tempat-tempat reaktif retinal

trans ssemua tidak cocok lagi cocok dengan orientasi tempat reaktif

protein skotopsin, ia mulai bergerak meninggalkan skotopsin. Produk

dekatnya adalah batorodopsin (juga dinamai “prelumirodopsin”), yang

merupakan pemecahan sebagian kombinasi retinal trans total dan

skotopsin, tetapi batorodopsin merupakan senyawa yang sangat tak

stabil dan hancur dalam bagian kecil kedua menjadi lumirodopsin,

kemudian ke metarodopsin I, kemudian metarodopsin II, dan akhirnya

terpecah sebagian untuk membentuk skotopsin dan retinal trans total.

Selama proses pembedahan itu, batang terangsang dan isyarat

dikirimkan kedalam susunan saraf pusat.

39

Gambar 10. Fotokimia siklus visual rodopsin-retinal vitamin A

(Guyton dan Hall, 2008 : 629).

Menurut Guyton dan Hall (2008: 539), adanya penguraian

rodopsin menyebabkan membrane luar berubah dan menurunkan

konduktas membrane untuk ion natrium.

E. Adaptasi Gelap dan Terang

Setiap retina mengandung kurang lebih 150 juta reseptor dan

lebih dari satu milyar molekul fotopigmen. Fotopigmen mengalami

perubahan kimiawi ketika diaktifkan oleh sinar. Melalui serangkaian

tahap, perubahan yang dipicu oleh cahaya ini dan pengaktifan

fotopigmen yang kemudian terjadi menyebabkan terbentuknya

potensial reseptor yang akhirnya menghasilkan potensial aksi.

40

Potensial aksi menyalurkan informasi ini ke otak untuk pemrosesan

visual.

Fototranduksi, proses pengubahan rangsangan cahaya

menjadi sinyal listrik, pada dasarnya sama untuk semua fotoreseptor,

tetapi mekanismenya bertentangan dengan cara biasa reseptor berespon

terhadap stimulas adekuatnya. Reseptor biasanya mengalami

depolarisasi jika dirangsang, tetapi fotoreseptor mengalami

hiperpolariasi ketika menyerap cahaya.

Seseorang berada cukup lama dilingkungan yang terang

kemudian pindah ke remang-remang, retina secara bertahap menjadi

lebih peka terhadap cahaya sewaktu orang menjadi “terbiasa dalam

gelap”. Penurunan ambang penglihatan ini dikenal sebagai adaptasi

gelap. Adaptasi ini hampir maksimal sekitar 20 menit, walaupun

setelah ini menjadi penurunan lebih lanjut. Sebaliknya apabila

seseorang tiba-tiba pindah dari ruangan yang remang-remang

berpindah ke ruangan yang terang, cahaya akan menyilaukan bahkan

tidak menyenangkan, sampai mata beradaptasi terhadap peningkatan

penerangan dan ambang penglihatan meningkat. Adaptasi ini

berlangsung pada periode sekitar 5 menit dan disebut adaptasi terang,

walaupun sebenarnya ini hanya merupakan hilangnya adaptasi gelap

(Ganong, W.F., 2002: 160).

Seseorang yang telah berada didalam cahaya yang terang

untuk waktu lama, sebagian besar zat fotokimia di dalam batang dan

41

kerucut telah direduksi menjadi retinal dan opsin. Kebanyakan retinal

batang dan kerucut telah diubah menjadi vitamin A sehingga

konsentrasi zat kimia peka cahaya sangat berkurang, dan kepekaaan

mata terhadap cahaya lebih berkurang lagi, ini disebut adaptasi terang

(Guyton dan Hall, 2008 : 541).

Terdapat 2 komponen untuk respons adaptasi gelap.

Penurunan ambang penglihatan yang pertama, yang cepat tetapi kecil,

disebabkan oleh adaptasi gelap sel kerucut karena hanya bagian fovea

retina (tidak mengandung sel batang) yang di uji, tidak terjadi

penurunan lebih lanjut akibat adaptasi sel batang. Rentang perubahan

ambang antara mata yang beradaptasi terang dengan mata yang

beradaptasi gelap penuh sangat besar (Ganong, W.F.,, 2002: 160).

Menurut Guyton dan Hall (2008: 541), seseorang yang berada

di tempat terang untuk waktu lama, maka retinal dan opsin di dalam sel

batang dan kerucut diubah menjadi pigmen peka cahaya, selanjutnya

sejumlah vitamin A diubah menjadi retinal yang kemudian diubah

menjadi pigmen peka cahaya tambahan yang ditentukan oleh jumlah

opsin dalam sel batang dan kerucut. Kedua efek ini mengakibatkan

reseptor visual secara berangsur-angsur menjadi sedemikian peka

sehingga bahkan cahaya yang paling sedikit pun sudah menyebabkan

perangsangan, ini disebut adaptasi gelap. Manfaat adaptasi gelap dan

terang adalah pengaturan kepekaan retina selalu disesuaikan sehingga

reseptor bereaksi terhadap daerah gelap dan terang.

42

Sensitivitas mata terhadap cahaya bergantung pada jumlah

fotopigmen peka cahaya yang ada di sel batang dan sel kerucut.

Seseorang yang pergi ketempat gelap, mula-mula tidak dapat melihat

apa-apa tetapi secara perlahan mulai dapat membedakan bnda-benda

berkat proses adaptasi gelap. Penguraian fotopigmen selama pejanan

ke sinar matahri menurunkan sensitivitas fotoreseptor. Dalam keadaan

gelap, fotopigmen yang terurai sewaktu pajanan sinar matahari

dibentuk kembali. Akibatnya, sensitivitas mata perlahan mulai

kembali, namun hanya sel batang yang sangat sensitif dan dapat

dihidupkan oleh cahaya temaram.

F. Gangguan Penglihatan

Bila sistem penglihatan pada mata masih normal, maka kita

dapat melihat benda jauh maupun dekat dengan jelas. Mata yang

berpenglihatan normal disebut mata emetrop. Kelainan refraksi yaitu

akibat kerusakan pada akomodasi visual, entah itu sebagai akibat

perubahan pada mata maupun kelainan pada lensa mata.

1. Strabismus

Strabismus disebut juga mata juling adalah kelainan yang terjadi

karena otot-otot penggerak bola mata kerjanya tidak serasi. Tipe-

tipe dasar strabismus meliputi strabismus horizontal, vertikal, dan

torsional (kombinasi dari dua tipe dan sering terjadi). Pola

pergerakan gabungan mata dalam kendali sel-sel saraf menjadi

43

abnormal sehingga mata tidak pernah berdifusi (menyatu).

Kelainan ini dapat diperbaiki dengan jalan operasi mata.

2. Buta senja

Buta senja terjadi pada defisiensi vitamin A yang berat, bila jumlah

total vitamin A di dalam darah menjadi sangat berkurang maka

jumlah vitamin A di retina dan rodopsin didalam sel batang juga

berkurang. Zat kimia peka cahaya berwarna di dalam sel kerucut

semuanya berkurang sehingga menurunkan kepekaan sel batang

dan kerucut (Syaifuddin, 2011 : 625-626).

3. Miopi atau rabun jauh

Gangguan penglihatan dimana mata tidak dapat melihat dengan

jelas benda yang jauh. Karena lensa mata terlalu cembung,

sehingga bayangan benda jatuh di depan retina. gangguan mata ini

dapat ditolong dengan menggunakan lensa cekung atau lensa

negatif (Gambar 12 (b)).

4. Hipermetrop atau rabun dekat

Gangguan penglihatan yang disebabkan oleh karena lensa mata

terlalu pipih sehingga bayangan benda jatuh di belakang retina.

Gangguan ini dapat ditolong dengan menggunakan lensa cembung

atau lensa positif (Gambar 12 (c)).

44

Gambar 11. Problems of refraction. (a) In the emmetropic (normal)

eye, light from both near and far objects is focused

properly on the retina. (b) In a myopic eye, light from

distant objects is brought to a focal point before reaching

the retina. It then diverges. Applying a concave lens

focuses objects properly on the retina. (c) In the

hyperopic eye, light from a near object is brought to a

focal point behind the retina. Applying a convex lens

focuses objects properly on the retina. The refractory

effect of the cornea is ignored here (Marieb, E. N., 2014 :

373).

5. Astigmatisma

Kesalahan refraksi yang terjadi karena berkas-berkas cahaya jatuh

pada garis-garis di atas retina, bukan pada titik-titik tajam. Hal ini

disebabkan oleh berubahnya bentuk lengkungan lensa. Keadaan ini

dapat ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa cembung,

guna menambahkan bagian yang kurang cembung pada lensa mata

yang abnormal itu.

45

6. Blefaritis

Peradangan mata dimana kelopak mata berwarna merah, perih dan

gatal.

7. Glaukoma

Glaukoma disebabkan oleh adanya penambahan tekanan dalam

mata, yang dapat akut maupun kronik. Cairan dalam bilik anterior

yang belum sempat disalurkan keluar, sehingga tegangan yang

ditimbulkannya dapat menghilangkan daya penglihatan pada mata.

Peningkatan tekanan akan memperberat glaukoma, dan

pengobatannya ditujukan untuk menurunkan tekanan. Salah satu

penyebab peningkatan tekanan adalah penurunan permeabilitas

trabekula (glaukoma sudut terbuka), dan penyebab yang lain adalah

bergeraknya iris ke depan sehingga menutupi sudut (glaukoma

sudut tertutup). glaukoma dapat diobati dengan obat penghambat

(B-adrenergik atau inhibitor anhidrase karbonat), keduanya

menurunkan pmbentukan humor aqueous, atau dengan obat agonis

kolinergik, yang meningkatkan mengalirnya aqueous keluar

(Ganong, W.F.,, 2002 :143).

8. Katarak

Suatu pengeruhan dari lensa mata yang disebabkan oleh proses

ketuaan, sinar-X, diabetes mellitus, dan pemberian obat kortison

dalam waktu lama. Pengobatannya dengan penggantian lensa

kacamata selama masih mungkin dan pengangkatan lensa katarak

46

melalui operasi, kemudian lensa diganti dengan kacamata atau

dengan lensa buatan yang ditanam di dalam bola mata.

9. Keratitis

Merupakan peradangan dari kornea. Konjungtivitis sering disertai

oleh keratitis karena secara histologi konjungtiva bulbi

melanjutkan melapisi bagian terluar kornea. Keratitis sering

menimbulkan kerusakan dan mengeruhkan kornea dan

menimbulkan kebutaan.

10. Buta warna

Gangguan penglihatan dimana seseorang tidak dapat membedakan

warna. Orang yang mengalami buta warna total, ia hanya dapat

mengenal warna putih dan hitam. Buta warna ini merupakan

kelainan penglihatan yang menurun, sehingga tidak dapat

disembuhkan.

11. Dakriosistis

Infeksi yang timbul sebagai akibat macetnya kantong air mata.

Gejala yang timbul berupa pembengkakan berwarna kemerah-

merahan yang terasa sakit sekali.

12. Ektropion

Gangguan penglihatan dimana terlipat keluarnya kelopak mata,

yang disebabkan oleh luka, sehingga bulu mata menusuk mata yang

menimbulkan sakit.

47

13. Herdeolum

Merupakan infeksi pada piggiran kelopak mata sehingga bulu mata

harus dicabut.

14. Trakhoma

Salah satu bentuk peradangan konjungtiva, sebagai akibat infeksi

virus. penyakit ini sangat banyak terdapat di negara-negara sedang

berkembang. Trakhoma adalah penyebab utama terjadinya

kebutaan yang menimpa sebagian umat manusia di seluruh dunia

(Kus Irianto, 2004 : 266-267).

15. Kekurangan vitamin A

Kekurangan vitamin A terjadi secara bertahap, mula-mula

seseorang yang kekurangan vitamin A akan mengalami rabun

senja. bila tidak segera diobati, orang itu akan mengalami bitnik

putih, kemudian kornea mongering, akhirnya bola mata pecah dan

dapat mengakibatkan kebutaan.

Memelihara kesehatan mata kunci kepada kesehatan mata dan

penglihatan yang terang adalah pengobatan yang tepat hasil diagnosis

dokter ahli mata. Satu-satunya jalan ialah dengan menjalani

pemeriksaan mata secara berkala. Dokter ahli akan menggunakan

sebuah alat yang bernama optalmoskop untuk mendiagnosis kehadiran

glaukoma dan katarak. Kedua jenis penyakit mata ini adalah penyebab

kebutaan potensial, jika jenis-jenis penyakit tidak segera ditemukan

dan diobati akan membutakan mata.

48

C. Kerangka Berpikir

Gambar 12. Kerangka Berpikir