KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN …olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE...

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH DIREKTORAT PEMBINAAN SMA

TEST SELEKSI TINGKAT NASIONAL

CALON PESERTA INTERNATIONAL BIOLOGY OLYMPIAD (IBO) 2014

TES TEORI BAGIAN B PETUNJUK : 1. Waktu mengerjakan tes 3 Jam (180 menit). 2. Sebelum mengerjakan tes, periksalah kelengkapan naskah yang diberikan. 3. Tulislah jawaban anda pada lembar jawaban yang telah disediakan. 4. Isilah nama, asal sekolah, kelas, dan nomor peserta pada setiap halaman

lembar jawaban. 5. Gunakan ballpoint/pulpen untuk menulis setiap jawaban anda. 6. Mulailah bekerja setelah pengawas memberi tanda dimulai dan berhenti

bekerja setelah pengawas memberi tanda selesai. 7. Tiap nomor memiliki bobot nilai yang berbeda dan penilaian tertera di

depan tiap soal dengan total nilai keseluruhan berjumlah . 8. Peserta diperkenankan menggunakan kalkulator. 9. Lembar Jawaban harus dikumpulkan kembali ke pengawas. 10. Selamat bekerja.

www.tobi.or.id

Olimpiade Sains Nasional

Bandung, 2–8 September 2013

Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: .......................................................................................

Seleksi Calon Peserta IBO 2014 OSN 2013 – Tes Teori Bagian B

1

BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER (Nilai 20)

1. Kemampuan populasi sel fibroblast untuk bermigrasi sepanjang permukaan cawan kultur jaringan bergantung pada adhesi antara permukaan sel dengan molekul matriks ekstraseluler yang melapisi cawan. Cawan dilapisi dengan laminin, dan protein permukaan sel yang mampu berikatan hanya dengan laminin adalah protein adhesi sel yaitu integrin. Integrin adalah protein membran integral yang berfungsi secara heterodimer. Pada kondisi ini, laju dimana fibroblast dapat bermigrasi sepanjang cawan kultur yang dilapisi laminin adalah berbanding lurus dengan kekuatan adhesi antara sel dengan substrat laminin. Tabel di bawah ini menunjukkan laju migrasi sel yang diamati untuk sel-sel fibroblast yang telah direkayasa secara genetik untuk menghasilkan fenotipe yang ditunjukkan.

No. Fenotipe fibroblast Tingkat heterodimer

integrin pada permukaan sel (persen wild type)

Laju migrasi sel (µm/min)

1. Wild type 100 2 2. Ekspresi berlebih subunit α integrin

wild type 104 2

3. Overekspresi subunit β integrin yang tidak memiliki domain sitoplasmik

96 0,6

4. Overekspresi domain sitoplasmik subunit β integrin

98 0,6

5. Tidak adanya subunit α integrin Kurang dari 1 0,05

Berdasarkan data di atas, tentukan apakah pernyataan berikut ini benar (B) atau salah (S). (Nilai 2; @ 0,5)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Subunit α integrin tidak dapat berfungsi tanpa adanya

subunit β

II. Subunit α integrin berikatan dengan faktor protein sitoplasmik yang diperlukan untuk fungsi integrin

III. Kelebihan subunit α integrin menginduksi kehilangan heterodimer αβ dari permukaan sel.

IV. Mikroinjeksi peptida sintetik yang memiliki urutan yang sama dengan subunit β integrin domain sitoplasmik diharapkan memperoleh hasil dengan laju rata-rata migrasi sel fibroblast sebesar 0,6 µm/min

(Karp, G. 2010. Cell and Molecular Biology)



2

2. Suatu hormon baru yang berperan di dalam metabolisme insulin telah ditemukan. Hormon ini disebut betatrophin yang diekspresikan di hati dan lemak. Ekspresi betatrophin berhubungan dengan proliferasi sel β pada mencit yang resisten terhadap insulin dan selama kehamilan. Ekspresi sementara betatrophin pada hati mencit secara signifikan dan spesifik meningkatkan proliferasi sel β pankreas, memperbesar massa sel, dan memperbaiki toleransi terhadap gula. Jadi, perlakuan dengan betatrophin dapat meningkatkan atau mengganti injeksi insulin dengan meningkatkan jumlah sel penghasil insulin endogenous pada penyakit diabetes. Analisis urutan asam amino betatrophin manusia dan mencit menunjukkan sinyal sekresi pada ujung N dan dua domain coiled-coil. Untuk mendemonstrasikan bahwa betatrophin adalah suatu protein yang disekresikan, maka suatu konstruk plasmid ekspresi pengkode betatrophin dibuat dan ditransfeksikan kultur sel dan diinjeksikan ke vena ekor hidrodinamis mencit untuk melihat ekspresinya pada hati mencit. Hasil eksperimen kemudian ditunjukkan pada gambar di bawah ini:


Pernyataan Jawaban (B/S)

I. Metode yang digunakan pada eksperimen di atas adalah Western blotting dengan Myc tag sebagai gen housekeeping

II. Protein betatrophin yang diberi tag Myc terdeteksi pada supernatan dan endapan sel 293T dan juga pada plasma mencit yang diinjeksi dengan plasmid ekspresi.

III. Betatrophin dapat terdeteksi pada plasma manusia, yang menunjukkan bahwa betatrophin adalah suatu protein yang sekresikan secara in vivo.

IV. Overekspresi betatrophin pada hati menyebabkan penurunan ekpresi GFP pada plasma.

(Yi et al.. 2013. Cell)

A"

B"

22"kDa"

37"kDa"

22"kDa"

37"kDa"

22"kDa"

37"kDa"

22"kDa"

37"kDa"22"kDa"

C"

D" E" F"

GFP"

Hati Hati

mbetatrophin9Myc"

GFP"

mbetatrophin9Myc"

D"

GFP"

mbetatrophin9Myc"

GFP"

mbetatrophin9Myc"

C"

GFP"

hbetatrophin9Myc"

GFP"

hbetatrophin9Myc"

E"

GFP"

hbetatrophin9Myc"

GFP"

hbetatrophin9Myc"

An=9Myc"

An=9GAPDH"

An=9Myc"

An=9Myc"

An=9Myc"

An=9GAPDH"

An=9GFP" An=9GFP"

Ha="m

anusia"

Plasma"m

anusia"



3

3. Seorang peneliti menghasilkan suatu pustaka plasmid yang mengandung 10-15 kilobasa (kb) DNA dari genom suatu bakteri, dengan memotong DNA genom bakteri menggunakan EcoRI dan mengklon fragmen yang dihasilkan ke dalam vektor plasmid yang juga dipotong dengan EcoRI. Peneliti tersebut kemudian harus mengidentifikasi plasmid yang mengandung gen purB. Untuk melakukan ini, 5 dari plasmid yang berasal dari pustaka dipotong dengan EcoRI dan hasil pemotongan dipisahkan dengan menggunakan elektroforesis gel (Gambar 1). Pada eksperimen kedua, kelima plasmid yang sama dianalisis dengan PCR menggunakan primer yang didesain dari urutan internal purB dan produk PCR dielektroforesis (Gambar 2). Kedua gel kemudian diwarnai dengan ethidium bromida untuk memvisualisasi DNA.


Pernyataan Jawaban (B/S) I. Insert pada pasangan plasmid yang memiliki bagian yang

tumpang tindih adalah 1 dengan 3 dan 2 dengan 5 saja.

II. Semua metode di bawah dapat menggantikan teknik PCR untuk menentukan plasmid yang mengandung purB: uji komplementasi auksotrof purB, sekuensing DNA genom bakteri pada plasmid,, pemetaan setiap plasmid dengan enzim restriksi, dan hibridisasi plasmid dengan probe yang komplemen dengan purB.

III. Bagian dari purB yang komplemen dengan primer purB terkandung pada plasmid 2 dan 5 saja

IV. Jumlah fragmen yang terlihat dari hasil pemotongan dengan EcoRI menunjukkan efisiensi pemotongan EcoRI pada plasmid yang mengandung insert.

(Campbell, N.A et al. 2006. Biology 9th Ed.)

Gambar&1.&Elektroforesis&plasmid&rekombinan&hasil&pemotongan&dengan&EcoRI&



4

4. Dengan memungkinkan pengikatan secara simultan dua target yang berbeda, antibodi bispesifik memperluas potensi penggunaannya untuk terapi. Namun, desain dan produksi antibodi bispesifik tetap merupakan suatu tantangan karena adanya keharusan untuk menggabungkan dua pasang rantai heavy dan light yang berbeda dan tetap menjaga arsitektur antibodi yang secara alami bersifat non-imunogenik. Suatu strategi penelitian dilakukan untuk memproduksi antibodi bispesifik yang bergantung pada kultur bersama dari dua galur bakteri yang masing-masing mengekspresikan setengah antibodi. Antibodi bispesifik dibuat dengan menggabungkan masing-masing setengah antibodi terhadap reseptor tirosin kinase MET dan EGFR. Gambar berikut menunjukkan pembuatan antibodi bispesifik menggunakan kultur bersama dua galur bakteri yang membawa anti-MET atau anti-EGFR.

Rasio&&ko(kultur&

A"60:40"

B"70:30"

C"50:50"

Abs 2

60"(m

Au)"

Waktu"(menit)"

Inokulasi*dengan*2*galur*bakteri*

A* Tumbuhkan) Induksi)Lisis)

Purifikasi)

B*



5

Pertanyaan: (Nilai 3; @ 1) a) Berapa kemungkinan jenis antibodi yang dihasilkan pada strategi ini?

Jawab: __________ b) Untuk mengoptimasi proses kultur, maka suatu analisis kromatografi interaksi hidrofobik

digunakan untuk mengidentifikasi rasio kultur awal yang optimal. Dari gambar b, kultur awal yang optimal tersebut ditunjukan oleh kromatogram: Jawab: __________

c) Pilih jawaban yang tepat. Pemberian IPTG sebaiknya dilakukan pada tahap: A. Tumbuhkan B. Induksi C. Lisis

(Spiess et al., 2013. Nature Biotechnology)

5. Pentingnya lokasi nukleosom yang berdekatan dengan urutan/regulator tertentu telah memicu berkembangnya metode untuk memantau lokasi nukleosom di sel. Kebanyakan dari metode ini mengeksploitasi kemampuan nukleosom untuk melindungi DNA dari pemotongan oleh nuklease micrococcus (MNase). Untuk memetakan lokasi nukleosom secara akurat, perlu dilakukan isolasi kromatin seluler dan memberi perlakuan dengan sejumlah MNase dengan kerusakan minimal pada keseluruhan struktur kromatin. Untuk mengidentifikasi tempat pemotongan pada daerah tertentu, penting untuk membuat titik akhir tertentu bagi semua fragmen hasil pemotongan dan ditandai dengan spesifisitas hibridisasi DNA. Berikut ini adalah gambar yang menceritakan prosedur analisis pemetaan nukleosom di sel.

Tempat pemotongan endonuklease restriksi EcoRI pada rantai DNA linker dari nukleosom A-B-C-D-E ditunjukkan oleh tanda panah pada gambar berikut ini. Garis putus-putus menunjukkan kelanjutan dari untai nukleosom.



6

Berdasarkan keterangan di atas, jawablah pernyataan berikut ini. a) Berapa banyak larik DNA yang tampak pada elektroforegram jika analisis di atas tidak

dilanjutkan dengan Southern blotting? Pilih jawaban yang tepat. (Nilai 1) A. 2 B. 3 C. 4

D. 5 E. Lebih dari 5

b) Tentukan urutan posisi relatif nukleosom jika anda melanjutkan analisis di atas dengan

Southern blotting menggunakan probe yang mengenali tempat pemotongan EcoRI. Tulis dengan tanda “X” jika tidak ada jawaban yang tepat. (Nilai 1; @0,2)

Posisi Nukleosom (A-E)

pertama ke-2 ke-3 ke-4 ke-5

6. Penderita kelainan sel darah merah berbentuk sabit (sickle cell) memiliki protein

haemoglobin yang berbeda dari haemoglobin pada umumnya. Haemoglobin normal dapat larut pada kondisi fisiologis biasa, tetapi haemoglobin pada sel darah merah sabit mengendap saat oksigen darah menurun. Untuk membedakan antara dua haemoglobin ini digunakan teknik sidik jari protein. Mulanya, haemoglobin dicerna dengan tripsin dan dipisahkan pada dimensi pertama melalui elektroforesis kertas. Kemudian kertas diputar 90o dan hasil elektroforesis dipisahkan pada dimensi ke-dua menggunakan kromatografi. Suatu profil sidik jari protein haemoglobin ditampilkan pada gambar berikut ini.



6

a) Jika haemoglobin A berasal dari individu normal dan haemoglobin S berasal dari penderita sel darah merah sabit, tunjukkan peptida yang membedakan tingkat kelarutan di dalam darah di antara keduanya dengan melingkari bagian yang sesuai. (Nilai 1)

b) Tentukan pernyataan berikut ini apakah benar (B) atau salah (S) berkaitan dengan penyakit sel darah merah sabit dan sidik jari protein. (Nilai 1; @0,25)


I. Penyebab kelainan haemoglobin S adalah adanya mutasi titik pada satu nukleotida di tengah kodon triplet

II. Jika dianalisis dengan mikrosatelit SSR terpaut gen haemoglobin, individu normal dan penderita dapat dengan mudah dibedakan

III. Tidak terdapat perbedaan yang berarti pada ukuran dari haemoglobin A dan haemoglobin S

IV. Elektroforesis berguna untuk memisahkan peptida hasil perlakuan dengan tripsin berdasarkan ukuran, sedangkan kromatografi berguna untuk membedakan tingkat kelarutan dari peptida tersebut

7. Populasi sel yang sedang membelah diwarnai dengan pewarna yang berfluoresensi saat

berikatan dengan DNA. Jumlah DNA pada setiap sel tunggal ditentukan dengan alat flow cytometer, yang hasilnya ditunjukkan pada grafik berikut ini.

Berdasarkan profil flow cytometer di atas, cocokkan deskripsi berikut ini dengan kelompok sel (A-C). Beri tanda “X” jika tidak ada pilihan yang tepat. (Nilai 2; @0,5)

Deskripsi Kelompok sel (A-C) I. Sebagian besar kromosom berada dalam bentuk

heterokromatin

II. Terjadi sintesis DNA III. Terjadi pembentukan gelondong pembelahan IV. Berada pada fase paling lama dari siklus sel

Jum

lah

sel

Jumlah relatif DNA per sel



7

8. Susunlah molekul-molekul berikut ini ke dalam urutan yang tepat dari yang paling mudah hingga yang paling sulit melintasi membran sel. (Nilai 1)

I. Urea II. Asam amino

III. Gas oksigen, karbondioksida dan nitrogen IV. Glukosa Jawab:

> > >

9. Kloroplas yang teradaptasi dengan gelap (tanpa cahaya) didedahkan pada serangkaian kilatan cahaya setiap 5 mikrodetik yang mengaktivasi semua fotosistem II pada preparat. Oksigen yang dihasilkan kemudian diukur. Hasil percobaan ditampilkan pada gambar berikut ini.

Berdasarkan gambar di atas, tentukan berapa foton yang diperlukan untuk menghasilkan satu molekul oksigen pada fotosistem II. (Nilai 1) Jawab: __________ foton



8

10. Terdapat tiga jenis zat antibakteri. Tiga jenis tersebut adalah bakteriostatik, bakteriosida dan bakteriolitik.

A. B. C. Cocokkan tiga kurva hasil aplikasi zat antibakteri (pada tanda panah) di atas dengan masing-masing jenis zat tersebut. (Nilai 3; @1)

Jenis Zat Kurva (A-C) I. Bakteriostatik

II. Bakteriosida III. Bakteriolitik



9

ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN (Nilai 15,5)

1. Gambar berikut menunjukkan penampang melintang daun tanaman Angiospermae. Berkas pembuluh ditandai dengan lingkaran yang disertai dengan serat sklerenkim (berkas hitam). Posisi berkas pembuluh relatif konstan sepanjang daun.

Berdasarkan gambar di atas, tunjukkan apakah pernyataan berikut Benar (B) atau Salah (S). (Nilai 1; @0,25)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Daun berasal dari tumbuhan dikotil

II. Tumbuhan teradaptasi pada lingkungan basah III. Anatomi daun seperti ini dimiliki oleh daun yang

berukuran panjang dan tipis

IV. Pada sayatan segar, sklerenkim akan terlihat berwarna hijau.



10

2. Beberapa mutan phantastica (phan) yang termutasi pada perkembangan helai daunnya (lamina) telah diidentifikasi pada Antirrhinum. Mutan yang ditemukan memiliki variasi daun menjari, daun “berbentuk trompet” dan daun yang berbentuk jarum. Waites dan Hudson (1995) melakukan studi terhadap proporsi sel adaksial dan abaksial pada primordium daun untuk menentukan berbagai fenotipe yang diidentifikasi seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Berdasarkan variasi fenotipe pada tumbuhan tunjukkan apakah pernyataan berikut Benar (B) atau Salah (S) (Nilai 1,5; @0,5).

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Variasi tersebut menunjukkan adanya polaritas pada

perkembangan daun

II. Abaxialized leaf primordium (hanya memiliki sel-sel abaksial) akan menghasilkan fenotipe daun berbentuk jarum

III. Jika sel-sel abaksial ditempelkan pada bagian adaksial, helai daun tidak akan berkembang

(Waites and Hudson, 1995. Development, 121:2143–2154)

Adaksial(

Abaksial(Primordium(daun(

Feno-pe(daun(



11

3. Proses pembentukan bunga pada tumbuhan melewati serangkaian tahapan yang diaktivasi oleh interaksi (positif dan negatif) gen-gen yang menentukan nasib dari meristem bunga dan determinasi organ-organ pada bunga. Salah satu model yang sering digunakan untuk mempelajari pola pembentukan bunga adalah model ABCE. Sebagai ilustrasi, gambar di bawah menunjukkan diagram bunga dari Arabidopsis thaliana yang terdiri dari 4 lingkaran organ. Sepal (se) terbentuk oleh aktivitas gen kelas A, petal (pe) terbentuk oleh aktivitas gen kelas A dan B, stamen (st) terbentuk oleh aktivitas gen kelas B dan C, karpel (ca) terbentuk oleh aktivitas gen kelas C. Sedangkan aktivitas gen kelas E dibutuhkan untuk menentukan identitas tiap organ.

Berdasarkan model ABCE pada perkembangan bunga, tentukan mutasi gen pada kelas manakah yang sesuai dengan diagram bunga di bawah ini! (Nilai 2; @0,5)

Diagram Bunga

I.

II.

III.

IV.

Mutasi Gen (A, B, C, E)

( Krizek & Fletcher, 2005. Nature)



12

4. Brassinosteroid (BR) merupakan hormon steroid pada tumbuhan yang berperan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan. Perannya antara lain untuk pembelahan dan pemanjangan sel, diferensiasi jaringan pembuluh, perkembangan organ reproduktif serta toleransi terhadap cekaman biotik dan abiotik. Berbeda dengan hormon tumbuhan lainnya, mekanisme transport BR pada tanaman belum banyak diketahui. Symons dan Reid (2004) melakukan percobaan dengan mencangkok pucuk tanaman kacang polong dengan stok akar. Pencangkokan dilakukan dengan menggunakan tanaman wild type (WT) serta mutan lkb (defisiensi BR) seperti pada gambar.

Berdasarkan ilustrasi di atas, tentukan apakah pernyataan berikut Benar atau Salah. (Nilai 1,5; @0,5)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Hormon BR ditransport secara basipetal

II. Jika pucuk tanaman WT dipotong, maka konsentrasi BR di batang akan berkurang

III. Jika pucuk tanaman WT dipotong, maka konsentrasi Auksin dan GA (giberelin) pada batang akan berkurang

(Symons & Reid, 2004. Plant Physiology, 135: 2196–2206)



13

5. Perhatikan gambar jalur aliran air pada akar berikut ini.

Berkaitan dengan jalur di atas, tentukan apakah pernyataan-pernyataan di bawah ini Benar (B) atau Salah (S). (Nilai 1; @0,5)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Pada jalur intraseluler (simplas), perbedaan potensial air

berperan penting dalam menggerakkan air menuju ke xilem

II. Pada jalur ekstraseluler, peranan perbedaan tekanan hidrostatis lebih dominan daripada perbedaan potensial air dalam menggerakkan air menuju ke xilem

III. Pada kedua jalur, air masuk ke dalam xilem melalui pita Caspari

IV. Adanya aktivitas pompa ion oleh endodermis menyebabkan meningkatnya potensial air di dalam xilem



14

6. Transpirasi terjadi paling cepat saat kelembaban udara rendah dan suhu udara tinggi, tetapi pada beberapa tanaman, transpirasi dapat meningkat sebagai respon terhadap meningkatnya cahaya. Ketika cuaca mendung dan intensitas cahaya sering beragam dalam rentang waktu 12 jam, seorang ilmuwan mengkaji laju transpirasi pada suatu tanaman tertentu dan dihasilkan data seperti tercantum pada tabel berikut ini.

Supaya data ini mendukung hipotesis bahwa tanaman tersebut mengalami transpirasi lebih banyak saat intensitas cahaya meningkat, rentang waktu (time) mana saja yang Saudara pilih? Tulis jawaban pada tabel yang disediakan. (Nilai 1,5; @ baris 0,5) Jawab:

Rentang waktu (time) t1 t2

……. ……. ……. ……. ……. …….



15

7. Suatu penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh genangan air pada tanah (soil flooding) terhadap pembentukan akar tumbuhan dengan menggunakan tanaman Rumex palustris. Pada percobaan ini sebagian tanaman ditumbuhkan dalam media hidroponik, sebagian tanaman lainnya ditanam dalam media hidroponik yang ditambah dengan stagnant aga) (tidak ada aerasi). Hasil percobaan disajikan dalam tabel berikut ini

Selanjutnya dilakukan percobaan untuk mengetahui keterlibatan hormon auksin dan etilen dalam pembentukan akar juga dilakukan pada tumbuhan ini. Hasil penelitian tersebut disajikan pada gambar berikut ini.

Gambar histogram di atas menunjukkan jumlah akar adventif per tanaman yang dibentuk oleh R. palustris (berumur 4 minggu) 7 hari setelah tanaman dipindahkan dari media stagnant agar ke media dengan larutan nutrient yang teraerasi dengan baik dan pucuknya dibilas dengan air (kontrol) atau 1-NAA (bekerja sebagai auksin) dan atau dengan perlakuan AVG (suatu inhibitor biosintesis etilen).

Kemudian untuk mengevaluasi peranan etilen dalam pembentukan akar adventif, dilakukan percobaan lanjutan dengan atau tanpa perlakuan NPA (suatu inhibitor transport auksin) yang hasilnya disajikan pada gambar berikut ini.



16

Berdasarkan informasi di atas, buatlah skema aksi induksi perkembangan akar adventif pada Rumex palustris dengan melengkapi skema berikut ini menggunakan pilihan jawaban yang disediakan dan letakkan jawaban anda pada tabel yang disediakan. Jawaban ditulis seperti yang dicontohkan pada No. II dan III. (Nilai 2; @ 0,5)

No. Jawaban Pilihan jawaban I. …. A. Meningkatnya kepekaan terhadap auksin endogen II. F B. Meningkatnya produksi etilen III. B C. Pembentukan akar adventif IV. …. D. Meningkatnya konsentrasi etilen di jaringan V. …. E. Pengambilan oksigen yang lambat VI. …. F. Terjebaknya etilen di jaringan



17

8. Berikut ini adalah profil spektrum serapan dari beberapa molekul yang ada pada alga dan tumbuhan tingkat tinggi. Cocokkan spektrum tersebut dengan karakter molekul yang sesuai pada tabel berikut ini. (Nilai 2; @ 0,5)

A. B.

C. D.

No. Karakter molekul Jawaban (A-D) I. Berperan dalam melindungi pigmen utama fotosintesis dari cahaya

berlebih dan memperlebar spektrum serapan

II. Larut di dalam air dan disimpan dalam vakuola serta berperan untuk menyerap sinar UV-B

III. Terdiri atas cincin porfirin dengan atom pusat Mg2+ IV. Dimiliki oleh cyanobacter dan alga merah dan berperan untuk

memanen cahaya dengan lebih banyak menyerap cahaya hijau

(Hopkins, W.G. 2008. Introduction to Plant Physiology)



18

9. Untuk menghasilkan tanaman dengan sifat yang seragam dalam jumlah banyak, teknik kultur in vitro dapat digunakan. Manakah di antara struktur berikut ini (ada yang ditunjuk dengan anak panah) yang dapat menghasilkan tanaman utuh berukuran mini (planlet)? Tulis jawaban anda dengan abjad yang sesuai. (Nilai 1)

A.

B.

C.

D.

E.

F.

Jawab: ____________

(Beck, C.B. 2010. An Introduction to Plant Structure and Development, 2. Bowes, B.G. A Colour Atlas of Plant Structure)



19

10. Dengan mengukur fiksasi CO2 pada daun dengan fluks foton yang semakin meningkat memungkinkan kita untuk membuat kurva respon cahaya seperti pada gambar berikut ini yang memberikan informasi mengenai sifat fotosintetik dari daun.

Berdasarkan kurva tersebut, tentukan faktor pembatas bagi fotosintesis pada daerah A dan B seperti yang ada pada gambar. (Nilai 1; @ 0,5)

Daerah Faktor pembatas A. ………. B. ……….

(Taiz, L. & E. Zeiger. 2002. Plant Physiology)

11. Panjang siang kritis untuk empat tanaman adalah sebagai berikut:

Tanaman A sebesar 15,5 jam Tanaman B sebesar 15,5 jam Tanaman C sebesar 10,0 jam Tanaman D sebesar 9,5 jam Tanaman A berbunga ketika diperlakukan gelap selama 8.5 jam atau lebih. Tanaman B berbunga ketika menerima cahaya minimal selama 15,5 jam. Tanaman C berbunga ketika menerima cahaya kurang dari 10 jam. Tanaman D berbunga ketika menerima cahaya kurang dari 9,5 jam. Mana yang tergolong tanaman hari panjang (LDP)? (Nilai 1) Jawab: __________



20

ANATOMI DAN FISIOLOGI HEWAN (Nilai 25)

1. Gambar (i) menunjukan sel saraf tunggal yang terdiri dari dua dendrit (A dan B) dan satu akson. Gambar (ii) menunjukkan perubahan potensial membran pada akson (C) ketika dendrit A dirangsang (I), B dirangsang (II), dan ketika keduanya dirangsang (III).

Keterangan:

a. Tentukan perubahan potensial (I, II, atau III) yang disebabkan oleh terjadinya temporal summation. (Nilai 1) Jawab: _______

b. Berapakah besar membran potensial yang harus tercapai untuk dapat membuka Na+

voltage gate channel di daerah akson? (Nilai 1) Jawab: ________mV

2. Berikut ini adalah beberapa faktor yang mempengaruhi hilangnya air pada hewan darat

melalui proses penguapan: I. Kadar air di udara

II. Suhu udara III. Kecepatan angin (pergerakan udara) IV. Tekanan udara Tentukan hubungan dari keempat faktor tersebut dengan laju penguapan. Tulislah dengan tanda (+) pada kolom di sebelah kanan jika memiliki korelasi positif (semakin tinggi nilai dari faktor maka semakin tinggi juga laju penguapan) dan tanda (-) jika memiliki korelasi negatif (semakin besar nilai dari faktor semakin rendah laju penguapan). (Nilai 2; @ 0,5)

Faktor Korelasi (+/-) I. Kadar air di udara

II. Suhu udara III. Kecepatan angin IV. Tekanan udara

i

ii.

Potensial ambang/ threshold potential

Rangsang listrik

I II

III



21

3. Pada suatu percobaan, dua katak diaklimatisasi pada suhu yang berbeda. Katak A diaklimatisasi pada suhu 5 ºC sedangkan katak B diaklimatisasi pada suhu 25 ºC. Setelah beberapa minggu proses aklimatisasi, kedua katak kemudian diletakkan pada ruangan dengan suhu yang terus ditingkatkan. Laju metabolism katak, berupa konsumsi oksigen, diukur untuk setiap suhu ruangan. Hasil dari percobaan tertera pada gambar berikut:

Berikut ini adalah kesimpulan dari hasil percobaan di atas. Tentukan apakah pernyataan di bawah ini Benar (B) atau Salah (S). (Nilai 1,5; @ 0,5)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Aklimatisasi merubah laju metabolism katak yang ditandai

dengan perubahan konsumsi oksigen

II. Laju metabolisme katak katak dipengaruhi oleh suhu lingkungan III. Katak yang diaklimatisasi pada suhu yang lebih rendah

mempercepat konsumsi oksigen bilda didedahkan pada suhu lingkungan yang lebih tinggi

Suhu lingkungan 0C

Kon

sum

si O

2 (l.g

-1.h

-1)

Katak yang diaklimatisasi pada suhu 250C

Katak yang diaklimatisasi pada suhu 50C



22

4. Struktur otak vertebrata berkaitan erat dengan kemampuan untuk merespon rangsang dari lingkungannya. Berikut ini adalah gambar yang menunjukkan bagian-bagian otak dari hewan-hewan vertebrata.

Cocokkan struktur otak di atas dengan jenis hewan vertebrata yang memilikinya. (Nilai 2; @ 0,5)

Hewan Struktur a) Buaya b) Burung c) Katak d) Ikan

5. Berikut ini adalah skema struktur tubulus ginjal dari berbagai hewan. Cocokkan skema I-V

dengan jenis hewan yang sesuai. Terdapat jenis hewan yang memiliki kombinasi dari dua struktur atau lebih. (Nilai 2; @ 0,5)

Jenis Hewan Skema (I-V) a) Reptil b) Mammalia c) Amfibi d) Burung



23

6. Perhatikan gambar berikut ini.

Gambar di atas menunjukkan ketebalan relatif lapisan endotel, serabut elastin, otot polos dan serabut kolagen pada pembuluh darah. Cocokkan jenis-jenis pembuluh darah berikut ini yang memiliki ciri khas struktur A-D. (Nilai 2; @ 0,5)

Pembuluh darah Jawaban (A-D) I. Vena

II. Kapiler III. Arteriol IV. Arteri



24

7. Gambar berikut ini menunjukan susunan dari sarkomer serabut otot dan mekanisme dari kontraksi otot.

Andaikan jika terjadi mutasi yang menyebabkan sarkomer memiliki struktur seperti berikut ini:

Berilah tanda centang (√) untuk setiap pernyataan yang BENAR mengenai peristiwa yang akan terjadi pada sarkomer di atas ketika otot mendapat rangsangan dari sel saraf. (Nilai 2)

Pernyataan Jawaban I. Sarkomer akan memendek akibat pergerakan aktin di sebelah kiri

dan kanan menuju pusat sarkomer

II. Sarkomer akan memendek akibat pergerakan aktin di sebelah kanan menuju ke pusat sarkomer

III. Tidak terjadi pemendekan sarkomer IV. Myosin akan bergerak ke ujung kanan dari sarkomer tanpa disertai

pemendekan sarkomer

V. Miosin akan bergerak ke sisi kiri dari sarkomer dan mengakibatkan terjadinya pemendekan sarkomer

aktin

miosin

Pergerakan aktin

kiri kanan pusat



25

8. Kontraksi jantung diatur oleh pemacu jantung (pacemaker) yang terdapat serambi kanan jantung, atau dikenal dengan nama SA node. SA node secara autonom akan mengalami depolarisasi yang memicu kontraksi otot jantung sehingga akan terjadi kontraksi jantung. Laju depolarisasi SA node dapat dipengaruhi pula oleh sistem saraf maupun hormon sehingga perubahan laju depolarisasi akan berakibat terhadap laju kontraksi jantung. Berikut ini adalah diagram yang menunjukan laju depolarisasi dari SA node pada kondisi normal, dan pada saat dipengaruhi oleh sistem saraf atau hormon.

a) Berdasarkan perubahan laju depolarisasi yang ditimbulkan pada pacemaker di atas, berilah tanda silang pada kolom yang tersedia di sebelah kanan manakah dari sinyal saraf, hormon atau senyawa analog yang dapat menjadi pemicu/ penstimulasi perubahan tersebut. (Nilai 1)

Sinyal Jawaban I. Hormon

II. Saraf simpatik III. Saraf parasimpatik IV. Epinefrin

b) Berilah tanda silang untuk setiap pernyataan yang tepat mengenai perubahan pada sistem sirkulasi yang disebabkan oleh stimulasi pada pacemaker di atas. (Nilai 1)

Perubahan pada sistem sirkulasi Jawaban I. Penurunan detak jantung

II. Peningkatan curah jantung (cardiac output) III. Penurunan tekanan darah IV. Peningkatan laju filtrasi di kapiler darah

Potensial*aksi*

Potensial*pacemaker(

S-mulasi(de-k(Potensial*transmem

bran*(m

V)*



26

9. Diagram berikut ini menunjukan hubungan antara tiga kelenjar endokrin.

Diketahui bahwa zat X merupakan komponen dari hormon yang disintesis oleh kelenjar C. Kekurangan zat X secara terus-menerus menyebabkan produksi hormon oleh kelenjar C yang disertai dengan hyperplasia (perbesaran ukuran) kelenjar C.

Pada percobaan yang menggunakan tikus, diketahui bahwa injeksi antibodi terhadap hormon yang dikeluarkan oleh kelenjar A, dapat menurukan produksi hormon pada kelenjar C.

a) Dari tiga mekanisme regulasi hormon berikut ini, mekanisme manakah yang sesuai untuk menggambarkan pengaturan sekresi hormon oleh kelenjar C. (Nilai 1)

Mekanisme Jawaban I. Feed forward

II. Negative feed back (umpan balik negatif) III. Postitive feed back (umpan balik positif)

b) Tentukan kadar relatif hormon yang diproduksi oleh kelenjar A dan B pada orang yang kekurangan zat X selama jangka waktu yang lama. Beri tanda “+” jika lebih tinggi dari orang normal atau tanda “ –“ jika lebih rendah. (Nilai 1; @0,5)

Produksi hormon Kadar I. Kelenjar A

II. Kelenjar B

Kelenjar A

Kelenjar B

Kelenjar C



27

10. Berikut ini adalah komponen sistem pertahanan tubuh yang bekerja secara non spesifik: A. Makrofag B. Interferon C. Protein komplemen D. Pirogen E. Sel natural killer F. Sel mast Pasangkanlah setiap komponen di atas dengan fungsi sistem immun pada tabel berikut ini. (Nilai 3; @0,5)

Fungsi Komponen I. Mencerna patogen yang difagositosis

II. Memicu terjadinya demam III. Memproduksi histamin dan memicu terjadinya inflamasi IV. Menghambat replikasi virus di dalam tubuh V. Berperan memecah (lisis) sel yang terinfeksi virus atau sel-sel tumor

VI. Bersama-sama dengan antibodi berperan dalam memecah (lisis) patogen yang masuk ke dalam tubuh

11. Perhatikan gambar berikut ini.

Gambar di atas menunjukkan proses filtrasi yang terjadi di glomerolus. Darah yang mengalir melalui arteri afferent akan disaring di glomerolus. Dari glomerolus darah kemudian mengalir ke arteri efferent (sesuai dengan aliran panah pada gambar). Pada tabel berikut ini, terdapat kondisi yang berkaitan dengan tekanan darah dan pembuluh arteri afferent. Isilah dengan tanda + (meningkat), - (menurun), atau = (tidak berubah) untuk menyatakan pengaruh kedua faktor tersebut terhadap laju filtrasi di glomerolus. (Nilai 1,5; @0,5)

Kondisi tekanan darah dan arteri afferent Laju filtrasi I. Normal dan konstriksi, kontriksi

II. Rendah, dilatasi III. Tinggi, konstriksi

(Fox. 2008. Human Physiology)

Glomerulus))(Kapsul)Bowman))

Arteri)afferent)

protein)

Arteri))efferent)

Ultrafiltrat)glomerulus)

Zat)terlarut)lainnya)



28

12. Perhatikan gambar sel berikut ini.

Tulis B jika pernyataan berikut benar berkaitan dengan sel di atas dan S jika salah. (Nilai 3; @0,6)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Sel di atas merupakan sel telur yang telah dibuahi

II. Sel di atas terbentuk di uterus III. Sel diatas menunjukkan menunjukkan proses pembelahan mitosis

pertama dalam pembentukan embrio

IV. Secara umum sel di atas disebut zigot V. Semua kromosom yang terlihat pada sel tersebut merupakan

kromosom maternal (berasal dari ibu)

Badan%polar%



29

ETOLOGI (Nilai 5)

1. Sekelompok peneliti telah melakukan kajian mengenai pengaruh posisi fetus di uterus terhadap perilaku pengasuhan anak oleh tikus Mongolia (Meriones unguiculatus) jantan dewasa. Posisi fetus-fetus dalam uterus induk betina yang sedang bunting dipetakan sesuai dengan gambar berikut ini.

Pada tahap selanjutnya, peneliti tersebut mengukur kadar testosteron dari anak tikus berkelamin jantan setelah lahir yang pada saat masih berupa fetus berada pada posisi dikelilingi oleh dua anak berkelamin betina (2F), dua anak berkelamin jantan (2M) atau satu anak jantan (1M) saat masih berupa fetus di uterus. Hasil pengukuran kadar testosteron disajikan pada gambar berikut ini.

2M

2M 2F



30

Selain mengukur kadar testosteron, peneliti juga mengamati perilaku pengasuhan anak oleh tikus jantan 2M dan 2F dengan mengukur selang waktu bersentuhan dengan anak-anaknya. Hasil pengamatannya disajikan pada gambar berikut ini.

Untuk lebih meyakinkan hipotesisnya, tikus 2M dikebiri (castrated) saat mencapai usia dewasa dan diamati perilaku kontaknya dengan anak-anak tikus berikutnya. Setelah itu, tikus jantan 2M dewasa diimplantasi dengan silicon yang mengandung testosteron dan rataan lama tinggal di sarang yang berisi anak (pups+nest) atau tanpa anak (empty)



31

Berdasarkan hasil penelitian di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). (Nilai 2; @ 0,5)

No. Pernyataan Jawaban (B/S) I. Posisi fetus di dalam uterus berpengaruh pada kadar testosteron

anak tikus jantan setelah lahir.

II. Tikus jantan dewasa yang pada saat masih fetus posisinya dikelilingi oleh dua fetus jantan lainnya (2M) menunjukkan perilaku pengasuhan yang sama dengan tikus jantan dewasa yang pada saat fetus dikelilingi oleh dua fetus betina (2F).

III. Kadar testosteron tidak berpengaruh pada intensitas perilaku pengasuhan anak oleh tikus jantan dewasa

IV. Percobaan di atas menunjukkan bahwa faktor selain genetis berpengaruh pada perilaku individu.

2. Lebah madu memiliki dua pola organisasi kerja. Pada musim semi dan musim panas,

pembagian kerja bertujuan untuk memaksimalkan laju tumbuh dan akumulasi sumber daya. Sedangkan selama musim dingin, kelulushidupan lebah pekerja untuk melewati masa-masa sulit mencapai puncaknya dan lebah menjadi pekerja segala (generalist). Johnson (2010) meneliti tentang pembagian kerja pada lebah madu yang meliputi bentuk, fungsi dan mekanisme proximate. Pembagian kerja pada lebah madu meliputi pembersih sarang (cell cleaner), lebah perawat (nurse), lebah usia menengah (middle-age bee/MAB) dan lebah pencari makan (forager).

Gambar 1. Dua sistem organisasi sosial dari Apis mellifera

Tanda à menunjukkan transisi kasta secara alami, sedangkan tanda --> menunjukkan transisi kasta yang tidak umum (terinduksi secara eksperimen atau karena berkumpul /swarming).

Model push–pull (Gambar 1) untuk pembagian kerja majemuk (age polyethism) secara temporal menyatakan bahwa lebah perawat (nurse) ditekan dari kastanya karena



32

kemunculan lebah yang baru, sedangkan lebah usia menengah (middle-aged bee) ditarik ke dalam kasta pencari makan (foraging) melalui interaksi dengan lebah pencari makan (forager). Anggota dari semua kasta diasumsikan dapat beralih kerja pada keadaan musim dingin dalam kondisi yang sesuai.

Middle-aged bee (MAB) tetap berada pada kastanya selama beberapa minggu dari usia 12-21 hari. MAB memiliki tugas yang tersebar di dalam sarang. Distribusi MAB tumpang tindih dengan lebah perawat (nurse) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Distribusi MAB dan lebah perawat (nurse) di dalam sarang

Berdasarkan keterangan di atas, tentukan pernyataan-pernyataan di bawah ini Benar (B) atau Salah (S). (Nilai 3; @ 1)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Transisi berbagai kasta lebah pekerja menjadi generalist saat musim

dingin adalah penting untuk memaksimalkan hasil kerja koloni

II. Transisi tipe kerja selama musim semi dan musim panas bertujuan untuk memaksimalkan kelulushidupan daripada pertumbuhan kerja

III. Perilaku MAB dan perawat (nurse) berbeda dalam hal ketidaktertarikannya kasta terhadap pemeliharaan larva



33

GENETIKA DAN EVOLUSI (Nilai 18,5)

1. Mutasi pada enzim yang diperlukan untuk metabolisme suatu senyawa akan menimbulkan efek yang berbeda-beda sesuai dengan lokasi mutasi. Contohnya adalah mutasi pada jalur metabolisme fenilalanin yang menyebabkan terjadinya penyakit PKU dan AKU. Jalur metabolisme yang disederhanakan untuk degradasi fenilalanin adalah sebagai berikut:

Perkawinan antara individu yang menderita AKU dan individu yang menderita PKU ternyata pada semua keturunannya tidak menunjukkan gejala kedua penyakit tersebut. Individu yang termutasi pada gen AKU dan PKU hanya menunjukkkan gejala penyakit PKU saja. Berdasarkan keterangan tersebut jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini.

a) Tentukanlah mutasi pada gen A atau B yang akan menyebabkan terjadinya penyakit AKU

& PKU. (Nilai 0,5; @0,25)

Penyakit Mutasi pada A atau B

AKU PKU

b) Misalnya terjadi perkawinan antara individu yang menderita PKU dan AKU. Turunan F1

tidak menunjukkan adanya gejala kedua penyakit tersebut. Jika antar F1 tersebut melakukan perkawinan, maka tentukanlah persentase progeni yang akan memiliki fenotipe seperti tertera pada tabel. (Nilai 1,5 @0.5)

Fenotipe Persentase (%)

I. Menderita AKU saja II. Menderita PKU saja

III. Menderita AKU & PKU

Fenilalanin'A"

Tirosin' CO2'+'H2O'B"



34

2. Di bawah ini adalah silsilah yang menunjukkan mekanisme penurunan penyakit X pada suatu keluarga. Penyakit ini disebabkan karena faktor genetis. Untuk menganalisis mutasi penyebab penyakit maka dilakukan analisis RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) pada keluarga tersebut dengan menggunakan tiga probe spesifik yang mengenali area yang berbeda pada gen X. Garis di bawah silsilah merupakan larik DNA (elektroforegram) hasil analisis RFLP.

a) Bagaimana mekanisme penurunan penyakit X tersebut? Beri tanda X pada jawaban yang benar. (Nilai 0,5)

Mekanisme Jawaban (X) I. Autosomal Resesif II. Autosomal Dominan III. Terpaut X Resesif IV. Terpaut X Dominan

b) Tentukanlah pada individu-individu berikut mendapatkan gen untuk penyakit X dari pihak ibu (M), ayah (P) atau dari keduanya (MP). Beri tanda O jika individu tersebut tidak membawa gen untuk penyakit X tersebut. (Nilai 2; @0,4)

No. Individu

Asal Gen Penyakit (M/P/MP/O)

3 4 6 7 9



35

3. Misalkan suatu ekspedisi luar angkasa untuk mencari kehidupan ekstraterestrial telah dilakukan dan berhasil menemukan organisme baru di luar bumi. Genom organisme tersebut berupa asam nukleat dan melakukan aktivitas replikasi dan transkripsi seperti organisme bumi, Analisis makromolekul lebih lanjut menunjukkan organisme tersebut memiliki enam jenis basa nitrogen. Keunikan lainnya yang ditemukan adalah organisme tersebut mentranslasi hingga 50 jenis asam amino. a) Dengan menggunakan data diatas, berapakah ukuran kodon yang digunakan untuk

mengkode satu asam amino? (Hint: Organisme di bumi memerlukan 3 basa nitrogen untuk mentranslasi satu jenis asam amino) (Nilai 1) Jawab: ________basa nitrogen

b) Analisis lebih lanjut menemukan proses translasi menggunakan satu jenis kodon START dan sembilan belas jenis kodon STOP. Kodon start mengkode asam amino spesifik yang tidak dikode oleh kodon lain (dalam kasus ini seperti AUG yang mengkode metionin di organisme bumi). Menggunakan informasi ini dan jawaban anda pada A, maka tentukan berapa banyak jenis kodon yang mentranslasi jenis asam amino yang sama. (Nilai 1) Jawab: _________ jenis kodon

4. Pada kalkun strain tertentu, telur yang tidak terfertilisasi kadang berkembang secara partenogenesis. Kalkun merupakan spesies burung yang memiliki determinasi seks ZW. Partenogenesis terjadi melalui beberapa mekanisme berikut:

I. Bakal sel telur (oogonium) berkembang tanpa melalui meiosis II. Oogonium mengalami meiosis secara sempurna, kemudian ovum (sel telur) mengalami

duplikasi kromosom III. Oogonium mengalami meiosis tidak sempurna (hanya sampai pada meiosis I) IV. Oogonium mengalami meosis secara sempurna tetapi ovum yang dihasilkan berfusi

secara acak dengan salah satu dari tiga badan polar hasil meiosis II Pada setiap mekanisme partenogenesis di atas tentukan peluang (dalam persen) akan dihasillkan anakan jantan dari telur yang berkembang secara partenogenesis tersebut. (Nilai 2 @0,5)

Mekanisme

Partenogenesis Peluang Anakan Jantan (%)

I. II. III. IV.



36

5. Drosophila melanogaster adalah hewan yang banyak digunakan untuk analisis genetis seperti pindah silang. Keuntungan penggunaan Drosophila diantaranya adalah dapat menghasilkan banyak gamet dan keturunan, jenis mutan yang beragam, siklus hidup yang pendek, serta tidak ditemukan adanya pindah silang pada individu jantan. Mutasi black menyebabkan warna tubuh Drosophila menjadi hitam. Mutasi black ini berdekatan dengan mutasi vestigial yang menyebabkan ukuran sayap memendek. Kedua mutasi tersebut terletak pada kromosom 2. Peta kromosom dua Drosophila melanogaster ditunjukkan pada gambar di samping (satuan jarak dalam cM).

Dalam suatu percobaan anda menyilangkan lalat wild type galur murni dengan lalat yang berfenotipe black & vestigial. F1 yang dihasilkan berfenotipe seperti wildtype dan anda biarkan melakukan perkawinan sehingga dihasilkan F2. Tentukan persentase F2 yang memiliki fenotipe seperti pada tabel berikut ini. (Nilai 2 @0,5)

Fenotipe Persentase keturunan F2 (%) I. Wild Type

II. Tubuh Hitam Sayap Normal III. Tubuh Normal Sayap Vestigial IV. Tubuh Hitam Sayap Vestigial

6. Genom manusia telah berhasil dipetakan pada tahun 2003 melalui proyek

HGP (Human Genome Project), sehingga beberapa karakteristik genom manusia telah diketahui. Tentukan pernyataan dibawah ini benar (B) atau salah (S) berkaitan dengan karakteristik pada genom manusia. (Nilai 2 @0,4)

Karakteristik Jawaban (B/S) I. Memiliki lebih dari satu juta gen

II. Jumlah intron lebih banyak dibanding jumlah ekson III. Satu gen dapat menghasilkan berbagai macam protein

yang berbeda

IV. Laju replikasi lebih cepat dibanding replikasi genom bakteri

V. Semakin kompleks organisme, maka total jumlah basa nukleotida dalam genom semakin banyak



37

7. Urutan DNA dibawah menunjukkan urutan gen dari genom virus dsDNA (double-stranded DNA). Urutan gen ini mengkode protein viral.

mRNA yang dihasilkan dari hasil transkripsi adalah sebagai berikut (G*: G capping):

a) Berapa banyak segmen ekson pada DNA tersebut berdasarkan urutan pada mRNA? (Nilai

1) Jawab: _______

b) Lingkarilah tiap segmen ekson pada DNA tersebut (Nilai 0,5).

c) Dengan hanya menggunakan informasi diatas, organisme manakah yang mungkin menjadi inang dari virus tersebut? Beri tanda X pada semua jawaban yang mungkin. (Nilai 0,5)

Organisme Kemungkinan Sebagai Inang (X)

I. E. coli II. Homo sapiens

III. Pisum sativum IV. Chlorella sp.



38

8. Seorang ahli genetik mempelajari mekanisme regulasi metabolisme sukrosa dan glukosa. Penelitian awal menunjukkan bahwa sukrosa dan glukosa meregulasi ekpresi gen SUC1. Produk dari gen tersebut merupakan enzim yang digunakan untuk mendegradasi sukrosa. Ahli genetis tersebut berhasil mengisolasi tiga jenis mutan ragi yaitu A-, B- dan C-. Semua mutasi tersebut pada gen yang berbeda dan bersifat resesif. Ekspresi SUC1 pada ketiga mutan tersebut pada medium yang berbeda ditunjukkan pada tabel dibawah. Tanda positif menunjukkan adanya pertumbuhan sedangkan tanda negatif tidak menunjukkan adanya pertumbuhan.

Media tanpa sukrosa Media dengan sukrosa

Media dengan sukrosa dan glukosa

Wild Type - + - A- + + - B- - - - C- - + +

a) Tentukan produk dari gen A, B dan C merupakan aktivator (A) atau represor (R) ekspresi gen SUC1. (Nilai 1,5 @ 0,5)

Produk Gen Aktivator (A) atau Represor (R) A B C

b) Pilihlah model interaksi sukrosa, produk gen A dan gen B yang paling sesuai untuk proses regulasi ekspresi gen SUC1. Tanda panah menunjukkan

aktivitas stimulasi sedangkan tanda dengan ujung bulat menunjukkan adanya aktivitas inhibisi. Beri tanda X pada jawaban yang tepat. (Nilai 0,5)

Model 1 Model 2 Model 3

Model 4

Sukrosa B A SUC1

Sukrosa B A SUC1

Sukrosa A B SUC1

Sukrosa A B SUC1

Model 1

Model 2

Model 4

Model 3



39

9. Multigene families adalah sekelompok gen yang memiliki struktur yang sama. Secara evolusi, famili gen berasal dari satu gen nenek moyang (ancestral) yang mengalami serangkaian proses mutasi sehingga menjadi banyak gen. Contoh dari famili gen pada manusia adalah gen pengkode globin. Di bawah ini adalah gambaran evolusi gen globin pada vertebrata.

Tentukan pernyataan-pernyataan berikut ini apakah benar (B) atau salah berkaitan tentang multigene families pada gen globin. (Nilai 2 @0,4)


I. Evolusi gen globin diawali oleh adanya transposisi gen yang diikuti dengan duplikasi.

II. Xenopus memiliki gen globin α dan β yang terletak pada kromosom yang sama.

III. Gen nenek moyang untuk globin kemungkinan adalah gen pengkode protein penyimpan oksigen yang tersusun atas satu peptida fungsional.

IV. Gen globin α dan β merupakan contoh gen yang ortholog yaitu gen yang mengalami spesialisasi fungsi karena adanya proses duplikasi.

V. Pembentukan multigene families sangat tergantung pada proses mutasi sehingga jumlah multigene families prokariot akan lebih banyak dibanding eukariot .



40

EKOLOGI (Nilai 10)

1. Tumbuhan invasif sering dianggap berhasil karena mampu lolos dari musuh alaminya. Peneliti Ragan Callaway dan Erik Aschehoug (2000) telah melakukan kajian pada rumput Centaurea diffusa yang berasal dari daratan Eurasia dan terbawa oleh imigran hingga tersebar di Amerika Utara. Untuk mengetahui dampak dari adanya tumbuhan eksotik tersebut terhadap tumbuhan asli di daerah Montana, Amerika Utara, keduanya mengumpulkan biji-biji dari tiga rumput Montana yaitu Koeleria cristata, Festuca idahoensis, dan Agropyron spicata; dan kemudian masing-masing ditanam dengan atau tanpa spesies Centaurea eksotik. Untuk pembanding perlakuan, digunakan rumput asli Republik Georgia (Eurasia) yang juga ditanam dengan atau tanpa spesies Centaurea. Selain itu, juga digunakan penambahan karbon aktif pada beberapa pot tempat rumput ditanam. Setelah tiga bulan, ketiga jenis rumput tersebut dipanen, dikeringkan dan ditimbang untuk mengetahui biomassanya. Hasil percobaannya disajikan pada gambar berikut ini.

Berkaitan dengan hasil percobaan di atas, tentukan apakah pernyataan berikut ini benar (B) atau salah (S). (Nilai 2; @0,5)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Salah satu cara mengendalikan spesies invasif/penyerbu

adalah dengan menghilangkan musuh alami tumbuhan ke luar daerah

II. C. diffusa berkompetisi dengan rumput Montana dengan mengeluarkan senyawa sangat beracun yang membunuh akar spesies lainnya (alelokimia)

III. C. diffusa dari Eurasia menghasilkan senyawa kimia yang berdampak lebih lemah pada rumput Eurasia daripada rumput Amerika Utara

IV. Rumput Eurasia rentan terhadap zat kimia dari C. diffusa karena telah mengalami koevolusi



41

2. John Losey dan rekannya (1997) telah mempelajari kerja parasitoid dan predator yang menjaga polimorfisme warna (hijau dan merah) pada kutu (aphid) ercis, Acyrthosiphon pisum. Keduanya melakukan sampling pada 12 ladang alfafa secara kasar setiap 6 hari sepanjang musim panas. Pada setiap ladang, kerapatan dan warna aphid dicatat pada 100 batang pada 8 lokasi di ladang. Dua belas pindaian masing-masing berdurasi 3 jam juga dilakukan di sepanjang ladang untuk menghitung parasitoid (Aphidius ervi) dan kumbang predators (Coccinella septempunctata). Hasil penelitian mereka disajikan dalam gambar berikut ini.

Berkaitan dengan hasil penelitian di atas, tentukan apakah pernyataan berikut ini benar (B) atau salah (S). (Nilai 2; @0,5)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Polimorfisme aphid merupakan objek seleksi alam oleh

predator

II. Aphid berwarna hijau lebih jarang dijumpai saat parasitoid melimpah

III. Aphid berwarna merah lebih mendominasi saat predator melimpah

IV. Tidak terdapat perbedaan laju parasitisme dan predasi antara aphid berwarna hijau dan merah



42

3. Game theory merupakan salah satu cabang matematika dan ekonomi yang mempelajari interaksi di antara pelaku. Pada ekologi perilaku, pelaku merupakan individu yang memilih strategi berbeda pada interaksi dengan individu yang lain sehingga dapat memaksimalkan keuntungan yang diperolehnya. Misalnya, kapan waktu terbaik untuk melarikan diri pada suatu perkelahian dan kapan waktu terbaik untuk tetap tinggal dan berkelahi? Pada game theory, suatu evolutionary stable strategy (ESS) merupakan strategi perilaku yang jika dipakai oleh suatu populasi tidak dapat digantikan oleh strategi yang lain. Hal ini berarti bahwa jika semua anggota suatu populasi menggunakan strategi ini, tak ada strategi lain yang menghasilkan keuntungan yang lebih besar pada individu-individu dalam jangka waktu yang lama. Bayangkan ada dua tersangka, A dan B, yang sedang ditahan KPK. Penyidik KPK kekurangan bukti untuk menjerat kedua pelaku dengan pasal pencucian uang dan mereka mengandalkan pada kedua pelaku untuk memberikan kesaksian satu sama lain. Jika tahanan bekerja sama satu sama lain dan tetap diam, penyidik tidak dapat menuntaskan kasusnya dan masing-masing tahanan diganjar dengan hukuman ringan berupa kurungan selama 6 bulan. Namun, kedua tahanan diisolasi di dalam sel yang terpisah dan tidak saling tahu satu sama lain apa yang dikerjakan masing-masing. Ganjaran jika mereka memberikan kesaksian atau tetap diam diringkas dalam tabel berikut ini. Dilema dua tahanan KPK Tahanan A Tahanan B Ganjaran Tetap diam Tetap diam masing-masing dihukum 6 bulan Memberikan kesaksian Tetap diam A bebas, B dihukum 10 tahun Tetap diam Memberikan kesaksian B bebas, A dihukum 10 tahun Memberikan kesaksian Memberikan kesaksian A dan B dihukum 5 tahun Pada kasus ini, strategi apa yang terbaik untuk masing-masing tahanan? Pilih jawaban yang tepat dengan memberi tanda X pada kolom yang sesuai. (hint: kedua tahanan tidak saling tahu strategi apa yang dipakai satu sama lain). (Nilai 2)

Strategi Tahanan A Tahanan B

I. Tetap diam II. Memberikan kesaksian



43

4. Hewan-hewan detritivor dan pemakan jamur (fungivorous) yang merupakan salah satu komponen penting dari siklus nutrisi dari tanah sangat peka terhadap kualitas serasah yang ditunjukkan pada preferensi dan tingkat kolonisasi yang berbeda pada tipe serasah tertentu. Suatu penelitian menggunakan collembola berupaya untuk menjawab alasan mengapa hal ini terjadi pada komunitas hewan-hewan tanah. Pada penelitian ini, satu spesies collembola, Cyphoderus javanus Borner diberikan makanan serasah dari empat spesies tumbuhan yaitu Acacia, Cassia, Dalbergia, dan Shorea. Variabel yang diukur adalah jumlah jaringan karbohidrat, protein, dan lemak pada collembola serta jumlah telur dan jumlah eksoskeleton dewasa yang tertinggal (exuvia). Data konsentrasi awal dari zat kimia pada serasah dan sebaran faktor lainnya disajikan pada tabel dan gambar di bawah ini.



44

Berdasarkan data di atas, tentukan apakah pernyataan-pernyataan berikut ini adalah benar (B) atau salah (S). (Nilai 2; @0,5)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Kemampuan dekomposer untuk mengurai serasah tidak

menentukan pilihan makanan dibandingkan kandungan nutrisi pada serasah

II. Kandungan nutrisi pada daun sebanding dengan tingkat perlindungan terhadap serangan predator

III. Tingginya kandungan karbohidrat pada collembola yang mengkonsumsi daun Dalbergia berhubungan dengan ketersediaan sumber energi pada daun tersebut

IV. Rendahnya kandungan lemak pada collembola yang mengkonsumsi daun Dalbergia berhubungan dengan rendahnya kandungan lipid pada daun

(Das, Sonalika & Vadakepuram Chacko Joy. 2009. Chemical quality impacts of tropical forest tree leaf litter on the growth and fecundity of soil Collembola. European Journal of Soil Biology)



45

5. Kandungan nitrogen di tanah merupakan faktor penting yang menentukan produktivitas dan keragaman dari komunitas tumbuhan. Seiring dengan pertambahan penduduk dan pembukaan daerah baru, terjadi peningkatan kandungan nitrogen tanah sebagai akibat dari peningkatan kandungan nitrogen di udara. Pada daerah dimana kandungan nitrogen tanah rendah (seperti gurun), kondisi ini dapat menyebabkan perubahan drastis sebab pada daerah ini tingkat perubahan nitrogen menjadi biomasa jauh lebih besar pada ekosistem lain yang memiliki produktivitas tumbuhan lebih tinggi.

Grafik di bawah ini merupakan grafik yang menunjukkan dampak dari peningkatkan nitrogen pada tumbuhan asli dan pendatang pada daerah gurun.

Berdasarkan grafik di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). (Nilai 2; @0,4)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Peningkatan jumlah nitrogen pada tanah tidak mempengaruhi

keragaman spesies pada komunitas tumbuhan pendatang

II. Peningkatan jumlah nitrogen pada tanah memberikan proses seleksi alami pada komunitas tumbuhan asli

III. Peningkatan jumlah nitrogen pada tanah lebih mempengaruhi perubahan biomasa dibandingkan densitas tumbuhan asli

IV. Efek dari peningkatan jumlah nitrogen lebih tampak pada tahun dimana produktivitas rendah

V. Komunitas tumbuhan pada daerah pengamatan tidak terlalu dipengaruhi oleh perubahan jumlah nitrogen pada tanah

( Brooks, M.L. 2003. Effects of increased soil nitrogen on the dominance of alien annual plants in the Mojave Desert. Journal of Applied Ecology)



46

BIOSISTEMATIK (Nilai 5)

1. Warna dan pola yang mencolok tersebar meluas di antara hewan dan dapat memiliki peranan yang berbeda dalam pensinyalan intra- dan interspesifik, khususnya dalam display percumbuan dan kawin. Kelompok peneliti dari Institut fur Zoologie Jerman mengkaji evolusi dari pewarnaan dorsal pada katak genus Mantella menngunakan filogenetik molekuler berdasarkan data mitochondrial 16S rRNA sequence.

Berikut ini adalah pohon filogeni yang disusun dari 23 spesimen katak dari 14 spesies Mantella berdasarkan pada 1130 bp dari gen mitochondrial 16S rRNA. Angka pada cabang menunjukkan besarnya ukuran keakuratan dari sample (bootstrap). Panjang dari cabang menunjukkan berapa banyak terjadi substitusi basa per site. Outgroup yang digunakan dalam analisis ini adalah Mantidactylus bicalcaratus, Mantidactylus grandisonae, dan Boophis tephraeomystax.



47

Kemudian peneliti tersebut membuat suatu hipotesis evolusi pola aposematik dari spesies-spesies genus Mantella yang digambarkan oleh pohon filogeni berikut ini. Fenotip pola perwarnaan pada dorsal masing-masing kelompok ditunjukkan pada gambar di sebelah kanan pohon. Masing-masing ancestor klad ditunjukkan oleh nomor 1-4.

Berdasarkan keterangan di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). (Nilai 2; @0,5)

Pernyataan Jawaban (B/S) I. Pohon filogenetik tersebut membagi 23 spesimen dari 14

spesies katak genus Mantella menjadi 6 kelompok monofiletik

II. Mantella bernhardi merupakan sister taxon bagi kelompok Mantella cowani

III. Keberadaan warna gelap pada kaki memisahkan dua kelompok besar yang monofiletik

IV. Tidak ditemukan evolusi yang bersifat homoplasi pada pola aposematik tesebut



48

2. Perhatikan tabel ketdaksamaan (distance) dari enam taksa (A-F) berikut ini.

A B C D E F B 22 C 33 27 D 8 17 29 E 19 10 31 23 F 21 5 30 18 14

Menggunakan tabel di atas, lengkapi fenogram berikut ini sehingga dapat menggambarkan hubungan kekerabatan dari keenam taksa tersebut. (Nilai 3; @0,75)

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN …olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE...

Documents

Transcript of KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN …olimpiade.psma.kemdikbud.go.id/index/SOAL/SOAL OLIMPIADE...