03 Kunci Jawaban Dan Pembahasan Ipa 9 Ktsp

Sistem Ekskresi pada Manusia

Organ Ekskresi pada Manusia Beserta Gangguannya

• • • • • • • • •

• •

•

• • • • • • • • •

Strukt Stru ktur ur da dan n fun fungs gsii gin ginja jall Pros Pr oses es pe pemb mben entu tuka kan n ur urin ine e Kelai Ke lainan nan ata atau u gang ganggua guan n pada pada gi ginja njall Strruk St uktu turr dan dan fun fungs gsii hat hatii Gang nggu guan an pad ada a ha hati Stru St rukt ktur ur da dan n fun fungs gsii ku kuli litt Gang Ga nggu guan an pa pada da ku kuli litt Stru St rukt ktur ur dan dan fun fungs gsii paru paru-p -par aru u Gang Ga nggu guan an pad pada a paru paru-p -par aru u

Mampu menunju Mampu menunjukkan kkan sik sikap ap selal selalu u bersy bersyukur ukur atas karu karunia nia Tuhan dengan menjaga kesehatan organ-organ ekskresi. Mampu Mamp u menemu menemukan kan ideide-ide ide krea kreatif tif untu untuk k memanf memanfaatk aatkan an urine, salah satunya dalam pembuatan pupuk cair yang berguna bagi kehidupan manusia. Mampu Mam pu menunj menunjukk ukkan an sikap sikap disip disiplin lin deng dengan an mentaa mentaati ti peraturan-peraturan selama praktikum dalam menggunakan alat dan bahan di laboratorium. Mampu Mam pu menje menjelas laskan kan stru struktu kturr dan fungs fungsii ginjal ginjal.. Mampu Mam pu menj menjela elask skan an prose proses s pemben pembentuk tukan an urin urine. e. Mampu Mamp u menjel menjelaska askan n kelain kelainan an atau atau gang gangguan guan pada ginj ginjal. al. Mampu Mam pu menje menjelas laskan kan stru struktu kturr dan dan fungsi fungsi hati hati.. Mampu Mam pu menj menjela elask skan an gang ganggua guan n pada pada hati hati.. Mampu Mam pu menje menjelas laskan kan stru struktu kturr dan fungs fungsii kulit. kulit. Mampu Mam pu menj menjela elask skan an gang ganggua guan n pada pada kuli kulit. t. Mampu Mamp u menje menjelask laskan an str struktu ukturr dan dan fung fungsi si paru paru-par -paru. u. Mampu Mam pu menj menjela elask skan an gangg gangguan uan pada pada par paru-p u-paru aru..

IPA Terpadu Kelas IX

1

A.

Piliha Pil ihan n Gan Ganda da

1.

Jawaban: b Jawaban: Ekskresi adalah proses pengeluaran zat sisa metabolisme yang tidak berguna lagi yang dilakukan oleh alat-alat ekskresi. Alat-alat ekskresi pada manusia terdiri atas ginjal, hati, kulit, dan paruparu.

2.

Jawaban: b Jawaban: Piramida ginjal terdapat pada bagian medula ginjal dan ditunjukkan oleh nomor 2. Nomor 1 merupakan badan Malpighi, nomor 3 merupakan rongga ginjal, dan nomor 4 merupakan ureter.

3.

Jawaban:: c Jawaban Sebagai organ ekskresi, hati berfungsi membentuk urea dan amonia yang berasal dari pemecahan asam amino. Selanjutnya, urea dan amonia akan dikirim ke ginjal untuk dikeluarkan bersama urine. Namun, hati juga berperan dalam proses pencernaan karena berperan dalam sekresi cairan empedu ke kantong empedu. Fungsi kantong empedu adalah sebagai organ penampung cairan empedu (bilus) yang dihasilkan oleh hati untuk disalurkan ke dalam usus halus. Cairan empedu merupakan cairan pencernaan yang dapat mengemulsikan lemak menjadi butiran-butiran yang lebih kecil sehingga mudah dicerna.

4.

Jawaban:: b Jawaban Proses pembuatan urine sebagai berikut. 1) Filt Filtrasi rasi (pen (penyarin yaringan gan)) darah darah oleh glo glomeru merulus lus menghasilkan urine primer. 2) Rea Reabso bsorpsi rpsi yai yaitu tu peny penyera erapan pan kem kembal balii zat-za zat-zatt yang masih berguna bagi tubuh. Proses reabsorpsi ini menghasilkan urine sekunder. 3) Aug Augme menta ntasi si yaitu yaitu pem pemben bentuk tukan an urine urine sesungguhnya dengan menerima lebih banyak lagi zat-zat yang tidak berguna bagi tubuh melalui pembuluh kapiler.

5.

Jawaban: b Jawaban: Buang air besar merupakan contoh defekasi, yaitu pengeluaran zat sisa dari proses pencernaan. Ekskresi merupakan pengeluaran zat sisa dari aktivitas metabolisme tubuh. Buang air kecil, bernapas, dan berkeringat merupakan contoh peristiwa ekskresi. Keringat diekskresikan oleh kelenjar keringat pada kulit, urine diekskresikan oleh ginjal, sementara karbon dioksida dan uap air merupakan hasil ekskresi paru-paru.

2


6.

Jawaban: c Jawaban: Tiga tahap pembentukan urine sebagai berikut. 1) Filtrasi → penyaringan darah oleh glomerulus membentuk urine primer. 2) R eabs or ps i → penyaringan kembali zat dalam urine primer oleh tubulus kontortus proksimal sehingga terbentuk urine sekunder. 3) Augment as asi → penambahan zat sisa ke dalam urine sekunder yang terjadi di tubulus kontortus distal dan membentuk urine sesungguhnya.

7.

Jawaban: a Jawaban: Bagian yang berkode huruf X yaitu glomerulus. Pada bagian ini berlangsung proses filtrasi darah yang menghasilkan urine primer (filtrat glomerulus). Proses reabsorpsi berlangsung di tubulus kontortus proksimal yang menghasilkan urine sekunder. Proses augmentasi berlangsung di tubulus kontortus distal yang menghasilkan urine sesungguhnya.

8.

Jawaban: b Jawaban: Fungsi ginjal sebagai berikut. 1) Me Menya nyarin ring g zat-za zat-zatt sisa sisa metab metaboli olisme sme dari dari dalam darah. 2) Mem Memper pertah tahank ankan an kese keseimb imbang angan an cai cairan ran tubuh. 3) Men Menjag jaga a tekan tekanan an osmo osmosis sis deng dengan an cara cara mengatur keseimbangan garam-garam dalam tubuh. 4) Mem Memper pertah tahank ankan an kesei keseimba mbanga ngan n kadar kadar asam dan basa dari cairan tubuh dengan cara mengeluarkan kelebihan asam/basa melalui urine. 5) Men Mengel geluark uarkan an sisa sisa-sisa -sisa meta metabol bolisme isme sep seperti erti urea, kreatinin, dan amonia. Amilase Amil ase meru merupakan pakan enzi enzim m penc pencernaa ernaan n yang dihasilkan oleh kelenjar ludah dan pankreas. Enzim ini berperan dalam pencernaan amilum menjadi gula. Sementara asam lemak dan gliserol merupakan hasil pencernaan lemak dengan bantuan enzim lipase.

9.

Jawaban: d Jawaban: Paru-paru mengekskresikan karbon dioksida dan uap air, ginjal mengekskresikan urine, kulit mengekskresikan keringat. Sementara itu, hati mengekskresikan getah empedu.

10. Jawaban: a Penyakit diabetes insipidus disebabkan oleh kekurangan hormon antidiuretik (ADH) atau vasopresin yang mengakibatkan hilangnya kemampuan mereabsorpsi cairan. Akibatnya, penderita mengeluarkan urine yang berlimpah bisa mencapai 20 liter per hari. Kerusakan pada glomerulus dapat mengakibatkan penyakit albuminuria. Terbentuknya endapan dari garam kalsium dan penimbunan asam urat sehingga membentuk kalsium karbonat dapat mengakibatkan batu ginjal yang menyumbat saluran urine. Infeksi bakteri Streptococcus dapat mengakibatkan penyakit nefritis. 11. Jawaban: a Fungsi hati antara lain sebagai berikut. 1) Mengekskresikan zat warna empedu. 2) Detoksifikasi (penawar racun). 3) Tempat pembongkaran dan pembentukan eritrosit. 4) Tempat pembongkaran dan pembentukan protein (asam amino). 5) Tempat pembentukan urea dari amonia. 6) Membentuk protrombin. Fungsi penyaringan darah dilakukan oleh ginjal dan fungsi mempertahankan suhu tubuh dilakukan oleh kulit. 12. Jawaban: b Di hati terjadi penguraian asam amino menghasilkan urea dan amonia. Ginjal mengekskresikan urea, amonia, air, dan garam. Paru-paru mengekskresikan karbon dioksida dan uap air. Sementara kulit mengekskresikan garam mineral dan air. 13. Jawaban: d Protein merupakan zat yang memiliki ukuran molekul besar sehingga tidak dapat menembus membran semipermeabel glomerulus. Glomerulus merupakan tempat terjadinya penyaringan atau proses filtrasi darah. Tubulus kontortus proksimal adalah tempat terjadinya proses reabsorpsi zatzat yang masih berguna seperti air, glukosa, dan asam amino, hasilnya berupa urine sekunder. Pada tubulus kontortus distal terjadi augmentasi zat-zat yang tidak berguna seperti urea sehingga terbentuk urine sesungguhnya yang memiliki konsentrasi urea paling tinggi. Urine sesungguhnya inilah yang akan dikumpulkan dalam tubulus kolektivus. 14. Jawaban: d Augmentasi adalah proses penambahan zat-zat yang tidak berguna lagi bagi tubuh seperti urea ke dalam urine sekunder yang terjadi di dalam tubulus kontortus distal. Selanjutnya, terbentuklah

urine sesungguhnya. Urine ini selanjutnya menuju tubulus kolektivus dan akhirnya bermuara ke rongga ginjal. Penyaringan zat yang terlarut bersama darah merupakan peristiwa filtrasi yang terjadi di badan Malpighi (glomerulus). Hasil filtrasi adalah filtrat glomerulus atau urine primer. Penyerapan zat-zat yang masih berguna bagi tubuh seperti glukosa, garam, air, dan asam amino merupakan proses reabsorpsi yang terjadi di dalam tubulus kontortus proksimal. Hasil reabsorpsi adalah urine sekunder. 15. Jawaban: b Salah satu fungsi nefron (ginjal) dalam sistem ekskresi adalah menjaga tekanan osmosis. Tekanan osmosis dijaga dengan cara mengatur ekskresi garam-garam dalam tubuh, yaitu membuang garam yang berlebihan dan menahan garam apabila jumlahnya berkurang. 16. Jawaban: d Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap volume pengeluaran urine sebagai berikut. 1) Jumlah air yang diminum, semakin banyak air yang diminum, produksi urine semakin banyak. 2) Banyaknya garam yang harus dikeluarkan dari darah agar tekanan osmosisnya tetap. 3) Pengaruh hormon antidiuretik (ADH) atau hormon vasopresin, yaitu hormon yang mengatur kadar air dalam darah. 4) Iklim/musim, ketika musim penghujan produksi urine berlebihan, ketika musim kemarau produksi urine berkurang. Adapun hormon insulin berpengaruh terhadap pengaturan kadar gula darah. 17. Jawaban: d Batu ginjal adalah kristal CaCO 3 (kalsium karbonat) yang terbentuk dari garam kalsium dan penimbunan asam urat pada ginjal. Kegagalan ginjal menyaring darah disebut gagal ginjal. Penderitanya dapat ditolong dengan hemodialisis atau cuci darah. Jika tidak dilakukan cuci darah, pasien tersebut dapat meninggal dunia karena darahnya terkontaminasi urea. Ketidakmampuan badan Malpighi untuk menyaring protein disebut penyakit albuminuria. 18. Jawaban: c Seseorang menderita diabetes insipidus apabila dalam tubuh orang tersebut kekurangan hormon antidiuretik. Akibatnya, kemampuan reabsorpsi menjadi hilang sehingga urine yang dikeluarkan menjadi lebih banyak dibandingkan dalam keadaan normal. Kekurangan hormon insulin dalam tubuh mengakibatkan seseorang menderita diabetes


3

melitus. Kekurangan hormon pertumbuhan mengakibatkan tubuh menjadi kerdil (dwarfisme). Sementara itu, kekurangan hormon estrogen mengakibatkan seorang wanita mengalami gangguan kesuburan. 19. Jawaban: d A = rambut, melindungi kulit dari dingin. B = lapisan tanduk, sebagai lapisan kulit paling luar. C = ujung saraf, sebagai pusat sensori. D = kelenjar keringat, sebagai penghasil keringat.

5. Paru-paru berfungsi mengeluarkan zat sisa metabolisme, yaitu mengeluarkan sisa oksidasi dalam bentuk karbon dioksida dan uap air. Oleh karena fungsi pengeluaran zat sisa yang dijalankan tersebut, paru-paru dikatakan sebagai organ ekskresi. 6. a.

1. Lapisan epidermis 2. Lapisan dermis (jangat) 3. Kelenjar keringat 4. Ujung saraf indra 5. Lapisan lemak (adiposa) b. Kelenjar keringat berfungsi menghasilkan keringat yang merupakan sisa metabolisme berupa air, garam mineral, dan urea. Ujung saraf berfungsi menerima rangsang dari luar. Adapun lapisan lemak berfungsi sebagai bantalan pelindung jaringan dan organ di bawahnya.

20. Jawaban: b Alat-alat ekskresi pada manusia terdiri atas ginjal, hati, kulit, dan paru-paru. CO 2 dan H2O (dalam bentuk uap air) merupakan zat sisa metabolisme yang dikeluarkan melalui paru-paru. B.

Uraian

1.

Apabila ginjal gagal menyaring darah, tubuh dapat mengalami keracunan zat-zat sampah seperti urea. Hal ini sangat berbahaya karena dapat merusak organ-organ tubuh lainnya dan mengakibatkan kematian. Penyakit gagal ginjal disebabkan oleh penurunan fungsi organ ginjal hingga akhirnya ginjal tidak mampu lagi bekerja sama sekali dalam hal penyaringan, pembuangan elektrolit tubuh, serta menjaga keseimbangan cairan dan zat kimia tubuh.

2.

Zat-zat yang diserap kembali pada proses reabsorpsi pada tubulus kontortus proksimal antara lain air, glukosa, asam amino, ion natrium, kalium, kalsium, ion klorida, ion HCO –3, dan ion HbO4, serta sejumlah kecil urea.

3. Pada saat kondisi udara dingin, pembuluh darah di sekitar kulit menyempit untuk menghindari hilangnya panas berlebih. Oleh karena itu, proses pengeluaran air dari dalam tubuh dilakukan melalui ginjal dalam bentuk urine. 4. a.

b.

4

Ketika banyak beraktivitas, metabolisme tubuh meningkat. Proses metabolisme selain menghasilkan zat sisa juga menimbulkan panas (meningkatkan suhu tubuh). Itulah sebabnya ketika banyak beraktivitas badan terasa gerah. Agar suhu tubuh kembali normal, panas tubuh dikeluarkan bersama dengan zat sisa melalui keringat. Keringat yang dikeluarkan melalui pori-pori kulit selain berfungsi membuang kelebihan air, urea, dan garam mineral juga berguna untuk melembapkan kulit dan mempertahankan suhu tubuh agar tetap stabil (tidak terlalu panas). Oleh karena itu, setelah berkeringat, suhu tubuh akan turun dan kembali normal seperti semula.


Hemoglobin dirombak menjadi

7.

Fe

Hemin

Globin

diubah menjadi Digunakan untuk pembentukan hemoglobin Biliverdin

Bilirubin

Hemoglobin baru

Zat warna empedu Oksidasi Urobilin Mewarnai feses dan urine

8. Asam urat merupakan zat hasil perubahan amonia yang bersifat kurang larut dan kurang toksik. Asam urat dapat disimpan di dalam sel, jaringan, atau alat tubuh. Secara normal, tubuh menghasilkan asam urat sebagai hasil samping perubahan amonia yang dalam jumlah normal tidak berdampak negatif. Namun, apabila konsentrasi asam urat dalam jaringan meningkat, akan menimbulkan masalah seperti terbentuknya kristal asam urat yang mengakibatkan nyeri pada sendi. 9. Hepatitis merupakan radang atau pembengkakan hati yang disebabkan oleh virus, alkohol, narkoba, obat-obatan, atau racun. Gejala hepatitis yaitu nafsu makan hilang, kelelahan, demam, pegal seluruh tubuh, mual, muntah, dan nyeri pada perut. Jika hepatitis sudah parah, urine berwarna gelap, feses berwarna pucat, kulit serta bola mata menguning (sering disebut penyakit kuning atau jaundice).

10. Jerawat merupakan gangguan kronis pada kelenjar minyak yang biasanya dialami oleh anak remaja. Jerawat banyak dialami oleh remaja karena faktor hormonal yang membuat produksi

minyak (lemak) berlebih sehingga mudah ditempeli kotoran dari luar. Kotoran tersebut akan menghambat lubang pori-pori sehingga menimbulkan peradangan (jerawat).

A.

Pilihan Ganda

1.

Jawaban: a Pankreas bukan merupakan organ ekskresi. Hati mengekskresikan empedu. Kulit mengekskresikan keringat. Ginjal mengekskresikan urine.

kontortus distal. Selanjutnya, terbentuklah urine sesungguhnya. Urine ini selanjutnya menuju tubulus kolektivus dan akhirnya bermuara ke rongga ginjal sebelum dialirkan ke kandung kemih.

2.

Jawaban: c Nomor 1 : ginjal sebagai tempat penyaringan urine. Nomor 2 : ureter sebagai saluran yang mengangkut urine dari ginjal. Nomor 3 : kandung kemih untuk menyimpan urine sementara, sebelum urine dikeluarkan melalui uretra. Nomor 4 : uretra sebagai saluran yang mengangkut urine dari kandung kemih kemudian dikeluarkan dari tubuh

3.

4.

Jawaban: a Kapsul merupakan selaput tipis yang menyelubungi ginjal. Korteks (kulit ginjal) adalah bagian luar pada ginjal yang terdapat jutaan badan Malpighi dan tubulus (saluran). Medula (sumsum ginjal) merupakan lapisan dalam ginjal. Medula terdiri atas beberapa badan berbentuk piramida (kerucut). Pada medula terdapat lengkung Henle ascenden (naik) dan lengkung Henle descenden (turun) yang menghubungkan antara tubulus kontortus proksimal dengan tubulus kontortus distal. Sementara rongga ginjal merupakan tempat penampung urine sementara yang kemudian dialirkan menuju ke ureter. Jadi, rongga ginjal menjadi tempat bermuaranya tubulus. Urine dari rongga ginjal kemudian menuju kandung kemih (vesica urinaria) melalui ureter. Jawaban: b Bagian yang ditunjuk oleh huruf P adalah tubulus kontortus proksimal. Pada tubulus kontortus proksimal terjadi proses reabsorpsi, yaitu penyerapan kembali zat-zat yang masih bermanfaat bagi tubuh seperti glukosa, garam, air, dan asam amino. Penyaringan darah menjadi urine prime (proses filtrasi) terjadi dalam glomerulus. Penambahan kembali zat sisa (proses augmentasi) terjadi di dalam tubulus

5.

Jawaban: c Dalam urine terdapat berbagai zat sisa metabolisme, antara lain urea, amonia, asam urat, garam-garam mineral, zat yang bersifat racun, dan air. Zat yang menimbulkan bau menyengat dalam urine adalah amonia. Semakin banyak amonia yang terkandung dalam urine maka urine semakin berbau menyengat.

6.

Jawaban: c Diabetes melitus adalah kelainan pada ginjal karena adanya gula (glukosa) dalam urine. Hal ini dikarenakan adanya gangguan sekresi hormon insulin. Akibatnya, proses perombakan glukosa menjadi glikogen terganggu sehingga glukosa darah meningkat. Ginjal tidak mampu menyaring seluruh glukosa tersebut dan akhirnya diekskresikan bersama urine. Diabetes insipidus adalah kelainan pada ginjal berupa kekurangan hormon antidiuretik. Akibatnya, kemampuan reabsorpsi menjadi hilang sehingga urine yang dikeluarkan menjadi lebih banyak dibandingkan dalam keadaan normal. Kelainan ini juga sering disebut poliuria ( poly = banyak, urine = air seni). Sementara anuria adalah kelainan pada saluran urinaria sehingga penderita sulit mengeluarkan urine.

7.

Jawaban: b Bilirubin adalah zat yang dihasilkan dari perombakan sel darah merah oleh hati. Hati menguraikan hemoglobin sehingga menghasilkan zat warna empedu (bilirubin dan biliverdin) yang dikeluarkan bersama urine dan feses sehingga berwarna kekuningan. Insulin adalah hormon yang berfungsi mengatur kadar gula darah. Hormon ADH (hormon antidiuretik) berfungsi dalam pengaturan kadar air dalam darah. Sementara hemoglobin adalah senyawa yang terdapat dalam sel darah merah dan berfungsi untuk mengikat gas oksigen.


5

8. Jawaban: b Bagian yang ditunjuk oleh huruf A adalah lengkung Henle. Pada lengkung Henle terjadi proses reabsorpsi yaitu penyerapan kembali zat yang masih berguna. Penyaringan darah menjadi urine primer (proses filtrasi) terjadi dalam glomerulus. Penambahan kembali zat sisa (proses augmentasi) terjadi di dalam tubulus kontortus distal. Sebelum dialirkan ke kandung kemih, urine disimpan sementara di rongga ginjal. 9. Jawaban: a Nefritis merupakan bocornya membran glomerulus akibat infeksi bakteri Streptococcus. Infeksi ini dapat mengakibatkan urea dan asam urat masuk kembali ke dalam darah serta terganggunya reabsorpsi air. Terganggunya reabsorpsi air ini mengakibatkan oedema atau pembengkakan kaki akibat terjadinya penimbunan air. Terdapatnya glukosa dalam urine menunjukkan seseorang terkena diabetes melitus (kencing manis). Urine dalam jumlah berlebih yang dikeluarkan oleh seseorang menunjukkan penyakit poliuria atau diabetes insipidus. Adapun terbentuknya endapan CaCO 3 dalam saluran urinaria merupakan gejala yang dialami penderita penyakit batu ginjal. 10. Jawaban: b Komposisi urine normal sebagai berikut. 1) Air, kurang lebih 95%. 2) Urea, asam urat, dan amonia sebagai sisa pembongkaran protein. 3) Zat warna empedu yang mengakibatkan warna kuning pada urine. 4) Garam-garam. 5) Zat beracun. Apabil a di dal am uri ne ter dapat kandungan protein berarti terjadi kerusakan pada nefron ginjal, karena protein merupakan molekul besar yang seharusnya tidak bisa lolos dari proses filtrasi pada badan Malpighi. 11. Jawaban: d Hormon vasopresin atau antidiuretik adalah hormon yang berfungsi menyerap kelebihan air dalam darah. Apabila jumlahnya berlebihan, tubuh akan mengalami kesulitan membuang urine karena penyerapan air menjadi tinggi. Kelainan sulit buang air seni disebut anuria. Albuminuria adalah kelainan berupa adanya kandungan protein atau albumin dalam urine. Poliuria adalah kebalikan dari anuria, yaitu jumlah ADH yang terlalu sedikit mengakibatkan pengeluaran urine berlebihan. Nefritis adalah kerusakan komponen filtrasi ginjal akibat infeksi virus.

6


12. Jawaban: c Albuminuria adalah gangguan pada filtrasi darah sehingga protein (albumin) dapat lolos dan masuk ke urine. Hal tersebut terjadi karena glomerulus mengalami kerusakan sehingga proses filtrasi tidak sempurna. Pada urine normal seharusnya hanya ditemukan kandungan urea dan garamgaraman yang sudah tidak berguna bagi tubuh. Diabetes insipidus adalah gangguan pada penyerapan air akibat kekurangan hormon antidiuretik (ADH) sehingga urine dikeluarkan dalam jumlah berlebihan. Diabetes melitus (kencing manis) adalah gangguan pada ginjal yang ditandai adanya kandungan glukosa dalam darah. Adapun batu ginjal adalah terbentuknya endapan kalsium dan penimbunan asam urat sehingga membentuk kalsium karbonat (CaCO 3) pada ginjal, saluran ginjal, atau kandung kemih. 13. Jawaban: a Proses pembentukan urine terjadi melalui tiga tahap, yaitu filtrasi, reabsorpsi, dan augmentasi. Penyerapan air, garam-garam, dan ion-ion sehingga urine bertambah pekat terjadi pada tahap reabsorpsi. Reabsorpsi terjadi di tubulus kontortus proksimal. Dari tahap reabsorpsi ini akan dihasilkan urine sekunder. Sementara itu, pada tahap filtrasi terjadi penyaringan darah dan akan dihasilkan urine primer. Pada tahap augmentasi terjadi penambahan zat-zat yang tidak diperlukan ke dalam urine sehingga akan dihasilkan urine sesungguhnya. 14. Jawaban: a Bagian yang diberi kode P adalah pelvis atau rongga ginjal. Urine sesungguhnya yang dihasilkan kemudian ditampung sementara di bagian pelvis. Selanjutnya, urine tersebut dialirkan melalui ureter untuk ditampung di kandung kemih. 15. Jawaban: d Bagian yang ditunjuk oleh huruf X adalah ureter. Ureter berfungsi untuk menghubungkan rongga ginjal (pelvis) dengan kandung kemih. Bagian yang berfungsi membuang urine keluar tubuh adalah uretra. Bagian yang berfungsi menampung urine sementara waktu adalah pelvis ginjal. 16. Jawaban: d Penyakit pada alat ekskresi manusia yang disebabkan oleh infeksi bakteri Streptococcus adalah nefritis. Nefritis mengakibatkan protein masuk ke dalam urine yang diproduksi oleh ginjal. Hepatitis merupakan penyakit pada hati yang disebabkan oleh virus, alkohol, narkoba, dan obatobatan. Emfisema merupakan penyakit yang menyerang alveolus dalam paru-paru sehingga

mengakibatkan saluran pernapasan menyempit. Adapun scabies merupakan penyakit kulit karena infeksi tungau (Sorcoptes scabies). 17. Jawaban: c Keterangan gambar sebagai berikut. 1 Kapsul Bowman berfungsi untuk menampung hasil filtrasi dari glomerulus sebelum masuk ke tubulus kontortus proksimal. 2 Glomerulus adalah tempat filtrasi darah untuk memisahkan molekul besar seperti protein dari darah. 3 Tubulus kontortus proksimal berfungsi menyerap kembali zat-zat yang masih berguna bagi tubuh (reabsorpsi). 4 Tubulus kolektivus berfungsi mengumpulkan urine sesungguhnya untuk disalurkan menuju rongga ginjal. 18. Jawaban: d Penyakit jaundice (kuning) merupakan gejala awal yang menunjukkan adanya gangguan pada hati, penyumbatan saluran empedu, atau adanya gangguan pada metabolisme bilirubin. Gejala penyakit ini di antaranya mata dan kulit berwarna kuning, terjadi demam, cepat lelah, pusing, dan kadang disertai pingsan. Kulit dan mata menjadi kuning karena bilirubin dalam tubuh meningkat. 19. Jawaban: b Kelenjar keringat menghasilkan keringat yang dikeluarkan melalui pori-pori kulit. Ada dua macam kelenjar keringat, yaitu kelenjar keringat ekrin dan kelenjar keringat apokrin. Kelenjar keringat ekrin tersebar di seluruh permukaan tubuh, terutama telapak tangan, telapak kaki, dan wajah. Kelenjar keringat ekrin menghasilkan keringat yang mengandung air dan garam. Kelenjar keringat apokrin terutama terdapat di ketiak dan sekitar alat kelamin. 20. Jawaban: d 1) Jerawat merupakan gangguan kronis pada kelenjar minyak yang biasanya dialami oleh anak remaja. 2) Scabies atau kudis merupakan penyakit kulit karena infeksi tungau (Sarcoptes scabies). 3) Eksim merupakan penyakit kulit karena infeksi atau iritasi suatu bahan dari luar yang termakan atau menyentuh kulit (alergi). 4) Gangren adalah kelainan pada kulit karena kematian sel-sel jaringan tubuh. Hal ini disebabkan oleh suplai darah yang buruk di bagian tubuh tertentu. Suplai darah yang buruk dapat disebabkan oleh penekanan pada pembuluh darah (contoh akibat balutan yang terlalu ketat).

21. Jawaban: d Kelenjar keringat menghasilkan keringat yang dikeluarkan melalui pori-pori kulit. Ada dua macam kelenjar keringat, yaitu kelenjar keringat ekrin dan kelenjar keringat apokrin. Kelenjar keringat ekrin tersebar di seluruh permukaan tubuh, terutama telapak tangan, telapak kaki, dan wajah. Kelenjar keringat ekrin menghasilkan keringat yang mengandung air dan garam. Kelenjar keringat apokrin terutama terdapat di ketiak dan sekitar alat kelamin. Kelenjar ini menghasilkan keringat yang bercampur dengan lemak. Albumin (protein) tidak terdapat di dalam keringat yang normal. 22. Jawaban: b Suhu yang dingin dapat menghambat kerja hormon ADH (antiduretik) sehingga penyerapan air kurang. Oleh karena itulah Andi berulang kali harus pergi ke toilet untuk buang air kecil. Sementara usia, jenis kelamin, dan ketinggian tidak signifikan berpengaruh terhadap kuantitas pengeluaran urine. 23. Jawaban: b Paru-paru merupakan salah satu organ ekskresi karena organ ini menghasilkan karbon dioksida (CO 2) dan uap air sebagai hasil dari proses respirasi. CO2 dan uap air ini akan dikeluarkan bersama udara pernapasan. Adanya uap air inilah yang mengakibatkan permukaan cermin menjadi buram saat Anisa mengembuskan napas di permukaannya. 24. Jawaban: d Diabetes melitus merupakan penyakit yang ditandai dengan peningkatan kadar gula darah. Penyakit ini disebabkan oleh kurangnya produksi insulin atau kurangnya sensitivitas jaringan tubuh terhadap insulin. Diabetes melitus ditandai dengan gejala sering buang air kecil dalam volume yang besar, merasa haus terus-menerus, dan merasa mudah lapar. Namun, gejala awal yang bisa digunakan untuk mengindikasi penyakit ini yaitu kadar gula darah yang tinggi. 25. Jawaban: a Pada dasarnya, kulit terdiri atas lapisan epidermis dan dermis. Epidermis terdiri dari lapisan tanduk (korneum) yang tersusun dari sel-sel mati, lapisan ini tidak berpembuluh darah, dan tidak bersaraf. Sementara pada kulit jangat (dermis) terdapat pembuluh darah, kelenjar keringat, kelenjar minyak, kantong rambut, dan ujung-ujung saraf indra. Lapisan Malpighi terletak di bawah lapisan tanduk dan tersusun dari sel-sel hidup.


7

Lapisan tersebut mendapat makanan dari pembuluh kapiler yang berada di bawahnya. Pada lapisan tersebut juga terdapat pigmen kulit. Pigmen ini berfungsi memberi warna pada kulit dan melindungi kulit dari sinar matahari. 26. Jawaban: b Sirosis hati merupakan penyakit hati yang kronis dan mengakibatkan guratan pada hati sehingga hati menjadi tidak berfungsi. Penyakit ini ditandai oleh kerusakan pada sel hati yang disebabkan oleh kebiasaan mengonsumsi obat-obatan atau minuman beralkohol. Gejala sirosis hati sebagai berikut. 1) Perut kembung dan banyak angin, nyeri pada daerah ulu hati. 2) Perut mengeras dan membesar. 3) Demam, meriang, dan tubuh sulit digerakkan. Adapun mata dan kulit berwarna kuning merupakan ciri penyakit kuning (jaundice). Sementara itu, air kecing berwarna gelap merupakan ciri penyakit hepatitis C. 27. Jawaban: d CO 2 akan membuat keruh air kapur karena karbon dioksida akan bereaksi dengan air kapur membentuk kalsium karbonat yang mengakitbatkan air kapur menjadi keruh. Kaca menjadi buram setelah udara yang diembuskan mengenai permukaannya. Hal ini membuktikan bahwa udara pernapasan mengandung uap air. 28. Jawaban: c Penyakit Wilson merupakan penyakit keturunan dengan kadar zat tembaga dalam tubuh yang berlebihan sehingga mengakibatkan gangguan fungsi hati. Radang atau pembengkakan hati yang disebabkan oleh virus, alkohol, narkoba, obatobatan, atau racun sehingga tubuh penderita menjadi bengkak dan berwarna kekuningan merupakan gejala dari Hepatitis. 29. Jawaban: a Ketika suhu udara dingin, terjadi beberapa mekanisme kompleks dari sistem ekskresi untuk mempertahankan suhu tubuh. Adapun mekanismenya seperti berikut. 1) Otot erektor berkontraksi sehingga tubuh menjadi gemetar (vasokonstriksi) sebagai upaya menimbulkan panas. 2) Sistem koordinasi akan memperlambat sirkulasi darah sehingga lubang pori-pori mengecil. Akibatnya, produksi keringat menurun untuk mengurangi hilangnya panas tubuh.

8


Sementara itu, keringat banyak diproduksi saat udara panas. Saat udara panas, sistem koordinasi akan mempercepat sirkulasi darah sehingga lubang pori-pori membuka lebih lebar. Keringat tersebut dikeluarkan melalui pori-pori tubuh selain membuang kelebihan air dan garam mineral juga bertujuan mempertahankan suhu tubuh agar tetap stabil. Adapun hormon ADH tidak berhubungan dengan mekanisme pengeluaran keringat. Hormon ADH memengaruhi produksi urine. 30. Jawaban: d Amonia pada keringat menimbulkan bau tidak sedap. Adapun garam pada keringat menyebabkan keringat berasa asin. B. Uraian 1.

Bagian yang ditunjuk huruf A adalah ginjal. Ginjal berfungsi sebagai penghasil urine. Bagian yang ditunjuk huruf B adalah ureter. Ureter berfungsi menyalurkan urine dari ginjal ke kandung kemih. Bagian yang ditunjuk huruf C adalah kandung kemih. Kandung kemih berfungsi menyimpan urine untuk sementara waktu. Bagian yang ditunjuk huruf D adalah uretra. Uretra berfungsi mengeluarkan urine dari kandung kemih keluar tubuh.

2.

G lo me ru lu s ( f il tr as i) → tubulus kontortus proksimal (reabsorpsi) → tubulus kontortus distal (augmentasi) → tubulus kolektivus → pelvis renalis → ureter → vesika urinaria → uretra → urine keluar tubuh.

3.

Saat udara panas, pembuluh darah sekitar kulit melebar sehingga banyak darah yang mengalir ke kulit. Dengan demikian, kulit akan memerah. Dalam keadaan ini, kelenjar keringat banyak mengeluarkan keringat.

4.

Fungsi ekskresi hati adalah membentuk urea dan amonia yang berasal dari pemecahan asam amino. Selanjutnya, urea dan amonia akan dikirim ke ginjal untuk dikeluarkan bersama urine. Selain itu, hati juga membentuk zat warna empedu. Zat warna empedu dihasilkan dari perombakan eritrosit. Zat warna empedu ini akan memberikan warna feses serta urine dan selanjutnya akan dikeluarkan dalam tubuh. Hati berperan sebagai organ pencernaan karena menghasilkan garam empedu. Garam empedu terdapat dalam cairan empedu. Garam empedu berperan membantu proses pencernaan makanan, yaitu mengemulsikan lemak.

5.

Hemodialisis sering disebut sebagai cuci darah. Tindakan ini dilakukan untuk membantu pasien gagal ginjal. Pasien yang memerlukan pengobatan hemodialisis akan menjalani prosedur pengobatan di unit hemodialisis. Darah pasien akan dialirkan ke dalam mesin cuci darah melalui ginjal buatan (dialyzer ) dengan kecepatan dan tekanan tertentu. Hal ini membutuhkan waktu sekitar 4–5 jam per tindakan. Darah yang telah dibersihkan dikembalikan ke dalam aliran darah pasien. Frekuensi tindakan dapat dilakukan 2 atau 3 kali seminggu, tergantung pada kondisi pasien.

6. Cairan empedu merupakan hasil perombakan hemoglobin dari eritrosit yang telah tua yang dilakukan oleh organ hati. Cairan empedu harus dikeluarkan dari tubuh karena apabila tidak dikeluarkan dari dalam tubuh dapat mengakibatkan sakit kuning ( jaundice). 7. Filtrat glomelurus atau urine primer hasil filtrasi yang terjadi di glomerulus harus direabsorpsi karena urine primer masih mengandung banyak zat yang diperlukan tubuh. Zat-zat tersebut antara lain glukosa, garam-garam, dan asam amino.

8. Kelenjar keringat ekrin tersebar di seluruh permukaan tubuh, terutama telapak tangan, telapak kaki, dan wajah. Kelenjar keringat ekrin menghasilkan keringat yang mengandung air dan garam. Kelenjar keringat apokrin terutama terdapat di ketiak dan sekitar alat kelamin. Kelenjar ini menghasilkan keringat yang bercampur dengan lemak. 9. Hormon antidiuretik (ADH) atau hormon vasopresin adalah hormon yang mengatur kadar air dalam darah. Apabila kadar ADH dalam darah tinggi, penyerapan air akan tinggi pula. Akibatnya pengeluaran air melalui urine berkurang (sulit buang air kecil). Sebaliknya, apabila tubuh kekurangan ADH maka penyerapan air akan berkurang. Akibatnya kadar air dalam darah menjadi tinggi sehingga dikeluarkan melalui urine (sering buang air kecil). 10. Proses

Tempat Terjadinya

Proses yang Terjadi

Produk

a. Filtrasi

Glomerulus

Penyaringan zatzat sisa dalam darah

Urine primer

b. Reabsorpsi

Tubulus kontortus proksimal dan lengkung Henle

Penyerapan kembali zat-zat yang masih berguna

Urine sekunder

c. Augmentasi

Tubulus kontortus distal

Penambahan zat sisa yang tidak diperlukan lagi oleh tubuh

Urine sebenarnya


9

Sistem Reproduksi pada Manusia

Sistem Reproduksi pada Manusia Beserta Penyakit dan Gangguannya

• • • • •

Organ-organ reproduksi pada laki-laki Organ-organ reproduksi pada perempuan Proses pembentukan sel kelamin Proses pembuahan dan perkembangan embrio Penyakit pada sistem reproduksi manusia

•

Mampu berpikir inovatif dalam kehidupan sehari-hari, misalnya membuat poster yang inovatif dan menarik. Mampu menunjukkan sikap mandiri, misalnya mengerjakan tugas-tugas sesuai kemampuan sendiri tanpa bergantung kepada orang lain. Mampu menunjukkan sikap peduli sosial, sebagai contoh menginformasikan kepada orang lain mengenai penyakit-penyakit pada sistem reproduksi manusia. Mampu mengidentifikasi organ-organ reproduksi pada laki-laki. Mampu mengidentifikasi organ-organ reproduksi pada perempuan. Mampu menjelaskan proses pembentukan sel kelamin. Mampu menjelaskan proses pembuahan dan perkembangan embrio. Mampu mengidentifikasi penyakit pada sistem reproduksi manusia.

• •

• • • • •

10


A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Bagian yang ditunjukkan oleh nomor 1 adalah testis, nomor 2 merupakan duktus epididimis, nomor 3 merupakan vas deferens, dan nomor 4 merupakan vesikula seminalis. Sperma dihasilkan oleh tubulus seminiferus yang terdapat di dalam testis. Sementara itu, duktus epididimis berfungsi sebagai tempat pematangan sel sperma. Vas deferens berfungsi mengangkut sel sperma matang dari epididimis ke kantong sperma. Vesikula seminalis berfungsi sebagai sumber nutrisi bagi sel sperma. 2. Jawaban: b Epididimis berfungsi sebagai tempat pematangan sel sperma. Vas deferens berfungsi mengangkut sperma matang dari epididimis ke vesikula seminalis. Sementara itu, menyalurkan sperma matang dari vesikula seminalis ke uretra merupakan fungsi dari saluran ejakulasi. Sebagai tempat keluarnya sperma merupakan fungsi uretra. 3. Jawaban: d Sel sperma akan keluar melalui uretra bersamasama dengan cairan yang dihasilkan oleh vesikula seminalis, kelenjar prostat, dan kelenjar Cowper. Sel sperma beserta cairan-cairan tersebut dikenal dengan cairan semen atau air mani. 4. Jawaban: b Dinding rahim terdiri atas tiga lapisan, yaitu perimetrium (lapisan terluar yang berhubungan langsung dengan rongga perut), miometrium (lapisan tengah yang berkontraksi pada saat menjelang persalinan), dan endometrium (lapisan dalam yang merupakan tempat menempelnya sel telur yang telah dibuahi). 5. Jawaban: c Tuba fallopii merupakan saluran reproduksi pada perempuan yang berfungsi untuk menyalurkan sel telur dari indung telur ke rahim. Uretra merupakan saluran pengeluaran urine. Sementara itu, vas deferens dan epididimis merupakan saluran reproduksi pada laki-laki. 6. Jawaban: c Hormon yang menstimulasi produksi sperma adalah testosteron yang dihasilkan oleh sel Leydig pada dinding testis. Sementara itu, estrogen adalah hormon yang memicu ovulasi pada perempuan. Progesteron dihasilkan oleh korpus luteum dan plasenta. Progesteron adalah hormon yang berfungsi menghambat sekresi FSH dan LH. Adapun sel Sertoli berfungsi memberi nutrisi bagi sperma.

7. Jawaban: c Pembelahan mitosis

Pembelahan meiosis I

Pembelahan meiosis II

(dirangsang oleh fertilisasi)

                             

s i u l a O v

▲ Ootid (berkembang menjadi ovum)

Oosit sekunder

Oogonium

Badan kutub sekunder (mengalami degenerasi)

Oosit primer

Badan kutub primer

1) 2) 3) 4)



Oogonium mengalami mitosis membentuk oosit primer. Oosit primer mengalami meiosis membentuk oosit sekunder dan polosit primer. Oosit sekunder mengalami meiosis membentuk ootid dan polosit sekunder. Ootid berkembang menjadi ovum.

8. Jawaban: b Ovulasi merupakan peristiwa pelepasan sel telur (ovum) yang berupa oosit sekunder dari ovarium. Setelah dilepaskan oleh ovarium, sel telur (ovum) akan ditangkap oleh infundibulum. Sel telur yang ditangkap oleh infundibulum akan disalurkan melalui oviduk (tuba fallopii) menuju uterus (rahim). 9. Jawaban: a FSH (Follicle Stimulating Hormone ) dan LH (Luteinizing Hormone ) memengaruhi produksi sperma. Sementara itu, estrogen dan progesteron memengaruhi produksi ovum. 10. Jawaban: a Keterangan gambar dari soal sebagai berikut. Nomor 1 = Spermatogonium (2n, diploid) Nomor 2 = Spermatosit primer (2n, diploid) Nomor 3 = Spermatosit sekunder (n, haploid) Nomor 4 = Spermatid (n, haploid) 11. Jawaban: d Bagian yang ditunjuk oleh huruf X adalah bagian leher. Bagian leher berperan sebagai penghasil tenaga. Bagian tengah (leher) sel sperma terdapat mitokondria sebagai penghasil tenaga sehingga digunakan untuk pergerakan sel sperma. Sementara itu, menghasilkan testosteron merupakan fungsi sel Leydig pada testis. Menembus dinding sel telur merupakan fungsi enzim-enzim pada akrosom. Menggerakkan sel sperma menuju sel telur merupakan fungsi ekor sel sperma.


11

12. Jawaban: b Hasil akhir proses oogenesis dari satu oogonium adalah 1 ovum dan 3 polosit sekunder. 13. Jawaban: c Apabila seorang perempuan memasuki masa puber dan hormon reproduksi seperti estrogen serta progesteron mulai dihasilkan, terjadi produksi sel telur (ovum) oleh ovarium. Ovum yang telah matang akan dilepaskan dari ovarium menuju rahim untuk menunggu dibuahi oleh sel sperma. Apabila tidak ada sel sperma yang membuahi ovum tersebut, dinding rahim yang semula menebal akan luruh. Peluruhan dinding rahim ini disertai dengan pecahnya pembuluh darah di sekitar rahim. Peristiwa ini disebut menstruasi. 14. Jawaban: d Urutan perkembangan zigot menjadi embrio adalah zigot–morula–blastula–gastrula–fetus. Pada tahap morula, zigot membelah dan menghasilkan sel-sel yang sama besar dengan bentuk seperti buah arbei. Pada tahap blastula, sel-sel morula terus membelah membentuk blastosit. Jika implantasi blastosit berhasil maka terjadilah proses kehamilan (gestasi). Pada tahap gastrula, bintik benih akan tumbuh dan berkembang menjadi berbagai organ yang menyusun fetus (janin). 15. Jawaban: b AIDS diakibatkan oleh infeksi virus HIV (Human Immunodeficiency Virus ) . Herpes genitalis disebabkan oleh virus Herpes Simpleks tipe 2 (HSV-2). Klamidiasis disebabkan oleh jamur Chlamydia trachomatis . Sifilis disebabkan oleh bakteri Treponema pallidum . Gonorhoe disebabkan oleh bakteri Neisseria gonorrhoeae .

1. Fertilisasi merupakan proses bertemunya sel sperma dengan ovum dalam saluran reproduksi seorang perempuan. Pembuahan diawali dengan masuknya sel sperma ke organ reproduksi perempuan melalui vagina. Selanjutnya, sel sperma menuju leher rahim dan kemudian menuju ke saluran telur untuk membuahi ovum. Fertilisasi tersebut menghasilkan zigot. Zigot kemudian bergerak menuju uterus. Selama perjalanannya menuju uterus, zigot mengalami perkembangan membentuk embrio. Selanjutnya, embrio menempel di dinding rahim. Peristiwa ini disebut implantasi embrio.

12


2. Skrotum merupakan kantong kulit pelindung testis. Skrotum berfungsi mengatur suhu testis agar sesuai dengan kehidupan sel sperma. Skrotum akan mengendur seiring dengan meningkatnya suhu testis. Sebaliknya, skrotum akan mengerut jika suhu testis menurun. Mekanisme ini penting untuk menjaga agar sperma di dalam testis tetap memperoleh suhu normal. Hal ini karena sel-sel sperma akan rusak oleh suhu yang terlalu panas atau dingin. 3. Penyusun utama gigi adalah kalsium. Pada saat ibu sedang hamil, janin memerlukan makanan dengan zat gizi lengkap, termasuk kalsium. Apabila kalsium dalam makanan yang dikonsumsi ibu sedikit, janin akan menyerap kalsium yang terdapat dalam gigi dan tulang ibunya. Akibatnya, kandungan kalsium dalam gigi berkurang sehingga gigi mudah keropos dan berlubang. 4. Menopause yaitu berhentinya haid karena organ reproduksi tidak lagi menghasilkan ovum. Artinya seorang perempuan tidak lagi mengalami menstruasi karena produksi sel telur berhenti. Menopause mulai dialami perempuan yang berusia antara 40–50 tahun. 5. Penyakit gonorhoe dan sifilis disebabkan oleh bakteri. Adapun karakteristik penyakit gonorhoe dan sifilis sebagai berikut. a. Gonorhoe (GO) atau kencing nanah disebabkan oleh bakteri Neisseria gonorrhoeae . Penyakit ini dapat menyerang laki-laki dan perempuan. Secara umum penyakit ini ditandai dengan gejala-gejala berikut. 1) Keluar nanah dari saluran kencing sehingga saat buang air kecil akan terasa sakit. 2) Alat kelamin terasa sakit atau gatal. 3) Pada perempuan, nyeri di perut bagian bawah dan kadang disertai keputihan dengan bau tidak sedap. b. Sifilis (raja singa) disebabkan olehTreponema pallidum . Gejala-gejala penyakit ini sebagai berikut. 1) Timbul luka pada alat kelamin, rektum, lidah, atau bibir tetapi tidak terasa sakit. 2) Terjadi pembengkakan kelenjar getah bening di seluruh tubuh. 3) Timbul bercak kemerahan terutama di telapak tangan dan kaki.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d Organ-organ reproduksi yang termasuk saluran reproduksi yaitu duktus epididimis, vas deferens, dan duktus ejakulatoris. Sementara itu, tubulus seminiferus terletak di dalam testis dan skrotum merupakan pembungkus testis. 2. Jawaban: a Enzim yang berperan menembus lapisan sel telur yaitu enzim hialuronidase dan proteinase. Kedua enzim ini terdapat dalam akrosom pada bagian ujung kepala sperma (nomor 1). Sementara itu, nomor 2 merupakan nukleus sebagai inti sel sperma. Nomor 3 merupakan mitokondria sebagai penghasil tenaga untuk pergerakan sperma. Nomor 4 merupakan ekor yang selalu bergerak. 3. Jawaban: c Nomor 1 yaitu oviduk merupakan tempat bertemunya ovum dan sperma. Nomor 2 yaitu ovarium merupakan tempat penghasil ovum. Nomor 3 yaitu uterus, sebagai tempat implantasi zigot serta tempat embrio tumbuh dan berkembang. Nomor 4 yaitu vagina sebagai jalan keluar janin yang dilahirkan. 4. Jawaban: d Skrotum berfungsi mengatur suhu di sekitar testis agar selalu stabil. Penis berfungsi memasukkan sel sperma ke alat reproduksi perempuan. Testis berfungsi menghasilkan sel sperma dan hormon testosteron. Sementara itu, epididimis berfungsi sebagai tempat pematangan sel sperma. 5. Jawaban: a Treponema pallidum dapat menyebabkan penyakit sifilis. Sementara itu, herpes disebabkan oleh virus Herpes Simpleks . Keputihan disebabkan oleh jamur Candida albicans . Klamidiasis disebabkan oleh Chlamydia trachomatis . 6. Jawaban: c Ciri-ciri yang disebutkan pada soal merupakan ciriciri dari skrotum. Sementara itu, penis berfungsi sebagai alat untuk memasukkan sel sperma ke alat reproduksi perempuan. Testis merupakan tempat penghasil sel sperma dan hormon testosteron. Vesikula seminalis merupakan kelenjar berlekuk-lekuk yang terletak di belakang kantong kemih.

7. Jawaban: d Bagian yang ditunjuk huruf P adalah ekor sel sperma. Ekor sel sperma berfungsi menggerakkan sel sperma. Sementara itu, memberi energi pada sel sperma merupakan fungsi mitokondria yang terdapat pada leher sel sperma. Mengendalikan metabolisme sel merupakan fungsi inti sel. Menembus pelindung sel telur merupakan fungsi enzim-enzim pada akrosom. 8. Jawaban: b Saluran reproduksi laki-laki terdiri atas epididimis, vas deferens, saluran ejakulasi, dan uretra. Epididimis merupakan saluran berkelok-kelok di dalam skrotum yang keluar dari testis. Vas deferens berfungsi mengangkut sperma matang dari epididimis ke kantong sperma. Jadi, epididimis dan vas deferens merupakan saluran reproduksi yang menghubungkan testis dengan kantong sperma. Sementara itu, saluran ejakulasi berfungsi menyalurkan sperma matang dari kantong sperma (vesikula seminalis) ke uretra. Uretra merupakan saluran kemih dan tempat untuk keluarnya sperma. Saluran uretra memanjang sampai ke penis. 9. Jawaban: c Vesikula seminalis berfungsi menampung sperma. Cairan vesikula seminalis mengandung mukus, fruktosa (yang menyediakan sebagian besar energi yang digunakan oleh sperma), enzim pengkoagulasi, asam askorbat, dan prostaglandin. Adapun testis merupakan penghasil sperma dan hormon testosteron. Kelenjar Cowper atau kelenjar bulbouretra berjumlah sepasang dan terletak di sepanjang uretra. Fungsi kelenjar ini adalah mengeluarkan cairan yang bersifat alkalis sehingga dapat menetralkan keasaman sisa urine dalam uretra dan keasaman vagina. Kelenjar prostat terletak pada pertemuan dua saluran vas deferens dan saluran ejakulasi. Kelenjar prostat menyekresikan semen. 10. Jawaban: a Ovarium merupakan organ reproduksi pada perempuan yang berperan menghasilkan ovum (sel telur) yang berupa oosit sekunder serta menghasilkan hormon estrogen dan progesteron. Sebagai tempat terjadinya fertilisasi merupakan fungsi oviduk (tuba fallopii). Adapun tempat perkembangan zigot jika terjadi fertilisasi merupakan fungsi dari uterus (rahim). Sementara itu, jalan kelahiran secara normal adalah fungsi vagina.


13

11. Jawaban: c Pasangan antara nama hormon beserta fungsinya yang benar sebagai berikut. Nama Hormon I.

Progesteron

II . E st ro ge n III. LH IV. F SH

Fungsi Merangsang terbentuknya korpus luteum. (S) Membantu dalam penebalan dinding uterus. (P) Merangsang folikel de Graff untuk mengadakan ovulasi. (R) Merangsang pertumbuhan folikel primer. (Q)

12. Jawaban: b Alantois yang membentuk tali pusar berfungsi menyalurkan makanan dan oksigen dari ibu ke embrio. Selain itu, alantois juga berfungsi sebagai saluran pengeluaran zat-zat sisa dari embrio. Sementara itu, amnion berfungsi untuk melindungi janin dari tekanan dan benturan. Plasenta berfungsi memberi makanan bagi perkembangan janin. Korion yaitu selaput yang berada di sebelah luar amnion. 13. Jawaban: c 1) Prostaglandin dihasilkan oleh membran pada janin. Prostaglandin berfungsi meningkatkan intensitas kontraksi uterus. 2) Estrogen dihasilkan oleh plasenta yang konsentrasinya akan meningkat menjelang persalinan. Estrogen berfungsi untuk merangsang kontraksi uterus. 3) Oksitosin dihasilkan oleh hipofisis ibu dan ja ni n. Oks it osi n ju ga be rf un gs i un tu k merangsang kontraksi uterus. 4) Relaksin dihasilkan oleh korpus luteum pada ovarium dan juga oleh plasenta. Relaksin berfungsi untuk relaksasi atau melunakkan serviks dan melonggarkan tulang panggul sehingga mempermudah persalinan. 14. Jawaban: b Saat kehamilan semakin tua, jumlah estrogen di dalam darah semakin banyak, sedangkan progesteron semakin sedikit. Hal ini berhubungan dengan sifat estrogen yang merangsang uterus untuk berkontraksi, sedangkan progesteron mencegah uterus untuk berkontraksi. Sementara itu, merangsang produksi air susu merupakan fungsi hormon prolaktin. Merangsang pertumbuhan kelenjar susu merupakan fungsi hormon estrogen dan progesteron. 15. Jawaban: a Keterangan gambar pada soal sebagai berikut. 1. Oviduk 3. Uterus 2. Ovarium 4. Vagina

14


Pertemuan sel sperma dan sel telur (fertilisasi) terjadi di oviduk. Ovarium berfungsi memproduksi sel telur. Uterus adalah tempat menempelnya zigot hasil pembuahan. Sementara itu, vagina adalah jalan untuk melahirkan secara normal. 16. Jawaban: c Seorang perempuan mengalami menstruasi jika sel telur yang dihasilkannya tidak dibuahi sel sperma. Hari ke-11 sampai ke-17 setelah hari pertama menstruasi berikutnya, dalam tubuh perempuan terjadi ovulasi. Sel sperma kemudian membuahi sel telur yang berupa oosit sekunder yang dihasilkan saat ovulasi. Peristiwa ini disebut fertilisasi. Hasil fertilisasi yaitu zigot yang akan tumbuh menjadi embrio. Embrio kemudian menempel ke dinding rahim dan mengalami pertumbuhan serta perkembangan hingga saatnya dilahirkan. Peristiwa penempelan embrio ke dinding rahim disebut implantasi. Pada saat embrio menempel di dinding rahim, maka akan terjadi kehamilan. 17. Jawaban: a Masa subur merupakan bagian dari siklus menstruasi. Siklus tersebut terdiri atas empat fase berikut. 1) Fase menstruasi, terjadi pada hari ke-1 hingga ke-5 dari siklus menstruasi. Fase ini dimulai saat produksi progesteron dihentikan. Pada fase ini dinding rahim yang semula menebal akan meluruh yang disertai pendarahan. 2) Fase reparasi, terjadi pada hari ke-6 hingga ke-10. Fase ini merupakan tahap penyembuhan pembuluh-pembuluh darah yang pecah pada saat terjadinya menstruasi. FSH (Follicle Stimulating Hormone ) mulai diproduksi untuk memacu pematangan ovum di ovarium. 3) Fase proliferasi, terjadi pelepasan ovum. Fase ini dikenal sebagai masa subur. Pada saat ini hormon lutein (Luteinizing Hormone ) diproduksi oleh hipofisis untuk memacu terjadi ovulasi. 4) Fase sekresi, pada fase ini terjadi penebalan dinding rahim karena aktivitas progesteron. Apabila terjadi pembuahan, produksi progesteron dilanjutkan. Selain itu, estrogen juga diproduksi. Hormon-hormon ini berperan dalam proses implantasi embrio. Produksi progesteron dihentikan jika tidak terjadi pembuahan. 18. Jawaban: d Pada saat ovulasi, terjadi pelepasan oosit sekunder dari ovarium. Selanjutnya, oosit sekunder ini akan ditangkap infundibulum untuk disalurkan ke oviduk.

Jika tidak terjadi pembuahan, oosit sekunder akan mengalami degenerasi. Jika terjadi pembuahan, oosit sekunder dan satu badan kutub primer akan berlanjut menuju meiosis II. Pembelahan oosit sekunder menghasilkan satu ootid dan satu badan kutub sekunder. Secara bersamaan, pembelahan badan kutub primer menghasilkan dua badan kutub sekunder. Jadi, dari meiosis II dihasilkan satu ootid dan tiga badan kutub sekunder. Selanjutnya, ootid akan tumbuh menjadi ovum, sedangkan tiga badan kutub sekunder akan mengalami degenerasi. 19. Jawaban: a a. b. c. d.

Nama Bagian

Fungsi

Sel Leydig Epididimis Tubulus seminiferus Vas deferens

Menghasilkan testosteron. Tempat pematangan sperma. Tempat pembentukan sperma. Mengangkut sel sperma ke kantong sperma.

20. Jawaban: d Menebalnya dinding rahim akibat aktivitas progesteron merupakan persiapan untuk implantasi. Setelah itu, jika ada embrio yang akan menempel pada dinding rahim merupakan proses implantasi. Lepasnya oosit sekunder dari ovarium merupakan peristiwa ovulasi. Meluruhnya dinding rahim disertai pendarahan merupakan peristiwa menstruasi. 21. Jawaban: c Hormon progesteron dan estrogen berfungsi merangsang pertumbuhan kelenjar susu. Sementara itu, hormon oksitosin berfungsi merangsang kontraksi uterus menjelang persalinan. Hormon prolaktin berfungsi merangsang produksi air susu setelah terjadi persalinan. 22. Jawaban: c Pada saat spermatogonium menjadi spermatosit primer terjadi pembelahan mitosis. Spermatosit primer akan membelah secara meiosis menjadi spermatosit sekunder (pembelahan meiosis I). Spermatosit sekunder akan membelah secara meiosis menjadi spermatid (pembelahan meiosis II). Spermatozoa merupakan hasil dari proses diferensiasi spermatid. 23. Jawaban: a Setiap bulan ovarium hanya menghasilkan satu ovum, bisa ovarium sebelah kiri atau sebelah kanan. Namun, pada kasus tertentu, ovarium dapat menghasilkan lebih dari satu telur. 24. Jawaban: b I. Fase sekresi, terjadi pada hari ke-18 hingga hari ke-28 setelah menstruasi. Pada fase ini hormon progesteron memacu penebalan

dinding rahim. Apabila terjadi pembuahan, produksi progesteron dilanjutkan. Selain itu, estrogen juga diproduksi. Hormon-hormon ini berperan dalam proses implantasi embrio. Produksi progesteron dihentikan jika tidak terjadi pembuahan. II. Fase menstruasi, terjadi pada hari ke-1 hingga ke-5 dari siklus menstruasi. Fase ini dimulai saat produksi progesteron dihentikan. Pada fase ini dinding rahim yang semula menebal akan meluruh yang disertai pendarahan. III. Fase reparasi, terjadi pada hari ke-6 hingga ke-10. Fase ini merupakan tahap penyembuhan pembuluh-pembuluh darah yang pecah pada saat terjadinya menstruasi. FSH (Follicle Stimulating Hormone ) mulai diproduksi untuk memacu pematangan ovum di ovarium. Pada saat yang sama estrogen juga dihasilkan untuk memacu penebalan dinding rahim. IV. Fase proliferasi, terjadi pada hari ke-11 sampai ke-17 setelah hari pertama menstruasi. Fase ini dikenal sebagai masa subur. Hal ini karena pada fase tersebut, terjadi pelepasan ovum yang berupa oosit sekunder dari ovarium (ovulasi). Ovum dapat bertahan hidup selama 24–48 jam dan berjalan di sepanjang oviduk menuju uterus. Pada saat ini hormon lutein (Luteinizing Hormone ) diproduksi oleh hipofisis. 25. Jawaban: d Pada tahap morula dimulai dengan zigot membelah dan menghasilkan sel-sel seperti buah arbei. Sementara itu, peristiwa terbentuknya rongga blastosit dan tropoblas merupakan ciri dari tahap blastula. Terbentuknya organ-organ embrio merupakan fase organogenesis yang merupakan lanjutan dari fase gastrulasi. 26. Jawaban: a Vaginosis merupakan penyakit kelamin yang disebabkan oleh bakteri Garnerella vaginalis. Kandidiasis vaginalis merupakan penyakit kelamin yang disebabkan oleh jamur Chlamydia trachomatis. Adapun herpes genitalis dan AIDS merupakan penyakit kelamin yang disebabkan oleh virus. Herpes genitalis disebabkan oleh virus Herpes Simpleks tipe 2 (HSV-2) dan AIDS disebabkan oleh HIV. 27. Jawaban: b AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome ) diakibatkan oleh HIV (Human Immunodeficiency Virus ). Virus ini berbahaya karena merusak sistem kekebalan tubuh penderita. Penderita menjadi mudah terserang berbagai jenis penyakit dan sering kali berakhir dengan kematian. Jadi, penderita AIDS banyak yang meninggal karena tubuhnya sudah sangat lemah.


15

28. Jawaban: c Penularan terjadi melalui hubungan seksual dengan penderita, pemakaian jarum suntik bekas penderita, dan transfusi darah yang tercemar HIV. Selain itu, ibu hamil yang mengidap HIV juga dapat menularkan kepada janinnya. Sementara itu, gigitan nyamuk yang sebelumnya mengigit tubuh penderita tidak dapat menularkan virus HIV. Hal tersebut dikarenakan virus HIV bersifat spesifik pada sel darah manusia. HIV akan mati jika keluar dari tubuh manusia. 29. Jawaban: c Ciri-ciri yang disebutkan pada soal merupakan ciriciri dari penyakit trikomoniasis. Sementara itu, ciriciri penyakit sifilis di antaranya timbul luka pada alat kelamin, terjadi pembengkakan kelenjar getah bening, dan timbul bercak kemerahan di telapak tangan serta kaki. Ciri-ciri gonorhoe di antaranya alat kelamin gatal, keluar nanah dari saluran kencing, dan pada perempuan nyeri di perut bagian bawah. Ciri-ciri herpes genitalis di antaranya timbul bintil-bintil berisi cairan dan terasa sakit, serta alat kelamin terasa gatal dan panas. 30. Jawaban: a Human Chorionic Gonadotropin (HCG) dalam urine dapat digunakan untuk memastikan terjadi tidaknya kehamilan. Hormon HCG dihasilkan oleh jaringan plasenta yang sedang berkembang, sesaat setelah terjadi pembuahan. Adapun relaksin berfungsi untuk relaksasi atau melunakkan serviks dan melonggarkan tulang panggul sehingga mempermudah persalinan. Oksitosin adalah hormon yang mempermudah persalinan karena memacu kontraksi uterus. Prostaglandin berfungsi meningkatkan intensitas kontraksi uterus. B. Uraian 1. Bayi yang baru lahir hanya boleh minum ASI karena dalam ASI sudah mengandung zat gizi. Kolostrum mengandung zat gizi makanan dan antibodi. Zat gizi makanan berguna untuk pertumbuhan dan perkembangan bayi. Adapun antibodi berguna memberi kekebalan bayi terhadap penyakit. 2. a.

b.

16

Jika bagian organ reproduksi perempuan diberi perlakuan seperti tampak pada gambar, tuba fallopii akan tertutup. Akibatnya, ovum tidak dapat keluar ke oviduk sehingga fertilisasi oleh sel sperma tidak mungkin terjadi. Nama metode kontrasepsi dengan perlakuan seperti pada gambar disebut tubektomi.


3. a.

b.

A = oviduk B = ovarium C = uterus D = dinding uterus E = mulut rahim F = vagina 1) B (ovarium) 2) A (oviduk) 3) C (uterus) 4) F (vagina)

4. Penis tersusun dari jaringan otot yang mengandung banyak pembuluh darah dan saraf. Penis ini berfungsi sebagai alat untuk memasukkan sel sperma ke alat reproduksi perempuan. Sementara itu, skrotum merupakan kantong kulit pelindung testis. Skrotum berfungsi mengatur suhu testis agar sesuai dengan kehidupan sel sperma. Skrotum akan mengendur apabila suhu testis meningkat, sedangkan skrotum akan mengerut apabila suhu testis menurun. 5. Bentuk oviduk yang menyerupai corong dan dilengkapi jumbai-jumbai (fimbriae) memiliki fungsi khusus untuk menangkap ovum yang dilepaskan oleh ovarium. Ovum yang ditangkap infundibulum akan masuk ke oviduk. Selanjutnya, oviduk berfungsi untuk menyalurkan ovum dari ovarium menuju uterus. 6. Peleburan sel sperma dengan sel telur akan menghasilkan zigot. Zigot bergerak menuju uterus dan melewati oviduk sambil membelah secara mitosis. Selanjutnya, zigot mengalami tahap perkembangan berikut. a. Tahap morula, zigot membelah dan menghasilkan sel-sel yang bentuknya sama. b. Tahap blastula, sel-sel membelah lagi membentuk blastosit. Saat hari ketujuh setelah fertilisasi, blastosit melakukan implantasi pada dinding uterus. Blastosit mempunyai lapisan luar yang disebut tropoblas. Lapisan ini berperan dalam proses implantasi embrio. Selain itu, blastosit juga mengandung bintik benih. c. Tahap gastrula, bintik benih akan tumbuh dan berkembang menjadi berbagai organ yang dimiliki oleh embrio. d. Diferensiasi jaringan, sel-sel membelah dan membentuk jaringan yang spesifik dan memiliki struktur dan fungsi yang berbeda. e. Organogenesis, setelah minggu ketujuh, embrio membentuk beberapa organ dengan cepat. Embrio ini sudah dinamakan janin atau fetus yang mengalami pembentukan organorgan secara lengkap.

7. Testosteron yang memicu munculnya ciri kelamin sekunder pada laki-laki dipengaruhi oleh hormon lain yang diproduksi oleh kelenjar hipofisis. Hormon apakah yang merangsang produksi testosteron? Jawaban: Hormon yang merangsang produksi testosteron yaitu LH (Luteinizing Hormone ) . Hormon ini dihasilkan oleh kelenjar hipofisis. LH merangsang sel Leydig untuk menghasilkan hormon testosteron yang akan memengaruhi perkembangan sifat kelamin sekunder laki-laki di masa puber. 8. Bagaimana cara embrio memperoleh makanan? Jawaban: Embrio memperoleh makanan dari ibunya melalui plasenta. Makanan tersebut berasal dari makanan yang dikonsumsi ibunya. 9. Siapa sajakah yang berisiko tinggi tertular HIV/ AIDS? Bagaimana cara mencegahnya? Jawaban: Orang-orang yang berisiko tinggi tertular HIV/AIDS sebagai berikut. a. P SK ( Pe nj aj a Se ks K om er s ia l) y a ng melakukan hubungan seksual tidak aman. b. Pelaku seks bebas yang berganti-ganti pasangan. c. Pengguna narkotika dengan jarum suntik.

Cara pencegahan penularan HIV/AIDS sebagai berikut. a. Setia pada pasangan suami/istri dan tidak berganti pasangan seksual. b. Menghindari penggunaan narkotika apa pun bentuknya, terutama dengan jarum suntik. c. Menggunakan jarum infus atau jarum suntik yang steril. d. Memastikan bahwa darah transfusi tidak tercemar HIV. e. Mencegah orang yang termasuk berisiko tinggi HIV untuk mendonorkan darah (PSK, homoseksual, dan pecandu narkoba). f. Menghindari seks bebas dan segala sesuatu yang menjurus ke arah tersebut. 10. Herpes genitalis disebabkan virus Herpes Simpleks tipe 2 (HSV–2). Masa inkubasi berlangsung selama 1–26 hari. Gejalanya sebagai berikut. a. Tubuh mengalami demam tinggi saat masa inkubasi. b. Timbul bintil-bintil berisi cairan pada alat kelamin, dubur, dan anus. c. Alat kelamin terasa gatal dan panas.


17

Sistem Koordinasi dan Alat Indra pada Manusia

Sistem Saraf dan Sistem Hormon

• • • •

Jenis-jenis sel saraf beserta fungsinya Mekanisme gerak biasa dan gerak refleks Penyusun sistem saraf pusat dan saraf tepi beserta fungsinya Macam-macam kelenjar endokrin serta jenis dan peran hormon yang dihasilkannya

Sistem Indra

• • •

• • •

•

•

• •

• • • • • • •

18

Bagian-bagian mata dan fungsinya serta mekanisme kerja indra penglihat Bagian-bagian telinga dan fungsinya serta mekanisme kerja indra pendengar Bagian-bagian area pengecap pada lidah yang sensitif terhadap rasa manis, asam, asin, dan pahit Bagian-bagian hidung dan fungsinya serta mekanisme kerja indra pencium Bagian-bagian kulit beserta fungsinya Kelainan dan penyakit yang menyerang sistem koordinasi dan alat indra

Mampu mewujudkan rasa syukur atas anugerah Tuhan yang berupa sistem saraf pusat, misalnya dengan selalu menggunakan fakta dan realita dalam berpikir sehingga dapat mengambil keputusan dengan tepat. Mampu mengembangkan sikap rasa ingin tahu dari apa yang dilihat dan didengar sehingga dapat menciptakan penemuan-penemuan yang inovatif. Mampu mengembangkan potensi dan kelebihan dari alat indra yang dimilikinya dengan ulet dan tekun. Mampu menerapkan sikap mau bekerja sama dengan meneladani cara kerja sistem koordinasi yang melibatkan sistem saraf, hormon, dan indra sehingga dapat melakukan aktivitas tertentu. Mampu mengidentifikasi jenis-jenis sel saraf. Mampu mendeskripsikan mekanisme gerak biasa dan gerak refleks. Mampu mengidentifikasi penyusun sistem saraf pusat dan saraf tepi beserta fungsinya. Mampu menjelaskan macam-macam kelenjar endokrin serta jenis dan peran hormon yang dihasilkannya. Mampu mengidentifikasi bagian-bagian mata, telinga, lidah, hidung, dan kulit beserta fungsinya. Mampu menjelaskan mekanisme kerja indra penglihat, indra pendengar, indra pengecap, indra pencium, dan indra peraba. Mampu menjelaskan jenis-jenis kelainan dan penyakit yang menyerang sistem koordinasi dan alat indra.


A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Jawaban: a Fungsi sistem saraf sebagai berikut. 1) Alat komunikasi (penghubung tubuh dengan lingkungan di luar tubuh melalui indra). 2) Pengatur dan pengendali (mengatur dan mengendalikan kerja organ-organ tubuh sehingga dapat bekerja sesuai fungsinya). 3) Pusat kesadaran, kemauan, dan pikiran. Adapun hormon dihasilkan oleh kelenjar buntu (endokrin) dan bukan berasal dari sistem saraf. 2. Jawaban: a Bagian sel saraf yang memiliki bentuk berupa tonjolan sitoplasma pendek dan ujung bercabangcabang adalah dendrit. Dendrit berfungsi untuk menghantarkan impuls ke badan sel. Bagian sel saraf yang berfungsi mempercepat penghantaran impuls saraf adalah nodus ranvier. Bagian sel saraf yang berfungsi menerima dan meneruskan impuls ke akson adalah badan niesel. Adapun bagian sel saraf yang berfungsi menghantarkan impuls dari badan sel ke sel saraf lain adalah akson. 3. Jawaban: b Bagian yang ditunjuk pada gambar adalah inti sel (nukleus). Inti sel berfungsi untuk mengkoordinasi seluruh aktivitas sel saraf. Bagian sel saraf yang berfungsi mempercepat penghantaran impuls saraf adalah nodus Ranvier. Bagian sel saraf yang berfungsi menerima dan meneruskan impuls ke akson adalah badan niesel. Adapun bagian sel saraf yang berfungsi menghantarkan impuls dari badan sel ke sel saraf lain adalah akson. 4. Jawaban: d Sistem saraf pada manusia terdiri atas sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi. Sistem saraf pusat tersusun dari otak dan sumsum tulang belakang. Sistem saraf tepi tersusun dari saraf somatik dan saraf otonom (terdiri atas saraf simpatetik dan saraf parasimpatetik). 5. Jawaban: b Neuron sensorik yaitu sel saraf indra yang berfungsi menghantarkan rangsang dari reseptor ke pusat saraf. Neuron motorik (neuron eferen) yaitu sel saraf gerak yang berfungsi menghantarkan rangsang dari pusat saraf ke efektor (otot atau kelenjar). Interneuron atau neuron konektor yaitu sel saraf yang berfungsi menghubungkan neuron sensorik dengan neuron motorik yang terletak dalam otak dan sumsum tulang belakang.

6. Jawaban: b Ketika anak kecil itu menyentuh benda panas, rangsang berupa panas akan diterima oleh reseptor yang terdapat di kulit. Rangsang tersebut kemudian diteruskan ke sumsum tulang belakang. Penyampaian rangsang ini dilakukan oleh saraf sensorik. Rangsang tersebut kemudian diteruskan ke saraf motorik. Selanjutnya, rangsang diteruskan ke otot (efektor). Akibatnya, otot berkontraksi sehingga timbullah aktivitas menarik bagian tubuh yang terkena benda panas secara tiba-tiba (refleks). 7. Jawaban: d Pada saat seseorang melakukan gerakan sadar, misal menulis, memotong kayu, melukis, dan menari terjadi urutan perjalanan impuls yang normal (biasa). Jalannya impuls pada gerak biasa yaitu reseptor → saraf sensorik → otak (impuls diolah) → saraf motorik → efektor. 8. Jawaban: c Gerakan menutupnya kelopak mata dengan tibatiba karena ada serangga yang mendekati mata merupakan gerak refleks. Saraf penghubung yang dilalui berada di otak. Jalannya impuls pada gerak refleks tersebut adalah reseptor → saraf sensorik → saraf penghubung pada otak (impuls tidak diolah) → saraf motorik → efektor. Impuls yang sampai ke otak hanya diterima oleh saraf penghubung dan langsung diberikan tanggapan tanpa diolah terlebih dahulu di dalam otak. 9. Jawaban: c Keterangan gambar 1 = Korpus kalosum berfungsi menghubungkan bagian otak kanan dan otak kiri. 2 = Otak kecil merupakan pusat keseimbangan. 3 = Hipotalamus berfungsi mengatur beberapa fungsi tubuh (tidur, lapar, dan suhu tubuh). 4 = Pons varolii berfungsi memonitor informasi yang dikirim ke dan dari otak. 10. Jawaban: c Ketika seseorang dipukul di bagian tengkuk, artinya otak kecil (serebellum) tempat pusat keseimbangan dan motorik tubuh menjadi terganggu. Akibatnya, keseimbangan tubuhnya akan hilang dan orang tersebut akan jatuh karena koordinasi motorik otot terganggu. 11. Jawaban: d Medula oblongata merupakan bagian batang otak yang berfungsi mengatur kecepatan pernapasan,


19

denyut jantung, dan tekanan darah. Pons varolii berfungsi memonitor informasi yang dikirim ke dan dari otak. Medula spinalis berfungsi menghubungkan sistem saraf tepi ke otak atau sebagai penghantar impuls saraf dari semua bagian tubuh ke otak dan sebaliknya dari otak ke semua bagian tubuh. Selain itu, medula spinalis atau sumsum tulang belakang juga berfungsi sebagai salah satu pusat gerak refleks. Adapun otak kecil berperan dalam pengaturan keseimbangan dan keselarasan motorik otot tubuh. 12. Jawaban: d Otak besar memiliki bagian atau lobus sebagai berikut. 1) Lobus frontalis (bagian depan) sebagai pengendali gerak otot dan berpikir. 2) Lobus temporalis (bagian samping) sebagai pusat pendengaran, penciuman, dan pengecap. 3) Lobus parietalis (bagian tengah) sebagai pengatur perubahan pada kulit dan otot. 4) Lobus oksipitalis (bagian belakang) sebagai pusat penglihatan. 13. Jawaban: d Gerak refleks manusia berdasarkan letak neuron konektornya dibedakan menjadi gerak biasa, gerak refleks otak, dan gerak refleks sumsum tulang belakang. Gerak refleks otak (lintasan refleks cranialis) terjadi jika neuron penghubung yang dilalui impuls terdapat di otak. Contoh, refleks pupil menyempit karena banyaknya cahaya yang masuk dan refleks membuka dan menutupnya kelopak mata karena kekeringan atau kelilipan. Debu yang masuk ke mata merupakan impuls yang merangsang neuron sensorik menghantarkan rangsang tersebut ke pusat saraf, diterima oleh saraf penghubung yang terdapat di otak (tanpa diolah dulu) kemudian langsung dikirim tanggapan ke saraf motorik untuk disampaikan ke otot kelopak mata agar menutup berulang-ulang (berkedip-kedip). Hal itu untuk merangsang kelenjar air mata mengeluarkan air mata untuk membersihkan bola mata dari debu. Adapun refleks sumsum tulang belakang konektor (lintasan refleks spinalis) terjadi jika neuron penghubung yang dilalui impuls terdapat di sumsum tulang belakang. Contoh, gerak refleks pada lutut saat dipukul dengan palu, terangkatnya kaki jika menginjak sesuatu yang tajam, dan gerakan tangan melepaskan benda yang bersuhu tinggi. 14. Jawaban: c Serebelum/otak kecil berperan untuk koordinasi motorik dan keseimbangan tubuh, misalnya menjaga keseimbangan saat berjalan. Aktivitas menelan makanan, mendengarkan musik, dan mengeluarkan air liur diatur oleh otak besar. 20


15. Jawaban: c Salah satu aktivitas yang diatur oleh saraf otonom yaitu aktivitas paru-paru melakukan pertukaran udara pernapasan. Saraf otonom yaitu saraf yang bekerja di luar kesadaran kita. Saraf otonom terdiri atas saraf simpatetik dan saraf parasimpatetik. Saraf simpatetik berfungsi melambatkan aktivitas pertukaran udara pernapasan, sedangkan saraf parasimpatetik berfungsi mempercepat aktivitas pertukaran udara pernapasan. Adapun aktivitas mata menyaksikan pertunjukan drama dan rahang bergerak karena mengunyah makanan diatur oleh sistem saraf somatik (saraf sadar). Aktivitas menyaksikan pementasan drama diatur oleh saraf optik. Aktivitas pergerakan rahang karena mengunyah makanan diatur oleh saraf trigeminal. Ad ap un ak ti vi ta s me ngan gk at ka ki ka re na menginjak duri termasuk gerak refleks yang diatur oleh sumsum tulang belakang. 16. Jawaban: a Untuk memilih baju yag paling sesuai untuk sebuah acara memerlukan tindakan berpikir secara sadar. Tindakan seperti ini dikoordinasi oleh serebrum (otak besar). Adapun gerak refleks fisiologis diatur oleh medula oblongata. 17. Jawaban: a Aktivitas meningkatkan sekresi empedu, mempercepat proses pencernaan, dan meningkatkan sekresi getah pankreas merupakan fungsi sistem saraf parasimpatetik. Adapun mempercepat denyut jantung, mengerutkan limpa, dan melebarkan pupil adalah aktivitas saraf simpatetik. 18. Jawaban: b Hampir semua hormon tubuh diatur oleh kelenjar hipofisis. Oleh karena itu, kelenjar hipofisis disebut sebagai master of gland . Sementara itu, kelenjar timus menghasilkan hormon timosin yang berperan merangsang limfosit untuk kekebalan tubuh. Kelenjar tiroid menghasilkan hormon tiroksin untuk memelihara proses metabolisme dan hormon kalsitosin untuk menjaga keseimbangan kalsium dalam darah. Kelenjar paratiroid menghasilkan hormon parathormon yang berfungsi untuk mengendalikan kadar kalsium dalam darah. 19. Jawaban: c 1) Akromegali yaitu wajah, tangan, dan kaki berukuran besar karena kelebihan hormon STH (somatotrop). 2) Miksoedema merupakan kegemukan luar biasa (obesitas) yang terjadi pada orang dewasa akibat kekurangan hormon tiroksin. 3) Kretinisme yaitu kekerdilan pada anak yang terjadi karena kekurangan hormon tiroksin. 4) Gondok terjadi karena kekurangan zat yodium dalam jangka waktu yang lama.

20. Jawaban: d Adrenalin adalah hormon yang mengontr ol seseorang ketika panik/mengalami gangguan mental dan emosional. Insulin berperan menurunkan kadar glukosa dalam darah. Tiroksin berperan merangsang dan memelihara proses metabolisme. Progesteron berperan menebalkan dan memperbaiki dinding uterus. B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. a.

b.

Dendrit

Nodus Ranvier Selubung mielin

Badan sel

      Sinyal

Akson

Inti sel Sel Schwann

Nodus Ranvier Selubung mielin

Sinapsis

4. Gerak mengangkat kaki ketika menginjak paku payung termasuk gerak refleks. Gerak tersebut dapat dijelaskan dengan bagan berikut. reseptor → neuron sensorik → neuron penghubung pada sumsum tulang belakang → neuron motorik → efektor

5. a.

Interneuron atau neuron asosiasi adalah sel saraf penghubung yang berfungsi menghubungkan neuron sensorik dengan neuron motorik. Sel saraf ini banyak ditemukan di otak dan sumsum tulang belakang.

Sinapsis adalah hubungan antarsel saraf yang terletak di antara ujung akson dan dendrit. Saraf simpatetik adalah bagian dari saraf otonom yang berupa 25 pasang simpul saraf (ganglion) yang terdapat di sumsum tulang belakang. Saraf ini memiliki beberapa fungsi. Fungsi saraf simpatetik antara lain untuk mempercepat denyut jantung, memperlebar pembuluh darah, mengerutkan limpa, melebarkan pupil, dan meningkatkan sekresi andrenalin. Master of Gland adalah nama lain dari kelenjar hipofisis. Disebut sebagai master of gland karena kelenjar ini menghasilkan hormon yang mengatur kelenjar lain.

6. Secara umum fungsi hormon sebagai berikut. a. Mengontrol pertumbuhan tubuh. b. Mengatur reproduksi yang meliputi perkembangan sifat kelamin sekunder seperti tumbuhnya kumis, suara yang membesar, serta buah dada yang membesar. c. Mempertahankan homeostasis (keseimbangan antara keadaan dalam tubuh dan keadaan sekelilingnya). d. Mengintegrasikan dan mengoordinasikan kegiatan antara sistem hormon dan saraf. 7. Kedua jenis saraf tersebut dikelompokkan dalam sistem saraf otonom karena sifat kerja sel-sel saraf tersebut tidak menurut kesadaran atau kehendak kita. Sistem saraf otonom mempersarafi seluruh otot polos, otot jantung, kelenjar endokrin, dan kelenjar eksokrin. 8. a. b.

terputus-putus/ melompat-lompat

Akson Inti sel (neurit)

c.

d.

X = serebelum (otak kecil) Y = medula oblongata Z = hipotalamus W = serebrum (otak besar) 1) Bagian otak yang berfungsi mengontrol gerak tubuh yaitu X. 2) Bagian otak yang berfungsi mengontrol denyut jantung yaitu Y. 3) Bagian otak yang berfungsi mengontrol suhu tubuh yaitu Z.

2. Berdasarkan fungsinya, sel saraf (neuron) dibedakan menjadi tiga yaitu neuron sensorik, neuron motorik, dan neuron penghubung. Neuron sensorik berfungsi menghantarkan rangsang dari reseptor ke saraf pusat. Neuron motorik berfungsi menghantarkan rangsang dari saraf pusat ke efektor. Neuron penghubung berfungsi menghubungkan neuron sensorik dengan neuron motorik. 3.

b.

Kelenjar yang ditunjuk oleh gambar adalah kelenjar adrenal/kelenjar anak ginjal. Hormon yang dihasilkan oleh kelenjar adrenal sebagai berikut. 1) Epinephrin (adrenalin) dan norepinephrin (noradrenalin), berfungsi menaikkan kadar glukosa darah, meningkatkan aktivitas metabolisme, dan menyempitkan pembuluh darah tertentu. 2) Glukokortikoid (kortisolin), berfungsi untuk menanggulangi kondisi stres yang berkepanjangan, menaikkan kadar glukosa darah, dan mengubah lemak serta protein menjadi glukosa. 3) Mineral/kortikoid (aldosteron), berfungsi mendorong reabsorpsi Na + dan ekskresi K+ di ginjal sehingga tekanan darah menjadi normal. Hiposekresi hormon mineral kortikoid dapat mengakibatkan penyakit adison. Gejalanya antara lain tekanan darah rendah dan nafsu makan hilang.


21

9. Jawaban: a. Kelenjar pituitari/hipofisis sering disebut sebagai master of gland karena kelenjar tersebut menghasilkan beberapa hormon yang bertugas sebagai hormon pengatur dari beberapa kelenjar lain. b. 1) P (tiroid) menghasilkan hormon tiroksin yang berfungsi memengaruhi proses metabolisme dan oksidasi sel-sel tubuh. Selain itu, hormon tiroksin juga memengaruhi pertumbuhan fisik, perkembangan mental, kematangan kelamin, serta distribusi air dan garam dalam tubuh.

2)

Q (ovarium) menghasilkan hormon estrogen dan progesteron. Hormon ini berfungsi memengaruhi sifat kelamin sekunder perempuan.

10. Gerakan menutupnya kelopak mata dengan tibatiba karena ada serangga yang mendekati mata merupakan gerak refleks. Saraf penghubung yang dilalui berada di otak. Jalannya impuls pada gerak refleks tersebut adalah reseptor → saraf sensorik → saraf penghubung pada otak (impuls tidak diolah) → saraf motorik → efektor. Impuls yang sampai ke otak hanya diterima oleh saraf penghubung dan langsung diberi tanggapan tanpa diolah terlebih dahulu di dalam otak.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Jawaban: a 1) Iris merupakan bagian yang memberi warna mata karena mengandung pigmen. 2) Pupil berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya ke mata. 3) Koroid berfungsi sebagai penyedia nutrisi bagi bagian mata yang lain. 4) Kornea berfungsi melewatkan cahaya ke dalam mata. 2. Jawaban: d 1) Bintik kuning mengandung banyak reseptor sehingga benda akan terlihat jelas jika bayangan benda tersebut jatuh pada bintik kuning. 2) Retina tersusun dari sel batang dan sel kerucut yang berfungsi menerima rangsang cahaya. 3) Lensa mata berperan mengatur bayangan benda agar tepat jatuh pada bintik kuning. 4) Bintik buta tidak dapat menanggapi rangsang cahaya karena tidak memiliki sel-sel reseptor. Bintik buta merupakan tempat masuk dan membeloknya berkas saraf menuju otak. 3. Jawaban: d Lensa mata merupakan bagian mata yang bening dan terletak di belakang iris. Lensa mata dapat berakomodasi untuk mengatur bayangan benda agar tepat jatuh pada bintik kuning. 4. Jawaban: b Pada saat mata menerima cahaya terlalu banyak pupil akan mengecil dan jika mata melihat di ruang yang kurang cahaya pupil akan melebar.

22


P

Berjalan di tepi jalan raya yang panas terik. Masuk ke kamar yang gelap.

R

Menyalakan lampu di kamar. Q

5. Jawaban: b Keterangan gambar adalah sebagai berikut. 1. Bulu mata, melindungi mata dari debu/benda asing dan cahaya yang terik. 2. Iris, mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk ke mata dan memberi warna mata. 3. Sklera, sebagai pelindung mata. 4. Pupil, sebagai tempat masuknya cahaya ke mata. 6. Jawaban: c Kelainan genetik yang mengakibatkan seseorang tidak dapat membedakan suatu warna disebut buta warna. Buta warna disebabkan oleh kerusakan pada sel konus atau sel kerucut yang terdapat dalam retina. Mata orang normal memiliki tiga macam sel konus, yaitu iodopsin merah, biru, dan hijau. Adapun pada penderita buta warna hanya memiliki satu atau dua macam sel konus. 7. Jawaban: a Organ keseimbangan terletak pada telinga bagian dalam yang terdiri atas kanalis semisirkularis, sarkulus, dan utrikulus. Koklea merupakan bagian telinga dalam yang di dalamnya terdapat organ korti yang berisi ujung-ujung saraf pendengaran. Bagian ini sangat peka terhadap rangsang.

8. Jawaban: d 1) Saluran Eustachius merupakan saluran yang berperan mengatur tekanan udara di dalam dan di luar telinga agar selalu sama. 2) Koklea merupakan organ pendengaran yang peka terhadap rangsang suara. 3) Tulang pendengaran merupakan penerus/ penghantar getaran. 4) Membran timpani, berfungsi menangkap rangsang getaran suara di luar. 9. Jawaban: c Urutan rangsang getaran pada telinga sebagai berikut. daun telinga → membran timpani → tulang-tulang pendengaran → tingkap jorong → koklea → otak 10. Jawaban: c Bagian telinga yang sangat peka terhadap rangsang adalah organ korti. Organ korti yang berisi ujung-ujung saraf pendengaran terdapat pada koklea yang berupa saluran menyerupai rumah siput (nomor 3). Adapun nomor 1 adalah membran timpani. Nomor 2 adalah kanalis semisirkularis. Nomor 4 adalah saluran Eustachius. 11. Jawaban: c Getaran suara dari luar dapat sampai ke skala media dengan dua cara yaitu penghantaran udara dan penghantaran tulang. Pada penghantaran udara, getaran suara luar menggetarkan membran timpani. Setelah itu, getaran tersebut diteruskan ke fenestra ovali oleh tulang pendengaran yang akan menggetarkan cairan limfe pada koklea. Akibatnya, sel-sel rambut dari organ korti terangsang. 12. Jawaban: a Pada permukaan lidah terdapat kuncup pengecap (papila) yang berfungsi menerima rangsang berupa larutan zat berasa. Rangsang tersebut selanjutnya dihantarkan oleh bulu-bulu saraf ( gustatory hair ) yang terdapat dalam papila menuju otak. Otak akan mengolah impuls tersebut sehingga kita dapat mengecap rasa. 13. Jawaban: d Pada umumnya sirop berasa manis sehingga bagian lidah yang peka ditunjukkan oleh huruf S. P = peka tehadap rasa pahit Q = peka terhadap rasa asam R = peka terhadap rasa asin S = peka terhadap rasa manis 14. Jawaban: d 1) Selaput lendir berfungsi melembapkan rongga hidung. 2) Lubang hidung berfungsi sebagai tempat udara masuk ke rongga hidung.

3) 4)

Rambut hidung berfungsi untuk menyaring udara yang masuk ke rongga hidung. Sel-sel pembau atau sel-sel olfaktori merupakan reseptor yang dapat mendeteksi kandungan kimia dalam udara yang terhirup ke rongga hidung.

15. Jawaban: b K : merupakan rongga hidung, di dalamnya terdapat selaput lendir. M : merupakan lubang hidung sebagai tempat masuknya udara ke paru-paru. N : merupakan rongga mulut. 16. Jawaban: b Rambut hidung berfungsi untuk menyaring udara yang masuk ke rongga hidung. Jika di dalam rongga hidung tidak terdapat rambut, udara yang masuk akan tetap kotor karena tidak tersaring oleh rambut hidung. 17. Jawaban: b Bagian pantat dan lengan memiliki jumlah reseptor sedikit. Oleh karena itu, di bagian tersebut sering digunakan dokter untuk memasukkan obat ke pembuluh darah menggunakan jarum suntik. Hal ini agar saat jarum disuntikkan di pantat atau lengan tidak terasa begitu sakit. 18. Jawaban: c Secara umum kulit sebagai indra peraba peka terhadap rangsang tekanan, nyeri, panas, dan dingin. Adapun indra yang peka rangsang cahaya adalah mata. 19. Jawaban: c Bagian yang ditunjuk oleh Y pada gambar adalah badan Paccini . Bagian ini merupakan reseptor untuk merasakan rangsang tekanan. Adapun rangsang panas dideteksi oleh badan Ruffini , rangsang dingin oleh badan Crausse, dan rangsang sentuhan oleh badan Meissner . 20. Jawaban: c Di antara keempat bagian tubuh pada soal, lutut memiliki reseptor paling sedikit. Oleh karena itu, lutut paling kurang peka terhadap rangsang sentuhan. B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Nama bagian-bagian mata beserta fungsinya sebagai berikut. a. A = iris Iris berfungsi melindungi refleks cahaya dalam mata dan mengendalikan kerja pupil.


23

b.

B = lensa mata Lensa mata berfungsi membiaskan dan memfokuskan cahaya agar bayangan benda tepat jatuh pada retina. c. C = kornea Kornea berfungsi menerima rangsang cahaya. d. D = vitreous humor Vitreous humor berfungsi meneruskan rangsang ke bagian mata. e. E = sklera Sklera berfungsi melindungi bola mata dari kerusakan mekanis. f. F = retina Retina berfungsi menerima bayangan yang masuk ke mata. 2. Proses penglihatan dimulai ketika cahaya yang dipantulkan oleh benda masuk ke mata. Cahaya membias ke kornea lalu melalui aqueous humor menuju pupil. Dari pupil cahaya menuju lensa. Lensa berakomodasi untuk memfokuskan bayangan. Selanjutnya, cahaya menembus cairan vitreous humor dan sampai di retina. Rangsangan cahaya ini diterima oleh saraf penglihat, diteruskan ke pusat penglihatan yang terdapat di otak dan diolah. Barulah kita dapat melihat benda dengan jelas. 3. a. b.

c.

Hipermetropi. Hipermetropi disebabkan lensa mata terlalu pipih sehingga bayangan jatuh di belakang bintik kuning. Kelainan mata tersebut dapat diatasi menggunakan lensa cembung (positif).

4. Bagian-bagian organ korti sebagai berikut. a. Sel rambut. b. Membran pektoralis/selaput atas, berfungsi sebagai penerus getaran dari fenestra ovalis ke sel-sel rambut lewat cairan limfe yang terdapat pada skala media. 5. Getaran suara yang ditangkap daun telinga akan masuk melalui saluran telinga menuju selaput gendang. Getaran suara tersebut kemudian diteruskan oleh tulang-tulang pendengaran ke tingkap jorong dan diteruskan ke rumah siput. Getaran tersebut akan diteruskan ke ujung-ujung saraf pendengar dan diteruskan ke otak. Otak akan mengolahnya sehingga manusia dapat mendengarkan bunyi tersebut.

24


6. Saat berada di luar ruangan (terdapat cahaya matahari), sel kerucut melakukan tugasnya menyampaikan bayangannya ke otak. Adapun pigmen-pigmen rodopsin dalam sel batang akan terurai sehingga sel batang tidak dapat bekerja dengan baik. Jika tiba-tiba kita masuk ke ruangan gelap, pigmen-pigmen rodopsin yang terurai dalam sel batang akan terbentuk kembali dan sel batang ini akan mengambil alih tugas sel kerucut dalam menyampaikan bayangan ke otak. Terbentuknya pigmen-pigmen rodopsin ini berlangsung secara bertahap. Hal ini mengakibatkan kita tidak dapat segera melihat dengan jelas saat memasuki ruangan gelap. 7. Indra penciuman mendeteksi zat yang melepaskan molekul-molekul di udara. Ketika partikel bau tertangkap oleh reseptor, sinyal akan dikirim ke sel olfaktori melalui saraf olfaktori. Bagian inilah yang mengirim sinyal ke otak dan kemudian diproses oleh otak sehingga kita dapat mencium suatu jenis bau. 8. Lidah dapat merasakan cita rasa makanan karena lidah memiliki sel-sel reseptor yang menimbulkan impuls-impuls saraf. Selanjutnya, impuls saraf tersebut dikirim ke otak dan otak mengolahnya sehingga kita dapat mengenal rasa. 9. Peka tehadap rasa pahit Peka tehadap rasa asam Peka tehadap rasa asin

Peka tehadap rasa asam Peka tehadap rasa asin Peka tehadap rasa manis

10. Keberadaan reseptor rangsang panas dan dingin pada kulit berfungsi untuk memberi perlindungan terhadap organ-organ dalam agar terhindar dari kerusakan yang berasal dari lingkungan luar. Apabila dalam tubuhnya hanya ada salah satu reseptor/tidak ada sama sekali maka tidak ada perlindungan dari lingkungan yang terlalu panas atau terlalu dingin.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Jawaban: b Neuron yang dendritnya berhubungan dengan reseptor yang berfungsi menghantarkan rangsang dari reseptor ke saraf pusat adalah neuron sensorik (neuron aferen). Adapun neuron motorik (eferen) berfungsi menghantarkan rangsang dari saraf pusat ke efektor. Neuron penghubung (asosiasi) berfungsi menghubungkan neuron sensorik dengan neuron motorik. 2. Jawaban: c Bagian yang berfungsi mengatur denyut jantung adalah medula oblongata (sumsum lanjutan). Medula oblongata ditunjuk oleh huruf T. Huruf Q menunjukkan bagian lobus frontalis yang berfungsi mengendalikan gerakan otot rangka dan tempat terjadinya proses intelektual. Huruf P menunjukkan bagian lobus parietalis yang berfungsi mengatur perubahan pada kulit dan otot. Huruf R menunjukkan bagian lobus oksipitalis yang berfungsi sebagai pusat penglihatan. Lobus frontalis, lobus parietalis, dan lobus oksipitalis merupakan bagian dari otak besar (serebrum). Adapun huruf S menunjukkan bagian otak kecil (serebelum) yang berfungsi sebagai pusat keseimbangan. 3. Jawaban: c Pelebaran pembuluh darah diatur oleh saraf simpatetik. 4. Jawaban: b Neuron sensorik berfungsi menghantarkan rangsang dari reseptor ke saraf pusat. Adapun neuron motorik berfungsi menghantarkan rangsang dari saraf pusat ke efektor. Neuron penghubung berfungsi menghubungkan neuron sensorik dengan neuron motorik. 5. Jawaban: c Neuron yang ujung-ujungnya berhubungan dengan dendrit dan neurit dari neuron lain adalah neuron penghubung (neuron asosiasi). Fungsi neuron penghubung adalah untuk meneruskan rangsang dari neuron sensorik ke neuron motorik. Adapun membawa rangsang dari reseptor ke otak merupakan fungsi neuron sensorik dan membawa perintah dari otak ke otot/kelenjar merupakan fungsi neuron motorik.

6. Jawaban: b Urutan jalannya gerak refleks adalah sebagai berikut. reseptor → neuron sensorik → neuron asosiasi/konektor di saraf pusat (impuls tidak diolah) → neuron motorik → efektor

7. Jawaban: b Gerak refleks tulang belakang terjadi jika impuls melewati neuron penghubung yang terdapat pada sumsum tulang belakang. Jalannya impuls pada gerak refleks tulang belakang sebagai berikut. efektor → neuron sensorik → neuron penghubung pada sumsum tulang belakang → neuron motorik → efektor

Contoh gerak refleks tulang belakang yaitu: 1) refleks lutut saat dipukul; 2) terangkatnya kaki jika menginjak sesuatu yang menusuk; 3) gerakan menarik tangan saat menyentuh air panas Adapun gerakan mengecil pupil saat terkena sinar terang, gerakan melebarnya pupil saat masuk ke ruang gelap, dan gerakan menutupnya kelopak mata saat tersentuh benda asing merupakan gerak refleks otak. 8. Jawaban: d X merupakan serebelum atau otak kecil yang berperan untuk mengoordinasi otot-otot sebagai alat gerak, misalnya mengatur gerakan saat menari. Otak yang mengatur pernapasan adalah medula oblongata. Otak yang menyimpan memori dan melakukan analisis adalah otak besar atau serebrum. 9. Jawaban: d 1 = Serebrum mengoordinasi semua kegiatan yang disadari. 2 = Talamus menerima semua rangsang dari reseptor (kecuali bau) dan meneruskannya ke area sensorik otak besar. 3 = Serebelum (otak kecil) mengoordinasi otototot sebagai alat gerak. 4 = Medula oblongata sebagai pusat pengaturan denyut jantung, pengaturan ritme pernapasan, dan pengaturan suhu tubuh.


25

10. Jawaban: c Serebrum atau otak besar di antaranya berperan sebagai pengatur pusat pendengaran, contoh mendengarkan musik. Menelan makanan dan mengeluarkan air liur saat kita melihat makanan diatur oleh sumsum lanjutan. Adapun mengangkat barang memerlukan pengaturan keseimbangan oleh serebelum. 11. Jawaban: b Asetilkolin dihasilkan oleh kantong asetilkolin. Senyawa ini berperan mentransfer impuls pada sinapsis. Adapun kolinesterase berfungsi menghidrolisis asetilkolin menjadi kolin dan asam asetat. Esterase merupakan enzim yang bekerja untuk merombak protein. Kolin merupakan bahan kimia organik yang penting untuk makanan, bahan kimia ini digunakan sebagai vitamin B. 12. Jawaban: c Pada saat perut dalam kondisi penuh dengan makanan, aliran darah ke usus menjadi semakin cepat. Hal ini dipacu oleh saraf simpatetik. Adapun neuron motorik memicu gerak otot. Neuron sensorik menghantarkan rangsang dari reseptor ke saraf pusat. Parasimpatetik bekerja berkebalikan dengan saraf simpatetik. 13. Jawaban: a Gerak yang dikendalikan saraf sadar disebut gerak biasa/gerak sadar. Jalannya impuls gerak biasa tersebut sebagai berikut. Rangsang yang diterima oleh alat indra diteruskan ke otak. Penyampaian ini dilakukan oleh saraf sensorik. Rangsang tersebut kemudian ditanggapi oleh otak dan tanggapan tersebut dihantarkan saraf motorik ke otot (efektor). Akibatnya, otot berkontraksi sehingga timbullah aktivitas yang disadari, yaitu menulis soal matematika di papan tulis. Adapun kegiatan mengangkat kaki ketika tertusuk duri, mengedipkan mata karena kemasukan debu, dan menarik tangan secara tiba-tiba karena terkena besi panas termasuk contoh gerak refleks. 14. Jawaban: b Efektor adalah sel atau organ yang digunakan untuk bereaksi terhadap rangsang, baik dari dalam ataupun luar tubuh. Efektor utama dalam tubuh manusia yaitu otot dankelenjar. Adapun kulit, mata, dan telinga merupakan alat indra yang berperan sebagai reseptor. 15. Jawaban: b Nomor 1 merupakan serebrum (otak besar). Nomor 2 merupakan kelenjar hipofisis (master of gland ) yang berfungsi sebagai penghasil hormon yang mengatur fungsi beberapa kelenjar yang lain.

26


Nomor 3 merupakan serebelum (otak kecil). Nomor 4 merupakan medula oblongata. 16. Jawaban: a Bagian S merupakan kelenjar pankreas yang bertugas menghasilkan hormon insulin yang berfungsi mengubah glukosa menjadi glikogen untuk menurunkan kadar gula dalam darah. Bagian P merupakan kelenjar pituitari yang bertugas mengatur kerja beberapa kelenjar lain. Bagian Q merupakan kelenjar tiroid yang bertugas menghasilkan hormon tiroksin. Bagian R merupakan kelenjar adrenal yang berfungsi menghasilkan hormon adrenalin. 17. Jawaban: a Hormon andrenalin timbul sebagai stimulasi otak untuk menjadi waswas. Keadaan ini secara tidak langsung akan membuat indra menjadi lebih sensitif untuk bereaksi. Selain itu, hormon ini mengakibatkan peningkatan denyut jantung, kecepatan pernapasan, dan tekanan darah. Hormon adrenalin akan dihasilkan saat naik mobil dengan kencang, naik roller coaster atau mencoba alat-alat baru. 18. Jawaban: b Hormon testosteron berfungsi memengaruhi sifat kelamin sekunder laki-laki seperti tumbuhnya kumis dan dada menjadi bidang. Adapun hormon timosin berperan dalam proses imunitas tubuh dan pertumbuhan limfosit. Progesteron berperan dalam penebalan dan perbaikan dinding uterus. Somatotropin berfungsi merangsang pertumbuhan dan meningkatkan metabolisme. 19. Jawaban: c Perbedaan sistem saraf dan sistem hormon yang benar sebagai berikut. Pembeda

Sistem Saraf

Sistem Hormon

a.

pesan

berupa pulsa elektrik

berupa zat kimia

b.

kecepatan

cepat

lambat

c.

fungsi khusus

pertumbuhan dan aktivitas gerak dan pengaturan kadar pengaturan pernagula dalam darah pasan

d.

komunikasi

melalui sinapsis

melalui sirkulasi

sistem

20. Jawaban: d Pupil akan menciut jika berada di ruang yang lebih terang. Keluar dari rumah pada siang hari yang terik akan mengakibatkan pupil menciut untuk mengurangi banyaknya cahaya yang masuk ke mata.

21. Jawaban: c Cahaya yang masuk ke mata akan difokuskan oleh lensa mata (R) agar bayangan benda jatuh tepat di bintik kuning. Adapun kornea (P) berperan melewatkan cahaya ke dalam mata. Iris (Q) berperan mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk ke mata. Vitreous humor (S) berperan menjaga bentuk mata. 22. Jawaban: a Gambar tersebut menunjukkan bahwa bayangan benda jatuh tepat di bintik kuning pada retina. Ini berarti kondisi penglihatan mata normal sehingga mata dapat melihat jelas tanpa bantuan kaca mata. 23. Jawaban: a Getaran suara akan melewati tulang-tulang pendengaran yang dimulai dari tulang martil, tulang landasan, dan tulang sanggurdi. 24. Jawaban: c Bagian yang ditunjuk dengan huruf K adalah serabut-serabut saraf olfaktori yang terdiri atas selsel reseptor. Sel-sel reseptor tersebut berfungsi untuk mendeteksi kandungan kimia udara yang terhirup (bau). Sementara itu, reseptor pendeteksi suhu terdapat di kulit. 25. Jawaban: d Sensitivitas kulit untuk menerima rangsang tergantung pada ketebalan jaringan epidermis kulit, kuat lemahnya impuls yang mengenai kulit, dan tingkat kepekaan sel saraf. Adapun sensivitas kulit untuk menerima rangsang tidak tergantung pada warna kulit. 26. Jawaban: c 1) Otitis merupakan peradangan, iritasi, atau infeksi pada saluran telinga yang disebabkan oleh bakteri. 2) Anosmia bukan merupakan penyakit yang menyerang telinga. Anosmia adalah hilangnya atau berkurangnya kemampuan hidung untuk membaui. 3) Presbikusis merupakan gangguan pendengaran karena proses degenerasi, perubahan struktur koklea, saraf pendengaran, dan penurunan jumlah sel rambut. Faktor penyebabnya dapat berupa sering mendengar suara yang terlalu keras, penyakit diabetes, atau karena proses penuaan. 4) Otosklerosis adalah penyakit pada pendengaran akibat pertumbuhan yang berlebihan dari tulang-tulang dalam telinga. Akibatnya, tulang pendengaran tidak dapat menghantarkan suara. Otosklerosis ditandai dengan gejala tinitus (telinga berdering) pada tulang sanggurdi ketika masih kecil.

27. Jawaban: c No.

Nama

Fungsi

1.

Saluran telinga Gendang telinga Saluran Eustachius

Untuk menyampaikan getaran suara ke gendang telinga. Untuk menyampaikan getaran suara ke tulang pendengaran. Untuk menjaga keseimbangan tekanan udara antara telinga dengan lingkungan. Untuk menyampaikan getaran suara ke saraf pendengaran.

2. 3.

4.

Rumah siput

28. Jawaban: c Pada saat seseorang pilek maka di dalam rongga hidungnya terdapat lendir. Lendir ini akan menutupi permukaan sel-sel reseptor bau pada rongga atas hidung sehingga molekul-molekul bau sulit mencapai sel-sel reseptor bau tersebut. 29. Jawaban: d Bagian 1 2 3 4

Rasa Pahit Asam Asin Manis

30. Jawaban: a 1 = reseptor nyeri, yaitu berupa ujung saraf yang bebas 2 = reseptor dingin, yaitu badan Crausse 3 = reseptor tekanan, yaitu badan Paccini 4 = reseptor panas, yaitu badan Ruffini B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. a.

b.

Refleks pupil untuk melebar dan menyempit karena rangsang cahaya merupakan gerak refleks otak (lintasan refleks cranialis). Rangsang cahaya yang masuk ke mata dikirim oleh neuron sensorik menuju neuron penghubung pada otak. Rangsangan tersebut tidak diolah di dalam otak tetapi langsung menuju ke neuron motorik, kemudian rangsang dikirim ke pupil sehingga secara refleks pupil akan melebar jika cahaya yang diterima sedikit atau menyempit jika cahaya yang diterima cukup banyak.

2. A = Otak besar (serebrum) berperan penting dalam pengendalian gerak otot, berpikir, pusat pendengaran, penciuman, pengecap, pengatur perubahan pada kulit dan otot, serta pusat penglihatan. B = Otak tengah memegang peranan pada refleks mata, tonus otot, dan posisi tubuh.


27

C = Pons varolii merupakan bagian otak belakang yang berfungsi memonitor informasi yang dikirim ke otak maupun dari otak serta menentukan perlu tidaknya suatu informasi diproses terlebih dahulu. D = Otak kecil (serebelum) merupakan pusat keseimbangan. 3. Contoh aktivitas yang dikendalikan oleh sistem saraf somatis: a. menguap karena mengantuk; b. lari karena takut. Contoh aktivitas yang dikendalikan oleh sistem saraf otonom: a. jantung berdebar saat ujian; b. berkeringat saat udara panas. 4. Pemain sepak bola menendang bola ke gawang dan seorang siswa mengacungkan jari tangan ketika mengetahui jawaban dari pertanyaan gurunya merupakan contoh gerak biasa. Adapun kelopak mata menutup ketika kelilipan, kaki bergerak menendang ketika lutut dipukul, dan pupil melebar pada saat berada di dalam ruangan gelap merupakan contoh gerak refleks. 5. Bagian yang ditunjuk oleh X adalah kelenjar tiroid yang menghasilkan hormon tiroksin. Hormon tiroksin berfungsi memengaruhi metabolisme, pertumbuhan fisik, perkembangan mental, dan kematangan kelamin. Jika kadar hormon ini berlebihan, akan muncul gangguan pada metabolisme tubuh. Pada orang dewasa hipersekresi hormon tiroksin mengakibatkan morbus basedowi, dengan tanda-tanda badan kurus, denyut jantung meningkat, dan metabolisme berlebihan. 6. a. b.

28

Kelenjar paratiroid. Parathormon, berfungsi mengatur kadar kalsium dalam darah.


c.

Hipersekresi dari parathormon dapat mengakibatkan jumlah kalsium dalam darah bertambah sehingga mengakibatkan terjadinya pengendapan kalsium di ginjal yang dikenal sebagai batu ginjal.

7. Rasa pedas bukan merupakan hasil dari kepekaan rasa pada kuncup pengecap. Akan tetapi, rasa pedas timbul karena cabai yang terkandung pada sambal mengiritasi permukaan lidah sehingga menimbulkan sensasi seperti terbakar. 8. Ketika terjadi suara yang sangat keras, misalnya petir atau halilintar, membuka mulut merupakan usaha yang baik untuk mencegah pecahnya membran timpani. Dengan membuka mulut, saluran Eustachius membuka dan udara akan masuk melalui saluran tersebut ke telinga tengah sehingga menghasilkan tekanan yang sama antara permukaan dalam dan permukaan luar membran timpani. 9. a.

b.

1) Bagian P berfungsi mengecap rasa pahit. 2) Bagian Q berfungsi mengecap rasa asam. 3) Bagian R berfungsi mengecap rasa asin. 4) Bagian S berfungsi mengecap rasa manis. Bagian P tidak dapat mengecap rasa manis karena bagian P tidak mempunyai reseptor pengecap rasa manis. Bagian P untuk mengecap rasa pahit.

10. Tiga kelainan yang dapat terjadi pada indra pengecap sebagai berikut. a. Ageusia; hilangnya daya pengecap. b. Hipogeusia; berkurangnya kepekaan pengecap. c. Disgeusia; distorsi daya pengecapan. Ketiga penyakit di atas dapat disebabkan oleh mulut yang sangat kering, perokok berat, terapi penyinaran pada kepala dan leher, luka bakar, atau penyakit sistemik seperti diabetes melitus.

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Cara Makhluk Hidup Mempertahankan Kelangsungan Hidupnya

• • • •

• • •

• • • •

Jenis-jenis adaptasi beserta contohnya Peristiwa seleksi alam beserta contohnya Tingkat perkembangbiakan makhluk hidup Pengaruh adaptasi, seleksi alam, dan tingkat perkembangbiakan bagi kelangsungan hidup makhluk hidup

Mampu mengembangkan rasa ingin tahu dengan melakukan studi pustaka mengenai perilaku hewan dan tumbuhan. Mampu mewujudkan rasa syukur dengan melakukan aktivitas yang mendukung kelestarian makhluk hidup. Mampu mengaplikasikan ilmu yang telah dipelajari, misalnya mengembangbiakkan makhluk hidup secara vegetatif dengan cara mencangkok. Mampu mengidentifikasi jenis-jenis adaptasi beserta contohnya. Mampu menjelaskan peristiwa seleksi alam beserta contohnya. Mampu mendeskripsikan tingkat perkembangbiakan makhluk hidup. Mampu menjelaskan pengaruh adaptasi, seleksi alam, dan tingkat perkembangbiakan bagi kelangsungan hidup makhluk hidup.


29

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Jawaban: c Adaptasi merupakan kemampuan penyesuaian diri makhluk hidup terhadap perubahan lingkungan. Setiap makhluk hidup harus mampu beradaptasi agar makhluk dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya. Penyesuaian dapat dilakukan dengan melakukan perubahan bentuk (morfologi), fisiologis, dan tingkah laku. 2. Jawaban: c Makhluk hidup akan mampu mempertahankan kelangsungan hidupnya apabila memiliki kemampuan reproduksi yang tinggi, kemampuan adaptasi yang baik terhadap perubahan lingkungan, dan lolos dari seleksi alam. 3. Jawaban: c Menggulungnya daun tanaman jagung saat udara sangat panas merupakan adaptasi tingkah laku untuk mengurangi penguapan. Adapun dihasilkannya nektar pada bunga untuk menarik serangga dan ikan air tawar yang minum sedikit air dan banyak mengeluarkan urine encer merupakan adaptasi fisiologi. Paruh burung kolibri yang kecil, runcing, dan panjang merupakan adaptasi morfologi. 4. Jawaban: d Paruh burung pada gambar berbentuk pendek dan kuat yang berfungsi untuk mematuk makanannya yang berupa biji-bijian. 5. Jawaban: a Tumbuhan higrofit seperti keladi hidup di lingkungan yang sangat lembap. Adaptasi tumbuhan keladi sebagai berikut. 1) Memiliki daun yang tipis untuk mempercepat penguapan. 2) Batangnya berongga untuk menyimpan udara. 3) Di permukaan daunnya terdapat lapisan lilin yang tipis untuk mempercepat penguapan. 6. Jawaban: c Bentuk kaki unggas yang ditunjukkan pada gambar yaitu panjang dan tegak. Struktur kaki seperti tersebut berfungsi untuk berjalan di darat dan untuk mengais makanan. 7. Jawaban: c Kaktus merupakan tumbuhan yang hidup di daerah kering sehingga batang kaktus tebal berfungsi untuk menyimpan air. Beberapa tumbuhan yang hidup di air seperti eceng gondok dan teratai mem-

30


punyai daun tipis dan lebar untuk mempercepat penguapan. 8. Jawaban: d Ketika dalam bahaya, cumi-cumi akan mengeluarkan cairan seperti tinta sehingga musuh tidak dapat melihat posisinya dalam air. Dengan demikian, cumi-cumi memiliki kesempatan untuk menyelamatkan diri. 9. Jawaban: b Kutub merupakan daerah yang bersuhu sangat dingin. Rambut beruang kutub yang tebal berguna untuk menahan hilangnya panas tubuh. Beruang ini hidup di daerah kutub yang bersalju. Warna rambutnya yang putih akan membuat keberadaan hewan tersebut menjadi tersamar dengan lingkungan sekitarnya. Akibatnya, musuh akan kesulitan untuk mengetahui keberadaannya. 10. Jawaban: a Tipe mulut yang ditunjukkan pada gambar merupakan tipe mulut pengisap. Tipe mulut seperti ini dimiliki oleh kupu-kupu. Belalang memiliki tipe mulut penggigit, nyamuk memiliki tipe mulut penusuk dan pengisap, dan lalat memiliki tipe mulut penjilat dan pengisap. 11. Jawaban: b Rayap dewasa sering memakan kembali kulitnya yang terkelupas karena bagian tersebut mengandung Flagellata. Flagellata menghasilkan enzim pencerna selulosa yang terdapat pada kayu. Dengan demikian, rayap dapat mencerna kayu yang menjadi makanannya. 12. Jawaban: a Pada siang hari yang panas kuda nil dan kerbau beradaptasi dengan cara berkubang dalam air. Cara itu dilakukan untuk mengurangi pengaruh panas dari lingkungan terhadap tubuhnya. Meminum banyak air merupakan cara adaptasi ikan yang hidup di air laut. Berkeringat merupakan cara adaptasi manusia saat berada di lingkungan yang panas. Tidur dalam waktu lama merupakan cara adaptasi hewan tertentu untuk menghemat energi di musim dingin. 13. Jawaban: a Ikan mujair termasuk ikan air tawar. Ikan air tawar melakukan adaptasi dengan sedikit minum air dan mengeluarkan banyak urine yang encer. Ikan air laut mempunyai adaptasi fisiologi yang berbeda dengan ikan air tawar. Ikan air laut melakukan adaptasi dengan cara minum banyak air dan mengeluarkan sedikit urine yang pekat.

14. Jawaban: d Tumbuhan tropofit adalah tumbuh-tumbuhan yang mampu beradaptasi terhadap perubahan musim hujan. Contoh tumbuhan tropofit adalah pohon jati. Pohon jati akan menggugurkan daunnya pada musim kemarau untuk mengurangi penguapan. 15. Jawaban: b Beberapa faktor yang dapat memengaruhi kelangsungan hidup suatu makhluk hidup yaitu kemampuan beradaptasi, seleksi alam, dan tingkat perkembangbiakan. 16. Jawaban: c Adaptasi Adaptasi morfologi morfologi merupakan merupakan upaya penyesuaipenyesuaian makhluk hidup melalui morfologi (bentuk tubuh). Misalnya, terdapatnya hidatoda pada ujung daun tanaman higrofit merupakan adaptasi morfologi. Jumlah eritrosit dalam darah berbeda-beda tergantung tempat tinggalnya merupakan bentuk adaptasi fisiologi. Manusia yang tinggal di dataran tinggi/pegunungan mempunyai jumlah eritrosit yang lebih banyak dibandingkan dengan manusia yang tinggal di dataran rendah. Adapun rayap memakan kembali kelupasan kulitnya dan gurita mengubah warna tubuhnya sesuai warna lingkungannya merupakan adaptasi tingkah laku. 17. Jawaban: a Pada ikan-ikan yang hidup di tempat berlumpur, misal lele dan gurame dilengkapi dengan insang yang memiliki lekukan untuk memperluas permukaan insang yang disebut labirin. Gurat sisi pada ikan berguna untuk mengetahui tekanan air. Gelembung renang berguna untuk mengatur ikan mengapung di dalam air. 18. Jawaban: b Tumbuhan yang hidup di pantai berbatu beradaptasi dengan cara melekat erat pada batuan serta memiliki tangkai yang lunak dan basah agar tidak rusak terkena hempasan ombak. 19. Jawaban: b Hewan yang termasuk golongan ruminansia memiliki gigi seri berbentuk kapak yang berfungsi untuk menjepit dan memotong makanan dan gigi geraham yang lebar dan datar dengan rahang bergerak menyamping agar makanan tergiling secara mekanis. Sementara itu, karnivora mempunyai gigi seri yang tajam, gigi taring yang runcing dan kuat, serta gigi geraham yang bergerigi sehingga mampu mengunyah daging yang keras dan liat. Rodensia tidak mempunyai gigi taring dan hanya mempunyai gigi seri dan gigi geraham. Gigi seri berukuran besar dan berfungsi untuk mengerat makanannya.

20. Jawaban: c Kucing mempunyai masa kehamilan yang singkat sehingga mempunyai tingkat reproduksi yang tinggi. Oleh karena itu, tingkat kelangsungan hidup kucing juga tinggi. Masa kehamilan kehamilan Mammalia Mammalia tersebut tersebut dapat disimak dalam tabel berikut. Jenis Mamalia Kucing

Masa Kehamilan 8 minggu

Babi

18 minggu

Biri-Biri

21 minggu

Kuda

48 minggu

B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Makhluk Makhluk hidup hidup harus harus dapat dapat menyesua menyesuaikan ikan diri diri dengan lingkungannya agar dapat bertahan hidup. Kondisi alam dan lingkungan tempat tinggal suatu makhluk hidup akan selalu berubah. Makhluk hidup dituntut untuk selalu menyesuaikan diri dengan segala perubahan pada habitatnya agar dapat bertahan hidup dan berkembang biak. biak . Makhluk hidup yang mampu mampu bertahan hidup akan terjaga kelestariannya. 2. Kepunahan Kepunahan makhluk hidup dipengaruhi dipengaruhi oleh tiga faktor berikut. a. Kemam Kemampua puan n berad beradap aptas tasi. i. Makh Makhluk luk hidup hidup yang yang memiliki kemampuan beradaptasi yang baik terhadap perubahan lingkungan akan mampu mempertahankan kelestarian hidupnya. Sebaliknya, makhluk hidup yang tidak dapat beradaptasi dengan lingkungannya akan punah. b. Sele Seleksi ksi alam alam.. Alam Alam deng dengan an send sendiri irinya nya akan akan menyeleksi makhluk hidup yang mampu bertahan hidup. Makhluk hidup yang lolos seleksi dapat bertahan hidup, sedangkan yang terseleksi akan punah. c. Kemamp Kemampuan uan berkem berkemban bangbi gbiak. ak. Makhlu Makhluk k hidup hidup dengan kemampuan berkembang biak yang tinggi akan lebih mudah mempertahankan kelestarian hidupnya. Demikian juga sebaliknya, makhluk hidup memiliki tingkat perkembangbiakan perkembangbiakan rendah akan punah. 3. Mammalia Mammalia yang yang hidup hidup di bioma bioma kutub kutub memiliki memiliki rambut berwarna putih untuk beradaptasi dengan lingkungan yang tertutup salju. Predator (karnivora) memiliki rambut yang berwarna putih sebagai bentuk kamuflase (penyamaran) (penyamaran ) agar tidak mudah diketahui oleh mangsa. Hewan yang menjadi mangsa, biasanya herbivora, juga memiliki rambut berwarna putih agar tidak mudah terlihat oleh pemangsanya. Penyesuaian ini merupakan bentuk adaptasi morfologi.


31

4. Tingkat Tingkat reproduk reproduksi si suatu suatu jenis makhlu makhluk k hidup dikatakan rendah jika kemampuan makhluk hidup tersebut dalam setiap masa reproduksinya menghasilkan satu individu baru serta masa kehamilannya dan jarak antarmasa reproduksi relatif lama. Contoh hewan yang tingkat reproduksinya rendah adalah gajah. Gajah menghasilkan satu keturunan dengan masa kehamilan 95 pekan atau 640–660 hari. 5. Adaptasi Adaptasi hewan hewan dan dan tumbuhan tumbuhan yang yang hidup hidup di perairan yang berarus deras sebagai berikut. a. Hewan Hewan biasan biasanya ya bert bertubu ubuh h kecil kecil.. Semak Semakin in keci kecill ukuran tubuhnya, semakin lincah pula gerakannya. Gerakan yang lincah ini berguna untuk melawan derasnya arus air. b. Tumbuh Tumbuhan an dile dilengk ngkapi api oleh oleh siste sistem m akar akar tunja tunjang ng yang kokoh dan kuat. Akar yang menancap kuat di dasar perairan berguna untuk mempertahankan diri dari hempasan aliran air. 6. Burung pada gambar adalah burung elang yang makanannya berupa daging. Burung tersebut memiliki kaki berbentuk pendek dan bercakar tajam untuk mencengkeram mangsanya. Paruhnya berbentuk runcing dan agak panjang berfungsi untuk mengoyak makanannya yang berupa daging. Selain itu, burung elang memiliki mata yang tajam sehingga dapat menangkap mangsanya yang bergerak dengan cepat.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Jawaban: a Makhluk hidup dengan kemampuan adaptasi yang baik akan mampu memperbanyak keturunan, mendapatkan makanan yang cukup, dan habitat yang nyaman. Semua kemampuan tersebut dilakukan oleh makhluk hidup dengan tujuan utama yaitu melestarikan jenisnya. 2. Jawaban: c Kaki berselaput pada bebek berguna untuk berenang di perairan. Paruhnya bergigi seperti sisir. Bentuk paruh tersebut sesuai untuk mencari makanan di tempat-tempat berlumpur. 3. Jawaban: c Ikan tuna hidup di air laut. Air laut memiliki kadar garam tinggi. Ikan air laut beradaptasi dengan

32


7. Tumbuhan Tumbuhan randu randu atau atau sering sering disebut disebut kapuk kapuk randu randu termasuk tumbuhan meranggas. Tumbuhan ini akan menggugurkan daunnya pada musim kemarau untuk mengurangi penguapan. 8. Tumbuhan Tumbuhan pada pada gambar adalah eceng gondok. gondok. Tumbuhan tersebut beradaptasi dengan lingkungannya dengan cara-cara berikut. a. Akarnya Akarnya lebat lebat untu untuk k pembe pemberat rat agar agar posis posisiny inya a stabil di air. b. Berdau Berdaun n lebar lebar untuk untuk mena menahan han gaya gaya berat berat akar akar ke bawah. c. Stoma Stomata ta ban banyak yak dan dan terle terleta tak k di permu permukaa kaan n atas daun untuk memudahkan penguapan air. d. Permuka Permukaan an daunny daunnya a mempun mempunyai yai lapisa lapisan n lilin lilin yang tipis untuk memudahkan terjadinya penguapan dan mengurangi kelebihan air. e. Batan Batang g dan akar akarnya nya mem memili iliki ki rong rongga ga-ro -rong ngga ga udara agar dapat terapung di air. 9. Kadar garam garam air air laut lebih tinggi daripada daripada air sungai atau air tawar. Tingginya kadar garam air laut mengakibatkan ikan kekurangan air sehingga ikan harus sering minum. Akibatnya, kadar garam dalam darahnya menjadi tinggi sehingga untuk mengurangi kepekatan cairan dalam tubuhnya, ikan mengeluarkan urine yang pekat. 10. 10. Makhluk Makhluk hidup melakukan melakukan perkemb perkembangb angbiaka iakan n bertujuan untuk memperbanyak jenis (keturunan) sehingga makhluk hidup tersebut dapat mempertahankan kelestarian jenisnya dari kepunahan.

banyak minum air dan mengeluarkan mengeluarkan sedikit urine. Urine ikan air laut lebih pekat daripada air tawar. 4. Jawaban: b Hewan yang mempunyai gigi seri berukuran besar dan berfungsi untuk mengerat makanan tergolong dalam Mammalia pengerat. Contoh Mammalia pengerat antara lain tikus, tupai, dan kelinci. Ular , kucing, dan kanguru tidak termasuk hewan pengerat. Ular dan kucing termasuk karnivora dan kanguru termasuk herbivora. 5. Jawaban: a Pasangan jenis burung yang sesuai yaitu: 1. paru paruh h pem pemak akan an biji biji:: pip pipit it 2. paru paruh h pema pemaka kan n dagi daging ng:: elan elang g 3. paruh paruh pema pemaka kan n madu madu (ne (nekta ktar): r): kolibr kolibrii 4. paru paruh h pema pemaka kan n ikan ikan:: peli pelika kan n

6. Jawaban: d Bentuk Kaki Burung I II

Contoh Burung Pipit Ayam

III

Bebek

IV

Kakaktua

7. Jawaban: d Bentuk paruh pada ayam merupakan salah satu bentuk adaptasi morfologi terhadap jenis makanan. Paruh ayam berbentuk kecil dan runcing berfungsi untuk memakan biji-bijian maupun hewan kecil, misal serangga dan cacing. 8. Jawaban: d Belalang merupakan serangga yang mempunyai tipe mulut penggigit seperti ditunjukkan oleh gambar d. Gambar a merupakan tipe mulut pengisap yang terdapat pada kupu-kupu. Gambar b merupakan tipe mulut penjilat dan pengisap yang terdapat pada lalat. Gambar c merupakan tipe mulut penusuk dan pengisap yang terdapat pada nyamuk. 9. Jawaban: a Adap Adapta tasi si morf morfol olog ogii meru merupa paka kan n peny penyes esua uaia ian n morf morfol olog ogii tubuh atau struktur alat tubuh makhluk hidup terhadap lingkungan. Adaptasi morfologi dapat disebabkan karena adanya perbedaan jenis makanan dan habitat. Adaptasi morfologi terhadap jenis makanan misal paruh bebek berbentuk sudu yang digunakan untuk mencari makanan di lumpur. Sementara itu, gigi geraham hewan karnivora bergerigi tajam untuk mengunyah daging yang keras dan liat. Paruh burung kolibri berbentuk kecil, runcing, dan panjang untuk mengisap nektar pada bunga. Mamalia pengerat tidak memiliki gigi taring, hanya memiliki gigi seri dan gigi geraham. Gigi serinya berukuran besar dan berfungsi untuk mengerat makanan. 10. Jawaban: c Perilaku hewan untuk mempertahankan hidupnya termasuk adaptasi tingkah laku. Contohnya kerbau berkubang pada saat udara panas. Sementara itu, rayap memiliki enzim selulase dan penciuman yang tajam pada anjing merupakan adaptasi fisiologi. Cakar yang kuat pada kucing merupakan adaptasi morfologi.

11. Jawaban: b Tanaman higrofit adalah tanaman darat yang adaptif di lingkungan lembap. Tanaman yang hidup di lingkungan lembap mempunyai daun yang lebar, tipis, dan berstomata banyak. Kondisi ini membantu proses penguapan air melalui daun. 12. Jawaban: c Adaptasi Adaptasi tingkah tingkah laku merupaka merupakan n penyesua penyesuaian ian diri terhadap lingkungan dengan mengubah tingkah laku untuk mempertahankan kelangsungan hidup. Contoh, kupu-kupu tertentu pada sayapnya terdapat dua lingkaran yang menyerupai burung hantu. Saat didekati mangsanya, kupu-kupu tersebut akan merentangkan sayapnya sehingga menyerupai burung hantu. Pemangsanya pun akan pergi dan tidak jadi memangsanya. Contoh adaptasi morfologi terhadap habitat adalah pada bentuk kaki burung. Contoh morfologi terhadap makanan adalah pada bentuk paruh burung. Contoh adaptasi fisiologi adalah pada bunga tertentu menghasilkan nektar untuk menarik serangga. 13. Jawaban: d Penguin berhabitat di daerah kutub yang suhunya sangat dingin. Agar dapat beradaptasi di lingkungan dingin, penguin memiliki adaptasi tingkah laku berupa selalu berkelompok dan berdekatan. Hal itu dilakukannya agar tubuhnya tetap hangat. 14. Jawaban: b Organisme yang akan terseleksi oleh alam dan tidak mampu melanjutkan keturunannya adalah belalang cokelat yang berada di padang rumput. Belalang yang berwarna cokelat akan terlihat terli hat dengan jelas oleh pemangsa/predator jika berada di padang rumput yang berwarna hijau. Akibatnya, belalang akan mudah ditemukan dan dimangsa oleh predator. Adapun katak, landak, dan pohon mahoni mampu beradaptasi dengan lingkungan sehingga tetap dapat melanjutkan keturunannya. Katak beradaptasi tingkah laku, landak beradaptasi morfologi, dan pohon mahoni beradaptasi secara fisiologi. 15. Jawaban: d Batang yang bersifat sukulen dimiliki oleh tumbuhan xerofit, misal kaktus. Kelinci merupakan hewan pengerat sehingga tidak mempunyai gigi taring. Ki ambang berdaun lebar untuk menahan gaya berat akar ke bawah. 16. Jawaban: a Adaptasi morfologi adalah penyesuaian penyesuaian makhluk makhluk hidup melalui perubahan bentuk organ tubuh yang berlangsung sangat lama. Contohnya bentuk paruh bangau yang panjang karena hidup di daerah yang berair dan memangsa ikan serta batang teratai berongga agar dapat mengapung di dalam air. Paus


33

muncul ke permukaan air dan cecak memutuskan ekornya ketika menghadapi predator merupakan contoh adaptasi tingkah laku. 17. Jawaban: c Tikus, marmot, dan tupai merupakan hewan-hewan yang dapat hidup di negara yang mempunyai empat musim. Hewan-hewan tersebut melakukan hibernasi untuk menghemat energi ketika musim dingin. Penguin tidak melakukan hibernasi. Pada musim dingin, penguin hidup secara berkelompok agar udara di lingkungan sekitarnya terasa hangat. 18. Jawaban: c Tumbuhan yang hidup di air (hidrofit) seperti teratai, eceng gondok, dan ki ambang memiliki banyak stomata di permukaan daun bagian atas untuk mempercepat terjadinya proses penguapan. Sementara itu, tumbuhan yang hidup di darat, pada umumnya mempunyai stomata yang terdapat di permukaan daun bagian bawah. 19. Jawaban: a Ikan mempunyai gurat sisi untuk mengetahui tekanan air. Agar dapat bergerak lincah di air, ikan mempunyai tubuh ramping (streamline). Untuk membantu pernapasan di air keruh beberapa jenis ikan mempunyai labirin. 20. Jawaban: a Adaptasi fisiologi merupakan bentuk penyesuaian makhluk hidup terhadap lingkungannya melalui fungsi alat-alat tubuh. Contoh adaptasi fisiologi yaitu bunga tanaman mengeluarkan bau yang khas. Pohon jati menggugurkan daunnya (meranggas) pada musim kemarau dan daun tanaman jagung menggulung saat udara sangat panas termasuk adaptasi tingkah laku. Hal ini dilakukan tanaman jati dan tanaman jagung untuk mengurangi penguapan. Adanya hidatoda pada ujung daun paku-pakuan merupakan adaptasi morfologi. 21. Jawaban: d Sapi, rayap, dan Toredo navalis merupakan hewan pemakan tumbuh-tumbuhan dan kayu sehingga beradaptasi terhadap jenis makanannya dengan memiliki enzim selulase. Enzim ini berfungsi mencerna selulosa yang terdapat pada tumbuhtumbuhan yang dimakannya. Dalam saluran pencernaan sapi terdapat koloni bakteri selulolitik dan Protozoa. Mikroorganisme ini menghasilkan enzim selulase yang membantu proses pencernaan. Di dalam saluran pencernaan rayap terdapat Flagellata yaitu sejenis mikroorganisme. Flagellata menghasilkan enzim pencerna zat kayu (enzim selulase). Toredo navalis yang hidup di kayu galangan kapal dapat mencerna kayu dengan

34


bantuan enzim selulase. 22. Jawaban: b Anak rayap yang baru menetas akan menjilati dubur induknya agar Flagellata yang ada di dubur induknya masuk ke dalam saluran pencernaannya. Hal ini merupakan adaptasi tingkah laku rayap untuk memperoleh enzim selulase. Enzim ini berguna untuk mencerna kayu yang dimakannya. 23. Jawaban: a Cecak akan memutuskan ekornya saat bertemu dengan musuhnya. Peristiwa ini disebut autotomi. Landak mengembangkan duri di permukaan tubuhnya saat berhadapan dengan musuh. Gurita dapat mengubah warna tubuhnya sesuai dengan lingkungan untuk menghindari musuhnya. Cumicumi mengeluarkan cairan hitam seperti tinta untuk mengelabuhi musuhnya. 24. Jawaban: b Perbedaan antara tumbuhan xerofit dan tumbuhan hidrofit sebagai berikut. a. b. c. d.

Tumbuhan Xerofit

Tumbuhan Hidrofit

Mempunyai sedikit stomata. Batang bersifat sukulen. Daun sempit dan kecil. Akar panjang.

Mempunyai banyak stomata. Batang berongga. Daun lebar. Akar pendek dan lebat.

25. Jawaban: a Hidrofit adalah tumbuhan yang hidup di habitat yang banyak air, misalnya teratai, eceng gondok, dan Hydrilla sp. Higrofit adalah tumbuhan yang hidup di habitat yang lembap, misalnya tumbuhan lumut, tumbuhan paku, dan keladi. Xerofit adalah tumbuhan yang hidup di habitat kering atau kekurangan air, misalnya kaktus dan kurma. Tropofit adalah jenis tumbuh-tumbuhan yang mampu beradaptasi terhadap perubahan musim hujan dan musim kemarau, misalnya pohon jati. 26. Jawaban: c Anjing laut hidup di daerah kutub yang udaranya dingin. Anjing laut memiliki lapisan kulit tebal berisi jaringan lemak agar tubuhnya tetap hangat. Selain itu, hidup secara berkelompok untuk mengatasi udara yang sangat dingin. Dengan cara ini, udara di sekelilingnya akan terasa lebih hangat. Hewanhewan tertentu, seperti tupai dan tikus menghadapi musim dingin dengan cara tidur dalam waktu lama. Pada musim dingin burung akan bermigrasi ke tempat yang lebih hangat. 27. Jawaban: b Makhluk hidup yang memiliki masa kehamilan singkat dan jumlah individu yang dilahirkan banyak akan mengalami pertambahan populasi yang

cepat. Dengan populasi yang besar akan mengakibatkan kelangsungan hidup hewan tersebut menjadi lebih tinggi. Berdasarkan data di atas urutan hewan yang mempunyai tingkat kelangsungan hidup tinggi ke rendah yaitu tikus, kucing, biri-biri, dan kuda. 28. Jawaban: d Alat pernapasan lumba-lumba berupa paru-paru sehingga tidak dapat mengikat oksigen yang terlarut dalam air. Oleh karena itu, lumba-lumba secara berkala muncul ke permukaan air untuk mengambil oksigen di udara. 29. Jawaban: a Tingkat perkembangbiakan makhluk hidup yang rendah dapat mengakibatkan penurunan populasi. Penurunan populasi ini akhirnya dapat mengakibatkan kepunahan makhluk hidup. 30. Jawaban: d Menurut teori Darwin, di alam terjadi mekanisme seleksi alam. Dalam teori ini dijelaskan bahwa makhluk hidup yang dapat beradaptasi dengan alam akan tetap bertahan dan tidak punah. Makanan jerapah berupa daun muda yang berada di pucukpucuk pohon. Jerapah berleher pendek tidak dapat menjangkau daun-daun yang berada di pohon yang tinggi. Akibatnya, jerapah berleher pendek tidak dapat bertahan hidup dan akhirnya punah. Sementara itu, jerapah berleher panjang dapat bertahan hidup.

perairan laut. Paus tidak bisa bernapas di dalam air. Paus harus menghirup udara yang mengandung banyak oksigen dari udara minimal setiap setengah jam sekali. Caranya dengan muncul ke permukaan air. Pada saat itu, paus juga membuang air yang jenuh dengan karbon dioksida dari rongga paruparu dan menghirup oksigen dari udara. 5. Karena mencari makan pada kegelapan malam, hewan ini memiliki sistem deteksi dalam tubuhnya. Kelelawar memancarkan bunyi berfrekuensi tinggi melalui mulutnya. Bunyi tersebut akan dipantulkan oleh benda-benda di sekitarnya seperti cabang pohon atau serangga. Dengan mendengar bunyi pantulnya, kelelawar dapat memperkirakan jarak rintangan atau makanan. Kemampuan kelelawar tersebut dinamakan ekolokasi. Dengan kemampuan ekolokasi, kelelawar dapat terbang di kegelapan malam mencari makanan tanpa menabrak apa pun. 6. Karena kadar oksigen di dataran tinggi lebih sedikit, maka dibutuhkan Hb (haemoglobin) yang lebih banyak untuk mengikat oksigen. Apabila jumlah Hb yang dibutuhkan banyak, jumlah eritrosit (sel darah merah) juga akan meningkat. Oleh karena itu, manusia yang tinggal di dataran tinggi mempunyai jumlah eritrosit lebih banyak daripada manusia yang tinggal di dataran rendah. 7. a. b.

B. Kerjakan soal-soal berikut! 1. Hewan pada gambar adalah Opossum. Mammalia ini merupakan keluarga Rodentia (pengerat). Cara Opossum melindungi diri dari pemangsa adalah berpura-pura mati. Dengan perilaku seperti itu pemangsa akan menjauhinya karena mengira Opossum itu adalah bangkai yang tidak enak. 2. Mimikri adalah teknik manipulasi warna kulit pada binatang, misalnya gurita yang dapat mengubah warna kulitnya sesuai warna lingkungan di sekitarnya. Hal ini dilakukan agar dapat mengelabui binatang predator/pemangsa sehingga keberadaannya tidak diketahui musuh. 3. Autotomi adalah teknik bertahan hidup dengan cara mengorbankan salah satu bagian tubuh. Salah satu hewan yang mengalami autotomi adalah cecak. Cecak jika merasa terancam ia akan memutuskan ekornya sendiri agar bisa bebas dari sergapan musuh. Ekor yang putus akan melakukan gerakangerakan yang dapat mengalihkan perhatian pemangsa sehingga cecak dapat melarikan diri. 4. Hewan pada gambar adalah ikan paus. Hewan ini bernapas menggunakan paru-paru dan hidup di

c.

Tumbuhan tertentu mengeluarkan bau yang khas untuk menarik serangga. Tumbuhan menghasilkan nektar pada bunga untuk menarik serangga. Pohon cemara dan sukun mengeluarkan metabolit sekunder (alelopati) yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman lain di sekitarnya.

8. Salah satu bentuk adaptasi ikan agar mudah bergerak di air adalah memiliki tubuh berbentuk streamline atau pipih. Dengan bentuk tersebut, ikan dapat melawan tekanan air pada saat berenang sehingga dapat bergerak dengan lincah. 9. Tumbuhan xerofit yaitu tumbuhan yang hidup di habitat kering atau kekurangan air. Contoh tumbuhan xerofit yaitu kaktus dan kurma. Tumbuhan ini melakukan adaptasi dengan cara-cara berikut. a. Daun sempit dan kecil dengan stomata ber jumlah sedikit untuk menghindari penguapan yang berlebihan. b. Daun termodifikasi menjadi sisik atau bulu yang berfungsi sebagai alat pertahanan diri. c. Batang atau daun dilapisi zat seperti lilin untuk mencegah penguapan yang berlebihan. d. Akarnya panjang untuk mencapai sumber air. e. Batang mampu menyimpan air (bersifat sukulen).


35

10. a.

b.

36

Terjadinya spesies baru burung finch di Kepulauan Galapagos yang sebelumnya belum pernah ditemukan. Populasi ngengat bersayap gelap lebih banyak daripada ngengat bersayap cerah saat terjadi revolusi industri. Peristiwa ini menunjukkan bahwa ngengat bersayap cerah terseleksi oleh alam sehingga populasinya semakin berkurang.


c.

Punahnya Dinosaurus akibat perubahan alam yang ekstrim di darat membuktikan bahwa reptil raksasa tersebut terseleksi oleh alam dan tidak bisa melangsungkan kehidupannya lagi.

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: c Epididimis merupakan saluran berkelok-kelok yang keluar dari testis. Epididimis berfungsi sebagai tempat pematangan dan penyimpanan sementara sperma. Vesikula seminalis merupakan kelenjar kelamin yang menghasilkan makanan bagi sperma. Vas deferens berfungsi mengangkut sperma matang dari epididimis ke vesikula seminalis. Uretra merupakan saluran kelamin dari vesikula seminalis dan saluran urine dari kantong urine. 2. Jawaban: a Bagian yang ditunjuk adalah hati. Hati berfungsi untuk menghasilkan cairan empedu. Cairan empedu berperan dalam proses pencernaan lemak yaitu untuk mengemulsikan atau memecah lemak menjadi butiran-butiran halus sehingga mudah untuk dicerna. Jadi, jika hati mengalami kerusakan, akan terjadi gangguan pada proses pencernaan lemak. 3. Jawaban: d Organ ekskresi meliputi ginjal, kulit, hati, dan paruparu. Paru-paru mengeluarkan karbon dioksida dan uap air. Ginjal dan kulit mengeluarkan urea, air, dan garam mineral. Hati menghasilkan zat warna empedu hasil dari perombakan sel darah merah. 4. Jawaban: c Enzim yang berperan mencerna lemak adalah enzim lipase. Enzim lipase berfungsi mencerna lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Enzim lipase dihasilkan oleh pankreas (nomor 2) dan usus halus (nomor 5). Nomor 1 adalah mulut yang menghasilkan enzim ptialin. Nomor 3 adalah hati yang menghasilkan cairan empedu. Nomor 4 adalah lambung yang menghasilkan enzim renin dan enzim pepsin. 5. Jawaban: a Organ yang diberi kode Q adalah kandung kemih. Organ ini berperan penting dalam sistem ekskresi yaitu tempat menyimpan urine. Urine ini berasal dari hasil kerja ginjal. Ginjal mengeluarkan bahan buangan bersama-sama dengan urine. Sebelum dikeluarkan dari tubuh, urine disimpan di dalam kandung kemih (vesica urinaria).

6. Jawaban: c Keterangan gambar: O = arteri renalis, arteri yang membawa darah yang mengandung banyak oksigen menuju ginjal P = ureter, menyalurkan urine menuju kandung kemih Q = korteks, tempat terjadinya penyaringan darah R = rongga ginjal, pengumpul urine sebelum dikeluarkan dari ginjal 7. Jawaban: a Bagian I adalah glomerulus. Pada glomerulus terjadi proses penyaringan darah dan dihasilkan urine primer. Urine primer masih mengandung banyak zat yang berguna bagi tubuh, contoh air, garam mineral, dan asam amino. Di sinilah kadar urea terendah di dalam ginjal, karena proses yang terjadi baru sekadar menyaring molekul-molekul besar seperti protein. Selanjutnya, di dalam tubulus kontortus proksimal (bagian II) terjadi proses penyerapan kembali zat-zat yang masih diperlukan tubuh tersebut sehingga dihasilkan urine sekunder. Selanjutnya, urine sekunder mengalami penambahan zat-zat yang tidak diperlukan (contoh urea) di tubulus kontortus distal (bagian III) dan dihasilkan urine sesungguhnya untuk selanjutnya dikeluarkan dari ginjal melalui saluran pengumpul (bagian IV). 8. Jawaban: b Hemoglobin dirombak di dalam hati menjadi zat besi, hemin, dan globin. Zat besi dan globin dikirim ke sumsum tulang belakang dan akan digunakan untuk membentuk hemoglobin baru. Adapun hemin diubah menjadi zat warna empedu dan disimpan di dalam hati. Selanjutnya, zat warna empedu ini akan mengalami oksidasi menjadi urobilin yang akan mewarnai feses dan urine. 9. Jawaban: c Proses pembentukan urine terjadi melalui beberapa tahap yaitu filtrasi, reabsorpsi, dan augmentasi. Filtrasi atau proses penyaringan darah terjadi di glomerulus dan menghasilkan urine primer. Urine primer ini selanjutnya masuk ke tubulus kontortus proksimal (diberi kode G). Di dalam saluran ini urine primer mengalami proses penyerapan zat-zat yang masih berguna. Proses ini disebut reabsorpsi.


37

Proses ini menghasilkan urine sekunder. Urine sekunder ini selanjutnya masuk ke tubulus kontortus distal. Di saluran ini urine sekunder mengalami penambahan zat-zat sisa metabolisme yang tidak diperlukan lagi. Proses ini disebut augmentasi. Pada proses ini dihasilkan urine sesungguhnya yang kemudian dialirkan menuju pelvis (rongga ginjal). 10. Jawaban: a K = kelenjar keringat, menghasilkan keringat dan melembapkan kulit untuk menjaga suhu tubuh tetap stabil. L = saluran keringat, yang dilalui keringat ketika dikeluarkan tubuh melalui pori kulit. M = kelenjar minyak, menghasilkan minyak untuk melumasi rambut. N = jaringan lemak, merupakan makanan cadangan dan bantalan bagi kulit. 11. Jawaban: a Proses filtrasi darah pertama kali terjadi di dalam glomerulus. Molekul kompleks seperti protein disaring supaya tidak ikut dalam proses berikutnya. Dari proses filtrasi dari glomerulus ini akan dihasilkan urine primer. Selanjutnya, dari kapsul Bowman urine primer menuju tubulus kontortus proksimal. Dalam perjalanannya terjadi reabsorpsi zat-zat yang masih berguna bagi tubuh, seperti glukosa, garam, air, dan asam amino. Setelah direabsorpsi kadar urea dalam tubulus semakin tinggi sehingga terbentuklah filtrat tubulus (urine sekunder). Jadi, apabila terdapat protein pada urine berarti terjadi kegagalan filtrasi pada glomerulus. 12. Jawaban: b Keterangan gambar: 1 = epididimis 2 = vas deferens 3 = vesikula seminalis 4 = testis 1) Epididimis merupakan saluran berkelok-kelok tempat pematangan sperma. 2) Vas deferens merupakan bagian yang berfungsi mengangkut sel-sel sperma menuju vesikula seminalis. 3) Vesikula seminalis merupakan tempat penampung sementara sperma dari testis. 4) Testis berisi saluran-saluran kecil yang disebut tubulus seminiferus. Fungsi utama testis adalah sebagai penghasil spermatozoa dan hormon reproduksi pria. 13. Jawaban: c Skrotum menjaga suhu testis agar selalu stabil dan sesuai dengan kehidupan sperma dengan cara mengendur dan mengerut. Apabila suhu tubuh meningkat, skrotum mengendur untuk menjauhkan

38

Ulangan Tengah Semester 1

testis dari kenaikan suhu. Sebaliknya, ketika suhu tubuh terlalu rendah maka skrotum akan mengerut agar suhu testis kembali normal. Penis merupakan alat kopulasi untuk menyalurkan sperma ke dalam alat reproduksi wanita. Vas deferens merupakan saluran berkelok-kelok untuk menyalurkan sperma matang dari epididimis menuju vesikula seminalis. Adapun testis merupakan tempat produksi sel sperma dan penghasil hormon testosteron. 14. Jawaban: b Bagian yang berfungsi sebagai tempat memproduksi ovum adalah ovarium (L). Fertilisasi terjadi di tuba falopii (oviduk). Oviduk ditunjukkan oleh huruf K. Implantasi terjadi di uterus (rahim) yang ditunjukkan oleh huruf M. Bagian yang ditunjukkan huruf N yaitu serviks (leher rahim). 15. Jawaban: d Sperma diproduksi di dalam testis. Epididimis berfungsi sebagai tempat pematangan dan penyimpanan sementara sperma sebelum dikeluarkan. Skrotum berfungsi mengatur suhu testis agar sesuai untuk pembentukan sperma. Uretra merupakan saluran kelamin dari vesikula seminalis dan saluran urine dari kantong urine. 16. Jawaban: d Penyakit gonorhoe disebabkan oleh infeksi bakteri Neisseria gonorhoeae. Penyakit ini ditandai oleh adanya cairan seperti nanah pada alat kelamin. Selain itu, penderita merasakan nyeri saat berkemih. 17. Jawaban: c Sel sperma dihasilkan oleh testis. Sel sperma dari testis kemudian menuju epididimis. Setelah itu, sel sperma yang telah matang menuju saluran vas deferens, uretra, dan akhirnya ke penis. 18. Jawaban: c Kelenjar hipofisis menghasilkan hormon perangsang folikel (Folicle Stimulating Hormone/ FSH) dan hormon lutein (Luteinizing Hormone/LH). LH merangsang sel Leydig untuk menghasilkan hormon testosteron. Pada masa pubertas, testosteron (androgen) memacu tumbuhnya sifat kelamin sekunder. FSH merangsang sel sertoli untuk menghasilkan ABP ( Androgen Binding Protein) yang akan memacu spermatogonium untuk memulai proses spermatogenesis. Anti Diuretic Hormone atau hormon ADH adalah hormon yang berperan dalam penyerapan air pada ginjal. 19. Jawaban: c Bagian nomor 1 adalah oviduk yang berfungsi sebagai tempat terjadinya fertilisasi. Bagian nomor 2 adalah ovarium yang berfungsi untuk menghasilkan ovum. Bagian nomor 3 adalah uterus

yang berfungsi sebagai tempat implantasi embrio. Nomor 4 adalah vagina yang merupakan saluran akhir alat reproduksi wanita. 20. Jawaban: b Pembelahan mitosis

Pembelahan Pembelahan meiosis I meiosis II





Diferensiasi



Spermatozoa

C B A Spermatogonium

Spermatosit primer Spermatosit sekunder Spermatid

21. Jawaban: d Setelah ovulasi, terjadi pembentukan badan kuning (korpus luteum). Korpus luteum ini akan menghasilkan hormon progesteron. Hormon progesteron berfungsi memacu penebalan dinding rahim untuk persiapan kehamilan dan menghambat sekresi FSH dan LH. FSH berguna merangsang pertumbuhan sel-sel folikel di dan memacu pematangan ovum di ovarium ovum. LH merangsang terjadinya ovulasi. 22. Jawaban: b Kandidiasis diakibatkan oleh jamur Candida albicans. AIDS diakibatkan oleh HIV (Human Immunodeficiency Virus). Sifilis diakibatkan oleh bakteri Treponema pallidium. 23. Jawaban: d Zigot mengalami perkembangan menjadi embrio melalui tahapan-tahapan berikut. 1) Tahap Morula Pada tahap morula, zigot membelah dan menghasilkan sel-sel yag sama besar dengan bentuk seperti buah arbei. 2) Tahap Blastula Pada tahap blastula, sel-sel morula terus membelah membentuk blastosit. Blastosit mempunyai lapisan luar yang disebut tropoblas. Tropoblas berfungsi dalam proses implantasi embrio. Tropoblas kemudian menebal menjadi beberapa lapis dan permukaannya berjonjot. Pada kondisi ini embrio telah menempel kuat di uterus. 3) Tahap Gastrula Pada tahap gastrula, bintik benih akan tumbuh dan berkembang menjadi berbagai organ yang dimiliki oleh embrio.

24. Jawaban: a Bagian otak yang dimaksud dalam soal adalah sumsum lanjutan (medula oblongata). Sumsum lanjutan ini berfungsi mengatur refleks fisiologis seperti denyut jantung, penyempitan pembuluh darah, melakukan gerakan menelan, bersin, batuk, bersendawa, dan muntah. Mengatur homeostatis tubuh merupakan fungsi hipotalamus. Mengoordinasi tubuh bagian kanan merupakan fungsi otak kiri, sedangkan mengoordinasi tubuh bagian kiri merupakan fungsi otak kanan. 25. Jawaban: d Otak kecil berperan dalam mempertahankan sikap tubuh, yaitu mengoordinasi otot-otot sebagai alat gerak, misalnya untuk pergerakan otot serta berfungsi sebagai pusat keseimbangan. Adapun pusat pendengaran dan pusat analisis terdapat di otak besar dan pusat refleks terdapat di sumsum tulang belakang. 26. Jawaban: d Selubung mielin adalah substansi lemak berwarna putih kekuningan yang menyelubungi akson. Selubung mielin berfungsi sebagai isolator yang melindungi akson terhadap tekanan dan luka, memberi nutrisi pada akson, dan mempercepat jalannya impuls. Jumlah sel selubung mielin semakin banyak seiring proses menuju dewasa. Semakin banyak selubung mielin, respons menanggapi rangsang akan semakin cepat. Kondisi inilah yang menyebabkan respons orang dewasa lebih cepat dari anak-anak. Sementara itu, neurolema adalah bagian dari sel schwann yang menyelubungi selubung mielin. Neurolema berfungsi membantu proses regenerasi akson yang luka. Dendrit berfungsi menghantarkan impuls ke badan sel. Sinapsis yaitu hubungan antara sel saraf yang satu dengan sel saraf yang lainnya. 27. Jawaban: c Aktivitas yang tidak disadari adalah bernapas dan terjadinya gerak peristaltik. Adapun bermain papan luncur dan mengedipkan mata merupakan aktivitas yang disadari. 28. Jawaban: b Aktivitas dalam Tubuh Membukakan pintu rumah ketika ada tamu Jantung berdenyut lebih cepat ketika menghasilkan hormon Pankreas menghasilkan hormon insulin untuk mengendalikan kadar gula Sekresi adrenalin meningkat ketika ketakutan

Saraf Pengatur Saraf somatik Saraf otonom Saraf otonom Saraf otonom


39

29. Jawaban: b Jika diurutkan dari luar, tingkap jorong (jendela oval) terletak setelah tulang sanggurdi (stapes). Adapun urutan bagian telinga tersebut dari luar ke dalam yaitu martil (malleus), landasan (incus), sanggurdi (stapes), tingkap jorong (jendela oval), dan rumah siput (koklea). 30. Jawaban: a Buta warna merupakan penyakit menurun yang terdiri atas beberapa tipe. Perbedaan tipe dipengaruhi oleh macam sel konus yang terdapat dalam retina. Mata orang normal memiliki tiga macam sel konus. Jika penderita buta warna hanya memiliki satu macam sel konus maka penderita hanya mampu melihat hitam dan putih. 31. Jawaban: d Koklea merupakan organ pendengaran. Osikula merupakan tulang-tulang pendengaran. Saluran Eustachius merupakan saluran penghubung antara ruang telinga dan rongga faring. 32. Jawaban: b Bagian mata yang berkode H adalah lensa mata. Lensa mata berfungsi untuk membiaskan dan memfokuskan cahaya agar bayangan benda tepat jatuh di retina. Bagian mata yang berfungsi meneruskan rangsang cahaya ke saraf otak adalah saraf mata. Bagian mata yang berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke mata adalah pupil. Bagian mata yang mengendalikan kerja pupil adalah iris. 33. Jawaban: c Hibernasi adalah mekanisme yang dilakukan binatang untuk menghadapi musim dingin yang panjang dengan tidur dan berhenti beraktivitas untuk menghemat energi. Predasi adalah proses memangsa oleh predator. Adaptasi adalah proses penyesuaian diri terhadap lingkungan yang diikuti dengan perubahan morfologi, fisiologi, atau tingkah laku. 34. Jawaban: d Unta beradaptasi pada lingkungan gurun yang sangat kering dengan cara berikut. 1) Bibir tebal untuk membantunya mengunyah daun-daun tanaman berduri yang mengandung sedikit air. 2) Kulit telapak kaki yang tebal dengan sedikit ujung sel saraf membantu unta untuk menapak di pasir gurun yang panas tanpa merasa kepanasan. 3) Cadangan lemak di punggungnya memungkinkan unta untuk tidak makan dan minum selama berhari-hari.

40


35. Jawaban: a Adapt asi tingkah laku yaitu penyesuaian diri terhadap lingkungan dengan mengubah tingkah laku supaya dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya. Daun jati menggugurkan daunnya pada musim kemarau dan daun tanaman jagung menggulung saat cuaca kering menunjukkan adaptasi tingkah laku. Adaptasi kedua jenis daun tersebut bertujuan untuk mengurangi penguapan air. Nomor 2) merupakan bentuk adaptasi fisiologi. Nomor 4) merupakan bentuk adaptasi morfologi. 36. Jawaban: d Adaptasi morfol ogi merupakan penyes uaian makhluk hidup melalui perubahan bentuk organ tubuh yang berlangsung dalam waktu lama untuk kelangsungan hidupnya. Misalnya terdapat selaput di antara jari-jari kaki bebek untuk berenang dan berbagai bentuk paruh burung sesuai dengan jenis makanannya. Ikan lumba-lumba muncul ke permukaan air secara periodik dan cumi-cumi yang mengeluarkan cairan seperti tinta merupakan adaptasi tingkah laku. 37. Jawaban: c Paruh yang ditunjukkan pada gambar berbentuk runcing dan agak panjang berfungsi untuk mengoyak makanan yang berupa daging. Burung yang mempunyai paruh seperti itu misal burung elang dan burung rajawali. 38. Jawaban: d Hewan ruminansia seperti sapi memiliki empat bagian perut yang berbeda fungsinya secara fisiologis. Perut sapi terdiri atas perut jala, perut kitab, perut masam, dan perut besar. Sapi mengibas-ngibaskan ekornya untuk mengusir lalat merupakan bentuk adaptasi tingkah laku. Adapun tidak adanya gigi taring pada ruminansia merupakan bentuk adaptasi morfologi. 39. Jawaban: d Hewan-hewan tertentu seperti gurita mampu mengubah warna kulit tubuhnya sesuai dengan lingkungan untuk mempertahankan diri agar terhindar dari pemangsa. Warna kulit gurita yang sesuai dengan lingkungannya mengakibatkan gurita tidak terlihat oleh pemangsanya. 40. Jawaban: d Teratai merupakan tumbuhan hidrofit yang beradaptasi dengan lingkungan air dengan memiliki daun yang lebar, tipis, dan stomata banyak terdapat di permukaan daun bagian atas untuk mempercepat penguapan. Pada tumbuhan hidrofit batangnya berongga berisi udara agar dapat terapung di atas air dan akarnya berupa serabut halus dan berukuran panjang.

1) 2)

B.

Pilihan A merupakan cara adaptasi tumbuhan yang hidup di perairan berarus deras. Pilihan C merupakan cara adaptasi tumbuhan yang hidup di gurun.

Uraian

1. Ginjal memiliki beberapa fungsi sebagai berikut. a. Menyaring zat-zat sisa metabolisme dari dalam darah. b. Mempertahankan keseimbangan cairan tubuh. c. Menjaga tekanan osmosis dengan cara mengatur keseimbangan garam-garam tubuh. d. Mempertahankan keseimbangan kadar asam dan basa dari cairan tubuh dengan cara mengeluarkan kelebihan asam/basa melalui urine. e. Mengeluarkan sisa-sisa metabolisme seperti urea, kreatinin, dan amonia. 2. Hati merupakan organ ekskresi yang salah satu perannya adalah merombak sel darah merah. Proses perombakan sel darah merah yang sudah tua akan menghasilkan zat sisa metabolisme, seperti terlihat pada diagram berikut. Hemoglobin dirombak menjadi

Hemin

Fe

Globin

diubah menjadi

bilirubin

biliverdin

digunakan untuk pembentukan hemoglobin

hemoglobin baru zat warna empedu

4. Seorang laki-laki meskipun telah memasuki masa usia lanjut testisnya tetap memproduksi sperma, tetapi jumlahnya mulai berkurang. Proses spermatogenesis pada laki-laki berlangsung sepanjang hidupnya sehingga meskipun telah berusia lanjut, seorang laki-laki tetap dapat memiliki keturunan jika istrinya masih memproduksi sel telur atau masih mengalami siklus menstruasi. Berbeda dengan laki-laki, wanita akan berhenti memproduksi sel telur pada usia lanjut (kurang lebih pada usia 50 tahun) yang disebut masa menopause sehingga tidak bisa lagi hamil meskipun pasangannya masih memproduksi sperma. 5. Hormon-hormon yang memudahkan proses persalinan sebagai berikut. a. Estrogen, dihasilkan oleh plasenta yang konsentrasinya akan meningkat menjelang persalinan. Estrogen berfungsi untuk merangsang kontraksi uterus. b. Oksitosin, dihasilkan oleh hiposfisis ibu dan ja ni n. Ok si st os in ju ga berf ungs i un tu k merangsang kontraksi uterus. c. Prostaglandin, dihasilkan oleh membran pada janin. Prostaglandin berfungsi meningkatkan intensitas kontraksi uterus. d. Relaksin, dihasilkan oleh korpus luteum pada ovarium dan juga oleh plasenta. Relaksin berfungsi untuk relaksasi atau melunakkan serviks dan melonggarkan tulang panggul sehingga mempermudah persalinan. 6. Fase reparasi merupakan tahap pemulihan akibat pecahnya pembuluh darah ketika terjadi menstruasi. Fase ini terjadi setelah fase menstruasi berakhir. 7. a.

oksidasi urobilin

b.

mewarnai feses dan urine

Bilirubin adalah zat yang dihasilkan dari perombakan sel darah merah oleh hati. Hati menguraikan hemoglobin sehingga menghasilkan zat warna empedu (bilirubin dan biliverdin) yang dikeluarkan bersama urine dan feses sehingga berwarna kekuningan. 3. Seseorang diindikasikan menderita diabetes insipidus apabila dalam tubuh orang tersebut kekurangan hormon antidiuretik (ADH). Akibatnya, kemampuan reabsorpsi menjadi hilang sehingga urine yang dikeluarkan menjadi lebih banyak dibandingkan dalam keadaan normal.

c.

Sel Leydig terdapat pada dinding testis, berbentuk jaringan ikat dan berfungsi menghasilkan testosteron. Sel Sertoli terdapat pada jaringan epidermis testis dan berfungsi memberi nutrisi pada sperma. Tubulus seminiferus adalah saluran-saluran kecil yang berfungsi sebagai tempat untuk pembentukan sperma.

8. Mendula spinalis (sumsum tulang belakang memiliki fungsi sebagai berikut. a. Menghubungkan sistem saraf tepi ke otak atau sebagai penghantar impuls saraf dari semua bagian tubuh ke otak dan sebaliknya dari otak ke semua bagian tubuh. b. Sebagai salah satu pusat gerak refleks.


41

9. Bentuk atau kondisi lensa mata yang tidak normal dapat mengakibatkan rabun jauh (miopi) dan rabun dekat (hipermetropi). Hipermetropi diakibatkan oleh lensa mata yang terlalu pipih sehingga bayangan jatuh di belakang bintik kuning. Kelainan ini dapat dibantu menggunakan lensa cembung (positif). Miopi diakibatkan oleh lensa mata yang terlalu cembung sehingga bayangan jatuh di depan bintik kuning. Kelainan ini dapat dibantu dengan lensa cekung (negatif).

42


10. Walrus hidup di kutub utara yang bersuhu sangat dingin. Walrus secara morfologi memiliki kulit tebal yang terdiri atas bantalan lemak di bawah kulit. Kondisi ini membuat walrus tetap hangat meskipun udara dingin. Selain itu, walrus juga memiliki selaput renang dan tungkai depan yang berbentuk seperti dayung sehingga memudahkannya untuk berenang di air.

Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup

Konsep Pewarisan Sifat

• • •

Jenis-jenis sifat yang diturunkan makhluk hidup Faktor penentu pewarisan sifat Proses pewarisan sifat

•

Mampu memotivasi diri untuk mencapai keberhasilan yang diwujudkan dengan bekerja keras dalam berbagai kegiatan. Mampu menemukan ide-ide kreatif dari ilmu yang telah dipelajari sehingga dapat menerapkan pengetahuan tersebut dalam kehidupan sehari-hari. Mampu menunjukkan sikap ulet dan telaten ketika mengaplikasikan ilmu persilangan pada makhluk hidup agar mencapai keberhasilan. Mampu menjelaskan jenis-jenis sifat yang diturunkan makhluk hidup. Mampu menjelaskan faktor penentu pewarisan sifat. Mampu menjelaskan proses pewarisan sifat.

•

•

• • •


43

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: b Perkembangbiakan generatif akan menghasilkan keturunan (anak) yang memiliki sifat-sifat dari orang tuanya. Sifat tersebut diwariskan melalui selsel gamet yaitu sel sperma dari ayah dan sel telur dari ibu. Dengan demikian, sifat yang dimiliki seorang bayi yang dilahirkan selalu ditentukan oleh sifat ayah dan ibunya. 2. Jawaban: b Alasan Mendel menggunakan kacang ercis (Pisum sativum) sebagai bahan percobaannya sebagai berikut. 1) Dapat melakukan penyerbukan sendiri. 2) Mudah dilakukan penyerbukan silang. 3) Memiliki daur hidup relatif pendek. 4) Menghasilkan keturunan dalam jumlah banyak. 5) Memiliki banyak pasangan sifat yang kontras (setidaknya terdapat tujuh sifat beda). 3. Jawaban: a Gambar (I) merupakan kromosom metasentrik, sentromernya terletak di tengah-tengah kromosom. Gambar (II) merupakan kromosom submetasentrik, sentromernya mengarah ke salah satu ujung kromosom sehingga kedua lengan tidak sama panjang. Gambar (III) merupakan kromosom akrosentrik, sentromernya terletak di dekat ujung kromosom sehingga lengan yang satu panjang dan lengan lainnya pendek. Gambar (IV) merupakan kromosom telosentrik, sentromernya terletak di ujung kromosom sehingga hanya mempunyai satu lengan. 4. Jawaban: d Pada peristiwa intermediat persilangan antara dua individu menghasilkan keturunan dengan fenotipe yang memiliki sifat perpaduan dari ciri kedua induknya. Sifat dominannya akan hilang jika berpasangan dengan sifat resesif. Pada tanaman Mirabilis jalapa, gen penentu warna merah pada bunga akan hilang jika berpasangan dengan gen penentu warna putih. Keturunan yang dihasilkan merupakan perpaduan dari warna merah dan putih, yaitu merah muda. 5. Jawaban: a MmTt dan Ddtt termasuk genotipe heterozigot. Genotipe heterozigot adalah genotipe yang tersusun dari alel dominan dan alel resesif. Sementara genotipe homozigot merupakan genotipe yang tersusun dari sifat dominan atau sifat resesif saja. Genotipe yang merupakan homozigot adalah PPkk, MMHH, dan eePP.

44


6. Jawaban: b Sifat dominan adalah sifat yang menutupi sifat resesif. Artinya apabila terdapat sifat dominan pada sebuah alel, sifat yang ditampakkan adalah sifat dominan. Contoh, gen M pembawa sifat manis dominan terhadap gen m pembawa sifat masam. Sementara itu, gen H pembawa sifat batang kukuh dominan terhadap gen h pembawa sifat batang lemah. Pada persilangan mangga tersebut apabila mangga masam berbatang kukuh (mmHH) dan mangga manis berbatang lemah (MMhh) akan menghasilkan keturunan mangga manis batang kukuh (MmHh). 7. Jawaban: d P1 : % BB >< & bb (bulat) (kisut) Gamet : B, b F1 : Bb (bulat) P2 : Bb >< Bb &

%

B

b

B

BB (bulat)

Bb (bulat)

b

Bb (bulat)

bb (kisut)

Rasio fenotipe bulat : kisut = 3 : 1. Persentase padi bulir kisut = 8. Jawaban: c P : % JJkk >< Gamet : Jk F1 : JjKk

 × 

100% = 25%

& jjKK

jK

9. Jawaban: b Menurut hukum I Mendel, gen-gen yang terdapat dalam satu alel akan mengalami segregasi bebas. Pada organisme dengan genotipe RrPp, segregasi yang terjadi adalah gen R akan berpasangan dengan P dan p membentuk RP dan Rp. Sementara gen r akan berpasangan dengan gen P dan p membentuk rP dan rp. Dengan demikian, gamet yang terbentuk adalah RP, Rp, rP, dan rp. 10. Jawaban: d P1 : % KK >< & kk Gamet : K k F1 : Kk → (kuning) Jadi, genotipe F 1 adalah Kk (heterozigot) dengan fenotipe kuning.

11. Jawaban: c P : MM >< Mm Gamet : M M, m F1 : MM dan Mm Fenotipe F1 : merah dan merah muda. Sehingga peluang fenotipe keturunan bunga berwarna merah muda adalah 50%. 12. Jawaban: a P : Mm >< mm Gamet : M,m m F1 : Mm dan mm Rasio genotipe F 1 = 1: 1

15. Jawaban: c P : % TT >< & tt (tinggi) (pendek) Gamet : T t F1 : Tt (100% tinggi) P2 : % Tt >< & tt Gamet : T dan t t F2 : Tt : tt 1 : 1 16. Jawaban: a Individu yang memiliki fenotipe merah bulat memiliki genotipe sebagai berikut. MMBB, MMBb, MmBB, dan MmBb. Jadi, individu merah bulat ditunjukkan oleh nomor 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, dan 13. 17. Jawaban: a

F1 : P2 :

><

(berbiji-bulat)

& bb

(berbiji-keriput)

Bb (berbiji-bulat) % Bb

><

b

B

BB (bulat)

Bb (bulat)

b

Bb (bulat)

bb (keriput)

Perbandingan fenotipe F 2 = 3 bulat : 1 keriput 3 : 1. Jumlah F2 yang dihasilkan = 500 tanaman.  

= 125

tanaman.

14. Jawaban: a P1 : Cc >< Cc (kedelai cokelat) (kedelai cokelat) G : C, c C, c F2 : CC (kedelai cokelat) Cc (kedelai cokelat) Cc (kedelai cokelat) cc (kedelai putih) Jadi, F2-nya 3 cokelat : 1 putih

% BB

%

B

&

Jumlah F2 yang biji keriput = 500 ×

13. Jawaban: c Gamet % = BK, Bk, bK, bk, maka genotipenya BbKk dengan fenotipe bulat kuning. Gamet & = Bk dan bk, maka genotipenya Bbkk dengan fenotipe bulat hijau. Perhatikan persilangan berikut! P = >< % BbKk & Bbkk (bulat kuning) (bulat hijau) G = BK, Bk, bK, bk Bk, bk

P1 :

F2 :

18. Jawaban: a Persilangan buah jambu tersebut merupakan persilangan dihibrid (dua sifat beda). P1 :

% AAMM

><

& aamm

(besar-manis)

(kecil-asam)

AM

am

G : F1 :

AaMm

P2 :

% AaMm

G :

AM Am aM am

><

& AaMm

AM Am aM am

F2 : %

AM

Am

aM

am

AM

AAMM (besar-manis)

AAMm (besar-manis)

AaMM (besar-manis)

AaMm (besar-manis)

Am

AAMm (besar-manis)

Aamm (besar-asam)

AaMm (besar-manis)

Aamm (besar-asam)

aM

AaMM (besar-manis)

AaMm (besar-manis)

aaMM (kecil-manis)

aaMm (kecil-manis)

am

AaMm (besar-manis)

Aamm (besar-asam)

aaMm (kecil-manis)

aamm (kecil-asam)

&

Perbandingan genotipe =AAMM : AAMm : AaMM : AaMm : AAmm : Aamm : aaMM : aaMm : aamm =1:2:2:4:1:2:1:2:1 Jadi, perbandingan genotipe F 2 adalah 1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1. 19. Jawaban: b Misalnya sifat penentu rambut hitam dilambangkan dengan B dan sifat penentu rambut putih dilambangkan dengan b. % Bb & Bb P : >< (hitam) (hitam) Gamet : B,b F1 : BB, Bb, Bb, bb

B,b

Rasio genotipe = BB : Bb : bb = 1 : 2 : 1 Jadi, persentase keturunan yang bergenotipe & Bb

seperti kedua induknya sebesar

 × 100% = 50% 


45

20. Jawaban: b Hasil persilangan pada soal sebagai berikut. P1 :

Mm

G :

M, m %

><

>< & AAmm (akar lemah(akar kuatbuah manis) buah masam) Gamet : aM Am F1 : 100% AaMm (akar kuat-buah manis) P2 : AaMm >< aamm Gamet : AM,Am,aM,am am F2 :

Mm M, m

M

m

M

MM

Mm

m

Mm

mm

&

4. P1 :

AM

am

Jadi, individu yang memiliki genotipe persis sama dengan induk (P 1) terdapat pada kolom bernomor 1 dan 4. B.

1. Jawaban:

Bentuk biji Warna biji Warna polong Warna bunga Posisi bunga Struktur batang

Sifat Beda Bulat Hijau Hijau Merah Aksial (muncul di ke keti tiak ak da daun un)) Tinggi

Keriput Kuning Kuning Putih Terminal (muncul di uj ujun ung g ba bata tang ng)) Pendek

2. Punnet Punnet adala adalah h nama yang yang diambi diambill dari seorang seorang pakar genetika bernama R.C. Punnet. Ilmuwan ini bersama W. Bateson pada tahun 1906 menemukan prinsip genetika baru ketika menyilangkan kacang kapri berbunga ungu yang serbuk sarinya lonjong dengan bunga merah yang serbuk sarinya bulat. Rasio genotipe keturunan dari persilangan persilangan tersebut menyimpang dari hukum Mendel yang seharusnya pada keturunan kedua (F 2) perbandingan rasio fenotipenya 9 : 3 : 3 : 1. Atas jasanya menemukan penyimpangan hukum Mendel dan menambah referensi penelitian genetika, nama Punnet digunakan untuk menamai kotak persilangan dalam hereditas. Kotak Punnet merupakan diagram yang memperlihatkan kombinasi yang mungkin dari alelalel yang dapat dihasilkan dari suatu persilangan genetika. Para ahli genetika menggunakan kotak Punnet untuk memperlihatkan semua kemungkinan yang muncul dari suatu persilangan untuk menentukan probabilitas permunculan. 3. Gamet Gamet yang terben terbentuk tuk dari dari individu individu tersebut tersebut sebagai berikut. a. AB b. AB AB,, Ab Ab, aB, dan ab c . AB dan aB d. AB ABC, C, AB ABc, c, aB aBC, C, da dan n aBc aBc

46


Am

aM

am

AaMm Aamm aaMm aamm

Rasio gen Rasio genoti otipe pe = AAMm AAMm,, Aamm, Aamm, aaMm, aaMm, aamm aamm Rasi Ra sio o fe feno noti tipe pe = 25% 25% aka akarr kua kuat-b t-buah uah manis manis : 25% akar kuat-buah masam : 25% akar lemah-buah manis : 25% akar lemah-buah masam = 1 :1 :1 :1

Urai Ur aian an

Karakteristik yang Diamati

aa aMM % a

5. P1

&

:

Gamet F1 P2 Gamet

: : : :

F2

:

%

BB BKK % B

><

& bbkk

(bul (b ulat at-k -kun unin ing) g) (ker (k erip iput ut-h -hijijau au)) BK bk 100% BbKk BbKk >< BbKk BK BK Bk Bk bK bK bk bk

BK

Bk

bK

bk

BK

BBKK (bul (b ulat at-k -kun unin ing) g)

BBKk (bul (b ulat at-k -kun unin ing) g)

BbKK (bul (b ulat at-k -kun unin ing) g)

BbKk (bul (b ulat at-k -kun unin ing) g)

Bk

BBKk (bul (b ulat at-k -kun unin ing) g)

BBkk (bul (b ulat at-h -hij ijau au))


Bbkk (bul (b ulat at-h -hij ijau au))

bK

BbKK (bula (bu lat-k t-kuni uning ng))

bk


BbKk bbKK bbKk (bula (b ulat-k t-kun uning ing)) (k (keri eripu put-k t-kun uning ing)) (ke (kerip riput ut-ku -kuni ning) ng) Bbkk (bul (b ulat at-h -hij ijau au))

bbKk (ker (k erip iput ut-k -kun unin ing) g)

bbkk (ker (k erip iput ut-h -hij ijau au))

Rasio genotipe = BBKK : BBKk BBKk : BbKK BbKK : BbKk BbKk : BBkk BBkk : Bbkk : bbKK : bbKk : bbkk = 1 :2 :2 :4 :1 :2 :1 :2 : 1 Rasio fenotipe = bulat bulat-kuni -kuning ng : bulat-hijau bulat-hijau : keriputkeriput-kunin kuning g : keriput hijau = 9:3:3: 1 6. P2

=

F1 AaMm AM aM Am am

>< ><

F1 AaMm AM aM Am am

&

%

AM

Am

aM

AM

AAMM AA MM AAMm AA Mm AaMM Aa MM AaMm Aa Mm aksial-merah aksial-merah aksial-merah aksial-merah

Am

AAMm AA Mm aksial-merah

aM

AaMM Aa MM AaMm Aa Mm aaMM aaMm aksial-merah aksial-merah aksial-merah aksial-merah

am

AaMm AaMm aksial-merah

AAmm AA mm aksial-putih

Aamm Aamm aksial-putih

Persentas Persen tase e = 25% : 25% 25% : 25% 25% : 25% Jadi, persentase anak-anak mereka yang berambut keriting dan bermata lebar adalah 25%.

am

AaMm Aa Mm aksial-merah

aaMm aksial-merah

Aamm Aa mm aksial-putih

10.. Diagram 10 Diagram persilang persilangan an pohon pohon jambu air air berbuah berbuah besar-asam dengan jambu air berbuah kecil-manis sebagai berikut. P1 :

aamm aksial-putih

adalah 8. P P1 1 Gamet F1 P2 F2

 × 240 = 120 buah. 

: : : : :

KK K % K

><

&

K Kk (biji kuning) Kk Kk >< &

%

kk k

Kk

K

k

K

KK buah kuning

Kk buah kuning

k

Kk buah kuning

kk buah hijau

Rasio fenotipe = 75% buah kuning : 25% buah hijau = 3 : 1. 9. P

:

aa aYy % a

><

& Aayy

(ramb (ra mbut ut lu luru russ(ra (r amb mbut ut ke keri riti ting ng-mata lebar) mata sipit) Gamet : aY Ay ay ay F1 : AaYy AaYy,, aaYy, aaYy, Aayy Aayy,, dan dan aayy aayy = rambut keriting-mata keriting-mata lebar lebar : rambut rambut lurus-mata lebar : rambut keriting-mata sipit : rambut lurus-mata sipit

A.

Piliha Pil ihan n Gan Ganda da

1. Jawaban: d Kromosom dalam sel kelamin yang berjumlah separuh dari jumlah kromosom sel tubuh (tidak berpasangan) disebut kromosom haploid (n), sedangkan kromosom yang berpasangan disebut kromosom homolog. Sel yang mengandung kromosom homolog disebut diploid (2n).

><

& bbMM

(besar-asam)

(kecil-manis)

M

m

G :

Rasio fenotipe F2 : aksial merah merah : aksial aksial putih putih : terminal merah : terminal putih Rasio genotipe F 2 : 9 : 3 : 3 : 1 7. Berdasarkan Berdasarkan tabel persilan persilangan gan diketahu diketahuii bahwa bahwa perbandingan genotipe F 2 adalah MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1. Sementara itu, jumlah keturunan yang dihasilkan adalah 240 buah. Jadi, jumlah keturunan yang berbuah manis dengan genotipe heterozigot

BB Bmm % B

F1 :

BbMm (besar-manis)

P2 :

Bb bMm % B

><

& BbMm

F2 : %

BM

Bm

bM

bm

BM

BBMM (bes (b esar ar-m -man anis is))

BBMm (bes (b esar ar-m -man anis is))

BbMM (bes (b esar ar-m -man anis is))

BbMm (bes (b esar ar-m -man anis is))

Bm

BBMm (bes (b esar ar-m -man anis is))

Bbmm (be (b esa sarr-as asam am))


Bbmm (bes (b esar ar-a -asa sam) m)

bM

BbMM (bes (b esar ar-m -man anis is))


bbMM (kec (k ecil il-m -man anis is))

bbMm (kec (k ecil il-m -man anis is))

bm


Bbmm (be (b esa sarr-as asam am))

bbMm (kec (k ecil il-m -man anis is))

bbmm (kec (k ecil il-a -asa sam) m)

&

Persentase jambu air berfenotipe besar-manis =

 

× 100% = 56,25%.

Persentase jambu air berfenotipe besar-asam =

 

× 100% = 18,75%.

Persentase jambu air berfenotipe kecil-manis =

 

× 100% = 18,75%.

Persentase jambu air berfenotipe kecil-asam =

 

× 100% = 6,25%.

Jadi, persentase jambu air yang berfenotipe kecilmanis sebesar 18,75%.

2. Jawaban: d Filial adalah keturunan hasil persilangan dua induk. Filial disimbolkan dengan huruf F. Induk dalam persilangan disebut parental yang disimbolkan dengan huruf P. Sementara itu, sifat yang tidak dapat diamati secara langsung disebut genotipe. Alell ada Ale adalah lah pasa pasanga ngan n gen yang terl terleta etak k pad pada a loku lokus s yang sama dalam kromosom homolog.


47

3. Jawaban: d P : TT >< tt (tinggi) (pendek) Gamet : T t F1 : Tt (t (tin ingg ggi) i) Jadi, keturunannya bergenotipe Tt (heterozigot) dengan fenotipe berbatang tinggi. 4. Jawaban: d Persilangan dua varietas padi menghasilkan genotipe genotip e yang dapat disilangkan disi langkan dengan sesamanya untuk mendapatkan bibit unggul (bulir pulen dan batang pendek) adalah kktt. P

=

Gamet = F

=

kktt % kk

><

kt

6. Jawaban: b Gamet yang terbentuk dari genotipe KkLlMmNN sebagai berikut. KLMN kLMN KlMN klMN KLmN kLmN KlmN klmN Jadi, gamet yang terbentuk berjumlah 8. & bbmm

Gamet =

BM Bm bM bm = BbMm = 1 Bbmm = 1 bbMm = 1 bbmm = 1

48


M

MM

Mm

m

Mm

mm

10. Jawaban: a Misal genotipe kacang ercis biji bulat-kuning heterozigot adalah BbKk dan kacang ercis biji bulathijau heterozigot adalah Bbkk, maka: P : BbKk >< Bbkk Gamet : BK,Bk Bk, bk bK, bk F1 : &

%

BK

Bk

bK

bk

BBKk

BBkk

BbKk

Bbkk

(bulat-kuning)

(bulat-hijau)

(bulat-kuning)

(bulat-hijau)

bbKk

bbkk

Bk

BbKk

Bbkk

(bulat-kuning)

(bulat-hijau)

bk

(keriput-kuning) (keriput-hijau)

F1 dengan fenotipe keriput-hijau sebesar

 . 

11. Jawaban: a P1 :

MM Mbb % M

><

F1 :

& mmBB

MmBb

P2 :

MmBb

><

MmBb

F2 : %

MB

MB

Mb

mB

mb

MMBB

MMBb

MmBB

MmBb

manis mani s-ti tida dak k berbiji


man anis is--tid idak ak berbiji


Mb

MMBb manismani s-ti tida dak k berbiji

MMbb manismani s-be berb rbij ijii

MmBb manismani s-ti tida dak k berbiji

Mmbb manismani s-be berb rbij ijii

mB

MmBB manismani s-ti tida dak k berbiji


mmBB tidak tida k ma mani nis stidak be berbiji

mmBb tidak tida k man manis is-tidak be berbiji

mb


Mmbb mmBb manismani s-be berb rbij ijii tida tidak k ma mani nisstidak berbiji

mmbb tida ti dak k man manis is-berbiji

bm

8. Jawaban: c Persilangan antara tanaman tomat berbuah merahbatang tinggi (MmTt) dengan sesamanya menghasilkan keturunan dengan rasio rasi o fenotipe 9 : 3 : 3 : 1. Hal ini berarti persilangan tersebut bersifat

m

Jadi, kolom yang memiliki genotipe sama yaitu kolom II dan III.

&

><

%

M

&

kt

5. Jawaban: a Berikut skema perkawinan kucing yang terjadi. P : % W Ww w >< & ww Gamet : W, W,w w F1 : Ww (be (beram rambut but teb tebal) al) : ww (bera (beramb mbut ut tip tipis) is) Kucing jantan mempunyai genotipe Ww. Hal ini berarti genotipe kucing jantan bersifat heterozigot. Homozigot resesif adalah alel yang tersusun dari dua gen resesif. Homozigot dominan adalah alel yang tersusun dari dua gen dominan. Intermediat adalah sifat baru yang muncul dari hasil perpaduan ciri kedua induknya.

F1

9. Jawaban: c Diagram Punnet untuk persilangan tersebut sebagai berikut.

& kktt

kk tt bulir pulen dan batang pendek 100%

7. Jawaban: c P1 = BbMm % Bb

dihibrid karena melibatkan dua sifat beda (warna buah dan tinggi batang). Persilangan tersebut menunjukkan sifat dominan penuh karena sifat warna hijau pada buah tertutup sempurna oleh warna merah dan sifat batang pendek tertutup sempurna oleh batang tinggi.

Perbandingan fenotipe = manis tidak berbiji : manis berbiji : tidak manis tidak berbiji : tidak manis berbiji = 9 : 3 : 3 : 1

12. Jawaban: b Ayah dan ibu ber ambut ker iting berpeluang mempunyai anak berambut lurus apabila keduanya bergenotipe heterozigot. Keterangannya sebagai berikut. P : % Kk >< & Kk Gamet : K K k k F1 = KK: keriting Kk : keriting kk : lurus 13. Jawaban: c P : % MmAa >< & Mmaa Gamet : MA, Ma Ma, ma mA, ma F1 : &

%

Ma ma

MA

Ma

mA

ma

MMAa

MMaa

MmAa

Mmaa

(merah-bulat)

(merah-keriput)

(merah-bulat)

(merah-keriput)

MmAa

Mmaa

mmAa

mmaa

(merah-bulat)

(merah-keriput)

(putih-bulat)

(putih-keriput)

Perbandingan fenotipe sebagai berikut. merah-bulat : merah-keriput : putih-bulat : putihkisut = 3 : 3 : 1 : 1. 14. Jawaban: d &

%

CK

Ck

cK

ck

CK

CCKK

CCKk

CcKK

CcKk

Ck

CCKk

CCkk

CcKk

Cckk

cK

CcKK

CcKk

ccKK

ccKk

ck

CcKk

Cckk

ccKk

cckk

Berdasarkan kotak Punnet tersebut, individu yang memiliki genotipe sama dengan induk ditunjukkan oleh nomor 4, 7, 10, dan 13. 15. Jawaban: c Untuk menghasilkan fenotipe 3 : 1 diperlukan persilangan antargenotipe heterozigot. Pilihan a akan menghasilkan keturunan BB dan Bb dengan satu jenis fenotipe. Pilihan b akan menghasilkan keturunan Aa saja dengan satu jenis fenotipe. Pilihan c akan menghasilkan keturunan AA, Aa, Aa, dan aa dengan perbandingan fenotipe 3 : 1. Adapun pilihan d akan menghasilkan keturunan Aa dan aa dengan dua jenis fenotipe. 16. Jawaban: a P : >< % HHRR & hhrr (hitam-kasar) (putih-halus) Gamet : HR hr F1 : HhRr (hitam-kasar) P2 : >< % HhRr & hhrr (hitam-kasar) (putih-halus)

Gamet :

HR hr Hr hR hr F2 : HhRr = hitam-kasar = 1 Hhrr = hitam-halus = 1 hhRr = putih-kasar = 1 hhrr = putih-halus = 1 Jadi, perbandingan genotipe F 2-nya = HhRr : Hhrr : hhRr : hhrr = 1 : 1 : 1 : 1. 17. Jawaban: d Galur murni memiliki genotipe homozigot. Galur murni ditunjukkan oleh DDEEFF, AAbbcc, hhkkll, AABB cc , KK LLMM, DD EE FF, dan aabbcc . Sementara DDRrKk, HhRRSs, DDEEFf, AbcD, PPRrSs, dan KKllMm merupakan genotipe heterozigot. 18. Jawaban: c P1 : % HHRR >< & hhrr Gamet : HR hr F1 : HhRr (100% keperakan-besar) P2 : % HhRr >< & Hhrr Gamet : HR Hr Hr hr hR hr F2 : &

%

HR

Hr

hR

hr

Hr

HHRr

HHrr

HhRr

Hhrr

hr

HhRr

Hhrr

hhRr

hhrr

Fenotipe F2: bulu hitam-badan besar = 1/8 × 100% = 12,5% bulu hitam-badan kecil = 1/8 x 100% = 12,5% bulu keperakan-badan besar = 2/8× 100% = 25% bulu keperakan-badan kecil = 2/8× 100% = 25% bulu cokelat-badan besar = 1/8 × 100% = 12,5% bulu cokelat-badan kecil = 1/8 × 100% = 12,5% 19. Jawaban: d P : JJ >< jj (jingga) (putih) G : J j F1 : Jj (jingga) Jadi, genotipe F 1 adalah Jj (heterozigot) dengan fenotipe berwarna jingga. 20. Jawaban: d Nomor (1) adalah MM, nomor (2) dan (3) adalah Mm, serta nomor (4) adalah mm. Homozigot berarti hanya ada satu macam sifat beda. Resesif berarti sifat yang lemah atau tertutupi oleh gen dominan. Jadi, homozigot resesif ditunjukkan oleh genotipe (4).


49

21. Jawaban: b P : % BB >< & bb Gamet : B b F1 : 100% Bb (berkulit biji cokelat) Hal ini berarti gen B bersifat dominan atau gen B menutup sempurna gen b.

F2 :

22. Jawaban: a P : % TtRr >< Gamet : TR Tr tR tr F1 :

Perbandingan genotipe F 2 = MM : Mm : mm =1:2:1 Perbandingan fenotipe F 2 = merah : putih =3:1

&

% tR

& ttRr

tR tr

TR

Tr

TtRR

TtRr

tR

(melingkar-ikal) (melingkar-ikal)

tr

TtRr

ttRR

ttRr

(tumpul-ikal)

(tumpul-ikal)

Ttrr

(melingkar-ikal) (melingkar-gimbal)

tr

ttRr

ttrr

(tumpul-ikal)

(tumpul-gimbal)

Persentase fenotipe F1: tanduk melingkar-rambut ikal

=

 

× 100%

= 37,5% tanduk melingkar-rambut gimbal =

 

× 100%

= 12,5% tanduk tumpul-rambut ikal

=

 

× 100%

= 37,5% tanduk tumpul-rambut gimbal

=

 

× 100%

&

rp

RP

Rp

RrPp

Rrpp

Berdasarkan hasil persilangan tersebut, tidak ada keturunan yang bergenotipe rrpp atau persentasenya adalah 0%. 25. Jawaban: c P : MM >< G : M F1 : Mm P2 : Mm >< G : M m

50

mm m Mm M m


M

MM (merah)

Mm (merah)

m

Mm (merah)

mm (putih)

%

&

TM

Tm

TM

TTMM 1 ( bat ang tin ggi buah manis)

Tm

TTMm ( bat ang tin ggi buah manis)

tM

TtMM 9 (batang tinggi buah manis)

tm

TtMm (batang tinggi buah manis)

5

13

tM

TTMm 2 (b at ang ti ngg i buah manis) TTmm (b at ang ti ngg i buah asam)

Ttmm (bata ng tinggi buah asam)

TtMM 3 (bat an gt inggi buah manis)

6

TtMm 10 (bata ng tinggi buah manis) 14

tm

7

TtMm (bat an gt inggi buah manis)

ttMM 11 (batang pendek buah manis) 15

ttMm (batang pendek buah manis)

TtMm 4 ( bat ang ti ng gi buah manis) Ttmm ( bat ang ti ng gi buah asam)

8

ttMm 12 (batang pendek buah manis) 16

ttmm (batang pendek buah asam)

Untuk menghasilkan tanaman yang dapat dijadikan bibit unggul (batang pendek dan buah manis) dapat disilangkan genotipe F 2 nomor 11 dan 15.

& rrpp

rp

%

m

27. Jawaban: a % TTMM & ttmm P1 : >< (batang tinggi, (batang pendek, buah manis) buah asam) G : TM tt F1 : TtMm (batang tinggi, buah manis) P2 : TtMm >< TtMm ( batang tinggi, (batang tinggi, buah manis) buah manis) G : TM, Tm, tM, tm TM, Tm, tM, tm F2 : %

23. Jawaban: b P : % Hh >< & hh Gamet : H,h h F1 : Hh, hh Fenotipe : 1 hitam dan 1 putih ><

M

26. Jawaban: b Apabila diterjemahkan dalam sifat yang tampak (fenotipe), keterangannya sebagai berikut. TTGG = rambut keriting-kulit terang Ttgg = rambut keriting-kulit gelap ttGg = rambut lurus-kulit terang ttgg = rambut lurus-kulit gelap

= 12,5%

24. Jawaban: a P1 : % RRPp Gamet : RP Rp F1 :

%

&

P

:

% ttMM

F2

(batang pendek, buah manis : tM

F

:

ttMM ttMm

><

& ttMm

 (batang pendek,  buah manis)  tM ↓ tm

batang pendek dan buah manis 100%

28. Jawaban: a P1 : % HH >< & Hh (hitam) (putih) Gamet : H, h F1 : Hh (hitam) P2 : Hh >< Hh

%

H

h

H

HH

Hh

h

Hh

hh

&

sebagai variasi dalam satu spesies. Variasi ini terjadi karena adanya penggabungan gen-gen dalam inti sel kelamin jantan dan gen-gen dalam inti sel kelamin betina dalam keturunannya.

Rasio fenotipe = hitam : putih = 3 : 1 Jumlah anak kelinci berambut hitam =

 × 

16

= 12 ekor 29. Jawaban: a P2 : MmBb (manis-bulat) Gamet : MB Mb mB mb F2 : %

><

MmBb (manis-bulat) MB Mb mB mb

MB

Mb

mB

mb

MB

MMBB manis-bulat

MMBb manis-bulat

MmBB manis-bulat

MmBb manis-bulat

Mb

MMBb manis-bulat

MMbb manis -lonjong

MmBb manis-bulat

Mmbb manis-lonjong

mB

MmBB manis-bulat

MmBb manis-bulat

&

mb

MmBb manis-bulat

2. Berdasarkan bagan persilangan tersebut, keturunan pertama seluruhnya berfenotipe bunga warna merah dan keturunan keduanya ada yang berfenotipe bunga warna merah dan ada yang berfenotipe bunga warna putih. Hal ini menunjukkan bahwa pasangan induk pada persilangan kedua bersifat heterozigot dan pasangan induk pada persilangan pertama bersifat homozigot. Jadi, pasangan induk pada persilangan kedua yaitu Mm dan Mm (nomor 3) serta pasangan induk pada persilangan pertama yaitu MM dan mm. MM merupakan genotipe individu nomor 1 dan mm merupakan genotipe individu nomor 2. Adapun individu nomor 4 berwarna putih sehingga individu tersebut pasti bergenotipe mm. 3. Diagram persilangan tanaman jagung bertongkol besar-biji lunak (BBLI) dengan jagung bertongkol kecil-biji lunak (bbLI) sebagai berikut. P :

mmBB mmBb masam-bulat masam-bulat

Mmbb mmBb mmbb manis-lonjong masam-bulat masam-lonjong

F1 :

 dari 

keseluruhan keturunan yang dihasilkan. Jadi, jumlah mangga golek dengan fenotipe tersebut adalah

 × 

80 = 15 buah.

30. Jawaban: b P1 : % Aall >< & aaLL Gamet : Al, al aL F1 : AaLl dan aaLl Rasio fenotipe = 50% rambut keriting-lesung pipit : 50% rambut lurus-lesung pipit Jumlah anak yang berambut keriting dan berlesung pipit = 50% × 4 anak = 2 anak. B.

% bbLI

(tongkol kecilbiji lunak)

BL, BI

bL, bl

&

%

bL

bl

BL

BbLL (tongkol besarbiji lunak)

BbLI (tongkol besarbiji lunak)

BI

BbLI (tongkol besarbiji lunak)

BbII (tongkol besarbiji keras)

Perbandingan fenotipe F 1 = tongkol besar-biji lunak : tongkol besar-biji keras = 3 : 1. Adapun persentase jagung bertongkol kecil-biji keras adalah 0%. 4.

a. b.

Uraian

1. Jumlah kromosom dalam tubuh makhluk hidup misal manusia selalu tetap yaitu 46 buah. Hal ini dapat terjadi karena dalam proses pembentukan sel kelamin terjadi pengurangan jumlah kromosom separuh dari jumlah kromosom sel tubuh. Akibatnya, ketika terjadi penyatuan inti sel kelamin jantan dengan inti sel kelamin betina, jumlah kromosom dalam zigot adalah tetap atau sama dengan jumlah kromosom dalam sel makhluk hidup dewasa (induk). Sementara perbedaan secara fisik disebut

><

(tongkol besarbiji lunak) G :

Keturunan dengan fenotipe masam-bulat dilambangkan dengan mmBB dan mmBb. Jumlah genotipe yang mengekspresikan sifat masam-bulat

& BBLI

c.

Fenotipe induknya: biji kuning-keriput dan biji hijau-bulat. Genotipe dan fenotipe F 1 dapat ditentukan melalui bagan persilangan berikut. P : YYrr >< yyRR Gamet : Yr yR F1 : YyRr Fenotipenya: biji kuning-bulat Genotipe, fenotipe, dan rasio fenotipe keturunan F2 P2 : YyRr >< YyRr Gamet : YR YR Yr Yr yR yR yr yr


51

%

YR Y R

Yr

yR

yr

YR Y R

YYRR kuni ku ning ng-b -bul ulat at

YYRr kuni ku ning ng-b -bul ulat at

YyRR kuni ku ning ng-b -bul ulat at

YyRr kuni ku ning ng-b -bul ulat at

Yr

YYRr kuning kun ing-b -bula ulatt

yR

YyRR kun ku ning-b -bu ulat

YyRr kunin ing g-bula latt

yyRR hij ija au-bu bullat

yyRr hijauu-b bulat

yr

YyRr kuni ku ning ng-b -bul ulat at

Yyrr kuni ku ning ng-k -ker erip iput ut

yyRr hija hi jauu-bu bula latt

yy r r hija hi jauu-ke keri ripu putt

&

YYrr YyRr Yyrr kuni ku ning ng-k -ker erip iput ut kunin kuning-b g-bula ulatt ku kuni ning ng-k -ker erip iput ut

YYRR : kuning-bulat = 1 YYRr : kuning-bulat = 2 YyRR : kuning-bulat = 2 YyRr : kuning-bulat = 4 YYrr : hijau-bulat =1 Yyrr : hijau-bulat =2 yyRR yy RR : kun kunin ingg-ke keri rip put = 1 yyR yy Rr : kunin ing g-k -ke eri rip put = 2 yyrr : hijau-keriput = 1 } 1 Jadi, perbandingan fenotipe F 2 = kuning-b kuning-bulat ulat : hijau-bulat hijau-bulat : kuning-keriput : hijau-keriput =9 : 3: 3 :1 5. Selain menghasil menghasilkan kan sifat dominan penuh, persilangan juga dapat menghasilkan sifat intermediat. Tanaman berbunga merah yang disilangkan dengan tanaman berbunga putih dan menghasilkan tanaman berbunga merah muda menunjukkan sifat warna merah mendominasi tidak sempurna (kodomain) terhadap warna putih. Oleh karena itu, persilangan tanaman berbunga merah dengan tanaman berbunga putih menghasilkan tanaman berbunga merah muda (intermediat). Contoh sifat intermediat terjadi pada tanaman bunga pukul empat (Merabilis ( Merabilis jalapa). jalapa). Perhatikan diagram persilangan berikut! P1 :

& M MM M

><

(putih)

M

m

F1 : P2 :

& M Mm m

G :

M, m

c.

%

MT

Mt

mT

mt

MT

MMTT

MMTt

MmTT

MmTt

Mt

MMTt

MMtt

MmTt

Mmtt

mT

MmTT

MmTt

mmTT

mmTt

mt

MmTt

Mmtt

mmTt

mmtt

&

Jumlah Juml ah tan tanam aman an pep pepay aya a yang yang mem memil iliki iki fenotipe berbuah pahit berdaging tebal (mmTT, mmTt) adalah

7. a.

b.

%

><

% Mm

M, m M

m

M

MM (me rah )

Mm (merah muda)

m

Mm (merah muda)

hh (putih)

&


 

× 640 = 120 buah.

Upaya Upay a unt untuk uk me meng nget etah ahui ui ge geno noti tipe pe in indu duk k kuda kuda dapat dilakukan dengan merunut keturunannya. Dari persilangan tersebut, kemungkinan induk kuda hitam bergenotipe HH karena semua fenotipe keturunan F 1-nya hitam. Sementara jika dirunut dari F 2-nya, terdapat satu keturunan yang berwarna putih (hh), artinya pada F1 alelnya heterozigot (Hh). Jadi, genotipe kedua induknya yang mungkin yaitu HH (hitam) dan hh (putih). Berdas Ber dasark arkan an ha hasil sil per persil silan angan gan da dapat pat ditentu ditentukan kan genotipe F2-nya yaitu HH, Hh, Hh, dan hh.

HH

hh

F1 Hh

Perbandingan genotipe F2 = MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1

52

Gamett yang Game yang te terb rben entu tuk k dap dapat at dik diket etah ahui ui da dari ri jumlah jum lah sifa sifatt bed beda a (he (hetero terozigo zigot). t). Pad Pada a tana tanaman man pepaya bergenotipe MmTt terdapat dua sifat beda. Maka berdasarkan rumus 2 n jumlah gametnya adalah 2 2 = 4 buah gamet. b. Ko Kotak tak Pun Punne nett untuk untuk pers persila ilang ngan an terse tersebu but. t.

Mm (merah muda)

F2 :

6. a.

% mm

(merah)

G :

Perbandingan fenotipe F2 = merah : merah muda : putih = 1 : 2 : 1

Hh

F2 HH

Hh

Hh

hh

Jadi, genotipe F 2-nya ada tiga macam yaitu HH, Hh, dan hh. 8. Sifat dari dari keturunan keturunan dipen dipengaruhi garuhi oleh gen dari dari kedua orang tuanya. Pada kasus tersebut dapat dibuat diagram persilangan sebagai berikut. P : Aa a >< % A & aa Gamet : A a a F1 : Aa da dan n aa

Peluang anak mereka beralis tebal dan beralis tipis adalah 50% : 50%. Artinya, peluang muncul sifat tersebut seimbang pada setiap kelahiran anakanak mereka. Perlu diketahui bahwa kemunculan sifat dalam hereditas merupakan sebuah peluang atau probabilitas sehingga hasil yang didapatkan dalam perhitungan tidak selalu memunculkan sifat tersebut pada kejadian sebenarnya. Dalam kasus tersebut, gen aa (alis tipis) belum muncul dalam fenotipe anak-anak mereka. Barangkali gen tersebut akan terekspresi pada anak ketiga atau keempat pasangan suami istri tersebut. 9. a. b.

c.

10.. a. 10

Hibrid Hibr id:: nomo nomorr (2), (2), (3) (3),, (4), (4), (5) (5),, (7), (7), (8) (8),, (9), (9), (10 (10), ), (12), (13), (14), dan (15) Maca Ma cam m fen fenot otip ipe e pad pada a F1 sebagai berikut. 1) Ram Rambut but cok cokela elat-te t-telin linga ga pan panjan jang g = nomo nomor r (1), (2), (3), (4), (5), (7), (9), (10), dan (13). Genotipe: ccpp, CCPp, Ccpp, dan CcPp 2) Ram Rambu butt cokela cokelat-t t-tel eling inga a pend pendek ek = nom nomor or (6), (8), dan (14). Genotipe: CCpp dan Ccpp 3) Ram Rambu butt putih putih-te -telin linga ga pan panjan jang g = nomo nomor r (11), (12), dan (15). Genotipe: ccPP dan ccPp 4) Ram Rambu butt puti putih-t h-teli elinga nga pen pendek dek = nom nomor or (16). Genotipe: ccpp Rasi Ra sio o fe feno noti tipe pe pa pada da F 1 = rambut cokelat-teling cokelat-telinga a panjang : rambut cokelat-telinga pendek : rambut putih-telinga panjang : rambut putih-telinga pendek =9 : 3: 3 :1 Berdas Berd asar arka kan n ket keter eran anga gan n da dapa patt dis disim impu pulka lkan n bahwa genotipe kedua induknya: kkMM (buah kecil-rasa manis) dan KKmm (buah besar-rasa masam)

b.

Untuk men Untuk mengeta getahui hui fen fenotip otipe e dan gen genotip otipenya enya kedua induk disilangkan, hasilnya sebagai berikut. P1 : % k kk kMM >< & KKmm Gamet : kM Km F1 : KkMm Jadi, genotipe F1 = KkMm dengan fenotipenya: buah apel besar rasa manis

c.

Persil Pers ilan anga gan n an anta tara ra F1 dengan tanaman apel yang memiliki buah kecil-rasa manis heterozigot sebagai berikut. P2 : KkMm >< & kkMm % Kk (bes (b esar ar-m -man anis is)) (ke (keci cil-m l-man anis) is) Gamet : KM kM Km km kM km

&

%

KM

Km

kM

km

kM

KkMM KkMm kkMM (besar-manis) (besar-manis) (kecil-manis)

kkMm (kecil-manis)

km

KkMm Kkmm kkMm kkmm (besar-manis) (besar-masam) (kecil-manis) (kecil-masam)

Fenotipe keturunan F 2 sebagai berikut. Geno Ge noti tipe pe Fe Feno noti tipe pe

Juml Ju mlah ah Ge Geno noti tipe pe

KkMM besar-manis 1  3 KkMm besar-manis 2  Kkmm besar-masam 1 kkMM kecil-manis 1  3 kkMm kecil-manis 2  kkmm kecil-masam 1 Jadi, perbandingan fenotipe F 2 = besar-ma besar-manis nis : besar-masa besar-masam m : kecil-manis kecil-manis : kecil-masam = 3 :1 :3 :1


53

Penerapan Pewarisan Sifat dalam Teknik Reproduksi

Teknik Reproduksi dan Dampaknya bagi Kesejahteraan Manusia

• • •

• • • • • • •

54

Jenis-j Jenis -jeni enis s tek tekni nik k re repr produ oduks ksii Dampak Dam pak tekni teknik k reprodu reproduksi ksi bagi bagi kesej kesejaht ahtera eraan an manusi manusia a Kelebi Kel ebihan han dan dan keku kekuran rangan gan tekn teknik ik repr reprodu oduks ksii

Mampu menunjukka Mampu menunjukkan n sikap mandir mandirii dalam melaksa melaksanaka nakan n kewajiban kewajibannya nya seperti seperti saat saat mencari mencari informasi tambahan mengenai kultur jaringan dan membuat poster dengan kemampuan sendiri. Mampu Mamp u menunjukka menunjukkan n sikap inovati inovatiff dalam menemuk menemukan an produk-p produk-produ roduk k baru yang yang menerapka menerapkan n teknik reproduksi. Mampu menerapk menerapkan an ilmu ilmu yang yang telah telah dipelajari dipelajari tentang teknik reprodu reproduksi ksi melalui melalui tindakan nyata sehingga dapat menemukan varietas-varietas tanaman baru yang memiliki sifat unggul. Mampu Mamp u menunjukka menunjukkan n sikap kepedul kepedulian ian terhada terhadap p lingkunga lingkungan n dalam perkemb perkembanga angan n teknik teknik reproduksi yang memungkinkan timbulnya kerusakan lingkungan. Mampu mengi mengidenti dentifikas fikasii jenisjenis-jeni jenis s tekni teknik k reprod reproduksi uksi.. Mampu menj menjelask elaskan an dampak dampak teknik teknik repr reproduks oduksii bagi kese kesejahte jahteraan raan manus manusia. ia. Mampu menje menjelask laskan an kelebih kelebihan an dan kekur kekurangan angan beber beberapa apa teknik teknik repro reproduks duksi. i.


A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: a Ciri-ciri bibit unggul antara lain cepat berbuah atau cepat panen, buahnya banyak, rasa buahnya enak, serta tahan terhadap hama dan penyakit. Jika bibit unggul mempunyai sifat steril tidak akan bisa dikembangkan lagi. 2. Jawaban: a Kedelai Slamet merupakan hasil persilangan antara kedelai Wilis dengan kedelai Dempo yang mempunyai tingkat produksi tinggi serta tahan terhadap kondisi asam (pH rendah). Tanah gambut yang banyak terdapat di pulau besar seperti Kalimantan dapat ditanami kedelai ini. 3. Jawaban: d Keuntungan dari mencangkok antara lain bibit tanaman baru memiliki sifat yang identik dengan induknya, tanaman cepat berbuah, dan mempunyai cabang yang lebih banyak dari induknya. 4. Jawaban: c Kultur jaringan merupakan cara menumbuhkan sel atau jaringan tumbuhan atau hewan dalam media khusus secara aseptik yang bertujuan untuk memperoleh individu baru dalam jumlah banyak dan dalam waktu singkat. Mencangkok, pembastaran, dan iradiasi membutuhkan waktu lama untuk menghasilkan keturunan dalam jumlah banyak. 5. Jawaban: c Pembastaran adalah teknik reproduksi dengan menyilangkan dua individu yang berbeda varietas dalam satu spesies untuk menghasilkan varietas baru. Inseminasi buatan adalah teknik reproduksi yang dilakukan dengan memasukkan sel sperma ke saluran kelamin hewan betina menggunakan bantuan alat suntik. Kultur jaringan adalah cara menumbuhkan sel/jaringan tanaman dalam media khusus secara aseptik/steril. Kloning adalah teknik reproduksi yang dilakukan dengan cara menumbuhkembangkan inti sel tubuh yang dimasukkan ke sel telur tanpa inti, kemudian diimplantasikan ke rahim. 6. Jawaban: c Sapi Shorthor hidup di daerah subtropis dan tidak tahan terhadap iklim panas tetapi berdaging banyak, sedangkan sapi Brahman tahan terhadap iklim panas tetapi daging yang dihasilkan sedikit. Persilangan antara keduanya diharapkan akan menghasilkan sapi yang gemuk (berdaging banyak) dan tahan terhadap iklim panas.

7. Jawaban: b Pada tahap subkultur dilakukan pemindahan eksplan telah tumbuh ke dalam medium tanam baru. Hal ini dilakukan untuk memenuhi kebutuhan nutrisinya. Komposisi hormon dalam medium tanam yang baru biasanya berbeda dengan komposisi hormon pada medium yang digunakan sebelumnya. 8. Jawaban: a Pengubahan pola kromosom dapat dilakukan melalui penyinaran menggunakan sinar radioaktif dengan tujuan untuk menghilangkan sifat buruk makhluk hidup. Oleh karena menggunakan penyinaran, teknik ini disebut teknik iradiasi. 9. Jawaban: d Kelebihan inseminasi buatan sebagai berikut. 1) Sperma pejantan dapat dibekukan dan disimpan. Apabila akan digunakan, sperma dapat dicairkan kembali. 2) Sperma pejantan unggul dalam jumlah sedikit dapat digunakan untuk mengawini beberapa betina sekaligus. 3) Dapat mengawinkan induk jantan dan betina tanpa harus mempertemukannya secara langsung. Opsi b merupakan kelebihan teknik kloning. Opsi c merupakan kelebihan teknik kultur jaringan. 10. Jawaban: c Pasangan suami istri yang sulit mempunyai keturunan dapat memanfaatkan teknik bayi tabung (fertilisasi in vitro). Dalam teknik bayi tabung, sel telur dan sel sperma dipertemukan di luar tubuh sehingga terjadi pembuahan. Embrio yang terbentuk selanjutnya ditanam (diimplantasikan) dan dipelihara di dalam rahim ibu. Dengan demikian, istri dapat hamil dan melahirkan bayi. Sementara itu, inseminasi buatan merupakan teknik reproduksi yang dilakukan dengan memasukkan sel sperma ke saluran kelamin individu betina menggunakan alat suntik. Kloning merupakan teknik reproduksi yang dapat dilakukan pada manusia untuk memperoleh keturunan yang identik dengan induknya. Akan tetapi hingga saat ini inseminasi buatan dan kloning baru diterapkan pada hewan. Adapun kawin silang merupakan teknik reproduksi yang diterapkan pada tumbuhan yaitu dengan menyilangkan dua varietas untuk memperoleh sifat-sifat unggul


55

11. Jawaban: d Individu hasil kloning bersifat identik dengan induknya karena teknik reproduksi ini terjadi secara aseksual. Dalam proses tersebut tidak terjadi pembuahan antara sel telur dan sperma. Inti sel tubuh dimasukkan ke sel telur yang telah dikeluarkan intinya kemudian diimplantasikan ke rahim induknya. 12. Jawaban: c Upaya menambah keanekaragaman tanaman hias (tanaman bunga mawar) dapat dilakukan dengan perkawinan silang (pembastaran). Dengan teknik ini akan dihasilkan individu baru yang mempunyai sifat hasil perpaduan dua tanaman induk yang disilangkan. Misalnya pembastaran mawar merah dengan mawar putih menghasilkan mawar merah muda. Iradiasi dilakukan dengan penyinaran radioaktif untuk menghilangkan sifat buruk. Cangkok dan kultur jaringan merupakan teknik reproduksi yang akan menghasilkan keturunan yang memiliki sifat sama seperti induknya sehingga tidak terjadi peningkatan keanekaragaman hayati. 13. Jawaban: b Teknik kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dari sel atau jaringan tanaman. Teknik ini dilakukan dengan menanamkan bagian tanaman (eksplan) yang akan dibiakkan dalam medium agar yang tepat (medium steril/bebas dari mikroorganisme). 14. Jawaban: c Teknik bayi tabung merupakan teknik reproduksi yang dilakukan dengan cara mempertemukan sel telur dan sel sperma di luar tubuh ibu, yaitu dalam cawan petri yang diberi media tertentu. Sel telur yang telah dibuahi ditumbuhkembangkan dalam tabung reaksi hingga menjadi embrio. Embrio kemudian diimplantasikan ke rahim ibu. 15. Jawaban: b Teknik kloning selama ini baru dilakukan pada hewan. Ian Wilmut dan Keith Canbell, dua peneliti dari Institut Roslin Skotlandia, berhasil melakukan kloning pada domba. Hasil pengkloningan tersebut diberi nama domba Dolly. Namun, beberapa waktu kemudian domba Dolly mati karena domba ini tidak dapat hidup dalam lingkungan biasa seperti halnya domba-domba normal. Sapi Santa Gertrudis merupakan hasil perkawinan silang, sedang padi Atomita dan kedelai Muria merupakan hasil teknik iradiasi.

56


B.

Uraian

1. Cara reproduksi paling efektif untuk melestarikan flora langka dengan teknik kultur jaringan. Dengan teknik ini dapat dihasilkan tanaman baru yang identik dengan induknya dalam jumlah banyak dan dalam waktu lebih singkat. 2. Totipotensi yaitu kemampuan setiap sel untuk tumbuh dan berkembang menjadi satu individu yang utuh. Sifat totipotensi pada sel tumbuhan sangat tinggi, sedangkan sifat totipotensi sel hewan sangat rendah. 3. Padi Pelita II diiradiasi dengan sinar gamma dari isotop kobalt-60. Iradiasi ini mengakibatkan perubahan susunan kromosom dan gen. Perubahan kromosom dan gen dapat mengakibatkan timbulnya sifat baru yang unggul sehingga menghasilkan bibit unggul. Perubahan kromosom dan gen ini bersifat menurun sehingga pada generasi berikutnya terbentuklah padi Atomita II. Padi Atomita II tahan terhadap wereng cokelat dan dapat hidup lebih baik di daerah yang berkadar garam tinggi dan tahan terhadap serangan bakteri pucuk. 4. Getah kambium dibersihkan untuk mencegah terbentuknya kembali jaringan floem. Jika jaringan floem terbentuk kembali, tidak akan tumbuh akar. Pada saat pembuatan sayatan pada proses mencangkok, jaringan floem terputus pada keratan bagian atas sehingga hasil fotosintesis akan terkumpul di sekitar keratan bagian atas dan akan terbentuk kalus (jaringan yang belum berdiferensiasi/belum mempunyai tugas khusus). Selanjutnya, kalus tersebut akan mengalami diferensiasi menjadi akar. Oleh karena itu, diperlukan tanah untuk merangsang pembentukan akar dan sebagai media tumbuh akar. 5. Bibit tanaman yang dihasilkan dari teknik kultur jaringan harus diaklimatisasi sebelum ditanam di lahan tanam. Aklimatisasi dilakukan agar bibit tersebut beradaptasi dengan lingkungannya yang baru. Bibit ditanam dalam pot kecil atau polybag dan diletakkan di tempat teduh. Seiring dengan pertumbuhannya, bibit secara perlahan-lahan dipindahkan ke tempat yang langsung terkena cahaya matahari. Pemeliharaan selanjutnya sama dengan bibit yang dihasilkan dari biji.

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: c Inseminasi buatan merupakan teknik reproduksi yang dilakukan pada hewan ternak seperti sapi, domba, atau kerbau. Inseminasi buatan dilakukan dengan memasukkan sel sperma hewan jantan ke organ reproduksi hewan betina dengan bantuan alat suntik. Biasanya sel sperma diambil dari sapi jantan berkualitas unggul untuk mendapatkan keturunan yang unggul pula. Sperma pejantan unggul dalam jumlah sedikit dapat digunakan untuk mengawini beberapa sapi betina sekaligus. Kloning merupakan teknik reproduksi yang dilakukan dengan cara menumbuhkembangkan inti sel tubuh yang dimasukkan ke sel telur yang telah dibuang intinya untuk memperoleh keturunan yang identik dengan induknya. Fertilisasi in vitro merupakan teknik reproduksi dengan mempertemukan sel sperma dan sel telur di luar tubuh sehingga terjadi pembuahan. Intra cytoplasmic sperm injection merupakan teknik reproduksi dengan menginjeksi satu sperma ke satu sel telur sehingga terjadi pembuahan. Kedua teknik ini dapat diterapkan pada hewan, tetapi sejauh ini baru diterapkan pada manusia. 2. Jawaban: a Sapi Brahman merupakan salah satu jenis sapi yang tahan terhadap iklim panas tetapi daging yang dihasilkan sedikit. Karena tahan terhadap iklim panas, sapi ini cocok dikembangkan di Indonesia. 3. Jawaban: b Teknik kultur jaringan memiliki kelemahankelemahan sebagai berikut. 1) Memerlukan biaya besar karena menggunakan bahan kimia dan dilakukan di laboratorium. 2) Memerlukan keahlian khusus. 3) Tanaman hasil kultur jaringan harus diadaptasikan dengan lingkungannya yang baru. 4. Jawaban: b Inseminasi buatan biasanya dilakukan pada hewan ternak, seperti sapi, domba, kambing, dan kerbau. Teknik ini bertujuan memperbaiki kualitas ternak yang dihasilkan. Inseminasi buatan/kawin suntik belum diterapkan pada ayam dan harimau. 5. Jawaban: c Kultur jaringan tumbuhan merupakan cara perbanyakan tumbuhan secara in vitro dengan cara mengisolasi bagian-bagian tanaman seperti sel, jaringan, atau organ tumbuhan serta menumbuhkannya pada medium secara aseptis (pengerjaannya

di laboratorium) agar bagian-bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman utuh kembali. Tanaman yang dihasilkan melalui kultur jaringan memiliki sifat yang seragam dan identik dengan tanaman induknya. Adapun in vivo merupakan perbanyakan makhluk hidup di dalam makhluk hidup lain, bukan dalam medium buatan. 6. Jawaban: c Kloning merupakan teknik reproduksi yang dilakukan dengan cara menumbuhkembangkan inti sel tubuh yang dimasukkan ke sel telur yang sudah dibuang intinya. Kloning domba Dolly dilakukan dengan cara mengganti inti sel telur domba Skotlandia hitam dengan inti sel tubuh domba Finn Dorset . 7. Jawaban: a Iradiasi pada tanaman dapat mengakibatkan perubahan susunan kromosom dan gen sehingga mengakibatkan perubahan sifat pada tanaman tersebut dan keturunannya. Salah satu efek dari perubahan susunan kromosom tersebut yaitu dapat mengakibatkan kromosom menjadi berlipat ganda. 8. Jawaban: b Mutagen adalah zat yang dapat mengakibatkan mutasi. Poliploidi adalah kromosom yang berlipat ganda. Mutasi adalah perubahan susunan kromosom dan gen yang terjadi pada suatu organisme dan bersifat menurun. Mutan adalah individu yang mengalami mutasi (individu hasil mutasi). 9. Jawaban: b Setelah terbentuk calon tumbuhan dilakukan pemindahan ke medium yang baru. Tahapan ini disebut subkultur. Subkultur bertujuan memenuhi kebutuhan nutrisi bagi plantlet. Komposisi hormon dalam medium yang baru biasanya berbeda dengan komposisi hormon pada medium yang digunakan sebelumnya. 10. Jawaban: d Teori totipotensi menyatakan bahwa setiap sel memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi individu baru. Hal ini berarti pilihan jawaban (i), (ii), (iii), dan (iv) memiliki kemungkinan untuk tumbuh dan berkembang menjadi individu baru. 11. Jawaban: d Iradiasi dapat mengakibatkan mutasi. Mutasi dapat mengakibatkan kematian apabila terjadi pada individu homozigot. Selain itu, keturunan yang dihasilkan bersifat steril.


57

12. Jawaban: c Totipotensi merupakan kemampuan sel untuk berkembang menjadi satu individu. Sifat totipotensi pada tumbuhan lebih tinggi daripada hewan. Oleh karena itu, tingkat keberhasilan kultur jaringan pada tumbuhan lebih tinggi daripada hewan. 13. Jawaban: b Mencangkok merupakan teknik reproduksi yang dilakukan dengan cara mengupas kulit batang suatu tanaman kemudian menutupnya dengan media tanam (tanah) untuk merangsang pembentukan akar. Untuk menutupi media tanam tersebut biasanya dibungkus dengan serabut kelapa atau plastik berlubang. Dengan demikian, alat dan bahan yang tersedia lebih tepat digunakan untuk mencangkok. 14. Jawaban: d Keturunan dari teknik kloning, mencangkok, dan kultur jaringan akan mempunyai sifat yang sama dengan induknya. Sementara itu, hasil keturunan iradiasi dan hibridisasi akan mempunyai sifat yang lebih baik dari induknya. 15. Jawaban: c Beberapa kelemahan/kekurangan pada tanaman hasil pencangkokan sebagai berikut. 1) Perakaran tidak kuat sehingga tanaman mudah roboh. 2) Jumlah tanaman yang dihasilkan dari teknik mencangkok lebih sedikit daripada tanaman yang dihasilkan dari biji. 16. Jawaban: d Kulit batang yang akan dicangkok dikelupas untuk membuang lapisan floem kemudian kambium dibersihkan. Langkah selanjutnya yaitu menutup sayatan tadi dengan tanah. Sayatan mengakibatkan transportasi hasil-hasil fotosintesis dari batang bagian atas terhenti. Sementara itu, keberadaan tanah akan merangsang pembentukan akar pada bagian pangkal batang yang dicangkok. 17. Jawaban: b Padi Atomita, kedelai Muria, dan kacang hijau Camar merupakan hasil mutasi akibat iradiasi dengan menggunakan sinar gamma. Adapun padi Fatmawati dan kedelai Slamet merupakan contoh tanaman hasil perkawinan silang. Padi Fatmawati merupakan hasil persilangan antara padi gogo rancah dan padi Maros, sedangkan kedelai Slamet merupakan hasil persilangan antara kedelai Dempo dan kedelai Wilis. 18. Jawaban: d Kultur jaringan merupakan teknik reproduksi yang dilakukan dengan cara menumbuhkan sel atau jaringan tanaman dalam media khusus secara aseptik. Okulasi dilakukan dengan menempelkan

58


kulit batang yang mengandung mata tunas pada batang tanaman lain yang sudah dikuliti. Mencangkok adalah teknik memperbanyak tanaman dengan cara membuat perakaran baru pada cabang-cabang batang pokok tanaman. Mengenten dilakukan dengan cara menggabungkan batang atas dan batang bawah dari tanaman yang berbeda sehingga membentuk individu baru. 19. Jawaban: b Pada teknik bayi tabung, sperma dan sel telur dipertemukan di luar tubuh hingga terjadi pembuahan. Embrio hasil perkembangan dari sel telur tersebut selanjutnya ditanam di dalam rahim ibu. Selanjutnya, embrio berkembang di dalam rahim ibu sampai siap dilahirkan. 20. Jawaban: d Tumbuhan dan hewan asli yang mempunyai sifat tidak unggul merupakan sumber plasma nutfah. Oleh karena itu, tumbuhan dan hewan asli tersebut perlu dipertahankan karena sifat-sifat tersebut dapat dimanfaatkan di masa depan. 21. Jawaban: c Hibridisasi atau perkawinan silang banyak dilakukan untuk mendapatkan benih-benih unggul. Agar sif at- sifat has il hib ridis asi leb ih stabi l, biasanya dilakukan persilangan antargalur murni. 22. Jawaban: d Teknik bayi tabung yang diterapkan pada manusia telah disahkan oleh pemerintah. Namun, teknik tersebut harus dilaksanakan sesuai peraturan bahwa sperma dan sel telur harus berasal dari orang tua yang sah dan embrio dikandung oleh ibu yang sah. Tujuan kesepakatan ini untuk menjaga nilai moral kemanusiaan bahwa anak yang dilahirkan merupakan anak yang sah dari pasangan suami istri yang memanfaatkan teknik bayi tabung. 23. Jawaban: b Banyaknya varietas baru hasil rekayasa reproduksi dapat mengurangi sumber plasma nutfah (tanaman asli) yang dapat berakibat kepunahan tanaman asli. 24. Jawaban: c Sapi Braford merupakan hasil persilangan antara sapi Brahman dengan sapi Hereford. Sapi Brahman unggul dalam hal produksi daging, sedangkan sapi Hereford unggul dalam hal produksi susu. Hasil persilangan tersebut menghasilkan sapi Braford yang unggul dalam hal produksi daging dan susu. 25. Jawaban: a Manfaat teknik kultur jaringan sebagai berikut. 1) Memperoleh bibit tanaman baru dalam jumlah besar. 2) Memperoleh bibit tanaman dalam waktu singkat.

3) 4) 5)

Memperoleh bibit tanaman baru yang sifat dan kualitasnya sama dengan induknya. Tidak memerlukan lahan luas untuk memproduksi bibit banyak. Tanaman muda dan tanaman dewasa dapat diperbanyak melalui kultur jaringan.

26. Jawaban: c Sapi Santa Gertrudis merupakan hasil perkawinan silang antara sapi Shorthorn dan sapi Brahman. Sapi Shorthorn tidak tahan terhadap iklim panas, tetapi berdaging banyak. Sementara sapi Brahman dapat hidup di iklim panas tetapi dagingnya sedikit. Dari persilangan tersebut, diperoleh sapi Santa Gertrudis dengan sifat tahan terhadap iklim panas dan berdaging banyak. 27. Jawaban: a Teknik in vitro maturation (IVM) merupakan salah satu teknik bayi tabung. Teknik IVM dilakukan dengan mematangkan dahulu sel telur di laboratorium baru kemudian dibuahi. 28. Jawaban: d Untuk mendapatkan tanaman baru dengan sifat unggul dapat dilakukan dengan menyilangkan dua tanaman yang mempunyai sifat-sifat baik, sehingga akan dihasilkan keturunan dengan sifat unggul hasil penggabungan sifat-sifat induknya. 29. Jawaban: d Inseminasi buatan atau kawin suntik merupakan proses memasukkan sel sperma hewan jantan ke organ reproduksi hewan betina dengan bantuan alat suntik. Adapun pembuahan di luar tubuh betina, merupakan teknik bayi tabung. Mengawinkan dua jenis hewan yang sifatnya berbeda merupakan teknik hibridisasi atau perkawinan silang. 30. Jawaban: b Tahap-tahap dalam kultur jaringan sebagai berikut. 1) Tahap inisiasi adalah penanaman eksplan dalam media steril. 2) Tahap multiplikasi adalah perbanyakan calon tanaman dari jaringan pokok. Pada tahap ini terjadi pertumbuhan daun dan batang. 3) Tahap subkultur adalah pemindahan media dan pemberian hormon pemacu pembentukan akar dalam media agar terbentuk tanaman yang sempurna. 4) Tahap aklimatisasi adalah tahap pengkondisian plantlet agar dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan baru. B.

Uraian

1. Kelemahan teknik kawin suntik atau inseminasi buatan hanya dapat dilakukan pada waktu tertentu. Kawin suntik dilakukan saat hewan betina menunjukkan gejala berahi agar dapat terjadi

pembuahan. Apabila waktu pelaksanaan kawin suntik tidak tepat, tidak akan terjadi pembuahan sehingga proses kawin suntik gagal. 2. Teknik inseminasi buatan pada sapi lokal dilakukan dengan memasukkan sperma sapi unggul ke organ reproduksi sapi betina lokal yang sedang berahi. Sebelumnya bibit sperma dari sapi jantan unggul diencerkan dengan larutan pengencer seperti NaCl fisiologis. Selanjutnya, sperma pejantan unggul dimasukkan ke rahim hewan betina menggunakan jarum suntik. 3. Individu hasil kloning berasal dari inti sel tubuh induk yang dipindahkan ke sel telur yang intinya sudah dikeluarkan lalu sel telur tersebut ditanam dan dipelihara di dalam rahim. Oleh karena berasal dari sel tubuh induk maka pada saat dilahirkan, individu hasil kloning mempunyai umur yang sama dengan umur sel induknya. 4. Tahap-tahap dalam kultur jaringan sebagai berikut. a. Tahap inisiasi adalah penanaman eksplan dalam media steril. b. Tahap multiplikasi adalah perbanyakan calon tanaman dari jaringan pokok. c. Tahap subkultur adalah pemberian hormon pemacu pembentukan akar dalam media agar terbentuk tanaman yang sempurna. d. Tahap aklimatisasi adalah tahap pengkondisian plantlet agar dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan baru. 5. Pak Doni dan Bu Dina dapat memperoleh keturunan dengan melakukan teknik bayi tabung. Dalam teknik bayi tabung, sel telur dan sel sperma dipertemukan di luar tubuh wanita (media tertentu) sehingga terjadi pembuahan. Sel telur yang telah dibuahi disebut zigot. Zigot akan berkembang menjadi embrio. Selanjutnya, embrio ditanam (diimplantasikan) dan dipelihara di dalam rahim Bu Dina. Dengan demikian, Bu Dina dapat hamil dan melahirkan. 6. Proses teknik bayi tabung pada manusia sebagai berikut. a. Sel telur yang telah mengalami ovulasi pada wanita diambil dengan suatu alat khusus. Sel telur tersebut kemudian disimpan dalam tabung berisi media yang kondisinya seperti dalam rahim. b. Sel telur kemudian dipertemukan dengan sperma sehingga terjadi fertilisasi. c. Sel telur yang sudah dibuahi disebut zigot. Zigot kemudian dikembalikan ke dalam tabung. d. Apabila zigot dapat berkembang menjadi embrio, embrio diimplantasikan ke dalam rahim ibu.


59

7. Sterilisasi eksplan bertujuan membunuh mikroorganisme pada eksplan sehingga dapat mencegah terjadinya kontaminasi. Contoh cara sterilisasi eksplan adalah merendam eksplan dalam alkohol 70% atau kalsium hipoklorit 5% selama beberapa menit. 8. Kloning dilakukan dengan menumbuhkembangkan inti sel tubuh ke dalam sel telur tanpa inti. Sel telur ini kemudian diimplantasikan ke dalam rahim. Kloning biasanya diterapkan pada hewan. Sementara itu, kultur jaringan dilakukan dengan menumbuhkan sel/jaringan dalam media khusus secara aseptik/steril. Kultur jaringan biasanya diterapkan pada tumbuhan. 9. Mencangkok hanya dapat dilakukan pada jenis jenis tanaman berkayu karena tanaman berkayu mempunyai berkas pengangkut yang tersusun secara teratur. Oleh karena itu, kita mudah

60


mengenali letak floem dan xilem. Pada batang tanaman berkayu, jaringan floem terletak di luar kambium, sedangkan jaringan xilem terletak di dalam kambium. Dengan demikian, pada saat mencangkok, bagian kulit batang (bagian floem dan kambium) dibuang lalu ditutup dengan tanah untuk merangsang pembentukan akar. 10. Kopi arabika mempunyai batang dan perakaran lemah, tidak tahan hama, tetapi rasa kopinya enak. Adapun kopi robusta mempunyai sifat antara lain batang dan perakarannya kuat, tahan hama, serta dapat hidup di lingkungan dengan kondisi buruk, tetapi rasa kopinya kurang enak. Dari persilangan kedua tanaman kopi tersebut diharapkan akan memperoleh kopi yang mempunyai batang dan perakaran kuat, tahan hama, dan rasa kopinya enak.

Bioteknologi

Bioteknologi dan Penerapannya

• • •

• • • • •

Definisi bioteknologi Penerapan bioteknologi konvensional di bidang pangan Penerapan bioteknologi konvensional di bidang nonpangan

Mampu mengembangkan produk-produk hasil bioteknologi agar lebih diminati masyarakat. Mampu bekerja sama dalam melaksanakan langkah-langkah praktikum sehingga dapat menyelesaikan setiap praktikum dengan lancar. Mampu menjelaskan definisi bioteknologi. Mampu menjelaskan penerapan bioteknologi konvensional di bidang pangan. Mampu menjelaskan penerapan bioteknologi konvensional di bidang nonpangan.


61

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c Aspergillus oryzae atau Aspergillus soyae bersama Saccharomyces rouxii atau Pediococcus soyae atau Torulopsis sp. dapat digunakan dalam pembuatan kecap. Adapun tapai dibuat dengan menggunakan bakteri Saccharomyces cerevisiae. Tempe dibuat dengan menggunakan jamur Rhizo pus sp. Yoghurt merupakan hasil fermentasi susu menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus atau Streptococcus thermophillus. 2. Jawaban: a Nata de coco adalah makanan dari olahan air kelapa dengan bantuan bakteri Acetobac ter xylinum. Bakteri tersebut berperan mengubah gula yang terkandung dalam air kelapa menjadi selulosa. 3. Jawaban: d Mikrobia-mikrobia yang digunakan dalam proses pembuatan alkohol beserta produk yang dihasilkan sebagai berikut. Jamur Aspergillus ↓

Pati (Amilum)

→

Jamur Saccharomyces ↓

Glukosa

→

Etanol

Acetobacter xylinum berperan dalam pembuatan nata de coco. Methanobacterium berperan dalam pembuatan biogas karena dapat menghasilkan gas metana. 4. Jawaban: b Dengan kemajuan bioteknologi melalui pemanfaatan agen mikrobia, saat ini terdapat cara pengolahan limbah yang lebih murah dan relatif aman dengan memanfaatkan mikrobia. Salah satu contoh mikrobia pengolah limbah adalah Methanobacterium. Mikrobia ini dapat menguraikan limbah organik menjadi metana, karbon dioksida, dan hidrogen. Adapun mikrobia yang dapat menghasilkan zat antipertumbuhan mikrooorganisme lain (antibiotik) ditemukan pada jamur Penicillium sp. Thiobacillus ferrooxidans dimanfaatkan untuk memisahkan logam dari bijihnya. Jamur Cephalosporium sp. menghasilkan zat antibiotik sefalosporin yang dapat membunuh bakteri kebal penisilin. 5. Jawaban: c Rhizopus sp. yang terdapat pada tempe akan mengubah protein kompleks kacang kedelai yang sukar dicerna menjadi protein sederhana (asam amino) yang mudah dicerna oleh manusia.

62 Bioteknologi

6. Jawaban: a Proses pembuatan tapai ketan yang memanfaatkan Sacharomyces cerevisiae adalah mengubah karbohidrat dalam ketan menjadi glukosa melalui reaksi fermentasi. Dalam reaksi tersebut terdapat hasil samping berupa etanol (alkohol) dan gas karbon dioksida. Reaksi fermentasi karbohidrat adalah C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + energi. 7. Jawaban: d Reaksi fermentasi karbohidrat yang biasa terjadi pada bioteknologi tradisional sebagai berikut. ragi

Glukosa → etanol (alkohol) + CO2 + energi Karbon dioksida yang dihasilkan dari proses fermentasi itulah yang membuat adonan roti mengembang. 8. Jawaban: d Neurospora crassa dimanfaatkan dalam pembuatan oncom merah. Saccharomyces cerevisiae dimanfaatkan dalam pembuatan tapai dan roti. Sementara itu, Pediococcus soyae dimanfaatkan orang Cina untuk membuat Chiang-yu (kecap tradisional Tiongkok). 9. Jawaban: a Protein sel tunggal (PST) merupakan sumber makanan berprotein tinggi. PST terbuat dari mikrobia melalui mekanisme bioteknologi dengan cara fermentasi. PST memiliki kadar protein yang lebih tinggi dibandingkan protein pada tumbuhan atau hewan. Mikroorganisme yang umum digunakan sebagai PST antara lain Algae dan jamur, misal Chlorella, Spirulina, Candida utylis, dan Fusarium graminearum. 10. Jawaban: d Kecap berupa cairan berwarna hitam yang rasanya manis atau asin. Kecap dibuat dari kedelai, terutama kedelai hitam, dengan memanfaatkan jamur Aspergillus soyae dan Aspergillus wentii . Mikrobia tersebut berperan mengubah protein kompleks menjadi asam amino. 11. Jawaban: d Mikropotein adalah produk makanan yang berasal dari benang-benang (miselium) jamur Fusarium graminearum. Toru lopsis merupakan mikrobia yang dimanfaatkan oleh orang-orang Eropa untuk membuat Soy sauce. Rhizopus stolonifer merupakan jamur yang dimanfaatkan dalam pembuatan tempe. Adapun Mucor mucedo adalah jamur yang tumbuh di permukaan kotoran sapi. Jamur beracun ini sering disalahgunakan untuk membuat psikotropika.

12. Jawaban: b Dalam pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat seperti Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. Bakteri asam laktat tersebut berfungsi untuk mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam susu (asam laktat). Sementara itu, mengubah protein kompleks menjadi asam amino merupakan fungsi jamur Rhizopus sp. dalam pembuatan tempe. Mengubah karbohidrat menjadi glukosa merupakan fungsi Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan tapai singkong. Mengubah gula menjadi asam asetat merupakan fungsi bakteri Streptococcus sp., Lactobacillus sp., dan Pediococcus sp. dalam pembuatan sayuran fermentasi (acar). 13. Jawaban: a Mikrobia dan peranannya sebagai berikut. No.

Nama Organisme

Peran

1. 2. 3. 4.

Thiobacillus ferrooxidans Agrobacterium tumifaciens Penicilium notatum Methanobacterium

Memisahkan bijih logam Plasmid agen (vektor) Antibiotik Memproduksi gas metana

14. Jawaban: a Pada beberapa jenis keju, misal keju Swiss, terlihat banyak rongga di dalamnya. Rongga ini terbentuk karena pada tahap pematangan, bakteri yang digunakan untuk melakukan fermentasi dapat mengeluarkan gelembung udara (karbon dioksida) sehingga menghasilkan keju yang berlubang-lubang. 15. Jawaban: c 1) Aspergillus oryzae berperan dalam pembuatan taoco. 2) Acetobacter aceti berperan dalam pembuatan asam asetat. 3) Propionibacterium berperan dalam pembuatan keju. 4) Aspergillus niger berperan dalam produksi enzim selulase. B. Uraian 1. Pada bioteknologi konvensional, proses yang terjadi tidak melibatkan banyak campur tangan manusia (terjadi secara alami). Campur tangan

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d Proses-proses yang berlangsung dalam bioteknologi banyak memanfaatkan peran mikrobia sebagai peubah (agen biologis). Sebagai contoh, pembuatan yoghurt melibatkan peran bakteri dan pembuatan tapai melibatkan peran jamur.

manusia hanya sebatas pada penciptaan kondisi lingkungan maupun substrat agar mikrobia dapat berkembang secara optimal. 2. Tempe bongkrek terbuat dari ampas kelapa hasil samping proses pembuatan minyak kelapa yang difermentasi oleh jamur Rhizobium sp. Kasus keracunan tempe bongkrek diakibatkan oleh proses pembuatannya yang mengabaikan kebersihan, baik peralatan atau bahan sehingga terkontaminasi oleh bakteri Pseudomonas cocovenenans. Bakteri ini menghasilkan asam bongkrek yang bersifat racun. Cara menghindari racun pada tempe bongkrek yaitu pada saat pembuatannya diupayakan sehigienis mungkin. Seperti diketahui, bakteri penghasil asam bongkrek mudah tumbuh pada ampas kelapa, terutama yang berkadar lemak tinggi. 3. Faktor yang memengaruhi kepadatan keju berbedabeda yaitu kelembapan udara dan jenis mikroorganisme yang digunakan. Semakin kecil kelembapan lingkungan, keju yang dihasilkan semakin padat. Jenis mikrobia yang digunakan juga menentukan kepadatan keju. Misal, bakteri Propionibacterium shermanii digunakan untuk produksi keju keras, Penicillium roqueforti untuk keju setengah lunak, dan Penicillium camemberti untuk keju lunak. 4. Bioteknologi modern adalah teknologi pemanfaatan makhluk hidup untuk menghasilkan produk atau jasa yang bermanfaat bagi manusia melalui proses manipulasi atau rekayasa DNA (gen). Penerapan bioteknologi modern didukung dari disiplin ilmu yang lain seperti Mikrobiologi, Genetika, Biologi Sel, Teknik Kimia, Enzimologi, dan Biokimia. 5. Adonan roti terlihat mengembang setelah melalui proses fermentasi. Hal ini karena dalam proses fermentasi roti tersebut dihasilkan gas karbon dioksida. Reaksi fermentasi karbohidrat yang biasa terjadi pada bioteknologi konvensional sebagai berikut. C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + energi Karbon dioksida yang dihasilkan dari proses fermentasi itulah yang mengakibatkan adonan roti mengembang.

2. Jawaban: c Di antara produk pada soal yang melibatkan makhluk hidup dalam proses pembuatannya yaitu tapai. Pembuatan tapai melibatkan mikroorganisme berupa Saccharomyces cerevisiae. Adapun tahu, nasi, dan sirop dalam pembuatannya tidak melibatkan mikroorganisme.


63

3. Jawaban: c Rhizopus sp. berperan dalam pembuatan tempe dan oncom. Lactobacillus sp. berperan dalam pembuatan yoghurt, keju, dan sayuran fermentasi. Saccharomyces cerevisiae berperan dalam pembuatan tapai dan roti. 4. Jawaban: b Insulin dihasilkan dengan cara menyambung gen pengontrol pembuatan insulin manusia ke dalam DNA bakteri Escherichia coli . Hasil penyambungan (pencangkokan) tersebut akan terbentuk bakteri baru yang mampu menghasilkan hormon insulin manusia. Insulin yang dihasilkan bisa untuk mengobati kencing manis. 5. Jawaban: b Bioteknologi merupakan suatu upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan nilai suatu barang dan jasa. Salah satu pemanfaatan bioteknologi dalam upaya meningkatkan produksi pangan adalah dengan memanfaatkan teknik kultur jaringan sehingga menghasilkan tanaman pangan dengan kualitas dan kuantitas tinggi. Selain itu, aplikasi penggunaan mikroorganisme dalam pembuatan tempe juga merupakan salah satu penerapan bioteknologi dalam upaya peningkatan kualitas bahan pangan. Sementara itu, rekombinasi DNA pada pembuatan insulin merupakan pemanfaatan bioteknologi dalam bidang kesehatan. Adapun penggunaan herbisida pada kebun sayuran bukan merupakan bioteknologi. 6. Jawaban: a Mikroorganisme yang berfungsi mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam susu (asam laktat) adalah Lactobacillus bulgaricus. Oleh karena itu, mikroorganisme tersebut dikelompokkan ke dalam bakteri asam laktat. Bakteri asam laktat berperan dalam pembuatan yoghurt, keju, dan mentega. Pediococcus sp. berfungsi mengubah gula dalam sayuran menjadi asam asetat. Sementara itu, Rhizopus oligosporus berfungsi mengubah protein dalam bungkil kacang tanah menjadi protein sederhana dalam pembuatan oncom hitam. Neurospora crassa berfungsi mengubah protein kompleks dalam kedelai menjadi protein sederhana dalam pembuatan oncom merah. 7. Jawaban: b Streptococcus thermophillus berperan dalam pembuatan yoghurt . Bacillus thuringiensis berperan dalam pengendalian hama tanaman budi daya. Rhizopus stolonifer berperan dalam pembuatan tempe.Streptococcus lactis berperan dalam pembuatan mentega.

64 Bioteknologi

8. Jawaban: d Teknologi yang diterapkan dalam bioteknologi konvensional masih sederhana, misalnya pemanfaatan mikrobia dalam proses fermentasi. Proses fermentasi yang melibatkan Lactobacillus bulgaricus dimanfaatkan dalam pembuatan kefir atau yoghurt. Pembuatan bibit tanaman transgenik, rekayasa genetika pada Agrobacterium tumefaciens, dan pembuatan hormon insulin dalam skala industri merupakan contoh bioteknologi modern. 9. Jawaban: d Antibiotik merupakan senyawa yang dihasilkan oleh mikroorganisme untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme patogen lain. Contoh antibiotik yaitu penisilin, sefalosporin, eritromisin, tetrasiklin, dan basitrasin. Secara spesifik, antibiotik sefalosporin digunakan untuk membunuh bakteri kebal penisilin. Untuk mengurangi rasa sakit dapat menggunakan beta endorfin. Untuk melarutkan darah yang beku dapat menggunakan aktivator plasminogen. Untuk meningkatkan kekebalan tubuh dapat menggunakan produk yang berupa vaksin. 10. Jawaban: b Berdasarkan tingkat kerumitan dalam pelaksanaan proses-proses bioteknologi, bioteknologi dibedakan menjadi bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. Pada bioteknologi konvensional, teknologi yang diterapkan masih sederhana. Teknologi ini sepenuhnya mengandalkan peran mikroorganisme secara alami tanpa melakukan proses rekayasa genetika oleh mikrobia. Contoh pada pembuatan antibiotik penisilin memanfaatkan jamur Penicillium sp., pembuatan nata de soya memanfaatkan bakteri Acetobacter sp., dan pembuatan tapai ketan memanfaatkan jamur Saccharomyces sp. Sementara itu, bioteknologi modern menggunakan peralatanperalatan canggih. Pada bioteknologi modern, dilakukan proses manipulasi terhadap susunan genetik mikrobia yang dimanfaatkan. Contoh pada pembuatan tanaman transgenik. Tanaman transgenik merupakan tanaman yang telah disisipi gen bakteri, misal tanaman padi yang disisipi gen bakteri Bacillus thuringiensis sehingga tanaman tersebut mampu memproduksi insektisida alami. 11. Jawaban: c Yeast sebenarnya adalah jamur Saccharomyces cerevisiae. Yeast dapat mengakibatkan adonan roti mengembang karena dalam proses fermentasi menghasilkan gas karbon dioksida. Pediococcus sp. berperan dalam pembuatan sayuran fermentasi. Streptococcus thermophillus berperan dalam pembuatan yoghurt. Propioni bacterium berperan dalam pembuatan keju.

12. Jawaban: c Biogas adalah gas metana yang diproduksi mikrobia di dalam medium kotoran ternak. Kotoran ternak difermentasi oleh mikrobia menjadi gas metana dengan memanfaatkan bakteri penghasil gas metana, yaitu Methanobacterium. Penicillium notatum merupakan jamur yang menghasilkan antibiotik penisilin.Thiobacillus ferrooxidans berperan dalam proses pemisahan logam dari bijihnya. Sementara itu, Nitrosomonas merupakan bakteri pengikat nitrogen yang bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan. 13. Jawaban: d Bakteri pemisah logam merupakan bakteri yang secara alami terdapat pada batuan dan bijih logam, contoh bakteri Thiobacillus ferrooxidans yang digunakan untuk mengekstraksi tembaga dari bijih tembaga. Bacillus polymyxa menghasilkan antibiotik polimiksin, Bacillus subtilis menghasilkan antibiotik jenis basitrasin, dan Streptomyces sp. menghasilkan antibiotik tetrasiklin. 14. Jawaban: b Padi transgenik memiliki banyak keuntungan, tetapi dampak negatif dari meningkatnya populasi tanaman hasil rekayasa genetika ini antara lain berkurangnya plasma nutfah di ekosistem sawah. Secara ekonomi, petani lebih memilih tanaman transgenik karena hasilnya banyak, waktu panen singkat, bulir padi bernas, dan tahan hama. Hal tersebut mengakibatkan padi varietas alami tidak lagi ditanam di sawah. Hama padi yang tidak bisa memakan padi transgenik akan menyerang padi alami sehingga dapat mengakibatkan punahnya varietas alami padi. Belum lagi dampak negatif terhadap tubuh manusia jika mengonsumsi padi rekayasa genetika ini dalam jangka panjang. 15. Jawaban: b Untuk mendapatkan bibit unggul yang memiliki sifat sama dengan induknya dalam waktu singkat dan jumlah banyak dalam upaya meningkatkan produksi pangan dapat dilakukan dengan cara kultur jaringan. Inseminasi buatan adalah teknik reproduksi yang dilakukan dengan memasukkan sel sperma ke saluran kelamin hewan betina menggunakan bantuan alat suntik. Hidroponik merupakan teknik pengembangbiakan tanaman dengan media bukan tanah. Mutasi gen merupakan perubahan gen sehingga dapat menimbulkan sifat baru pada suatu organisme. 16. Jawaban: b Dalam pembuatan tapai, jamur Saccharomyces cerevisiae akan memecah glukosa pada singkong menjadi alkohol, gas karbon dioksida, dan energi. Adapun asam amino dan asam laktat tidak dihasilkan dalam pembuatan tapai.

17. Jawaban: b Oncom, tempe, tapai, kecap, dan taoco dibuat dengan memanfaatkan agen biologi dari jenis jamur. Tempe dibuat dengan memanfaatkan jamur Rhizopus sp. Taoco dibuat dengan memanfaatkan jamur Aspergillus oryzae. Tapai dibuat dengan memanfaatkan jamur Saccharomyces cerevisiae. Sementara itu, oncom merah dibuat dengan memanfaatkan jamur Neurospora crassa. Adapun keju, yoghurt, dan mentega dibuat dengan memanfaatkan bakteri asam laktat. Acar dibuat dengan memanfaatkan beberapa jenis bakteri seperti Streptococcus sp. dan Lactobacillus sp. 18. Jawaban: a Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa genetik (DNA). Ciri-ciri bioteknologi modern sebagai berikut. 1) Menggunakan peralatan-peralatan canggih. 2) Menghasilkan produk yang berkualitas dan dalam jumlah besar. 3) Dilakukan dalam keadaan steril. Sementara itu, produk yang dihasilkan tidak bisa diprediksi dan memanfaatkan proses fermentasi merupakan ciri-ciri bioteknologi konvensional. 19. Jawaban: a Oncom merah merupakan makanan hasil fermentasi limbah tahu oleh Neurospora crassa. Tempe terbuat dari kedelai yang difermentasi oleh Rhizopus sp. Oncom hitam terbuat dari bungkil kacang tanah yang difermentasi oleh Rhizopus oligosporus. Sementara itu, nata de coco terbuat dari air kelapa yang difermentasi oleh Acetobacter xylinum. 20. Jawaban: b Antibiotik dibuat tanpa melalui rekayasa genetika sehingga merupakan produk bioteknologi konvensional. Sementara itu, insulin, antibodi monoklonal, dan interferon dibuat melalui rekayasa genetika sehingga merupakan produk bioteknologi modern. 21. Jawaban: d Pasteurisasi adalah proses sterilisasi susu dengan cara dipanaskan pada suhu di atas 60 oC. Keju terbuat dari susu. Susu yang akan digunakan untuk membuat keju perlu dipanaskan terlebih dahulu selama beberapa waktu untuk membunuh bakteri berbahaya. 22. Jawaban: d Alasan penggunaan mikroorganisme berupa bakteri dan jamur pada proses bioteknologi sebagai berikut. 1) Pertumbuhan mikroorganisme cepat. 2) Sel-selnya mengandung protein tinggi.


65

3) 4)

Menghasilkan produk makanan yang aman dikonsumsi. Dapat menggunakan produk sisa sebagai substratnya sehingga biayanya relatif lebih murah.

manipulasi susunan gen dalam kromosom organisme. Aplikasi bioteknologi modern adalah pembuatan tumbuhan transgenik, hormon pertumbuhan, dan vaksin. Adapun pembuatan sufu, mentega, dan taoco merupakan aplikasi bioteknologi konvensional. Sufu dibuat dari dadih kedelai yang difermentasi menggunakan jamur Mucor sp. Mentega dibuat dari krim susu dengan memanfaatkan bakteri Streptococcus lactis. Taoco dibuat dari kedelai dengan memanfaatkan jamur Aspergillus oryzae.

23. Jawaban: d Pada proses pembuatan keju, setelah air susu diasamkan, ditambahkan campuran enzim yang kandungan utama kimosin (renin) untuk menggumpalkan susu sehingga terbentuk dadih susu. 24. Jawaban: c Sufu terbuat dari dadih (curd ) atau gumpalan protein kedelai (tahu) yang dapat terbentuk dengan bantuan aktivitas jamur. Mikrobia yang berperan dalam pembuatan sufu yaitu Mucor sufu, Actinomucor elegans, Mucor salvaticus, M. hiemalis, dan M. substilissimus.Sementara itu, Rhizopus oligosporus merupakan mikrobia yang digunakan dalam pembuatan oncom dengan bahan dasar bungkil kacang tanah. Acetobacter xylinum merupakan mikrobia yang digunakan dalam pembuatan nata de coco dengan bahan dasar air kelapa. Saccharomyces cerevisiae merupakan mikrobia yang digunakan dalam pembuatan tapai dengan bahan dasar singkong. 25. Jawaban: b Bioteknologi merupakan suatu teknologi yang memanfaatkan suatu mikroorganisme untuk menghasilkan suatu produk maupun jasa yang bermanfaat bagi manusia. Bioteknologi dapat diterapkan pada berbagai bidang. Salah satunya adalah penerapan dalam bidang pangan. Misalnya dengan memanfaatkan bakteri Acetoba cter xylinum dalam memproduksi nata de coco. Menggunakan teknologi kloning untuk menghasilkan individu baru dan rakayasa genetika untuk penyembuhan penyakit tertentu merupakan pemanfaatan bioteknologi dalam bidang kesehatan. Adapun pemberian vaksin antirabies pada hewan ternak merupakan kegiatan vaksinasi. 26. Jawaban: a Mikrobia-mikrobia yang digunakan dalam pembuatan acar dapat mengubah gula dalam sayuran menjadi asam asetat. Asam asetat yang terbentuk dapat membatasi pertumbuhan mikrobia lain serta memberikan rasa dan aroma masam pada acar. 27. Jawaban: c Lactobacillus bulgaricus merupakan bakteri asam laktat yang berfungsi mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam laktat dalam pembuatan yoghurt. 28. Jawaban: b Bioteknologi modern adalah bioteknologi yang menggunakan teknologi canggih dan melibatkan

66 Bioteknologi

29. Jawaban: a Acetobacter xylinum digunakan untuk membuat nata de coco. Lactobacillus casei digunakan dalam proses pembuatan keju. Aspergillus wentii digunakan dalam pembuatan kecap. Streptococcus lactis digunakan dalam pembuatan mentega. Dengan demikian, keempat mikroorganisme tersebut berperan dalam pembuatan produk bioteknologi di bidang pangan. 30. Jawaban: d 1) Streptococcus lactis berperan dalam pembuatan mentega. 2) Neurospora crassa berperan dalam pembuatan oncom merah. 3) Aspergillus oryzae berperan dalam pembuatan tauco. 4) Aspergillus wentii berperan dalam pembuatan kecap. B. Uraian 1. Perbedaan antara bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern terletak pada tingkat kesulitan maupun kerumitan proses pelaksanaannya. Pada bioteknologi konvensional proses yang terjadi hanya mengandalkan peran mikrobia tanpa melibatkan banyak campur tangan manusia (terjadi secara alami). Campur tangan manusia hanya sebatas pada perubahan kondisi lingkungan maupun substrat. Sementara itu, pada bioteknologi modern dilakukan proses manipulasi terhadap susunan genetik mikrobia yang dimanfaatkan. 2. No. 1. 2.

Nama Produk

Bahan Dasar

Mikroorganisme yang Berperan

Kedelai Ampas tahu

Rhizopus sp. Neurospora crassa

3.

Tempe Oncom merah Roti

Tepung terigu

4. 5.

Tauco Tapai

Kedelai Singkong atau beras ketan

Saccharomyces cerevisiae Aspergillus oryzae Saccharomyces cerevisiae

3. Kelebihan yoghurt dibandingkan dengan susu asli sebagai berikut. a. Yoghurt memiliki kandungan vitamin B kompleks dan kalsium yang tinggi. b. Yoghurt mampu meningkatkan kekebalan tubuh. c. Yoghurt lebih mudah dicerna di dalam lambung dan usus. 4. Ragi hanya dapat hidup dengan baik pada suhu kamar. Oleh karena itu, pemberian ragi harus dilakukan saat ketan sudah dingin agar ragi dapat tumbuh dengan baik. Jika pemberian ragi dilakukan ketika ketan masih dalam kondisi panas, ragi dapat mati. Akibatnya, pembuatan tapai ketan akan gagal. 5. Nata adalah makanan hasil fermentasi dari bakteri Acetobacter xylinum. Mikrobia tersebut berperan mengubah gula yang terkandung dalam bahan bakunya menjadi selulosa. Nata berdasarkan bahan bakunya dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu nata de coco dari bahan baku air kelapa, memiliki tekstur yang kenyal menyerupai gel, dan berwarna putih transparan. Nata yang terbuat dari sari nanas disebut nata de pina, nata dari air kedelai disebut nata de soya, nata yang terbuat dari limbah tapioka disebut nata de cassava, dan nata yang terbuat dari biji cokelat disebut nata de cacao. 6. Sejumlah besar bakteri Thiobaccilus ferrooxidans terdapat dalam larutan peluruh yang merupakan timbunan bijih logam tembaga yang berkualitas rendah. Ketika larutan asam sulfat ditambahkan ke dalam larutan peluruh, akan terjadi reaksi antara tembaga dan asam sulfat membentuk tembaga sulfat (CuSO4). Setelah itu, ditambahkan logam besi ke dalam larutan peluruh tersebut. Besi akan bereaksi dengan tembaga sulfat untuk melepaskan tembaga tersebut sehingga diperoleh tembaga murni yang terlepas dari bijihnya. 7. a.

Sayuran atau buah seperti mentimun, bawang merah, nanas, dan wortel difermentasi menjadi acar menggunakan berbagai jenis bakteri seperti Streptococcus sp., Lactobacillus sp., dan Pediococcus sp. Mikrobia tersebut mengubah gula dalam sayuran menjadi asam asetat.

b.

Acar dapat bertahan lama karena adanya asam asetat dari hasil fermentasi. Asam asetat yang terbentuk dapat menghambat pertumbuhan mikrobia lain dan memberikan rasa yang khas pada sayuran fermentasi.

8. Fermentasi merupakan proses pemecahan bahan organik kompleks menjadi bahan organik yang lebih sederhana oleh mikrobia. Produk hasil fermentasi pada pengolahan susu sebagai berikut. a. Yoghurt, merupakan hasil fermentasi susu dengan menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. b. Keju, diproduksi menggunakan metode pengawetan susu. Keju dibuat dari air susu yang diasamkan dengan memanfaatkan bakteri asam laktat seperti Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. c. Mentega, dibuat dari krim susu dengan memanfaatkan bakteri Streptococcus lactis dengan cara mengaduk krim susu terusmenerus hingga terbentuk tetesan-tetesan mentega yang berlemak dan memisah dari cairannya. 9. Huruf X adalah alkohol. Alkohol merupakan produk fermentasi dari glukosa dengan bantuan Saccharomyces sp. Huruf Y adalah asam asetat. Asam asetat merupakan hasil fermentasi dari alkohol dengan bantuan Acetobacter . Huruf Z adalah metana (biogas). Metana merupakan hasil fermentasi dari asam asetat dengan bantuan Methanobacterium. 10. Peranan bioteknologi konvensional dalam usaha mengatasi krisis energi yaitu dengan memanfaatkan mikrobia tertentu untuk mengubah suatu senyawa menjadi sumber energi alternatif. Sebagai contoh, bakteri Methanobacterium mampu memfermentasi feses hewan ternak menghasilkan gas metana yang dijadikan sumber energi alternatif. (biogas). Selain itu, jamur Saccharomyces cereviseae mampu memfermentasi ampas tebu (bagasse) dan menghasilkan etanol. Etanol ini disebut gasohol. Gasohol dapat digunakan sebagai bahan bakar pengganti bensin.


67

Listrik Statis

Muatan Listrik

• • • •

Sejarah muatan listrik. Sifat muatan listrik. Pemberian muatan listrik pada benda. Konduktor, isolator, dan semikonduktor Hukum Coulomb.

• • • • • • •

68

Listrik Statis

Medan Listrik

Mengenal medan listrik induksi muatan listrik.

Mampu menunjukkan sikap berjiwa mandiri yang dapat dilihat melalui kegiatan yang dilakukan. Mampu menggali sifat keingintahuan siswa melalui tugas yang diberikan. Mampu menunjukkan sikap inovatif dalam menciptakan hal-hal baru berdasarkan ilmu yang dipelajari. Mampu menjelaskan muatan listrik. Mampu menjelaskan induksi muatan listrik. Mampu menjelaskan dengan benda disebut konduktor, isolator, dan semikonduktor. Mampu melakukan perhitungan dengan persamaan Hukum Coulomb.

A. Pilihan Ganda

1. Jawaban: a Konsep-konsep mengenai atom sebagai berikut. 1) Atom merupakan bagian terkecil dari suatu benda. 2) Inti atom terdiri atas proton dan neutron. 3) Proton bermuatan positif, elektron bermuatan negatif, sedangkan neutron tidak bermuatan. 4) Bagian atom yang dapat bergerak bebas adalah elektron. Jadi, jawaban yang benar adalah pernyataan nomor 1, 2, dan 3. 2. Jawaban: c Pada peristiwa mistar penggaris digosok rambut terjadi perpindahan muatan negatif (elektron) dari rambut ke mistar penggaris. Perpindahan ini menyebabkan mistar bermuatan negatif dan tidak netral. 3. Jawaban: c Proton adalah partikel bermuatan positif sebesar 1,6 × 10 –19 coulomb dan massa 1,6726231 × 10 –27 kg, atau sekitar 1.836 kali massa sebuah elektron. Neutron adalah partikel yang tidak bermuatan (netral) dan memiliki massa 1,6749 × 10 –27 kg, sedikit lebih berat dari proton. Partikel ini berada di inti atom. Elektron adalah partikel bermuatan negatif dan memiliki massa 9,1 × 10 –31 kg. Partikel ini mengelilingi inti atom. Positron memiliki muatan listrik sebesar +1 dan memiliki massa yang sama dengan elektron. 4. Jawaban: b Nomer 1 adalah elektron karena bermuatan negatif. Nomer 2 adalah proton karena mempunyai muatan positif sedangkan nomer tiga adalah neutron karena netral. 5. Jawaban: a 1) Kayu, plastik, dan kaca termasuk isolator. 2) Emas, besi, tembaga, aluminium, dan karbon termasuk konduktor. 3) Germanium dan silikon termasuk semikonduktor. 6. Jawaban: c Kacamata yang digosok dengan kain sutra akan mengakibatkan elektron dari kacamata berpindah ke kain sutra. Akibatnya, kacamata akan bermuatan positif dan kain sutra bermuatan negatif. 7. Jawaban: d Penggaris plastik yang digosok dengan kain wol akan bermuatan negatif. Hal ini karena elektron mengalir dari kain wol ke penggaris plastik.

8. Jawaban: d Sebuah benda dapat mengalami perubahan sifat kelistrikan. Jika benda tersebut kehilangan elektron sehingga jumlah elektron lebih sedikit dibanding jumlah proton, benda akan bermuatan positif. Jika benda tersebut banyak mendapat elektron dari luar sehingga jumlah elektron lebih banyak dibanding jumlah proton, benda akan bermuatan negatif. Jika jumlah elektron dan proton dalam benda sama, benda bersifat netral. 9. Jawaban:

c

F = k  

Diketahui:



r 2 =

 r 

Ditanyakan: F 2 Jawab: 

F 2 = k

  

= k

 

   



= k  

 

= 4k   

= 4F Jadi, gaya Coulomb yang dialami kedua muatan menjadi 4F . 10. Jawaban: Diketahui:

c

q1′ = 2q1 q2′ = 3q2 r = 2r Ditanyakan: F ′ Jawab: ′



F = k

 

′  ′

F ′ = k

 ′ 

  

= k

 



= k =

 

  k   

=

 F 

Jadi, gaya Coulomb antara kedua muatan menjadi  F . 


69

B. Uraian

3.

1. Benda netral adalah benda yang mempunyai komposisi elektron dan proton yang seimbang sehingga tidak mengakibatkan benda tersebut mempunyai sifat kelistrikan negatif maupun positif. Benda bermuatan adalah benda yang mempunyai komposisi elektron dan proton yang tidak seimbang sehingga mengakibatkan benda tersebut mempunyai sifat kelistrikan negatif atau positif. Jika elektron dalam benda lebih banyak dibanding proton, benda bermuatan listrik negatif. Jika elektron dalam benda lebih sedikit dibanding proton, benda bermuatan listrik positif.

Sisir plastik yang digosok dengan kain wol akan bermuatan negatif karena elektron dari kain wol berpindah ke sisir plastik. Kaca yang digosok sutra akan bermuatan positif karena elektron dari kaca berpindah ke kain wol. Kedua benda ini (sisir plastik dan kaca) akan tarik-menarik ketika didekatkan karena muatannya berbeda.

4.

Muatan listrik sejenis bersifat tolak-menolak. Muatan listrik tidak sejenis bersifat tarik-menarik.

5.

Diketahui:

2. Konduktor adalah benda yang mudah menghantarkan arus listrik. Contoh konduktor yaitu besi, tembaga, aluminium, dan karbon. Isolator adalah benda yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Contoh isolator yaitu kayu, kaca, udara, plastik, dan kain wol. Semikonduktor adalah benda yang bersifat di antara konduktor dan isolator bergantung pada suhu benda. Benda yang termasuk semikonduktor yaitu silikon, germanium, dan arsen.

A. Pilihan Ganda

1. Jawaban: a Arah garis gaya dimulai dari muatan positif berakhir pada muatan negatif. Arah garis gaya pada muatan positif keluar, sedangkan arah garis gaya pada muatan negatif masuk. 2. Jawaban: c Arah garis gaya listrik keluar dari muatan positif dan tidak berpotongan. Gambar yang tepat adalah gambar pada pilihan c. 3. Jawaban: a Daun elektroskop akan bereaksi ketika ada benda bermuatan yang mendekatinya. Berdasarkan info dalam soal, elektroskop tidak bereaksi sehingga dapat disimpulkan bahwa kayu bermuatan netral. 4. Jawaban: b Ketika batang AB diinduksi muatan negatif, ujung yang dekat dengan muatan penginduksi akan bermuatan berlawanan dengan muatan penginduksi. Jadi, ujung B bermuatan positif dan ujung A bermuatan negatif. 5. Jawaban: b Elektroskop netral yang didekati benda bermuatan listrik akan terjadi pemisahan muatan pada

70

Listrik Statis

q1 = +4 µC = +4 × 10 –6 C q2 = +3 µC = +3 × 10 –6 C r = 20 cm = 2 × 10 –1 m k = 9 × 109 Nm2/C2 Ditanyakan: a. F b. Jenis gaya Jawab: 

F = k

 

= (9 × 109 Nm2/C2) a. b.

  −   −   × − 

= 2,7 N

Jadi, gaya Coulomb yang dialami kedua muatan sebesar 2,7 N. Kedua muatan akan tolak-menolak karena muatannya sejenis.

elektroskop. Muatan kepala elektroskop berlawanan dengan muatan penginduksi. Penginduksi bermuatan positif sehingga elektron dari daun elektroskop mendekati kepala elektroskop. Akibatnya, kepala elektroskop bermuatan negatif dan daun elektroskop bermuatan positif. Kedua daun bermuatan positif sehingga tolak-menolak dan membuka saling menjauh. 6. Jawaban: a Muatan awan bawah yang negatif akan menginduksi permukaan tanah menjadi positif sehingga terbentuk beda potensial. Jika beda potensial semakin besar maka terjadi pelepasan muatan listrik. Peristiwa ini disebut kilat yang menyambar (petir). 7. Jawaban: a Jika muatan daun elektroskop sama dengan muatan benda yang didekatkan, daun elektroskop semakin lebar. Jika muatan daun elektroskop berlawanan dengan muatan benda yang didekatkan, daun elektroskop semakin menutup. Jadi, benda yang didekatkan bermuatan negatif. Benda yang bermuatan negatif memiliki elektron yang lebih banyak (mendominasi).

8. Jawaban: b Muatan sejenis akan tolak-menolak, sedangkan muatan tidak sejenis akan tarik-menarik. D bermuatan positif. D menolak A sehingga A bermuatan positif. D menarik B sehingga B bermuatan negatif. D menolak C sehingga C bermuatan positif. 9. Jawaban: c Elektroskop bermuatan positif menandakan bahwa terjadi kekurangan elektron dalam elektroskop tersebut. Jika jumlah elektron dan proton sama, elektroskop bersifat netral. Jika jumlah elektron lebih sedikit dari jumlah proton, elektroskop bermuatan positif.

2.

Ujung batang yang didekatkan akan bermuatan berlawanan dengan muatan penginduksi. Muatan penginduksi adalah positif sehingga ujung B bermuatan negatif, sedangkan ujung A bermuatan positif.

3.

Muatan daun elektroskop bermuatan sama dengan muatan benda yaitu positif. Hal ini mengakibatkan daun elektroskop semakin positif sehingga daun elektroskop akan semakin terbuka lebar.

4. +

+

––

Kepala elektroskop Penyekat Batang konduktor

Tabung isolasi

+ + +

+ + +

Daun elektroskop

Ketika didekati benda bermuatan positif, akan terjadi pemisahan muatan pada elektroskop. Elektron mengalir ke kepala elektroskop dan mengakibatkan kepala elektroskop bermuatan negatif. Kedua daun elektroskop bermuatan positif karena kekurangan elektron. Akibatnya, kedua daun saling tolak-menolak karena bermuatan sama.

B. Uraian

+

Benda bermuatan positif +

– –

10. Jawaban: d 1) Penangkal listrik adalah alat untuk mengosongkan atau menetralkan muatan listrik ke tanah. Cara kerja alat ini menggunakan prinsip induksi listrik. 2) Termoskop merupakan alat untuk menyelidiki sifat radiasi suatu permukaan. Cara kerja alat ini menggunakan prinsip pemuaian gas. 3) Trafo atau transformator adalah alat untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik. Prinsip kerja alat ini menggunakan induksi elektromagnet. 4) Cara kerja bel listrik menggunakan prinsip elektromagnet.

1. Medan listrik adalah daerah yang masih terpengaruh oleh sifat kelistrikan suatu benda. Sifat kelistrikan benda dapat ditunjukkan oleh adanya garis gaya. Garis gaya listrik pada muatan positif dan negatif digambarkan sebagai berikut.

+

5.

Prinsip kerja alat penangkal petir adalah membuat jalan sesingkat-singkatnya muatan listrik dari petir ke tanah. Penangkal petir dapat memindahkan dengan aman muatan-muatan listrik dari petir ke tanah tanpa membuat kerusakan terhadap objek yang dilewatinya.

–

A. Pilihan Ganda

1. Jawaban: c Keadaan B menunjukkan bahwa muatan negatif dari atom itu berkurang. Hal ini akan menyebabkan atom bermuatan positif.

2. Jawaban: a 1) Proton bermuatan positif. 2) Neutron tidak bermuatan listrik (netral). 3) Elektron dapat bergerak bebas di dalam atom. 4) Elektron bermuatan negatif, tetapi tidak berada di dalam inti atom. Elektron berada di kulit atom.


71

3. Jawaban: c Atom dikatakan netral apabila jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif. Muatan positif disebut proton, sedangkan muatan negatif disebut elektron. Jadi, atom netral memiliki proton dan elektron dengan jumlah yang sama. 4. Jawaban: b Kondisi netral sebuah benda yang bermuatan negatif disebabkan karena perpindahan muatan negatif tersebut ke bumi.

11. Jawaban: d Batang plastik yang digosok dengan kain wol memiliki muatan negatif. Dengan demikian, benda A bermuatan negatif. Benda B dan A tarik-menarik sehingga benda B bermuatan positif. Benda C tarik-menarik dengan B sehingga benda C bermuatan negatif. Benda D tolak-menolak dengan benda C sehingga benda D bermuatan negatif.

5. Jawaban: c Jumlah proton lebih besar daripada elektron sehingga atom bermuatan positif. Oleh karena terdapat 11 buah proton (+11) dan 10 buah elektron (–11), atom bermuatan +1.

12. Jawaban: c Pada gambar di atas terdapat 4 buah proton, 4 buah neutron, dan 3 buah elektron. Jumlah elektron lebih sedikit daripada jumlah proton. Hal ini berarti atom kehilangan sebuah elektron sehingga bermuatan +1.

6. Jawaban: b Perpindahan elektron mengakibatkan benda menjadi bemuatan listrik. Apabila suatu benda kehilangan elektron, benda tersebut akan bermuatan positif. Sebaliknya, ketika benda mendapat tambahan elektron benda tersebut akan bermuatan negatif. Jawaban yang benar adalah perlakuan 1) dan 3).

13. Jawaban: d Televisi yang dimatikan akan menyisakan elektron di bagian layar. Muatan negatif yang berlebihan di layar televisi ini akan mencari benda yang netral atau benda kekurangan elektron. Kulit tangan termasuk benda yang netral. Oleh sebab itu, elektron akan melompat ke kulit dengan terlebih dahulu menarik rambut-rambut halus pada kulit.

7. Jawaban: c C bermuatan negatif. C dan D tarik-menarik, muatan D berlawanan dengan muatan C yaitu positif. D dan E tolak-menolak, E bermuatan sama dengan D yaitu positif. C dan B tolak-menolak, muatan B bermuatan sama dengan C yaitu negatif. B dan A tarik-menarik, muatan A berlawanan dengan muatan B yaitu positif. Jadi, muatan listrik benda A – B – D – E berturutturut adalah positif – negatif – positif – positif.

14. Jawaban: c 1) Alat untuk mendeteksi muatan listrik adalah elektroskop. 2) Termometer adalah alat untuk mengukur suhu. 3) Termoskop adalah alat untuk mengetahui laju radiasi suatu permukaan. 4) Multimeter adalah alat untuk mengukur arus dan tegangan listrik.

8. Jawaban: a Muatan listrik yang tidak sejenis jika didekatkan akan tarik-menarik. Muatan yang sejenis akan tolak-menolak. Muatan X positif sedangkan Y negatif sehingga kedua muatan akan tarik-menarik. 9. Jawaban:

a



Berdasarkan persamaan (F = k





), gaya tarik-

menarik dua muatan dipengaruhi oleh nilai muatan (q) dan jarak keduanya (r ). 10. Jawaban: b Kaca yang digosok dengan kain sutra akan bermuatan listrik positif karena elektron dari kaca berpindah ke kain sutra. Oleh karena kaca bermuatan positif, kaca ditarik oleh benda lain yang bermuatan listrik negatif.

15. Jawaban: a Suatu elektroskop yang telah bermuatan listrik, daunnya akan semakin membuka jika didekati benda yang bermuatan sama dengan muatan daun elektroskop. Sebaliknya, jika elektroskop bermuatan tersebut didekati benda yang berbeda muatan, daun elektroskop akan menguncup. Apabila elektroskop tersebut didekati benda tidak bermuatan listrik, elektroskop tidak bereaksi. 16. Jawaban: Diketahui:

q1 q2 q2′ r ′ Ditanyakan: F Jawab:

Listrik Statis

= +2q = +3q = +6q = 3r

′



F = k =

72

d

     k  = 

6

   

′

F ′ = k

 ′



     =       F = F . 

= k Jadi,

=

 

 

  



 = 

 F 

′

17. Jawaban: Diketahui:

d

r 1 = r r 2 = 0,2r F 1 = F Ditanyakan: F 2 Jawab:

23. Jawaban: a Ketika kaca digosok dengan kain sutra, kaca menjadi bermuatan positif. Hal ini karena elektron mengalir dari kaca ke kain sutra.

 

F 1 = k

 

 

= k

 

= F

 

F 2 = k

 

= k

 

  

= k

 

 

22. Jawaban: d Interaksi antarmuatan listrik dapat menghasilkan gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak. Dua muatan sejenis yang berdekatan akan tolakmenolak. Dua muatan berbeda jenis yang berdekatan akan tarik-menarik. Besarnya gaya tarik maupun tolak diselidiki oleh Charles Augustin de Coulomb. Gaya ini dinamakan gaya Coulomb.

 

= 25k

 

= 25F

Jadi, saat jarak kedua benda 0,2r maka gaya kedua benda menjadi 25F . 18. Jawaban: a Garis gaya listrik digambarkan keluar dari muatan positif dan masuk pada muatan negatif. Garis gaya listrik yang benar sebagai berikut.

19. Jawaban: a Ketika benda AB diinduksi oleh muatan positif pada benda X, terjadi pemisahan muatan listrik pada benda AB. Elektron bergerak mendekati X yang bermuatan positif. Akibatnya, ujung B kelebihan elektron sehingga bermuatan negatif. Ujung A kekurangan elektron dan bermuatan positif. 20. Jawaban: a Prinsip kerja elektroskop yaitu induksi muatan listrik. Pengaruh induksi inilah yang mengakibatkan daun elektroskop dapat terisi muatan yang sama dengan muatan benda yang menginduksi. Oleh karena benda yang bermuatan sama akan saling tolak, kedua daun elektroskop akan saling tolak (terbuka). 21. Jawaban: c Benda akan bermuatan positif jika jumlah elektronnya lebih sedikit dibanding jumlah proton. Sebaliknya, benda akan bermuatan negatif jika jumlah elektronnya lebih banyak dibanding jumlah proton.

24. Jawaban: d Menempelnya sebuah benda pada benda lain secara tidak permanen disebabkan adanya induksi muatan antarkeduanya. Balon yang digosok dengan kain wol akan bermuatan negatif karena elektron mengalir kain wol ke balon. Balon yang bermuatan negatif menginduksi dinding rumah yang netral. Akibatnya, bagian dinding yang dekat dengan balon akan bermuatan positif. Elektron menjauhi tepi dinding. Gambar yang tepat ditunjukkan oleh pilihan d. 25. Jawaban: d Petir adalah peristiwa pengosongan muatan listrik. Petir biasanya menyambar bangunan tinggi, seperti pohon tinggi dan gedung bertingkat. Penangkal petir menyediakan jalan bagi muatan listrik di awan agar dapat berpindah menuju tanah melalui kawat, bukan melalui gedung bertingkat. 26. Jawaban: d Persamaan gaya Coulomb:  

F = k

 

Berdasarkan persamaan di atas, F berbanding terbalik dengan r 2. Hal ini berarti semakin besar jarak kedua muatan, gaya Coulomb yang dialami semakin kecil. 27. Jawaban: b Persamaan gaya Coulomb yaitu:  

F = k

 

Dari persamaan di atas, gaya Coulomb sebanding dengan besarnya muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Untuk memperbesar gaya Coulomb dapat dilakukan dua cara berikut. 1) Mengganti dengan muatan yang lebih besar atau menambah jumlah muatan. 2) Memperkecil jarak antarmuatan. 28. Jawaban: d Diketahui: r 2 = 4r 1 Ditanyakan: F 2


73

Jawab:  

 

F 2 = k





4) 5)



= k   = k    = F 1     





Jadi, gaya tidak muatan menjadi 29. Jawaban: Diketahui:

 × −  × −

)N

= (9 × 109)(8 × 10 –9) N = 72 N Kedua muatan sama-sama bermuatan negatif sehingga tolak-menolak. Jadi, besar gaya Coulomb yang dialami muatan adalah 72 N tolak-menolak. 30. Jawaban: Diketahui:

a ′

q1 = +4q q2 = +3q ′

r =

q 1 = +2q q 2 = q2 = +3q ′

 r 

Ditanyakan: F : F ′ Jawab: =

 

   ′′

q1 = +5 µC = +5 × 10 –6 C q2 = –4 µC = –4 × 10 –6 C r = 30 cm = 0,3 m Ditanyakan: F Jawab:

      

  

=





:

     

=

  



×

    



=

 

 

F = k

b. c.

d. 2. a.

74

K on du kt or ad al ah be nd a y an g m ud ah menghantarkan listrik. Contoh konduktor sebagai berikut. 1) Besi 2) Baja 3) Aluminium

Listrik Statis

 × −  ×  −   



=  N =2N

B. Uraian

Atom merupakan bagian terkecil dari suatu benda. Atom mempunyai bagian berupa inti atom dan kulit atom. Bagian inti atom terdiri atas proton dan neutron, sedangkan bagian kulit terdiri atas elektron. Bagian atom yang bergerak bebas yaitu elektron.

 

= (9 × 109 Nm2/C2)

Jadi, perbandingan gaya Coulomb sebelum dan sesudah muatan diganti adalah 1 : 2.

1. a.

Semikonduktor adalah benda yang dapat bersifat sebagai konduktor maupun isolator bergantung pada suhu. Contoh semikonduktor sebagai berikut. 1) Silikon 2) Germanium 3) Arsen

4. Diketahui:

 

 

c.

3. Batang plastik yang digosok dengan kain wol dapat menarik serpihan kertas karena batang plastik telah bermuatan listrik. Batang plastik yang digosok kain wol akan bermuatan listrik negatif karena elektron dari kain wol berpindah ke batang plastik. Batang plastik yang bermuatan negatif tersebut menginduksi kertas-kertas kecil. Ujung kertas yang letaknya dekat dengan penggaris bermuatan positif, sedangkan ujung yang lain bermuatan negatif. Hal ini mengakibatkan serpihanserpihan kertas tertarik ke batang plastik.

  

=

Isolator adalah benda yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Contoh isolator sebagai berikut. 1) Karet 2) Kertas 3) Kayu kering 4) Kain 5) Plastik

d

= (9 × 109)(

  ′

b.

 F .  1

q1 = –4 µC = –4 × 10 –6 C q2 = –5 µC = –5 × 10 –6 C r = 5 cm = 5 × 10 –2 m Ditanyakan: F Jawab:  × −  × −   F = k    = (9 × 109) N  × −  

Tembaga Kuningan

Oleh karena kedua muatan berlainan jenis, kedua muatan mengalami gaya tarik-menarik sebesar 2 N. 5.

Ujung penangkal petir

Kawat penghubung Logam

Bagian-bagian alat penangkal petir sebagai berikut. a. Ujung penangkal petir yang diletakkan di atas gedung.

b.

c.

Kawat konduktor sebagai penghubung bagian ujung penangkal ke bagian besi yang ditanam di tanah. Logam yang ditanam di tanah.

6. Ketika tangan wanita itu menyentuh bola Van de Graff yang bermuatan positif, terjadi pemisahan muatan listrik pada tubuhnya. Elektron pada tubuh mengalir ke tangan sehingga setiap rambut bermuatan positif. Muatan yang sejenis akan saling menolak saat didekatkan. Oleh karena itu, rambut saling menjauh sehingga rambut menjadi berdiri. 7. Rambut binatang (wol) ketika digosokkan ke suatu benda cenderung melepaskan elektron. Balon yang digosok dengan kain wol akan bermuatan negatif karena mendapat elektron dari kain wol. Kedua balon memiliki muatan yang sama. Hal ini mengakibatkan kedua balon akan saling tolakmenolak saat didekatkan sehingga kedua balon akan saling menjauh. 8.

Elektroskop yang netral daunnya menutup. Muatan kepala elektroskop berlawanan dengan benda, sedangkan muatan daun elektroskop sama dengan muatan benda yang didekatkan. Benda bermuatan positif maka kepala elektroskop bermuatan negatif, sedangkan kedua daun elektroskop bermuatan positif. Elektron dalam elektroskop mengalir dari daun elektroskop ke kepala elektroskop. Kedua daun elektroskop bermuatan sama sehingga akan saling tolak (membuka).

9. Benda dapat bermuatan listrik positif jika kehilangan banyak elektron sehingga komposisi elektron lebih sedikit dibanding proton. Benda dapat bermuatan listrik negatif jika mendapat banyak elektron sehingga komposisi elektron lebih banyak dibanding proton. 10. Diketahui:

q A = +0,5 C qB = +0,5 C r =3m AB qC = 1 C r BC = 3 m

Ditanyakan: F B Jawab: F AB F BC q A

qB

r AB

qC r BC

Muatan q A dan q B sejenis sehingga tolakmenolak. Arah gaya Coulomb F pada muatan AB qB berarah ke kanan. Muatan qB dan qC tidak sejenis sehingga kedua muatan tarik-menarik. Muatan qB tertarik ke muatan qC sehingga arah gaya Coulomb yang dialami qB berarah ke kanan. Kedua gaya Coulomb berarah ke kanan sehingga gaya Coulomb total yang dialami qB adalah jumlah kedua gaya Coulomb tersebut. F B = F + F BC AB  

= k 



  

 

+ k

= (9 × 109)

 

 



N + (9 × 10 9)

 

N

= (2,5 × 108 + 5 × 10 8) N = 7,5 × 108 N Jadi, gaya Coulomb yang dialami muatan qB sebesar 7,5 × 108 N.


75

Listrik Dinamis

Arus dan Tegangan Listrik

• • •

Arus listrik Tegangan listrik S um be r- su mb er t eg an ga n listrik

• • • • •

• • • • • •

76

Listrik Dinamis

Energi dan Daya Listrik

Rangkaian Listrik

Pengertian rangkaian listrik Hambatan (resistor) Hambatan pada kawat penghantar Hukum Kirchhof f Rangkaian hambatan

Mampu memberi penghargaan terhadap prestasi ilmuwan di bidang kelistrikan. Mampu berkomunikasi dalam kerja kelompok pada berbagai kegiatan. Mampu menyikapi kegagalan dengan terus bekerja dan pantang menyerah. Mampu menjelaskan arus dan tegangan listrik. Mampu menjelaskan rangkaian listrik. Mampu menjelaskan energi dan daya listrik.

• • •

Energi listrik Perubahan energi listrik Daya listrik

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: a 1) Arus listrik adalah muatan listrik yang mengalir setiap satuan waktu tertentu. 2) Tegangan listrik adalah energi untuk memindahkan muatan listrik. 3) Energi potensial listrik adalah energi yang dihasilkan dari gaya-gaya Coulomb. 4) Sumber tegangan listrik adalah peralatan yang mampu menghasilkan tegangan listrik. 2. Jawaban: d 1) Voltmeter 2) 3) 4)

: alat untuk mengukur tegangan listrik. Ohmmeter : alat untuk mengukur hambatan listrik. Barometer : untuk mengukur tekanan udara. Amperemeter : alat untuk mengukur arus listrik.

3. Jawaban: c Diketahui: q = 30 µC = 3 × 10–5 C t = 5 s Ditanyakan: I Jawab: I =

3 × 10 −5 C q = 5s t

= 0,6 × 10–5 A = 6 µA

Jadi, nilai kuat arus yang mengalir dalam rangkaian 6 µA. 4. Jawaban: b Diketahui: I = 0,5 A t = 1 menit = 60 sekon Ditanyakan: q Jawab: I =

q t

q = I t = (0,5 A)(60 s) = 30 C Jadi, muatan listrik yang mengalir selama 1 menit sebesar 30 C.

5. Jawaban: c Diketahui: q = 2 C W = 18 J Ditanyakan: V Jawab: W

8J

V = q = 2 C = 9 volt

Jadi, besar tegangan listrik dalam rangkaian tersebut adalah 9 volt.

6. Jawaban: a Diketahui: q = 40 C W = 240 J Ditanyakan: V Jawab: W

240 J

V = q = = 6 V 40 C Jadi, beda potensial antara P dan R sebesar 6 V.

7. Jawaban: d Diketahui: W = 3.000 J V = 250 V Ditanyakan: q Jawab: q =

W V

3.000 J

= 250 V = 12 C Jadi, muatan yang dipindahkan sebesar 12 C. 8. Jawaban: a V = 9 volt Diketahui: q = 200 µC = 2 × 10–4 C Ditanyakan: W W = V q = (9 V)(2 × 10–4 C) = 18 × 10–4 J = 1,8 × 10–3 J Jadi, energi yang diperlukan sebesar 1,8 × 10–3 J. 9. Jawaban: d Beda potensial sebuah rangkaian diukur dengan voltmeter yang dipasang paralel, sedangkan untuk mengukur kuat arus digunakan amperemeter yang dipasang seri. 10. Jawaban: c Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam rangkaian tiap satuan waktu. Kuat arus listrik 0,5 ampere berarti bahwa dalam satu detik mengalir muatan listrik sebesar 0,5 coulomb. 11. Jawaban: a Diketahui: W = 5 J q = 100 C Ditanyakan: V Jawab: W

5J

V = q = = 0,05 V 100 C Jadi, tegangan listrik pada sumber tegangan tersebut sebesar 0,05 V.


77

12. Jawaban: d 1) Baterai menggunakan elektrolit amonium klorida (NH4CI). 2) Aki menggunakan elektrolit asam sulfat (H2SO4). 3) Elemen Volta menggunakan elektrolit asam sulfat (H2SO4). Generator tidak menggunakan elektrolit melainkan magnet dan kumparan untuk menghasilkan listrik. Jadi, sumber tegangan dengan elektrolit asam sulfat yaitu elemen Volta dan aki (akumulator). 13. Jawaban: d Elemen primer adalah elemen yang tidak dapat dimuati lagi setelah elektrolitnya habis digunakan. Contoh elemen primer adalah elemen Volta dan baterai sekali pakai. Elemen sekunder adalah elemen yang dapat dimuati lagi setelah elektrolitnya habis digunakan. Contoh elemen sekunder adalah aki dan baterai isi ulang. 14. Jawaban: c Lampu yang dihubungkan dengan elemen Volta tidak mampu menyala lama karena timbul gas hidrogen yang menutupi lapisan elektroda. Gasgas ini menghalangi aliran elektron sehingga lampu tidak menyala dalam waktu lama, meskipun elektrolit pada elemen Volta belum habis. 15. Jawaban: a Diketahui: W = 6 J q =2C Ditanyakan: V Jawab: V =

W 6 joule = q 2 coulomb

= 3 volt

Beda potensial antara A dan B sebesar 3 V. 16. Jawaban: a Amonium klorida (NH4Cl) digunakan dalam baterai sebagai elektrolit. Asam sulfat (H2SO4) merupakan elektrolit dalam akumulator. Mangan dioksida (MnO2) atau batau kawi digunakan dalam baterai sebagai depolarisator. Timbal peroksida (PbO2) digunakan dalam akumulator sebagai katode (elektroda positif). 17. Jawaban: d Akumulator (aki) termasuk elemen sekunder karena dapat dimuati lagi setelah elektrolitnya habis digunakan. Akumulator mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Elemen volta tidak dapat dimuati lagi setelah elektrolitnya habis. Jadi, pernyataan yang benar ditunjukkan nomor 3) dan 4)..

78

Listrik Dinamis

18. Jawaban: d Arus listrik hanya dapat mengalir pada rangkaian tertutup jika ada beda potensial (tegangan). Sakelar digunakan untuk memutus dan meneruskan arus listrik. Hambatan atau resistor berfungsi membatasi arus listrik yang melewati perangkat. 19. Jawaban: b Komponen penyusun elemen kering sebagai berikut. 1) Batang karbon sebagai katode (elektrode positif). 2) Batang seng sebagai anode (elektrode negatif). 3) Pasta amonium klorida (NH4Cl) sebagai elektrolit. 4) Serbuk karbon dan batu kawi (MnO2) sebagai pencegah polarisasi (depolarisator). 20. Jawaban: c Diketahui: I = 9 A t = 30 menit = 1.800 s Ditanyakan: q Jawab: q = I t = (9 A)(1.800 s) = 16.200 C Besar muatan listrik yang dipindahkan selama 30 menit sebesar 16.200 C. B.

Uraian

1. Persamaan listrik dinamis dengan listrik statis yaitu keduanya sama-sama melibatkan gerakan elektron antarbenda maupun di dalam benda. Perbedaan listrik dinamis dengan listrik statis sebagai berikut. a. Listrik statis terjadi karena lompatan elektron dari satu benda ke benda lain. Terjadinya lompatan tidak terus-menerus. b. Listrik dinamis terjadi karena aliran elektron secara terus-menerus karena adanya beda potensial. 2. Elemen kering a. Elemen ini menggunakan bahan-bahan yang kering seperti batang karbon, batang seng, pasta amonium klorida, serbuk karbon, dan batu kawi. b. Jenis elemen kering hanya dapat digunakan sekali pakai. Elemen basah a. Elemen basah secara fisik menggunakan zat cair sebagai penyusun utamanya. b. Jenis elemen basah mempunyai sifat dapat diisi ulang kembali.

3. Bahan-bahan penyusun elemen basah beserta fungsinya sebagai berikut. a. Pelat timbal peroksida (PbO2), berfungsi sebagai elektrode positif. b. Pelat timbal murni (Pb), berfungsi sebagai elektrode negatif. c . L ar ut an a sa m su lf at (H2SO 4), berfungsi sebagai elektrolit. I = 2 A q = 120 C Ditanyakan: t Jawab:

4. Diketahui:

I = t =

=

q t q I

120 C 2A

I = 0,4 A t = 801 s muatan 1 elektron = 1,602 × 10–19 C Ditanyakan: a. q b. n Jawab: a. q = I t = (0,4 A)(801 s) = 320,4 C Jadi, muatan listrik yang mengalir sebesar 320,4 C.

5. Diketahui:

n =

=

muatan listrik muatan elektron 320,4 C 1,602 × 10

≈ 2 ×

−19

C

1021

Jadi, elektron yang mengalir kira-kira sebanyak 2 × 1021 buah. 6. Diketahui:

I = 5 A t = 5 menit = 300 s Ditanyakan: q Jawab: I =

7. Diketahui:

V = 9 volt q = 360 C Ditanyakan: W W = V q = (9 V)(360 C) = 3.240 J Jadi, energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik sebesar 360 C adalah 3.240 J.

8. Diketahui:

= 60 s Jadi, waktu yang diperlukan muatan listrik sebesar 120 C untuk melalui penghantar adalah 60 s (1 menit).

b.

q = I t = (5 A)(300 s) = 1.500 C Muatan listrik yang mengalir selama 5 menit sebanyak 1.500 C.

q t

I = 6 A W = 440 J V = 220 V Ditanyakan: a. q b. t Jawab:

a.

q =

4 40 J W = 2 20 V V

= 2 C

b.

t =

2C q = 6 A I

1 3

=

sekon

Jadi, muatan listrik yang mengalir sebanyak 2 C dan waktu yang diperlukan

1 3

sekon.

9. Diketahui:

t = 30 menit = 1.800 sekon I = 10 A Ditanyakan: q Jawab: I =

q t

q = I t = (10 A) 1.800 s = 18.000 C Jadi, muatan listrik yang mengalir sebesar 18.000 C.

10. Diketahui:

W = 600 J V = 12 V I = 5 A Ditanyakan: t Jawab: W

V = q q = t =

60 0 J W = 12 V V

50 C q = 5 A I

= 50 C

= 10 sekon

Jadi, waktu yang diperlukan untuk mengalirkan arus listrik sebesar 5 A adalah 10 sekon.


79

A.

Ditanyakan: R Jawab:

Pilihan Ganda

1. Jawaban: a Resistor atau hambatan listrik berfungsi mengatur atau membatasi jumlah arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian. Dengan demikian, arus listrik dapat didistribusikan secara merata. 2. Jawaban: d Persamaan untuk hambatan kawat penghantar yaitu: R =



ρ

A

Nilai hambatan jenis berbanding lurus dengan panjang kawat dan nilai hambatan jenis kawat, serta berbanding terbalik dengan luas penampang kawat. 3. Jawaban: c Persamaan untuk hambatan kawat penghantar 

yaitu: R =

ρ

A

Berdasarkan persamaan itu, konstanta yang memengaruhi nilai hambatan jenis kawat penghantar adalah hambatan jenis dari penghantar. Nilai hambatan jenis ini berbeda-beda antara satu benda dengan benda yang lain. 4. Jawaban: a Diketahui: R = 300 Ω V = 6 V Ditanyakan: I Jawab: I =

6V V = 300 Ω R

= 0,02 A

Jadi, arus listrik yang mengalir pada lampu sebesar 0,02 A. 5. Jawaban: a Diketahui:

ρ A = ρ B = ρ

AA= 4 AB  = 0,5 A B

R B

A

=

ρ A A

A

B

=

ρ B A

ρ

0,5 B 4 AB

ρ

B

AB

B

=

1 8

Jadi, perbandingan hambatan A dan hambatan B adalah 1 : 8. 6. Jawaban: c Diketahui:

80



ρ

A 10 m

= (1,7 × 10–8 Ωm) 1× 10 −5 m2 = 1,7 × 10–2 Ω Hambatan kawat sebesar 1,7 × 10–2 Ω. 7. Jawaban: b Nilai hambatan jenis logam berbanding lurus dengan hambatan logam tersebut. Bahan yang memiliki hambatan jenis paling kecil, nilai hambatannya juga kecil. Berdasarkan data nilai hambatan jenis, nilai hambatan yang paling tepat yaitu R perak < R tembaga < R aluminium< R besi. 8. Jawaban: c Hukum I Kirchhoff menjelaskan mengenai sifat arus yang masuk dan keluar percabangan. Menurut hukum tersebut, arus yang masuk dan keluar percabangan adalah sama. 9. Jawaban: c Menurut hukum I Kirchhoff, arus masuk dalam suatu percabangan sama dengan arus keluar dari percabangan. Arus masuk dalam percabangan itu yaitu I 1 dan I 4, sedangkan arus keluar yaitu I 2 dan I 3. Jadi, I 1 + I 4= I 2+ I 3. 10. Jawaban: d Diketahui: I 1 = I 2 = I 4 = 3 A Ditanyakan: I 3, I 5 Jawab: Berdasarkan hukum Kirchhoff ΣI masuk = ΣI keluar. I 1 + I 2 + I 4 = I 3 + I 5 3 A + 3 A + 3 A = I 3 + I 5 9 A = I 3 + I 5 Jawaban yang mungkin, I 3 = 5 A dan I 5 = 4 A. 11. Jawaban: a

Ditanyakan: R A : R B Jawab: R A

R =

R 5

R 1 R 2

R 4 R 3 R 6

R 1, R 2, dan R 3 tersusun seri.

= 10 m A = 0,1 cm2 = 1 × 10–5 m2 I = 0,2 A ρ = 1,7 × 10–8 Ωm 

Listrik Dinamis

R s = R 1 + R 2 + R 3 = 2 Ω + 2 Ω + 2 Ω =6 Ω

Rangkaian disederhanakan menjadi: R 5 R 4

R s

R 6

R s dan R 4 tersusun paralel. 1 R p

1 R s

=

+

1 R 4

1

1

= 6 Ω + 4 Ω 2+3

5

= 12 Ω = 12 Ω 12 Ω 5

R p =

= 2,4 Ω

Rangkaian disederhanakan menjadi: R 5

13. Jawaban: d Jumlah kuat arus yang menuju titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang meninggalkan titik percabangan. I = I 1 + I 2 + I 3 7,5 A = 0,5 A + I 2 + 1 A I 2 = (7,5 – 0,5 – 1) A I 2 = 6 A I 2 = I 4 + I 5 6 A = I 4 + 2,5 A I 4 = 6 A – 2,5 A I 4 = 3,5 A Jadi, arus listrik I 4 sebesar 3,5 A. 14. Jawaban: d Diketahui: R 1 = 3 Ω R 2 = 6 Ω R 3 = 2 Ω Ditanyakan: R p Jawab: 1 R p

R p

= 2,4 Ω + 8 Ω + 3 Ω = 13,4 Ω

1 R p

=

1 R 2

=

1 3Ω

+

1 6Ω

=

2 6Ω

+

1 6Ω

=

3 6Ω

R p =

6Ω 3

+

R 2 = 3 Ω R 3 = 6 Ω

V R total

1 R 3

+

1 6Ω

+

1 2Ω

=

2 6Ω

+

1 6Ω

+

3 6Ω

R p =

6Ω 6

= 1 Ω

=

6 6Ω

15. Jawaban: c a. R s = R + R + R = 3R b.

6V

= 6 Ω = 1 A

Arus I yang mengalir pada rangkaian sebesar 1 A.

=

1 1 2 + = R R R R 2

R total = R +

c.

1 R p

=

R p =

d. = 2 Ω

1 R p

R p =

1 R 3

R total = 2 Ω + 4 Ω = 6 Ω I =

+

Jadi, hambatan penggantinya 1 Ω.

Jadi, besar hambatan pengganti rangkaian tersebut adalah 13,4 Ω. 12. Jawaban: b Diketahui: V = 6 V R 1 = 4 Ω Ditanyakan: I Jawab:

1 R 2

+

1 3Ω

R p, R 5, dan R 6 tersusun seri. i

1 R 1

= R 6

R total = Rp + R 5 + R 6

=

R = 2

1

1 R 2

1 1 1 3 + + = R R R R R 1 = 3 3

R

R s = R + R = 2R 1 R p

=

1 R s

+

1 R

=

1 1 + R 2R

=

1 2 + 2R 2R

=

3 2R


81

R p =

2)

2 R 3

1 R p(3, 4)

Arus paling besar diperoleh jika melewati hambatan paling kecil. Hambatan paling kecil terdapat pada pilihan c.

17. Jawaban: c Diketahui: R 1 = 40 Ω R 2 = 8 Ω R 3 = 12 Ω R 4 = 10 Ω Ditanyakan: R total Jawab:

R 5 = 20 Ω R 6 = 60 Ω R 7 = 50 Ω

3)

8Ω

12 Ω

10 Ω

20 Ω

= 15 Ω Jadi, besar hambatan pengganti 15 Ω. 19. Jawaban: a a.

b. 50 Ω

1 R p(2, 3)

1 R p

c.

1 R s

=

1 20 Ω

=

3+2+1 6 = 60 Ω 60 Ω

1

R p =

1 R s

2

60 Ω 6

+

1 30 Ω

+

d.

=

1 5Ω

+

R p(1, 2) =

5Ω 2

= 2,5 Ω

Listrik Dinamis

=

2 10 Ω

= 5 Ω

1 5Ω

=

2 5Ω

1 1 + 10 Ω 10 Ω 10 Ω 3

= 3

+

1 3 = 10 Ω 10 Ω

1 Ω 3

1

=

1 1 + 10 Ω 20 Ω

+

20 Ω 3

R s(1, 3)

= 6

=

2 20

+

1 20

=

3 20 Ω

2 Ω 3

R s(1, 3) = R 1 + R 3 = 10 Ω + 10 Ω = 20 Ω 1 R p

= 10 Ω

18. Jawaban: d Diketahui: R 1, R 2 = 5 Ω R 3, R 4 = 10 Ω R 5 = 7,5 Ω Ditanyakan: hambatan pengganti Jawab: 1) R 1 dan R 2 paralel

82

10 Ω 2

1 R 2

1

=

1 R 2

=

1 1 + 20 Ω 10 Ω

R p =

= (40 + 10 + 50) Ω = 100 Ω Hambatan pengganti seluruh rangkaian 100 Ω.

R p(1, 2)

1 1 + 10 Ω 10 Ω

=

R p =

1 60 Ω

R tot = R 1 + R AB + R 7 → (R AB = R p)

1

=

R s(1, 3) = 10 Ω + 10 Ω = 20 Ω R p

1 R 6

+

=

R p =

B

=

+

= 5 Ω

= 2,5 Ω + 5 Ω + 7,5 Ω

R 2 dan R 3 seri sehingga R s = R 2 + R 3 = 1 (8 + 12) Ω = 20 Ω. R 4 dan R 5 seri sehingga R s = R 4 + R 5 = 2 (10 + 20) Ω = 30 Ω. Antara titik A dan B merupakan rangkaian paralel 1 R p

2 10 Ω

R s = R p(1, 2) + R p(3, 4) + R 5

1

3)

10 Ω 2

=

R s = R 1 + R p(2, 3) = 10 Ω + 5 Ω = 15 Ω

60 Ω

2)

1 1 + 10 Ω 10 Ω

R p(1, 2), R p(3, 4), dan R 5 seri

R p(2, 3) =

A

1)

=

R p(3, 4) =

16. Jawaban: b Rangkaian seri adalah hambatan yang dirangkai secara berurutan. Rangkaian paralel adalah hambatan yang dirangkai secara bersusun.

40 Ω

R 3 dan R 4 paralel

+

20 Ω 3

R s(1, 3)

= 6

=

3 20 Ω

2 Ω 3

Hambatan pengganti paling besar adalah pilihan a. 20. Jawaban: c Diketahui:

 2

= 1,5 1

A2 =

5 A 8 1

R 1 = 40 Ω Ditanyakan: R 2 Jawab: 2

R 2 = ρ A = 2

1,5 1

ρ 5 A1 8

1

= 2,4ρ A = 2,4R 1 = 2,4(40 Ω) 1

= 96 Ω Nilai hambatan kawat kedua sebesar 96 Ω. B.

Uraian

1. Hambatan adalah besaran yang melawan aliran arus listrik. Hambatan jenis adalah sifat khas suatu bahan yang berupa kemampuan menahan aliran arus listrik.

2. Persamaan hambatan = R = ρ



7. a.

A

R 1

Berdasarkan persamaan itu, nilai hambatan suatu kawat tembaga dipengaruhi oleh nilai hambatan jenis tembaga tersebut. Nilai hambatan jenis berbanding lurus dengan hambatan kawat tembaga. Faktor kedua yang memengaruhi hambatan kawat tembaga yaitu panjang kawat. Panjang kawat berbanding lurus dengan nilai hambatan kawat tembaga. Faktor ketiga yaitu luas penampang kawat tembaga. Nilai luas penampang berbanding terbalik dengan nilai hambatan kawat tembaga.

R 3

1 R p

=

1 R 3

=

1 15 Ω

=

3 15 Ω

R p =

15 Ω 3

1 R 4

+

+

+

1 R 5

1 15 Ω

+

Gambar rangkaian disederhanakan menjadi: R 1

= 24 Ω

R p

= 2,5 m A = 0,05 cm2 = 5 × 10–6 m2 ρ = 1,6 × 10–8 Ωm Ditanyakan: R Jawab: R =



R 2

Ketiga hambatan terususun seri sehingga: R total = R 1 + R p + R 2 = 5 Ω + 5 Ω + 5 Ω = 15 Ω Jadi, hambatan pengganti untuk rangkaian adalah 15 Ω.



ρ

A (2,5 m)

= (1,6 × 10–8 Ωm) (5 × 10−6 m 2 )

b. R 2

10–3

=8× Ω Jadi, hambatan penghantar sebesar 8 × 10–3 Ω. V = 6 V I = 5 mA = 5 × 10–3 A Ditanyakan: R Jawab:

R 3 R 1

5. Diketahui:

R =

1 15 Ω

= 5 Ω

Hambatan rangkaian sebesar 24 Ω. 4. Diketahui:

Rangkaian paralel

R 3, R 4 , dan R 5 terangkai paralel.

V = 12 volt I = 0,50 A Ditanyakan: R Jawab: 12 volt V = 0,50 A I

R 5

R 2

3. Diketahui:

R =

R 4

V 6V = I 5 × 10 −3 A

= 1.200 Ω

Jadi, hambatan lampu sebesar 1.200 Ω. 6. Berdasarkan hukum I Kirchhoff, persamaan untuk percabangan di atas: I 1 = I 2 + I 3 + I 4 20 A = 8 A + I 3 + 6 A I 3 = 6 A

Berdasarkan hukum I Kirchhoff: I 5 = I 3 + I 6 + I 7 =6A+6A+6A = 18 A Jadi, I 5 sebesar 18 A.

R 4

R 6

R 5

Rangkaian seri

R 3, R 4, dan R 5 terangkai paralel 1 R p

=

1 R 3

=

1 12 Ω

+

=

1 12 Ω

+

R p =

12 Ω 6

= 2 Ω

+

1 R 4

1 R 5

+ 1

6Ω

+

2 12 Ω

+

1 4Ω 3 12 Ω

=

6 12 Ω

Gambar rangkaian menjadi: R 2

R 1

R p

R 6

Rangkaian paralel


83

R 1, R p, dan R 6 terangkai seri sehingga: R s = R 1 + R p + R 6 = 4 Ω + 2 Ω + 4 Ω = 10 Ω Gambar rangkaian menjadi:

R s dan R s terangkai paralel sehingga: 1

1 R p1

R 2

= =

1 20 Ω

=

2 20 Ω

R p =

R s

1

Kedua hambatan tersusun paralel. 1 R p

2

1 R s 1

=

1 R s

=

1 10 Ω

+

=

3 30 Ω

+

1 R s

+

2

20 Ω 2

+

1 20 Ω

= 10 Ω

Rangkaian disederhanakan menjadi:

1 R 2

+

R seri R 7

R 6

1 15 Ω 2 30 Ω

R p

R 5

1

4

R seri

3

5 30 Ω

=

30 Ω 5

R total =

= 6 Ω

Jadi, hambatan pengganti untuk rangkaian adalah 6 Ω. c.

R p dan R 5 tersusun seri, R 6 dan R 7 juga 1 tersusun seri. R s = R p + R 5 = 10 Ω + 20 Ω = 30 Ω 3 1 R s = R 6 + R 7 = 15 Ω + 15 Ω = 30 Ω 4 Rangkaian menjadi:

R 6 = 15 Ω

R s

4

R s

3

R 7 = 15 Ω Ω

R

5 =

R 2 = 15 Ω

1

R 5 = 20 Ω

R 3 = 10 Ω

R 4 = 10 Ω

R 1 dan R 2 tersusun seri; R 3 dan R 4 juga terangkai seri. R 6

R 2

R 3

R 4

R seri

1

R 5 R seri

2

R s = R 1 + R 2 = 5 Ω + 15 Ω = 20 Ω 1 R s = R 3 + R 4 = 10 Ω + 10 Ω = 20 Ω 2

Rangkaian disederhanakan menjadi:

R 6 R s

R s

84

Listrik Dinamis

3

1 R total

=

R total =

R 7

+

30 Ω 2

1 R s4

=

1 30 Ω

+

1 30 Ω

=

2 30 Ω

= 15 Ω

R 1 dan R 2 R s = R 1 + R 2 = 9 Ω R p = 2 Ω

Ditanyakan: R 1 dan R 2 Jawab: Kedua hambatan dirangkai seri. R s = R 1 + R 2 9 = R 1 + R 2 R 1 = 9 – R 2 Hambatan paralel dirumuskan sebagai berikut. R p =

R1 R 2 R1 + R 2

Substitusi R 1 = 9 – R 2 pada persamaan di atas: 2 =

(9 − R2 )R 2 R1 + R 2

2 =

(9 − R2 )R 2 (9 − R2 ) + R 2

2 =

9R2 − R 2 2 9

1

R 5 2

4

1 R s3

8. Diketahui:

R 7

R 1

R s dan R s terangkai paralel sehingga:

18 = 9R 2 – R 22 R 22 – 9R 2 + 18 = 0 (R 2 – 6)(R 2 – 3) = 0 R 2 = 6 atau R 2 = 3 Jika R 2 = 6, R 1 = 9 – R 2 = 9 Ω – 6 Ω = 3 Ω. Jika R 2 = 3 Ω, R 1 = 9 – R 2 = 9 Ω – 3 Ω = 6 Ω. Jadi, jika R 2 = 6, maka R 1 = 3 Ω dan jika R 2 = 3 Ω, maka R 1 = 6 Ω. 9. Diketahui:

R 1 = 4 Ω R 2 = 8 Ω R 3 = 4 Ω R 4 = 8 Ω V = 6 V Ditanyakan: a. R AC b. I c. V AB d. I 2, I 3, dan I 4 Jawab: a. R AC

1)

2)

1 R p

=

1 R 2

+

1 R 3

+

+

1 4Ω

+

=

1 8Ω

+

2 8Ω

+

R p =

8Ω 4

= 2 Ω

R AC

=

6V 6Ω

d.

R 1 = R 2 = R 3 = 8 Ω V = 12 volt Ditanyakan: Tingk at terang lampu antar a dirangkai seri dan paralel Jawab: Jika lampu dirangkai seri, L1 L2 L3 R s = R 1 + R 2 + R 3 R 1 R 2 R 3 = 8 Ω + 8 Ω + 8 Ω = 24 Ω 12 V V = IR s

10. Diketahui:

V

12 V 24 Ω

=

R s

R 2

1 8Ω 1 8Ω

R 3

=

4 8Ω 12 V

1 R p

=

1 R 1

=

1 8Ω

=

3 8Ω

= 1 A

R p =

8Ω 3

I =

+

= (12 V)(

= (1 A)(2 Ω) =2V V BC R 2

2V

1 8Ω

1 R 3

+

1 8Ω

V

Jadi, tegangan antara titik A dan B (V AB) sebesar 4 volt.

V BC = I R p

+

R p

=

K ua t ar u s ya ng m e la lu i pe r ca ba n ga n (I 2, I 3, I 4)

1 R 2

+

V AB = I R 1 = (1 A)(4 Ω) =4V

I 2 =

= 0,5 A

R 1

Jadi, arus yang melalui titik AC sebesar 1 A. c.

1

Jika lampu dirangkai paralel,

R 1 dan R p diseri R s = R 1 + R p

V

2V

= 8 Ω = A = 0,25 A 4

R 4

1

1 8Ω

1

Jadi, I 2 = 0,25 A, I 3 = 0,5 A, dan I 4 = 0,25 A.

V = I R AC I =

V BC

R 4

=

2V

= 4 Ω = A = 0,5 A 2

R 3

I 4 =

I =

= 4 Ω + 2 Ω =6 Ω Jadi, hambatan pengganti sebesar 6 Ω. b.

V BC

I 3 =

12 V 8 3

Ω

3 Ω) 8

= 4,5 A Kuat arus yang mengalir di rangkaian paralel lebih besar daripada kuat arus yang mengalir di rangkaian seri. Dengan demikian, lampu yang dirangkai paralel lebih terang daripada dirangkai seri.

1

= 8 Ω = A = 0,25 A 4


85

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: d (1) Speaker = energi listrik menjadi energi suara (2) Blender = energi listrik menjadi energi gerak (3) Kipas angin = energi listrik menjadi energi gerak (4) Motor listrik = energi listrik menjadi energi gerak 2. Jawaban: c Akumulator (aki) menerapkan prinsip perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Aki terdiri atas pelat timbal peroksida (PbO2) sebagai elektrode positif dan pelat timbal murni (Pb) sebagai elektrolit. Perbedaan beda potensial antarelektrode mengakibatkan arus listrik dapat mengalir pada aki. Arus tersebut berasal dari aliran elektron dari asam sulfat. 3. Jawaban: a I =

V R

Besar kuat arus berbanding terbalik dengan besar hambatan listrik jika besar tegangan tetap. Jika hambatan besar maka kuat arus berkurang. 4. Jawaban: b Diketahui: P = 200 W t = 2 jam = 2 × 3.600 s = 7.200 s Ditanyakan: W Jawab: W = P t = (200 V)(7.200 s) = 1.440.000 J = 1.440 kJ Energi listrik yang terpakai sebesar 1.440 kJ. 5. Jawaban: b R = 200 Ω Diketahui: t = 10 menit = 600 s W = 480 kJ = 480.000 J Ditanyakan: I Jawab: W = I 2 R t W

I 2 = R t I

=

W = R t

480.000 J (200 Ω )(600 s)

= 2 A

Jadi, arus listrik yang mengalir sebesar 2 A. 6. Jawaban: a Diketahui: P = 5 W t = 9 jam Ditanyakan: W 30 hari

86

Listrik Dinamis

Jawab: W 30 hari = (P t )(30 hari) = (5 W)(9 jam)(30 hari) = 1.350 Wh = 1,35 kWh Jadi, energi yang digunakan lampu selama 30 hari sebesar 1,35 kWh. 7. Jawaban: b 1 kWh = 3.600.000 joule 2 kWh = 2 × 3.600.000 joule = 7.200.000 joule = 7,2 × 106 joule Jadi, 2 kWh setara dengan 7,2 × 106 joule. 8. Jawaban: a R = 100 Ω Diketahui: t = 20 menit = 20 × 60 s = 1.200 s I = 2 A Ditanyakan: W Jawab: W = I 2 R t = (2 A)2(100 Ω)(1.200 s) = 480.000 J = 480 kJ Jadi, energi yang dipakai teko listrik sebesar 480 kilojoule. 9. Jawaban: b Diketahui: I = 2 A t = 120 s W = 48 kJ = 48.000 J Ditanyakan: V Jawab: V =

W lt

48.000 J

V = (2 A)(120 s) V = 200 Volt Jadi, tegangan dalam rangkaian sebesar 200 volt.

10. Jawaban: b Diketahui: P = 5 W t = 30 menit = 1.800 s Ditanyakan: W Jawab: W = P t = (5 W)(1.800 s) = 9.000 J = 9 kJ Jadi, energi yang dikeluarkan sebesar 9 kJ.

11. Jawaban: b Diketahui: I = 500 mA = 0,5 A t = 5 menit = 5 × 60 s = 300 s W = 2,7 kkal = 2.700 kal Ditanyakan: R Jawab: W = 0,24 I 2 R t kalori R =

W 2

0,24 I t

=

2.700 kal 0,24(0,5 A)2(300 s)

= 150 Ω

Jadi, hambatan elemen pemanas sebesar 150 ohm. 12. Jawaban: c Diketahui: V = 220 V P = 550 W Ditanyakan: I Jawab: P = V I I =

550 W P = 220 V V

= 2,5 A

Jadi, arus listrik yang mengalir pada mesin cuci sebesar 2,5 A. 13. Jawaban: a Diketahui: R = 10 Ω I = 3 A t = 15 menit = 15 × 60 s = 900 s Ditanyakan: W Jawab: W = 0,24 I 2 R t kalori = 0,24 (3 A)2(10 Ω)(900 s) = 19.440 kalori Jadi, energi kalor yang timbul sebesar 19.440 kalori. 14. Jawaban: d 2,7 kWh= 2.700 watt hour 10 kWh = 10.000 (joule/sekon) hour Jadi, 2,7 kWh setara dengan penggunaan energi selama 1 jam sebesar 2.700 watt atau 2.700 joule/s. 15. Jawaban: a Diketahui:

V 2

17. Jawaban: d Nilai 1 kWh sama dengan 3,6 × 106 Joule. Berdasarkan nilai tersebut, 0,25 kWh setara dengan 0,25 × (3,6 × 106) joule = 9 × 105 J. 18. Jawaban: c Diketahui: P = 0,5 W I = 100 mA = 0,1 A Ditanyakan: V Jawab: V =

0,5 W P = =5V 0,1A I

Jadi, sumber tegangan yang digunakan sebesar 5 V. 19. Jawaban: b Diketahui:

W t

= P = 100 joule/s

R = 440 Ω Ditanyakan: V Jawab: P =

V 2 R

V 2 =

PR = (100 joule/s)(440 Ω) 2 V = 44.000 V2

44.000 V 2 ≈ 210 volt

V =

Jadi, tegangan listriknya kira-kira sebesar 210 volt. P =

W = t

25 J/s

R = 100 Ω Ditanyakan: V Jawab: P =

16. Jawaban: c P = 40 W Diketahui: V = 220 V t = 8 jam = 8 × 3.600 s = 28.800 s Ditanyakan: W Jawab: W = P t = (40 W)(28.800 s) = 1.152.000 J = 1.152 kJ Jadi, energi listrik yang digunakan lampu sebesar 1.152 kJ.

V 2 R

= PR = (25 joule/s)(100 Ω) V = 50 volt Tegangan yang digunakan alat tersebut 50 volt.

20. Jawaban: c P = 75 W Diketahui: V = 200 V Ditanyakan: I Jawab: P = VI I =

P V

=

75 W 200 V

= 0,375 A

Jadi, kuat arus yang melalui lampu sebesar 0,375 A.


87

21. Jawaban: b Diketahui: I = 0,5 A V = 220 V Ditanyakan: P Jawab: P = V I = (220 V)(0,5 A) = 110 W Jadi, daya yang digunakan solder sebesar 110 watt. 22. Jawaban: c Diketahui: R = 50 Ω V = 220 volt Ditanyakan: P Jawab: Energi listrik setiap detik adalah daya listrik. V 2

P =

R

=

(220 volt)2 50 Ω

= 968 watt

Jadi, daya yang digunakan sebesar 968 watt. 23. Jawaban: a Diketahui: W = 320 J I = 2 A t = 1 s Ditanyakan: V Jawab: W = V l t V =

W 320 joule = I t 2 A (1 s)

= 160 volt

27. Jawaban: c R = 240 ohm Diketahui: V = 24 volt Ditanyakan: P Jawab: V 2 R

P =

=

28. Jawaban: d P = 300 W Diketahui: V = 220 V t = 1 jam = 60 menit = 60 × 60 s = 3.600 s Ditanyakan: W Jawab: W = P t = (300 W)(3.600 s) = 1.080.000 J = 1.080 kJ Energi yang digunakan televisi selama 1 jam sebesar 1.080 kJ. 29. Jawaban: c Diketahui: P = 100 W V = 220 V Ditanyakan: R Jawab: P =

V 2 R

24. Jawaban: b Nilai 1 kWh yaitu 3,6 × 106 J, sedangkan nilai 0,5 kWh yaitu 0,5 × (3,6 × 106 J). Oleh karena itu, jawaban yang tepat yaitu 1,8 × 106 J.

R =

V 2 P

I = I =

P V 800 W 220 volt

I = 3,63 ampere Jadi, arus listrik yang mengalir dalam alat itu sebesar 3,63 ampere.

26. Jawaban: d Diketahui: P = 100 watt V = 220 volt t = 10 menit = 600 s Ditanyakan: W Jawab: W = P t = (100 watt)(600 s) = 60.000 joule = 60 kJ Jadi, energi yang digunakan kipas angin sebesar 60 kJ.

88

Listrik Dinamis

= 2,4 W

Jadi, daya listrik sebesar 2,4 watt.

Tegangan yang digunakan setrika sebesar 160 volt.

25. Jawaban: b Diketahui: P = 800 W V = 220 volt Ditanyakan: I Jawab:

(24 volt)2 240 ohm

=

(220 V)2 10 0 W

= 484 Ω

Jadi, hambatan lampu sebesar 484 Ω. 30. Jawaban: d Diketahui: banyak lampu = 5 buah P = 40 W t = 8 jam sehari Ditanyakan: biaya selama satu bulan (1 kWh = Rp700,00) Jawab: 1) Energi listrik 1 hari (W) = 5(40 W)(8 jam) = 1.600 watt jam 2)

3)

Energi listrik 1 bulan (W ) = energi setiap hari × 1 bulan = 1.600 watt jam × 30 hari = 48.000 watt jam = 48 kilo watt jam (48 kWh)

Biaya selama satu bulan = 48 × Rp700,00 = Rp33.600,00 Jadi, biaya listrik selama satu bulan sebesar Rp33.600,00.

B.

6. Diketahui:

Uraian

1. a.

b. c. d.

Energi listrik menjadi energi panas: setrika, kompor listrik, heater , solder, penanak nasi listrik, dan mesin pengering baju. Energi listrik menjadi energi gerak: kipas angin dan motor listrik. Energi listrik menjadi energi cahaya: lampu bohlam dan lampu TL. Energi listrik menjadi energi suara: speaker .

V = 220 V I = 0,5 A t = 1 jam = 3.600 s Ditanyakan: a. R b. W Jawab:

2. Diketahui:

a.

R =

V = 2 20 V I 0, 5 A

= 440 Ω

P = 0,5 W I = 50 mA = 0,05 A Ditanyakan: V Jawab: P = V I V =

P = 30 W V = 240 V t = 1,5 jam = (1,5)(3.600 s) = 5.400 s Ditanyakan: a. R b. I c. W Jawab: a. Hambatan solder (R )

7. Diketahui:

W = V I t = (220 V)(0,5 A)(3.600 s) = 396 kJ Jadi, hambatan kipas angin 440 Ω dan energi listrik yang terpakai sebesar 396 kJ. R = 10 Ω t = 5 menit = 5 × 60 sekon = 300 s I = 5 A Ditanyakan: W Jawab: W = (0,24) I 2Rt = (0,24) (5 A)2(10 Ω)(300 s) = 18.000 kalori Jadi, energi listrik yang dipakai sebesar 18.0 00 kalori.

4. Diketahui:

R = 5 Ω I = 10 ampere t = 2 jam = 7.200 sekon Ditanyakan: W Jawab: W = 0,24 I 2 R t W = 0,24 (10 ampere)2(5 Ω)(7.200 sekon) W = 864.000 kalori Energi yang dipakai lampu sebesar 864.000 kalori.

5. Diketahui:

t = 5 menit = 300 s V = 220 V P = 300 W Ditanyakan: W Jawab: W = P t = (300 W)(300 s) = 90.000 J = 90 kJ Jadi, energi listrik yang digunakan sebesar 90 kJ.

= 10 V

Jadi, sumber tegangan yang harus dipasang adalah 10 V.

b.

3. Diketahui:

P 0, 5 W = I 0,05 A

P =

V 2 R

R =

V 2 P

=

(240 volt)2 30 watt

= 1.920 ohm

Hambatan solder sebesar 1.920 ohm. b.

Kuat arus yang mengalir (I ) P = V I I =

P 30 W = V 240 V

= 0,125 A

Kuat arus yang mengalir dalam solder sebesar 0,125 A. c.

Energi yang dipakai (W ) W = P t = (30 W)(5.400 s) = 162.000 J Energi listrik yang telah dipakai sebesar 162.000 J.

8. Diketahui:

2 lampu 25 watt/220 volt 2 lampu 40 watt/220 volt 1 lampu 60 watt/220 volt 1 lampu 10 watt/220 volt t = 8 jam per hari 1 kWh = Rp750,00 Ditanyakan: biaya per hari Jawab: Daya 5 lampu: P tot = (2 × 25 W) + (2 × 40 W) + (1 × 60 W) + (1 × 10 W) = 50 W + 80 W + 60 W + 10 W = 200 W Energi yang dipakai oleh lampu yaitu: W = P t = (200 watt)(8 jam) = 1.600 watt jam = 1,6 kWh


89

Harga yang harus dibayar Pak Sardiman = 1,6 kWh × Rp750,00 = Rp1.200,00

Ditanyakan: I 1, I 2, I , P 1, P 2

2 lampu TL 40 W digunakan 5 jam/hari 1 lampu TL 10 W digunakan 11 jam/hari 1 lampu pijar 5 W menyala 10 jam/hari televisi 80 W digunakan 10 jam/hari setrika 300 W digunakan 4 jam/minggu Ditanyakan: biaya untuk membayar energi listrik setiap bulan Jawab:

Jawab:

a.

2 lampu TL 40 W W = (2)(40 W)(5 jam)(30 hari) = 12.000 Wh = 12 kWh

b.

1 lampu TL 10 W W = (10 W)(11 jam)(30 hari) = 3.300 Wh = 3,3 kWh

c.

1 lampu pijar 5 W W = (5 W)(10 jam)(30 hari) = 1.500 Wh = 1,5 kWh

d.

televisi 80 W W = (80 W)(10 jam)(30 hari) = 24.000 Wh = 24 kWh

e.

setrika 300 W W = (300 W)(4 jam)(4 minggu) = 4.800 Wh = 4,8 kWh

R 1 = 20 Ω R 2 = 30 Ω

9. Diketahui:

V = 6 V

10. Diketahui:

R 1 dan R 2 tersusun secara paralel. 1 R p

=

1 20 Ω

=

3 60 Ω

=

5 60 Ω

R p =

60 Ω 5

+

1 30 Ω

+

2 60 Ω

= 12 Ω

Besar kuat arus yang keluar dari sumber tegangan: I =

V R p

6V 12 Ω

=

= 0,5 A

Rangkaian tersusun paralel, tegangan pada tiaptiap hambatan adalah sama. V 1 = V 2 = V = 6 V I 1 = I 2 =

V R 1 V R 2

=

6V = 20 Ω

0,3 A

=

6V = 30 Ω

0,2 A

P 1 = V I 1

= (6 V)(0,3 A) = 1,8 W P 2 = V I 2

= (6 V)(0,2 A) = 1,2 W

A.

Energi listrik yang dipakai selama 1 bulan = (12 + 3,3 + 1,5 + 24 + 4,8) kWh = 45,6 kWh. Sewa listrik selama 1 bulan: a. 20 kWh × Rp705,00 = Rp14.100,00 b. 25,6 kWh × Rp710,00 = Rp18.176,00 c . Total biaya: Rp14.100,00 + Rp18.176,00 = Rp32.276,00

Jadi, arus listrik yang mengalir pada lampu 1 sebesar 0,3 A dan arus pada lampu 2 sebesar 0,2 A. Daya lampu 1 sebesar 1,8 W, sedangkan daya lampu 2 sebesar 1,2 W.

Jadi, biaya pemakaian listrik yang harus dibayar oleh pemiliki rumah selama satu bulan sebesar Rp32.276,00.

Pilihan Ganda

Bahan-bahan dalam akumulator yaitu pelat timbal peroksida, pelat timbal murni, dan larutan asam sulfat.

1. Jawaban: c Bahan-bahan dalam baterai kering yaitu batang karbon, batang seng, pasta amonium klorida (NH4Cl), dan batu kawi (MnO2). Bahan-bahan elemen Volta yaitu larutan asam encer, pelat tembaga, dan pelat seng.

90

Listrik Dinamis

2. Jawaban: c Kuat arus listrik merupakan besaran yang nilainya dipengaruhi aliran muatan listrik dalam waktu tertentu. Persamaan yang tepat menggambarkan

konsep itu adalah I =

q . t

Batang karbon sebagai kutub positif

Keterangan: I = arus listrik (A) q = muatan listrik (C) t = waktu (s)

3. Jawaban: a Diketahui: q = 120 coulomb t = 1 menit = 60 sekon Ditanyakan: I Jawab: I =

120 C q = 60 s t

NH4Cl sebagai elektrolit MnO2 sebagai depolarisator Zn sebagai kutub negatif (anode)

9. Jawaban: c Urutan yang tepat bagian-bagian dari elemen Volta ditunjukkan dalam gambar berikut.

= 2 ampere

Jadi, kuat arus yang mengalir dalam penghantar sebesar 2 ampere. 4. Jawaban: a Bahan-bahan dalam akumulator yaitu pelat timbal peroksida (untuk katode), pelat timbal murni (untuk anode), dan larutan asam sulfat (untuk elektrolit). 5. Jawaban: c Bahan penyusun elemen Volta yaitu larutan asam encer (H2SO4) sebagai elektrolit, pelat tembaga (Cu) sebagai elektrode positif, dan pelat seng (Zn) sebagai elektrode negatif. PbO2 bahan penyusun akumulator dan MnO2 merupakan bahan penyusun elemen kering (baterai). 6. Jawaban: a Arah arus listrik dari katode ke anode (kutub positif ke negatif). Arah elektron dari anode ke katode (kutub negatif ke positif). 7. Jawaban: b Diketahui: R 1 = R 2 = R 3 = 30 Ω V = 4,5 V Ditanyakan: I tiap-tiap lampu Jawab: Ketiga lampu disusun paralel, tegangan tiap-tiap lampu sama, yaitu 4,5 V. V 1 = V 2 = V 3 = V = 4,5 V I =

=

V R

4,5 V 30 Ω

= 0,15 A Jadi, kuat arus yang mengalir pada tiap-tiap lampu sebesar 0,15 A. 8. Jawaban: d Bagian-bagian penyusun baterai ditunjukkan dalam gambar berikut.

Aliran elektron kutub-kutub

2. Seng

1. Tembaga

3. Gas hidrogen

4. Larutan asam sulfat encer

5. Ion-ion yang larut dalam larutan

10. Jawaban: d Sesuai hukum I Kirchhoff I 1 = I 2 + I 3 + I 4 I 2 = I 1 – I 3 – I 4 I 2 = (6 – 3 – 1) A I 2 = 2 A

Jadi, nilai kuat arus I 2 sebesar 2 A. 11. Jawaban: b Bagian-bagian sebuah baterai sebagai berikut. Batang karbon (C) sebagai kutub positif (+) Pasta amonium klorida (NH4Cl) sebagai elektrolit Mangan dioksida (MnO2) sebagai depolarisator Seng (Zn) sebagai kutub negatif (–)

Jadi, bagian baterai yang berfungsi sebagai elektrolit adalah amonium klorida (NH4Cl) yang ditunjukkan oleh nomor 2. 12. Jawaban: a Diketahui: R 1 = 12 Ω R 2 = 20 Ω Ditanyakan: I

R 3 = 30 Ω V = 12 volt


91

Jawab: 1 R paralel

Nilai hambatan kawat kedua: =

1 R 2

=

1 1 + 20 Ω 30 Ω

= =

+

1 R 3

R 2 =

3 2 + 60 Ω 60 Ω 5 60 Ω

R paralel = 12 Ω R total

= 12 Ω +12 Ω = 24 Ω

I =

=

V baterai R total

12 volt 24 Ω

= 0,5 ampere Jadi, arus yang mengalir sebesar 0,5 ampere. 13. Jawaban: d Diketahui: I = 4 A t = 15 menit = 900 s Ditanyakan: q Jawab: I =

q t

q = I t = (4 A)(900 s) = 3.600 C Jadi, muatan listrik yang mengalir sebesar 3.600 C.

14. Jawaban: c Diketahui: q = 120 C t = 3 menit = 180 s Ditanyakan: I Jawab: I =

120 C q = 1 80 s t

=

2 3

A

Jadi, kuat arus listrik yang ada dalam rangkaian sebesar

2 3

A.

15. Jawaban: a Diketahui: V = 9 volt q = 100 C Ditanyakan: W W = V q = (9 V)(100 C) = 900 J Energi yang diperlukan sebesar 900 J. 16. Jawaban: c Nilai hambatan kawat pertama: R 1 = ρ



A2

92

Listrik Dinamis

= =



ρ A2 

ρ

4( A1)

1  ρ 4 A1

Perbandingan hambatan resistor pertama dan kedua yaitu: R 1 : R 2 =



ρ A1

:

1  ρ 4 A2

= 4 : 1

17. Jawaban: b Diketahui: P = 350 W V = 220 V t = 20 menit = 1.200 s Ditanyakan: W Jawab: W = P t = (350 W)(1.200 s) = 420.000 J = 420 kJ Jadi, energi listrik yang terpakai sebesar 420 kJ. 18. Jawaban: a Diketahui:

 = 1,5 m A = 0,05 cm2 = 0,05 × 10–4 m2 ρ = 2,8 × 10–8 Ωm Ditanyakan: R

R =



ρ

A

1,5 m

= (2,8 × 10–8 Ωm) 0,05 × 10 −4 m2 = 8,4 × 10–3 Ω Hambatan kawat sebesar 8,4 × 10–3 Ω. 19. Jawaban: b Diketahui: R = 5 Ω I = 2 A V = 220 V W = 30 kJ = 30.000 J Ditanyakan: t Jawab: W = I 2R t t =

=

W I 2 R

30.000 J (2 A)2 (5 Ω)

= 1.500 s = 25 menit Jadi, alat tersebut digunakan selama 25 menit. 20. Jawaban: a Diketahui: R = 50 Ω t = 10 menit = 600 s W = 7,5 kJ = 7.500 joule Ditanyakan: I

Jawab: W Rt

I 2 =

7.500 J

= (50 Ω)(600 s) = 0,25 I = 0,5 A Jadi, arus listrik yang mengalir di solder sebesar 0,5 A. 21. Jawaban: a Diketahui: Y = 2Z = 4 Ω X =

1 Y 2

=2Ω

Z =2Ω Ditanyakan: R seri Jawab: R 1, R 2, R 3 dirangkai secara seri. R total = X + Y + Z = 2 Ω + 4 Ω + 2 Ω = 8 Ω Nilai total hambatan sebesar 8 Ω.

22. Jawaban: d Diketahui: R 1 = 2 Ω R 2 = 6 Ω V = 6 V r = 0,5 Ω Ditanyakan: I 1 R p

=

1 1 + R 1 R 2

=

1 2 Ω

+

=

3 6 Ω

+

=

4 6 Ω

1 6 Ω 1 6 Ω

Jawab: Biaya = (3,6 kWh)(Rp700,00/kWh) × 30 hari = Rp75.600,00 Jadi, biaya yang harus dibayar Pak Aming sebesar Rp75.600,00. 24. Jawaban: b Diketahui: • 4 buah lampu pijar (W 1) = 4 × 25 watt × 12 jam = 1.200 Wh = 1,2 kWh • 6 buah lampu neon (W 2) = 6 × 10 watt × 10 jam = 600 Wh = 0,6 kWh • 1 buah televisi (W 3) = 1 × 80 watt × 10 jam = 800 Wh = 0,8 kWh Ditanyakan: energi total 30 hari (W ) Jawab: W = (W 1 + W 2 + W 3)(30) = (1,2 + 0,6 + 0,8)(30) kWh = 78 kWh Energi listrik yang digunakan selama 1 bulan 78 kWh. 25. Jawaban: a Diketahui: R 1 = 7 Ω R 2 = 4 Ω Ditanyakan: R pengganti Jawab: 1 R p

=

1 R 2

=

1 4 Ω

=

3 12 Ω

=

4 12 Ω

R p =

12 Ω 4

6Ω = 1,5 Ω 4 R total = R p + r

R p =

= 1,5 Ω +0,5 Ω =2 Ω I =

=

V R total

6V 2 Ω

=3A Jadi, kuat arus total pada rangkaian sebesar 3 A. 23. Jawaban: a P = 900 W Diketahui: W = 3,6 kWh/hari 1 kWh = Rp700,00 Ditanyakan: biaya selama 1 bulan

1

R 3 = 12 Ω R 4 = 10 Ω

1 R 3

+

1 12 Ω

+ +

1 12 Ω

= 3 Ω

R s = R 1 + R p = 7 Ω + 3 Ω = 10 Ω 1

1 R pengganti

=

1 R s

+

1 R 4

=

1 10 Ω

+

1 10 Ω

R pengganti =

10 Ω 2

= 5 Ω

=

2 10 Ω

Jadi, hambatan pengganti rangkaian sebesar 5 Ω. 26. Jawaban: d Diketahui: R 1 = 4 Ω R 2 = 4 Ω Ditanyakan: R total seri : R total paralel


93

Jawab: R 1 dan R 2 dirangkai secara seri. R seri = R 1 + R 2 = 4 Ω + 4 Ω =8 Ω R 1 dan R 2 dirangkai secara paralel. 1

1 4 Ω

=

R paralel

+

1 4 Ω

=

2 4 Ω

=

1 2 Ω

R paralel = 2 Ω R total seri : R total paralel = 8 : 2 = 4 : 1

27. Jawaban: d I 1 = 20 A – 10 A = 10 A I 2 = I 1 – 5 A = 10 – 5 = 5 A I 3 = 10 A – 5 A = 5 A Jadi, besar I 1, I 2, dan I 3 beruturut-turut adalah 10 A, 5 A, dan 5 A. 28. Jawaban: c Diketahui: V = 20 V R = 50 Ω Ditanyakan: P Jawab: P =

V 2 R

(20)2 50 400 50

= =

29. Jawaban: c V = 12 V Diketahui: R = 12 Ω t = 10 menit = 600 s Ditanyakan: W Jawab:

=

q = 900 coulomb t = 5 menit = 300 sekon Ditanyakan: I Jawab: I =

900 C q = 3 00 s t

t

(12)2 12

= 3 ampere

Jadi, arus listrik yang mengalir dalam rangkaian sebesar 20 A. 2. Diketahui:

I = 2 A t = 7 × 60 sekon = 420 sekon Ditanyakan: q Jawab: I =

q t

q = I t = (2 A)(420 s) = 840 C Jadi, muatan listrik yang mengalir selama 7 menit yaitu 840 C.

3. Diketahui:

V = 12 volt q = 800 C Ditanyakan: W W = V q = (12 V)(800 C) = 9.600 J Jadi, energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan 800 C sebesar 9.600 J.  =  ρ 1 2 2

=

1 ρ 4 1

R baru = R baru = R baru =

1

ρ 1 A

1

2

ρ 2 A

2

1  ( ρ 1) 1 4 A1 1 R 4 lama 1 4

hambatan

kabel lama.

(600) joule

2.400 W 1 20 V

= 20 A

Jadi, arus listrik yang mengalir sebesar 20 A.

Listrik Dinamis

Selisih R baru dan R lama ∆R = R lama – R baru

30. Jawaban: c Diketahui: V = 120 V P = 2,4 kW = 2.400 W Ditanyakan: I Jawab: P = V I 2.400 W = (120 V) I I =

R lama =

Jadi, hambatan kabel baru sebesar

= 7.200 joule

94

1. Diketahui:

A1 = A2 Ditanyakan: R baru dan ∆R Jawab:

Jadi, daya yang dihasilkan sebesar 8 watt.

W =

Uraian

4. Diketahui:

= 8 watt

V 2 R

B.

= ρ 1

1

A1

–

=

3 1 ρ 4 A1

=

3 R 4

1 1 ρ 4 1 A1

Jadi, selisih hambatan kabel baru dengan kabel lama sebesar

3 R . 4

5. Diketahui:

=6m A = 0,1 × 10–4 m2 ρ = 10 × 10–8 Ωm Ditanyakan: R Jawab: R =



ρ

A

8. Diketahui:



= (10 × 10–8 Ωm)

6m 0,1 × 10 −4 m 2

= 0,06 Ω

Jadi, hambatan besi sebesar 0,06 Ω. 6. a.

1 R p

= = = =

1 R 2

+

1 R 3

1 1 + 60 Ω 20 Ω 1 3 + 60 Ω 60 Ω 4 60 Ω

60 Ω 4 = 15 Ω

R p =

R total = R 1 + R p

= 30 Ω + 15 Ω = 45 Ω Jadi, hambatan pengganti sebesar 45 ohm. b.

I total = I 1 =

V R total

=

4, 5 V 45 Ω

= 0,1 A Jadi, arus listrik yang keluar dari baterai sebesar 0,1 A.

V = 220 volt l = 1,5 ampere t = 5 menit = 300 sekon Ditanyakan: W Jawab: W = V I t = (220 volt)(1,5 ampere)(300 sekon) = 99.000 J Jadi, energi yang digunakan kipas angin sebesar 99.000 J.

9. Diketahui:

R = 400 Ω I = 600 mA = 0,6 A Ditanyakan: V Jawab: V = I R = (0,6 A)(400 Ω) = 240 V Jadi, beda potensial pada kedua ujung penghantar adalah 240 V.

10. Setrika = (1 × 150 watt)(6 jam) = 900 Wh Lampu pijar= (5 × 40 watt)(120 jam) = 24.000 Wh Kulkas = (1 × 70 watt)(720 jam) = 50.400 Wh Televisi = (1 × 50 watt)(180 jam) = 9.000 Wh Komputer = (1 × 100 watt)(60 jam) = 6.000 Wh ––––––––– 90.300 Wh Daya total = 90.300 Wh = 90,3 kWh Biaya total = Rp700,00/kWh × 90,3 kWh = Rp63.210,00 Jadi, biaya listrik keluarga Pak Edi pada bulan April sebesar Rp63.210,00.

P = 80 W V = 220 V Ditanyakan: R

7. Diketahui:

P = R =

V 2 R V 2 P

=

(220 V)2 80 W

= 605 Ω

Jadi, hambatan televisi sebesar 605 Ω.


95

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Ekskresi cukup luas cakupannya, meliputi zat sisa metabolisme dari ginjal, hati, paru-paru, dan kulit. Ginjal membuang urea dan kelebihan air, paru-paru membuang CO2 dan uap air. Kulit membuang garam mineral dan air, sementara hati membuang sampah metabolisme dari tubuh. 2. Jawaban: d Pada proses pembentukan urine, setelah terjadi filtrasi di glomerulus, zat-zat yang masih berguna diserap kembali di daerah tubulus kontortus proksimal sehingga terbentuk urine sekunder. 3. Jawaban: b Globin digunakan untuk membentuk hemoglobin baru dan digunakan dalam metabolisme protein. Zat besi merupakan unsur eksternal yang berperan penting dalam pembentukan sel darah merah. 4. Jawaban: c Menstruasi dialami oleh wanita yang memasuki masa puber atau mulai berfungsinya organ-organ reproduksi. Menstruasi terjadi karena meluruhnya dinding rahim disertai pecahnya pembuluh darah akibat sel telur tidak dibuahi oleh sperma. Menstruasi normal terjadi setiap bulan sehingga disebut siklus bulanan menstruasi. Wanita mengalami menstruasi setiap bulannya selama sel telur tidak dibuahi oleh sperma. Menstruasi tidak terjadi ketika wanita mengalami kehamilan atau dapat berhenti ketika wanita mencapai usia 50 tahun ke atas. Fase berhentinya siklus menstruasi ini disebut menopause. 5. Jawaban: b Fungsi uterus (rahim) adalah sebagai berikut. 1) Sebagai tempat untuk implantasi embrio. 2) Melindungi embrio dan janin saat kehamilan. 3) Membantu mendorong (kontraksi) bayi saat persalinan. Sementara tempat terjadinya fertilisasi di tuba falopii. 6. Jawaban: d Keterangan gambar: K = Kelenjar prostat dan bulbouretra, berfungsi menghasilkan cairan prostat yang mendukung kehidupan sel sperma.

96

Ulangan Akhir Semester 1

L = Vas deferens berfungsi menyalurkan sperma dari epididimis menuju kantong semen atau vesikula seminalis. M = Penis merupakan organ reproduksi yang berfungsi melakukan penetrasi dan memasukkan sperma ke dalam organ kelamin wanita. N = Testis merupakan organ yang berisi tubulus seminiferus yang berfungsi menghasilkan sel sperma. Selain itu, testis juga memproduksi hormon testosteron yang bekerja memunculkan ciri kelamin sekunder pada pria. 7. Jawaban: b Area pengecapan pada lidah manusia sesuai gambar sebagai berikut. P : peka terhadap rasa pahit Q dan U : peka terhadap rasa asam R dan T : peka terhadap rasa asin S : peka terhadap rasa manis 8. Jawaban: d Bagian yang ditunjuk adalah otak kecil. Otak kecil merupakan pusat keseimbangan dan berfungsi untuk mengoordinasi otot-otot sebagai alat gerak. Oleh karena itu, jika otak kecil rusak, seseorang akan kehilangan keseimbangan tubuh dan koordinasi aktivitas otot. 9. Jawaban: d Hormon antidiuretik (ADH) yang dihasilkan oleh hipofisis posterior dapat meningkatkan penyerapan kembali air di dalam ginjal sehingga meningkatkan produksi urine. Adrenalin berperan dalam menaikkan gula darah dan mempercepat denyut jantung. Prolaktin berperan pada masa kehamilan dan menyusui. Tiroksin berperan dalam metabolisme sel-sel tubuh. 10. Jawaban: c Penghantaran impuls dapat dipercepat oleh adanya nodus Ranvier. Nodus Ranvier ditunjuk oleh nomor 3. Nodus Ranvier merupakan bagian akson yang tidak terbungkus selubung mielin. Adapun bagian yang ditunjuk oleh nomor 1 adalah dendrit. Bagian yang ditunjuk oleh nomor 2 adalah inti sel. Bagian yang ditunjuk oleh nomor 4 adalah selubung mielin.

11. Jawaban: a Struktur menyerupai kantong pada paruh bagian bawah dapat digunakan untuk menangkap ikan misalnya pada burung pelikan. 12. Jawaban: c Tubuh landak mempunyai bulu yang berupa duriduri cukup panjang dan tajam. Ketika didekati musuhnya duri-duri landak akan berdiri tegak. Apabila musuhnya tetap menyerang maka duriduri landak akan terlepas dan menancap ke tubuh musuhnya. Dengan demikian, duri pada tubuh landak berfungsi untuk melindungi diri dari musuh. 13. Jawaban: d Beberapa jenis pohon menggugurkan daun selama musim kemarau, contoh pohon jati. Pohon jati menggugurkan daunnya untuk mengurangi kehilangan air dari dalam pohon (penguapan). Dengan demikian, penggunaan air selama musim kemarau dapat diminimalisasi. 14. Jawaban: c Kaki burung yang hidup di perairan atau daerah berlumpur memiliki selaput renang yang terletak pada celah jari kakinya. Selaput pada jari kaki tersebut berfungsi untuk berenang atau berjalan di tanah becek dan berlumpur. 15. Jawaban: d Menurut teori Darwin tersebut, alam dengan segala keterbatasannya menyeleksi setiap individu. Individu-individu yang dapat menyesuaikan diri akan bertahan dan lolos dari seleksi itu untuk selanjutnya dapat meneruskan keturunannya. 16. Jawaban: c Hasil persilangan tersebut sebagai berikut. HK

Hk

hK

hk

HK

HHKK

HHKk

HhKK

HhKk

Hk

HHKk

HHkk

HhKk

Hhkk

hK

HhKK

HhKk

hhKK

hhKk

hk

HhKk

Hhkk

hhKk

hhkk

Berdasarkan hasil persilangan di atas dapat diketahui keturunan yang bergenotipe sama dengan induknya (HhKk) diwakili oleh huruf d, g, j, dan m pada persegi Punnet tersebut. 17. Jawaban: c Untuk mengetahui pasangan antara bayi dan orang tuanya yang tepat, terlebih dahulu perlu diketahui kemungkinan golongan darah keturunan dari setiap pasangan orang tua. Kita anggap golongan darah orang tua hybrid (heterozigot), maka: 1) Pasangan orang tua pertama, B >< O. = IBIO >< IOIO ⇒ IB|O dan I BIO = golongan darah keturunannya B atau O

2)

Pasangan orang tua kedua, B >< O. = I AIO >< IBIO ⇒ I A|B, I AIO, IBIO, dan IOIO = golongan darah keturunannya AB, A, B, atau O 3) Pasangan orang tua ketiga, AB >< O. = I AIB >< I OIO ⇒ I A|O dan IBIO = golongan darah keturunannya A atau B Berdasarkan data tersebut, kemungkinan golongan darah bayi yang sesuai dengan golongan darah orang tuanya sebagai berikut. Pasangan Orang Tua Pertama

Pasangan Orang Tua Kedua

Pasangan Orang Tua Ketiga

P (Q)

AB (R)

B (P)

18. Jawaban: a Usaha yang paling sesuai untuk memperoleh benih kedelai yang tahan hama dengan cara iradiasi. Bijibiji yang akan ditanam dapat diiradiasi dengan sinar jenis tertentu. Biji-biji ini kemudian dapat mengalami mutasi. Hasil mutan ini bersifat menguntungkan. 19. Jawaban: c Prinsip inseminasi buatan adalah menyuntikkan sperma sapi jantan di rahim sapi betina. Teknik reproduksi in sangat efektif karena pembuahan berlangsung tanpa mendatangkan sapi jantan. 20. Jawaban: c Streptococcus lactis berperan dalam pembuatan mentega. Bacillus thuringiensis berperan dalam pengendalian hama tanaman budi daya. Bakteri ini menghasilkan zat racun jika disemprotkan pada daun dan akan termakan oleh hama tanaman. Racun yang dihasilkan akan masuk ke dalam tubuh hama sehingga mengakibatkan kelumpuhan dan kematian. Rhizopus stolonifer berperan dalam pembuatan tempe. Adapun Streptococcus thermophillus berperan dalam pembuatan yoghurt. 21. Jawaban: c Benda 1 menolak benda 2, sehingga muatan benda 1 sama dengan benda 2. Benda 1 menarik benda 3, sehingga muatan benda 1 berlainan dengan benda 3. Dengan demikian, jawaban yang benar adalah c. 22. Jawaban: c Kedua bola yang disentuh batang bermuatan akan memiliki muatan yang berlawanan dengan batang. Kedua bola menjadi bermuatan sama sehingga saling menolak. Kedua bola dan batang memiliki muatan yang tidak sama sehingga bola ditarik oleh batang. 23. Jawaban: b Balon yang digosok kain wol akan bermuatan negatif. Penyebabnya karena elektron dari kain wol berpindah ke balon. Kertas bersifat netral. Saat balon didekatkan ke serpihan kertas, terjadi pemisahan muatan pada serpihan kertas. Muatan


97

negatif pada serpihan kertas menjauhi ujung kertas yang berdekatan dengan balon, sedangkan muatan positif pada kertas mendekati balon. Kertas menjadi tertarik ke balon. 24. Jawaban: a Sebatang kaca yang digosok menggunakan kain sutra akan bermuatan positif. Penyebabnya karena elektron dari batang kaca berpindah ke kain sutra. Akibatnya, kaca kekurangan elektron sehingga bermuatan positif. 25. Jawaban: b Benda bermuatan positif, artinya benda kekurangan elektron. Benda dapat menjadi netral jika mendapat elektron. Benda yang kekurangan elektron tersebut ketika disentuh oleh seseorang, benda akan cenderung menarik elektron dari orang tersebut dan akibatnya terjadi aliran elektron dari orang tersebut ke benda bermuatan positif. Dengan demikian, benda positif dapat menjadi netral jika dialiri elektron. 26. Jawaban: d Batang plastik yang digosok bahan lain menjadi bermuatan positif. Hal ini karena plastik kekurangan atau kehilangan elektron. 27. Jawaban: c Pada awalnya kertas logam tidak bermuatan. Saat didekati batang yang bermuatan, terjadi pemisahan muatan di kertas logam. Muatan negatif cenderung tertarik mendekati batang bermuatan positif. Muatan positif ditolak oleh batang bermuatan positif. Gambar yang sesuai pilihan c. 28. Jawaban: d Diketahui: q A = 4 × 10 –6 C qB = 2 × 10 –6 C r = 2 cm = 2 × 10 –2 m Ditanyakan: F Jawab:    

F = k

 

= (9 × 109)

   −    −   ×  −  

N

 × −

=  × − N = 180 N Jadi, gaya Coulomb kedua muatan sebesar 180 N. 29. Jawaban: a Diketahui: F = 0,9 N q1 = q2 = 5 × 10 –6 C Ditanyakan: r Jawab:   

F = k

   

r 2 = k

98




       −    −  

r = =

 = 0,5

Jadi, jarak kedua muatan sejauh 0,5 m. 30. Jawaban: b Elektroskop yang telah bermuatan, daunnya akan membuka. Saat kepala elektroskop disentuh oleh benda bermuatan berbeda dengan muatan pada elektroskop, daun akan menutup. Pada soal, elektroskop bermuatan negatif didekati oleh muatan positif. Muatan negatif di daun elektroskop tertarik menuju kepala elektroskop. Akibatnya, daun elektroskop akan menutup. Dengan demikian, gambar yang sesuai ditunjukkan pada pilihan b. 31. Jawaban: d Diketahui: q = 720 C t = 1,5 menit = 90 s Ditanyakan: I Jawab: I =

   =   

= 8 A

Jadi, kuat arus yang mengalir pada kawat sebesar 8 A. 32. Jawaban: a Diketahui:

= 20 cm = 0,2 m A = 2 mm2 = 2 × 10 –6 m ρ = 1 × 10 –7 Ωm Ditanyakan: R Jawab: R =

ρ





 

= (1 × 10 –7)     −

Ω =

0,01

Ω

Jadi, hambatan kawat sebesar 0,01 33. Jawaban: a (P)  =

 Ω

=

 Ω

 

R p = 1

+

 Ω

Ω

R total = 1

Ω +

2

Ω =

(Q)  =

 Ω

+

 Ω

=

 Ω

1

Ω +

 

R p = 1 R total = 1 =3

Ω

1

Ω

Ω

Ω + Ω

(R)  =  +   

3

Ω

= 

Ω

Ω

Ω.

R p = 0,5

Jawab:

Ω

R total = 0,5 = 2,5

Ω +

2

Ω

  

Ω

=  +   

Jadi, hambatan efektif yang sama adalah P dan Q. 34. Jawaban: b Diketahui: R 1 = 3 Ω R 2 = 2 Ω V = 6 V Ditanyakan: I Jawab:   

  Ω

=

+ Ω

R total = I = =

     Ω 

+

=

= 5 A

+

=  + 

Ω

= 

Ω

R p = 0,5

Ω

R total = R p + R 3 = (0,5 + 2) Ω = 2,5 Ω V = I R = (2 A)(2,5 Ω) =5V Jadi, hasil pembacaan voltmeter 5 V. 36. Jawaban: c Diketahui: R 1 = 4 Ω R 2 = 5 Ω R 3 = 20 Ω V = 12 V Ditanyakan: V 3

 Ω 

  

a.

= 4

Ω Ω =

8

Ω

 

=  Ω = 1,5 A

P = =

Ω

  

Ω

R p =

Ω)

=6V

37. Jawaban: b Diketahui: t = 4 jam W = 12 kWh Ditanyakan: a. P b. biaya yang dibayar Jawab:

 Ω 

  

+  Ω

  Ω

Pada rangkaian paralel, tegangan sama. Jadi, V 2 = V 3 = V 23 = 6 V.

Hasil pembacaan di ammeter 5 A.

  

=

+

V 23 = I R p = (1,5 A)(4

 Ω

35. Jawaban: c Diketahui: R 1 = R 2 = 1 R 3 = 2 Ω I = 2 A Ditanyakan: V Jawab:

 Ω

I =

 

=

=

R total = R 1 + R p = (4 + 4)

=  +   

 

b.

    =  

3 kW

Biaya = (12 kWh)(Rp720,00/kWh) = Rp8.640,00

38. Jawaban: d Diketahui: P = 10 W V = 220 V t = 10 jam = 36.000 s Ditanyakan: W Jawab: W = P t = (10 W)(36.000 s) = 360.000 J = 360 kJ Energi listrik selama pemakaian 10 jam sebesar 360 kJ. 39. Jawaban: c Diketahui:

 1 =

0,5 m A1 = 1 mm2 Ditanyakan: R 2 dan A2 Jawab:

R 1 = R R 2 = 2R

ρ 

R =  R 1 =

ρ 



= 0,5

ρ

R 2 = 2R = ρ R 2 =

ρ 



=

ρ

Jawaban yang mungkin adalah c.


99

40. Jawaban: a W 1 = (200 W)(4 jam/hari)(30 hari) = 24.000 Wh W 2 = (350 W)(2 jam/hari)(30 hari) = 21.000 Wh W 3 = (10)(40 W)(10 jam/hari)(30 hari) = 120.000 Wh W total = (24.000 + 21.000 + 120.000) Wh = 165.000 Wh = 165 kWh Biaya = (165 kWh)(Rp700,00/kWh) = Rp115.500,00 B. Uraian 1. a. Kapsul Bowman berfungsi sebagai tempat penyaringan darah. b. Tubulus kontortus proksimal sebagai tempat penyerapan kembali zat-zat yang masih berguna bagi tubuh. Di tempat ini akan dihasilkan urine sekunder. c. Duktus kolektivus berfungsi sebagai saluran pengumpul urine yang sesungguhnya. 2. a.

b.

Adaptasi adalah kemampuan makhluk hidup untuk menyesuaikan diri terhadap lingkungannya agar tetap bertahan hidup dan mampu berkembang biak. Cara makhluk hidup melakukan adaptasi ada tiga macam sebagai berikut. 1) Adaptasi morfologi yaitu adaptasi melalui perubahan bentuk organ tubuh. 2) Adaptasi fisiologi yaitu adaptasi dengan cara menyesuaikan fungsi alat-alat tubuh terhadap lingkungannya. 3) Adaptasi tingkah laku yaitu adaptasi terhadap lingkungannya dengan cara mengubah tingkah laku.

3. Ya, karena selama hamil wanita tidak memproduksi sel telur. Kehamilan terjadi saat sel telur yang telah dibuahi sperma menempel pada dinding uterus. Menstruasi tidak akan terjadi apabila ovum dibuahi oleh sel sperma, karena menstruasi adalah peristiwa peluruhan endometrium yang diikuti pecahnya pembuluh darah ketika sel telur tidak dibuahi oleh sperma. Apabila terjadi fertilisasi, sel telur yang dibuahi membentuk zigot dan berkembang menjadi embrio. Embrio kemudian mengalami implantasi pada endometrium hingga berkembang menjadi janin dan siap dilahirkan. Jadi, selama periode kehamilan, wanita tidak mengalami menstruasi karena sel telur tidak diproduksi. 4. Hewan yang ditunjukkan pada gambar adalah cumi-cumi. Cumi-cumi melindungi diri dari musuhnya dengan cara menyemprotkan cairan

100


hitam seperti tinta. Hewan ini akan mengeluarkan cairan seperti tinta berwarna gelap sebagai pertahanan diri agar dapat mengelabui musuhnya. Saat musuh lengah, cumi-cumi berenang cepat menghindari musuhnya. 5. Pada bioteknologi konvensional, campur tangan manusia hanya sebatas menyediakan dan mengkondisikan substrat agar mikroorganisme dapat beraktivitas secara optimal. Oleh karena itu, hasilnya tergantung bagaimana kerja mikroorganisme pada substrat dan lingkungan yang disediakan manusia. Apabila terjadi perubahan atau ketidaksesuaian lingkungan fermentasi, misalnya substrat tercemar atau suhu lingkungan berubah maka kemungkinan hasil yang dicapai tidak sesuai dengan yang diinginkan. 6. Diketahui:

q1 = 2 C q2 = 6 C r = 3 mm = 3 × 10 –3 m Ditanyakan: F Jawab: 

F = k

 

= (9 × 109)

  × − 

N

 × 

=  × − N = 1,2 × 1016 N Jadi, gaya yang timbul antara kedua muatan 1,2 × 1016 N. 7. Diketahui:

I = 2 A t = 20 menit = 1.200 s Ditanyakan: q Jawab: q = I t = (2 A)(1.200 s) = 2.400 C Jadi, muatan yang melewati kawat tersebut sebesar 2.400 C.

8. Diketahui:

q = 3.600 C t = 6 menit = 360 s R = 20 Ω Ditanyakan: V Jawab: V = I R =

 R 

=

   

(20

Ω)

= (10)(20) V = 200 V Jadi, beda potensial di ujung-ujung kawat 200 V.

9. Diketahui:

R 1 = 10 Ω R 2 = 15 Ω R 3 = 7 Ω R 4 = 3 Ω V = 18 V Ditanyakan: a. I b. V ab dan V bc Jawab: a. R s = R 3 + R 4 = (7 + 3)   

=

  

=

  Ω

+

V bc = I R p = (1,125 A)(6 Ω) = 6,75 V Jadi, tegangan di ab dan bc berturut-turut 11,25 volt dan 6,75 volt. 10. Diketahui:

Ω =

10

Ω

+

  Ω

   =  Ω 

W 1 = (25 watt)(8) = 100 watt W 2 = (100 watt)(2) = 200 watt t 1 = t 2 = 8 jam sehari Ditanyakan: biaya selama 30 hari Jawab: W total = (W 1 + W 2)(8 jam/hari)(30 hari)

  

R p = 6 Ω R total = R 1 + R p = 10 Ω + 6 I =

b. V ab = I R = (1,125 A)(10 Ω) = 11,25 V

= (100 W + 200 W)(240 jam) =

Ω =

+  Ω

16

Ω

= 72.000 Wh = 72 kWh Biaya = (72 kWh)(Rp720,00/kWh) = Rp51.840,00 Jadi, biaya yang harus dibayar sebesar Rp51.840,00.

= 1,125 A

Jadi, arus yang mengalir di rangkaian sebesar 1,125 A.


101

Magnet dan Penerapannya

Mengenal Magnet

• • • •

Magnet dan Listrik

Bahan magnet Bentuk magnet dan sifat kutub magnet M em bu at d an m en gh il an gk an s if at kemagnetan benda Magnet bumi

• • • • • • • •

102


• • •

Medan magnet Elektromagnet Gaya Lorentz

Mampu menunjukkan rasa ingin tahu yang tinggi dan berusaha memiliki rasa ingin tahu dengan banyak belajar dan membaca. Mampu menunjukkan sifat inovatif dalam mengatasi berbagai masalah. Mampu menunjukkan sikap gemar membaca untuk menambah wawasan pengetahuannya. Mampu menjelaskan sifat bahan pembuat magnet. Mampu menyebutkan bentuk magnet dan menjelaskan sifat kutub magnet. Mampu menggunakan kaidah genggaman tangan kanan untuk menentukan arah arus dan arah garis gaya magnet. Mampu menjelaskan konsep elektromagnet, kelebihan elektromagnet, dan pemanfaatan elektromagnet. Mampu menjelaskan konsep gaya Lorentz dan kaidah tangan kanan penentu gaya Lorentz.

A. 1.

2.

3.

4.

Pilihan Ganda Jawaban: c Baja merupakan bahan yang mengandung magnet elementer. Susunan magnet elementer pada baja sangat sulit diatur sehingga untuk membuat magnet dari baja tidaklah semudah membuat magnet dari besi. Diperlukan waktu yang lama untuk bisa mengatur magnet elementer pada baja agar bisa berubah menjadi magnet. Apabila baja sudah berubah menjadi magnet, sifat kemagnetan baja tersebut tidak cepat berubah (hilang). Hal ini karena magnet elementer pada baja sudah tersusun menjadi magnet dan sulit untuk mengubahnya kembali. Jawaban: d Berdasarkan sifat kemagnetannya, benda dibagi menjadi feromagnetik, paramagnetik, dan diamagnetik. Feromagnetik adalah bahan yang dapat ditarik dengan kuat oleh magnet. Contoh besi, baja, dan nikel. Bahan paramagnetik adalah bahan yang lemah ditarik oleh magnet. Contoh krom, titanium, dan mangan. Diamagnetik adalah bahan yang ditolak oleh magnet. Contoh seng, perak, dan bismut. Bahan nonmagnetik adalah bahan yang tidak dapat ditarik oleh magnet. Contoh plastik, kaca, dan kayu. Jawaban: d Kutub E adalah kutub utara sehingga kutub F adalah kutub selatan. Kutub F tarik-menarik dengan kutub A sehingga kutub A adalah kutub utara. Jika kutub A adalah kutub utara, kutub B adalah kutub selatan. Kutub A tolak-menolak dengan kutub D sehingga kutub D adalah kutub utara. Jika kutub D adalah kutub utara, kutub C adalah kutub selatan. Jadi, kutub B, C, dan F berturut-turut selatan, selatan, dan selatan. Jawaban: c Berdasarkan sifat kemagnetannya, magnet dibagi menjadi tiga macam, yaitu feromagnetik, paramagnetik, dan dramagnetik. Feromagnetik adalah bahan yang kuat ditarik oleh magnet. Contoh bahan feromagnetik yaitu besi, baja, nikel, dan kobalt. Paramagnetik adalah bahan yang lemah ditarik oleh magnet. Contoh bahan paramagnetik adalah krom, titanium, dan mangan. Diamagnetik adalah bahan yang ditolak magnet. Contoh bahan diamagnetik adalah bismut, natrium klorida, dan timah. Oleh sebab itu, magnet yang terbuat dari bahan feromagnetik sifat kemagnetannya lebih tahan lama dari bahan paramagnetik.

5. Jawaban: c Oleh karena sama-sama kutub selatan, garis gaya magnet saling menjauh. Hal ini karena kutub yang berdekatan sama jenis kutubnya. Jadi, gambar yang benar ditunjukkan oleh pilihan c. 6. Jawaban: b Pembuatan magnet cara induksi dilakukan dengan mendekatkan magnet penginduksi ke bahan yang akan diinduksi. Ujung magnet yang didekati magnet penginduksi akan memilki kutub yang berlawanan dengan magnet penginduksi. Semakin kuat magnet penginduksi, magnet induksi yang dihasilkan semakin kuat. Semakin jauh jarak magnet penginduksi dengan bahan yang diinduksi, magnet yang dihasilkan semakin lemah. 7. Jawaban: a Besi merupakan bahan feromagnetik yang dapat dibuat menjadi magnet. Sifat kemagnetan dari magnet yang berbahan besi adalah sementara. Hal ini karena magnet elementer pada besi mudah diatur sehingga mudah berubah menjadi magnet. Namun, magnet elementer yang sudah tersusun menjadi magnet akan mudah kembali ke posisi awal seperti sebelum menjadi magnet. Pada pembuatan magnet dengan cara digosok, bagian benda yang terakhir digosok akan memiliki kutub yang berlawanan dengan kutub magnet penggosok sehingga A menjadi kutub utara dan B menjadi kutub selatan. 8. Jawaban: c Jika A adalah kutub utara dan saling tarik-menarik dengan kutub B sehingga dapat dinyatakan bahwa kutub B merupakan kutub selatan. Jika kutub B dan C saling tarik-menarik jika didekatkan berarti kutub C adalah kutub utara. Sementara itu, jika kutub B dan D yang didekatkan akan saling tolakmenolak, kutub D merupakan kutub selatan. Jadi, dapat disimpulkan bahwa B = selatan, C = utara, dan D = selatan. 9. Jawaban: d Sebuah magnet yang dipotong menjadi beberapa bagian akan tetap memiliki kutub utara dan selatan. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan selatan. Tidak ada magnet yang hanya memiliki satu kutub saja. 10. Jawaban: b Ujung batang besi yang dekat dengan magnet akan menjadi kutub selatan, sedangkan yang sebaliknya menjadi kutub utara. Ujung paku besi


103

A dekat dengan kutub utara pada batang besi sehingga menjadi kutub selatan. Ujung B menjadi kutub utara. Ujung paku besi C dekat dengan kutub utara (B) sehingga ujung C kutub selatan dan ujung D kutub utara. Jadi, kutub A–B–C–D adalah selatan–utara–selatan–utara.

2.

Magnet tersusun dari bahan magnet elementer. Apabila magnet dibakar akan mengakibatkan susunan magnet elementer pada magnet tersebut berubah menjadi tidak teratur dan tidak searah. Oleh karena letak dan arah magnet elementer berubah, sifat kemagnetannya menjadi hilang.

11. Jawaban: d Bumi memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kutub kemagnetan bumi tidak berimpit dengan kutub bumi. Kutub utara kemagnetan bumi berdekatan dengan kutub selatan bumi. Kutub selatan kemagnetan bumi berdekatan dengan kutub utara bumi. Hal tersebut mengakibatkan jarum kompas mengalami penyimpangan.

3.

Ketika kumparan berarus dililitkan pada besi lunak akan menyebabkan kumparan inti besi menjadi magnet. Sifat kemagnetannya lebih kuat dibandingkan kumparan berarus tanpa inti besi.

4.

Pada sebuah magnet terdapat gaya magnet yang dapat menarik bahan-bahan magnetik seperti serbuk besi. Bagian magnet yang memiliki gaya magnet paling kuat berada di kutub-kutub magnet, sedangkan bagian tengah dari sebuah magnet memiliki gaya magnet paling lemah. Oleh karena itu, serbuk besi akan lebih banyak menempel di ujung-ujung/kutub-kutub magnet.

5

Beberapa kelebihan elektromagnetik sebagai berikut a. Kekuatan kemagnetan dapat diatur sesuai besar kecilnya arus yang dialirkan. b. Kekuatan kemagnetan dapat diatur dengan memperbanyak atau mengurangi lilitan. c. Mudah memunculkan atau menghilangkan sifat kemagnetannya. d. Kutub-kutub magnet dapat diubah dengan membalik arah arus.

6.

Baja sulit dibuat magnet karena baja memiliki kandungan magnet elementer yang sulit untuk diubah letak dan arahnya. Jika magnet elementer pada baja sudah berubah letak dan arahnya menjadi susunan magnet, magnet elementer pada baja tersebut akan sulit berubah kembali ke posisi semula. Dengan demikian, sifat kemagnetan baja adalah permanen.

7.

Monitor bekerja karena adanya tembakan elektron pada sinar katoda ke layar kaca yang memendarkan cahaya dengan warna berbeda. Sementara itu, elektron memiliki sifat mudah terpengaruh jika ada medan magnet. Oleh karena itu, jika magnet didekatkan monitor akan menyebabkan pembelokan arah elektron sehingga monitor tidak berfungsi semestinya.

8.

Kutub-kutub magnet bumi tidak tepat berimpit dengan kutub-kutub geografisnya. Kutub selatan magnet bumi terletak di Kanada bagian utara. Jaraknya sekitar 1.500 km dari kutub utara geografis. Adapun kutub utara magnet bumi terletak di dekat Lingkar Antartika. Jadi, semakin dekat kutub jarum kompas semakin menyimpang.

12. Jawaban: b Sudut inklinasi adalah sudut yang dibentuk akibat penyimpangan jarum kompas terhadap garis horizontal pada suatu titik di bumi. Sudut inklinasi negatif terbentuk jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke atas. Sudut inklinasi positif terbentuk jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke bawah. Sudut deklinasi positif adalah sudut yang terbentuk karena kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah timur (kanan). Sudut deklinasi negatif adalah sudut yang terbentuk karena kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah barat (kiri). 13. Jawaban: d Arah kutub-kutub magnet bumi membentuk sudut terhadap kutub bumi. Di daerah khatulistiwa, sudut deklinasi hampir nol. Namun, semakin dekat dengan kutub, sudut deklinasi semakin besar. 14. Jawaban: b Sudut deklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh jarum kompas terhadap arah utara dan selatan bumi. Di daerah khatulistiwa sudut deklinasi hampir nol. Namun, semakin dekat ke kutub, sudut deklinasi semakin besar. 15. Jawaban: b Sudut inklinasi positif terbentuk jika kutub utara jarum kompas berarah ke bawah. Sudut inklinasi negatif terbentuk jika kutub utara jarum kompas berarah ke atas. B.

Uraian

1.

Cara pembuatan magnet dengan digosok yaitu dengan menggosok-gosokkan magnet ke benda dengan arah yang sama dan berulang-ulang. Ujung benda yang terakhir digosok akan menjadi kutub yang berlawanan dengan kutub magnet yang menggosok.

104


Posisi kompas di khatulistiwa seperti gambar berikut ini. U

Kutub magnet bumi

•

Khatulistiwa

S U

Posisi kompas di kutub utara seperti gambar di samping.

•

A.

Pilihan Ganda

1.

Jawaban: c Hans Christian Oersted mengamati jarum kompas yang didekatkan pada kawat berarus listrik. Jarum kompas akan menyimpang dari kedudukan semula. Dari pengamatan itu, Oersted menyimpulkan bahwa arus listrik pada kawat dapat menghasilkan medan magnet. Kutub-kutub magnet yang terbentuk di sekitar kawat berarus listrik dapat ditentukan dengan kaidah genggaman tangan kanan.

2.

Jawaban: b Magnet yang dibuat dengan dialiri listrik, kutubkutubnya dipengaruhi oleh arah arus. Pengubahan pengutuban pada magnet dari elektromagnet dapat dilakukan dengan mengubah arah arus yang mengalir.

3.

Jawaban: b Arah induksi magnet dapat ditentukan dengan aturan genggaman tangan kanan. Berdasarkan aturan genggaman tangan kanan, arah induksi magnet di titik P tegak lurus bidang gambar mendekati pembaca.

4.

Jawaban: b Elektromagnet merupakan salah satu cara yang digunakan untuk menghasilkan magnet dengan cara mengalirkan arus listrik pada suatu bahan magnetik. Keuntungan dari metode elektromagnet sebagai berikut.

9. Besi, kobalt, dan nikel adalah bahan feromagnetik. Ketika bahan feromagnetik didekati sebuah magnet seharusnya bahan tersebut mudah ditarik oleh magnet. Kemungkinan besar magnet batang yang digunakan untuk menarik bahan-bahan tersebut telah kehilangan kuat medan magnetnya. Hal ini kemungkinan disebabkan: a. dipukul dengan keras, b. dibakar, c. terjatuh berulang-ulang, d. dihubungkan dengan sumber tegangan bolak balik. 10. Kompas bekerja sesuai dengan kutub-kutub bumi. Bumi merupakan magnet yang besar. Layaknya sebuah magnet, bumi juga mempunyai dua kutub, yaitu kutub utara dan selatan. Kutub-kutub inilah yang dapat memberikan pengaruh terhadap kompas sehingga selalu dapat menunjukkan ke arah yang sama, yaitu utara dan selatan.

1)

2)

3)

Kekuatan magnet yang dihasilkan lebih kuat dibandingkan magnet biasa. Hal ini tergantung pada besar arus listrik yang digunakan. Sifat kemagnetannya bisa dihilangkan kapan saja dengan cara menghentikan arus yang mengalir pada bahan magnetik tersebut. Kutub-kutub magnetnya bisa diatur sesuai dengan keinginan kita dengan cara mengatur arah arus listrik.

5.

Jawaban: a Medan magnet yang dihasilkan oleh solenoid berarus listrik dapat diperbesar dengan cara-cara berikut. 1) Memperbesar arus listrik yang mengalir pada solenoid. 2) Menambah jumlah lilitan. 3) Meletakkan besi lunak dalam solenoid. Oleh karena arus yang mengalir sama, solenoid yang menghasilkan medan magnet terbesar adalah solenoid yang memiliki lilitan terbanyak dan di dalamnya terdapat besi lunak. Jadi, solenoid yang menghasilkan medan magnet terbesar pada gambar pilihan a.

6.

Jawaban: c Dengan menggunakan kaidah tangan kanan, jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet B, jari tengah menunjukkan arah gaya magnet F , dan ibu jari menunjukkan arah kuat arus. Dengan demikian, diperoleh arah arus listrik menuju X positif.


105

7. Jawaban: c Jika terdapat arus listrik yang mengalir melalui sebuah kawat ( I ) dan menembus secara tegak lurus pada sebuah bahan, medan magnet yang terbentuk arahnya dapat ditunjukkan menggunakan kaidah genggaman tangan kanan, yaitu ibu jari menunjukkan arah arus listrik, sedangkan lipatan keempat jari lainnya menunjukkan arah garis gaya magnet. Arah yang benar ditunjukkan oleh nomor 2) dan 3). 8. Jawaban: b Magnet elementer yang terdapat pada besi akan terpengaruh aliran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai. Hal ini mengakibatkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah ke satu arah sehingga besi tersebut akan berubah menjadi magnet. Magnet yang demikian disebut magnet listrik atau elektromagnet. Oleh karena batang terbuat dari besi, magnet listrik dapat dihilangkan dengan menghentikan aliran arus. Besi yang berujung P dan Q dililiti kawat berarus listrik. Kutub magnet yang terbentuk bergantung pada arah arus ujung kumparan. Dengan menggunakan kaidah genggaman tangan kanan, arus searah dengan genggaman tangan dan ibu jari menunjuk medan magnet. Ibu jari menunjuk P, garis gaya magnet keluar dari ujung P sehingga P adalah kutub utara dan Q adalah kutub selatan. Kutub-kutub magnet dapat diubah dengan mengubah arah arus. 9. Jawaban: d Arah gaya magnetik pada kawat berarus listrik dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan gaya Lorentz. Jika arah medan magnet dari utara ke selatan dan arah arus ke arah kiri, berdasarkan aturan tangan kanan gaya magnetik pada kawat berarus listrik mendekati pengamat. 10. Jawaban: b Besar gaya Lorentz ditunjukkan dengan persamaan: F = B I . Berdasarkan persamaan tersebut, gaya Lorentz dapat diperbesar dengan cara-cara berikut. 1) Memperbesar arus listrik yang digunakan. 2) Memperbesar medan listrik yang digunakan. 3) Menambah panjang kawat. 11. Jawaban: d Di sekitar penghantar listrik AB akan timbul medan magnet. Oleh karena titik Q berada di dekat penghantar listrik tersebut, titik Q akan mendapatkan pengaruh gaya magnet dari penghantar AB. Berdasarkan kaidah genggaman tangan kanan, ibu jari menunjukkan arah arus listrik dan lipatan keempat jari yang lain menunjukkan arah medan magnet. Arah medan magnet di titik Q masuk bidang kertas (mendekati kertas). 106


12. Jawaban: d Diketahui: I = 2 A B = 4,5 × 10 –5 T  = 40 cm = 0,4 m Ditanyakan: F Jawab: F = B I  = (4,5 × 10 –5)(2)(0,4) N = 3,6 × 10 –5 N Jadi, gaya Lorentz yang dialami kawat sebesar 3,6 × 10 –5 N. 13. Jawaban: b Diketahui: F = 3 N I = 2 A B = 0,3 T Ditanyakan:  Jawab:  =

  = =     

5m

Jadi, panjang kawat pada motor listrik 5 m. 14. Jawaban: a Diketahui: B = 7 × 10 3 T F = 3, 5 N  = 20 cm = 0,2 m Ditanyakan: I Jawab: F = B I  I =

=

      ×  



m

= 0,0025 A = 2,5 mA Jadi, arus yang mengalir pada kawat sebesar 2,5 mA. 15. Jawaban: c Diketahui:

1

B1 B2 I 1 I 2 F 1 Ditanyakan: F 2 Jawab:    

=

  



   

=

= 2 = 15 cm = 0,15 m =B = 2B = 20 mA = 30 mA = 4,5 N

   (4,5 

N)

= (3)(4,5 N) = 13,5 N Jadi, gaya Lorentz yang dialami kawat menjadi 13,5 N.

B.

Uraian

1.

Pada motor listrik berlaku: F = B I  dengan F (gaya magnet) sebanding dengan B (medan magnet), I (kuat arus listrik), dan l (panjang kawat). Jika motor listrik dialiri arus listrik yang lebih besar akan menimbulkan gaya Lorentz yang lebih besar pula.

2.

3.

4.

Kekuatan magnet pada metode elektromagnet dapat diperbesar dengan cara-cara berikut. a. Menggunakan inti besi lunak. b. Memperbanyak lilitan pada kumparan dan menggunakan kumparan yang lebih panjang. c. Memperbesar arus listrik yang digunakan. Saat sebuah kawat penghantar dialiri arus listrik, di sekitar kawat penghantar tersebut akan timbul medan magnet. Arah medan magnet yang timbul dari kawat penghantar tersebut dapat ditentukan menggunakan kaidah genggaman tangan kanan. Ibu jari menunjukkan arus listrik dan genggaman empat jari yang lain menunjukkan arah medan magnet. Oleh karena arus mengarah dari selatan menuju utara, maka berdasarkan kaidah genggaman tangan kanan, medan magnet yang timbul akan mengarah dari barat menuju timur, berputar mengelilingi kawat penghantar tersebut. Jadi, barat adalah kutub utara dan timur adalah kutub selatan. Dengan demikian, kutub utara jarum kompas akan menyimpang ke kanan (timur). Alat pengangkat sampah logam menggunakan prinsip elektromagnet. Pada elektromagnet, sifat magnet mudah dimunculkan dan mudah dihilang. Saat alat digunakan untuk mengangkat sampah logam, logam pada alat menjadi magnet. Saat melepaskan sampah logam, sifat kemagnetan dihilangkan agar sampah terlepas.

5.

Jika kawat berarus dibuat melingkar-lingkar membentuk kumparan, medan magnet yang dihasilkan oleh tiap-tiap lingkaran kawat saling memperkuat. Jadi, kawat melingkar membentuk kumparan akan menghasilkan medan magnet yang lebih kuat dibandingkan kawat lurus.

6.

Pada elektromagnet dibutuhkan bahan yang lebih mudah berubah menjadi magnet dan lebih mudah hilang sifat kemagnetan. Sifat itu dimiliki oleh inti besi lunak. Besi keras dan baja memiliki magnet elementer yang sulit diubah sehingga kedua bahan itu lebih sulit dijadikan magnet. Selain itu, besi keras dan baja akan cenderung menjadi magnet tetap jadi tidak sesuai digunakan pada peralatan yang memanfaatkan elektromagnet.

7. Diketahui:

= 45 cm = 0,45 m I = 7 mA = 7 × 10 –3 A F = 1,89 N Ditanyakan: B Jawab: B =

  

=





T = 600 T

   − 

Jadi, medan magnet yang memengaruhi kawat sebesar 600 T. 8. Diketahui:



= 1,5 m

B = 10 T l 1 = 3 A l 2 = 4I 1 = 12 A

Ditanyakan: a.

F 1

b.

F 2

Jawab: a. F 1 = B I  = (10 T)(3 A)(1,5 m) = 45 N b.

F 2 = B I 2 

= (10 T)(12 A)(1,5 m) = 180 N 9. Diketahui:

q =6C t = 60 s B=4T F = 12 N

Ditanyakan: Jawab: 





I =  =   = 0,10 A 

=

    =    =   

m = 30 m

Jadi, kawat tersebut sepanjang 30 m. 10. Diketahui:

= 50 cm = 0,5 m I = 2 A B = 5 × 10 –3 T Ditanyakan: besar dan arah F Jawab: F = B I  = (5 × 10 –3)(2)(0,5) N = 5 × 10 –3 N Arah arus ke bawah, arah medan magnet dari kiri ke kanan. Gaya Lorentz ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Ibu jari sebagai arah arus, jari telunjuk sebagai arah medan magnet, jari tengah sebagai arah gaya Lorentz. Gaya Lorentz keluar bidang gambar. Jadi, gaya Lorentz yang dialami kawat sebesar 4,5 × 10 –3 N keluar bidang gambar. 


107

A.

Pilihan Ganda

1.

Jawaban: b Susunan magnet elementer pada suatu magnet letaknya teratur dan searah, sedangkan pada besi atau baja, letak magnet elementernya tidak teratur dan tidak searah. Selain itu, magnet elementer pada besi atau baja membentuk formasi lingkaran tertutup. Hal ini mengakibatkan pengaruh kutub yang satu ditiadakan oleh kutub yang lain.

2.

Jawaban: c Perhatikan gambar berikut untuk mengetahui kutub magnet pada baja yang dililiti kawat. Selatan

Utara

Berdasarkan gambar di atas, diketahui bahwa: 1. Selatan 4. Utara 2. Utara 5. Selatan 3. Selatan 6. Utara Jadi, jawaban yang tepat adalah pilihan c.

6. Jawaban: b Arus mengalir masuk bidang sehingga ibu jari ke atas. Menurut hasil tersebut, ujung P adalah kutub utara sedangkan Q adalah kutub selatan. Paku besar PQ yang menjadi magnet menginduksi paku kecil AB. Ujung A akan memiliki kutub yang berlawanan dengan ujung Q. Jadi, A adalah kutub utara dan B adalah kutub selatan. 7. Jawaban: c Dalam membuat magnet bisa dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut. 1) Menggosokkan sebuah magnet pada bahan magnetik secara terarah dan teratur. 2) Mengaliri arus listrik DC pada bahan magnetik seperti besi atau baja. 3) Mendekatkan magnet pada besi atau baja atau bahan magnetik lain. Cara ini juga disebut dengan induksi. Sementara itu, kegiatan siswa A dan D akan membuat sifat kemagnetan benda hilang. 8. Jawaban: b Tingkat kekuatan magnet yang dibuat dengan cara induksi ditentukan oleh jarak dan kekuatan magnet penginduksi. Semakin dekat jarak magnet penginduksi dengan bahan yang akan diinduksi, magnet yang dihasilkan semakin kuat. Semakin besar kekuatan magnet penginduksi, maka kekuatan magnet yang dihasilkan juga semakin besar. Bentuk dan warna magnet tidak memengaruhi kekuatan magnet yang dibuat dengan cara induksi.

3.

Jawaban: a Garis gaya magnet di antara kutub utara dan selatan yaitu mengarah dari kutub utara ke selatan. Garis gaya magnet yang benar seperti gambar di samping.

4.

Jawaban: b Penentuan kutub pada pembuatan magnet dengan cara menggosok adalah ujung terakhir yang digosok magnet akan memiliki kutub yang berlawanan dengan kutub magnet penggosok. Kutub magnet yang menggosok adalah kutub selatan. Ujung terakhir yang digosok adalah ujung Q sehingga Q menjadi kutub utara. Adapun P menjadi kutub selatan. Magnet dari baja bersifat tetap.

9. Jawaban: d Ketika magnet digerakkan keluar masuk kumparan akan terjadi perubahan jumlah garis gaya magnet. Ketika kutub utara magnet batang digerakkan masuk ke dalam kumparan, jumlah garis gaya-gaya magnet yang terdapat dalam kumparan bertambah banyak. Sementara itu, ketika kutub utara magnet batang digerakkan keluar kumparan, jumlah garis gaya magnet dalam kumparan berkurang. Hal ini akan menimbulkan garis gaya listrik pada kumparan.

5.

Jawaban: d Sebuah besi yang dialiri arus listrik DC akan mengakibatkan (merupakan prinsip elektromagnet) magnet elementer yang terkandung pada besi berubah menjadi searah dan besi tersebut akan berubah menjadi magnet. Sifat kemagnetan besi ini hanya sementara karena magnet elementer besi bisa berubah dengan cepat.

10. Jawaban: d Mengaliri magnet dengan listrik AC dapat menghilangkan sifat kemagnetan sifat kemagnetan. Hal ini karena arus pada listrik AC berubah-ubah. Oleh karena itu, magnet elementer pada magnet yang semula teratur menjadi tidak beraturan. Akibatnya, sifat kemagnetan akan hilang.

108


11. Jawaban: b Prinsip elektromagnet telah dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Alat-alat yang memanfaatkan elektromagnet antara lain bel listrik, pesawat telepon, dan telegraf.

16. Jawaban: b Arah gaya magnet dan arus dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan gaya Lorentz. Berdasarkan gaya Lorentz, arah gaya magnet dan arus yang benar sesuai pilihan b.

12. Jawaban: d Ada beberapa cara untuk membuat magnet dari besi atau baja yaitu besi atau baja digosok dengan magnet ke satu arah, dialiri arus DC, dan diinduksi. Baja yang digosok-gosok dengan magnet ke segala arah tidak dapat mengubah baja menjadi magnet. Hal ini karena magnet elementer baja tidak terarah sehingga tidak terbentuk kutub magnet.

17. Jawaban: d Arah medan magnet dapat ditentukan dengan genggaman tangan kanan. Pada kawat lurus, ibu jari menunjukkan arah arus, sedangkan genggaman keempat jari menunjukkan arah arus. Dengan demikian, gambar yang benar sebagai berikut.

13. Jawaban: c Arus keluar bidan g gambar, ibu jari ke arah ujung Q sehingga Q = kutub utara dan P = kutub selatan. Arus masuk bidang gambar, ibu jari ke arah ujung P sehingga P = kutub utara dan Q = kutub selatan. Arus masuk bidang gambar, ibu jari ke arah ujung P sehingga P = kutub utara dan Q = kutub selatan. Arus keluar bidang, ibu jari ke arah ujung Q sehingga Q = kutub utara dan P = kutub selatan.

S

U

U

S

P

P

P

P

Q

Q

Q

Q

U

S

S

U

14. Jawaban: b Deklinasi positif dibentuk jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah kanan. Deklinasi negatif dibentuk jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah kiri. Inklinasi positif dibentuk jika kutub utara jarum kompas berarah ke bawah. Inklinasi negatif dibentuk jika kutub utara jarum kompas berarah ke atas. 15. Jawaban: a Arah kuat medan mag net dapat dit ent ukan dengan aturan genggaman tangan kanan. Berdasarkan aturan tersebut pilihan b, c, dan d arah medan magnetnya tegak lurus mendekati pembaca. Sementara itu, pilihan a memiliki arah medan magnet tegak lurus menjauhi pembaca.

18. Jawaban: a Untuk menentukan arah medan magnet pada sebuah toroid yang dialiri arus listrik kita menggunakan kaidah genggaman tangan kanan. Pada kaidah genggaman tangan kanan, ibu jari menunjukkan arah arus listrik dan lipatan keempat jari yang lain menunjukkan arah medan magnet. Pada titik P arah arus menuju ke bawah (titik B) sehingga berdasarkan kaidah genggaman tangan kanan, medan magnet akan bergerak melingkari kawat di titik P seperti gambar pada pilihan a. 19. Jawaban: c Sifat kutub-kutub magnet di antaranya sebagai berikut. 1) Kutub-kutub magnet yang sejenis tolakmenolak. 2) Kutub-kutub magnet yang berlainan tarikmenarik. 3) Gaya tarik magnet paling kuat berada di kutub utara dan selatan magnet. 20. Jawaban: a Nilai medan magnet pada solenoid dipengaruhi oleh besar kuat arus listrik, bahan inti dalam solenoid, dan banyak lilitan kawat. Arah arus listrik tidak memengaruhi nilai medan magnet, tetapi memengaruhi kutub-kutub yang terbentuk. 21. Jawaban: c Jumlah garis gaya magnet menunjukkan kuat medan magnet. Semakin kuat suatu medan magnet, jumlah garis gaya magnet juga semakin banyak. 22. Jawaban: c Alat pengambil sampah logam (katrol magnet) menggunakan prinsip elektromagnet. Pada alat tersebut terdapat besi lunak yang jika dialiri arus


109

listrik akan cepat berubah menjadi magnet sehingga sampah logam bisa menempel pada katrol tersebut. Untuk melepaskan sampahsampah logam dilakukan dengan menghentikan arus yang mengalir pada katrol. Oleh karena sudah tidak ada arus yang mengalir pada katrol, besi lunak akan kehilangan sifat kemagnetannya. 23. Jawaban: d Gaya Lorentz dapat dirumuskan sebagai berikut. F = B I



Keterangan: F = gaya Lorentz (N) B = medan magnet (T) I = kuat arus (A)  = panjang kawat (m)

Dari rumus tersebut diketahui gaya Lorentz berbanding lurus dengan medan magnet, kuat arus, dan panjang kawat. Jadi, gaya Lorentz dipengaruhi oleh kuat medan magnet, kuat arus listrik, dan panjang kawat. 24. Jawaban: a Elektromagnet adalah peristiwa pembuatan magnet dengan cara mengalirkan arus listrik pada solenoid. Contoh alat yang menggunakan prinsip elektromagnet adalah bel listrik dan pesawat telepon. Gaya Lorentz adalah gaya yang dihasilkan penghantar beraliran listrik yang berada di dalam medan magnet. Contoh penerapan gaya Lorentz yaitu pada motor listrik dan alat ukur listrik. Induksi elektromagnet merupakan peristiwa timbulnya arus listrik karena adanya medan magnet. Fluks magnetik adalah banyaknya medan magnet yang menembus suatu luasan. 25. Jawaban: c C U

28. Jawaban: d Diketahui: I = 2 A F = 8 N  = 80 cm = 0,8 m Ditanyakan: B Jawab: 

S

26. Jawaban: d Ibu jari searah dengan arah arus (x+), jari tengah searah dengan arah medan magnet (z–) sehingga jari telunjuk yang searah dengan arah medan magnet menunjuk ke y–.




B =   =    = 5,0 T Jadi, medan magnet yang memengaruhi kumparan sebesar 5,0 T.

29. Jawaban: b Diketahui: l 1 B1 I 1 F 1

= l 2 = l =B = I = F

B2 =

=

I 2

 B   I 

Ditanyakan: F 2 Jawab:    

=

F 2 =

Ibu jari yang menunjukkan arah arus keluar bidang gambar. Jari telunjuk yang menunjukkan arah medan magnet berarah ke kanan. Dengan demikian, jari tengah yang menunjukkan arah gaya Lorentz arahnya ke atas.

110

27. Jawaban: c Diketahui: I = 1,5 A B =8T  = 20 cm = 0,2 m Ditanyakan: F Jawab: B =BI = (8)(1,5)(0,2) N = 2,4 N Jadi, gaya magnet yang dialami kawat sebesar 2,4 N.

  



      

 

  

=

F =

 

 

       

 F 

Jadi, gaya Lorentz yang menjadi

 F . 

30. Jawaban: d Diketahui: q = 90 µC = 9 × 10 –5 C  = 30 cm = 0,3 m t = 15 s B = 40 T Ditanyakan: F Jawab: F = B I  

= B 



 × −   (0,3 m) = (40 T)      = 7,2 × 10 –5 N Jadi, gaya magnet yang timbul sebesar sebesar 7,2 × 10 –5 N.

B.

Uraian

1.

a.

d. U

3.

S

5.

S

Sudut deklinasi merupakan sudut antara meridian geografi bumi dan meridian magnetik. Sudut deklinasi terbesar 90° dan yang terkecil 0°. Sudut deklinasi terbesar berada di daerah kutub-kutub bumi dan sudut deklinasi terkecil berada di daerah khatulistiwa. Motor listrik merupakan salah satu aplikasi gaya Lorentz. Motor listrik memanfaatkan medan magnet yang memengaruhi arus listrik yang mengalir pada sebuah kawat (kumparan) sehingga menghasilkan gerakan. Semakin besar arus listrik yang mengalir pada kumparan, semakin besar gaya yang dihasilkan untuk menggerakkan motor listrik. Hubungan antara kuat arus dan gaya Lorentz dituliskan dalam persamaan: F = B I

4.



Gaya Lorentz ke kanan. I

6. Pada keadaan netral, kompas menunjuk arah utara dan selatan bumi. Namun, jika di dekatnya ada medan magnet yang kuat, kompas akan menyimpang dari keadaan normalnya. Menurut Oersted, kawat yang berarus listrik akan menghasilkan medan magnet. Jadi, kompas menyimpang karena kawat berarus listrik tersebut menghasilkan medan magnet yang kuat. 7. Diketahui:

= 50 cm = 0,5 m B = 50 T F = 100 N Ditanyakan: I Jawab: F = B I 

F





I =    

=   =

Pertama kita tentukan dahulu kutub-kutub magnet pada besi A dan B menggunakan kaidah genggaman tangan kanan. Genggaman keempat jari menunjukkan arah arus yaitu masuk bidang gambar. Ibu jari menunjukkan kutub utara arahnya ke ujung A. Jadi, A adalah kutub utara, sedangkan ujung B adalah kutub selatan. Oleh karena itu, kutub utara jarum kompas akan berputar menunjuk ujung B. a.

F

I

S

B

b.

2.

Gaya Lorentz meninggalkan bidang gambar.

 A 

=4A

Jadi, kuat arus listrik yang mengalir pada kawat sebesar 4 A. 8. Diketahui:

= 10 cm = 0,1 m B = 50 T F = 7,5 N t = 15 s Ditanyakan: q Jawab: F = B I  



I =   

=  A

B

b.

Gaya Lorentz ke bawah. B I

= (1,5 A)(15 s) Jadi, muatan elektron yang mengalir selama 15 sekon sebesar sebesar 22,5 C.

Gaya Lorentz meninggalkan bidang. B F

q = I t

= 22,5 C

F

c.

= 1,5 A

9. Diketahui:

F = 9 N  = 2 m I = 0,45 A

Ditanyakan: B I


111

Jawab: F = B I  

B =  

=

   

= 10 T Untuk menentukan arah medan magnet kita gunakan kaidah tangan kanan. Pada kaidah tangan kanan, ibu jari menunjukkan arah arus listrik, jari telunjuk menunjukkan medan magnet, dan jari tengah menunjukkan gaya Lorentz. Berdasarkan soal tersebut, kita posisikan ibu jari mengarah ke barat dan jari tengah ke bawah sehingga medan magnet yang ditunjukkan oleh jari telunjuk mengarah ke utara. Jadi, medan magnetnya sebesar 10 T ke utara.

112


10. Diketahui:

B = 80 T I = 20 mA = 0,02 A  = 5 cm = 5 × 10 –2 m

Ditanyakan: besar dan arah F Jawab: F = B I  = (80)(0,02)(5 × 10 –2) N = 0,08 N Arus arahnya masuk bidang gambar, sedangkan arah medan magnet dari kiri ke kanan. Berdasarkan kaidah tangan kanan, gaya Lorentz ke bawah. Jadi, gaya Lorentz yang dialami kawat sebesar 0,08 N ke bawah.

Induksi Elektromagnetik

Konsep Induksi Elektromagnetik

• • •

Konsep terjadinya GGL Induksi Besaran-Besaran GGL Induksi Prinsip Kerja Dinamo dan Generator

• • • • • • • •

Transformator/Trafo

• • •

Prinsip Kerja Transformator Jenis-Jenis Transformator Besaran-Besaran pada Transformator

Mampu menunjukkan sikap disiplin saat melaksanakan praktikum GGL induksi. Mampu mempelajari dan membongkar transformator dan peralatan sehari-hari sehingga memiliki keterampilan memperbaiki peralatan di rumah. Mampu mengembangkan rasa ingin tahunya untuk memperluas pengetahuan yang dimiliki. Mampu menjelaskan konsep terjadinya GGL induksi. Mampu menentukan besaran-besaran GGL induksi. Mampu menjelaskan prinsip kerja dinamo dan transformator. Mampu menjelaskan prinsip kerja transformator dan jenis-jenis transformator. Mampu mencari bahaya SUTET bagi kesehatan.


113

A.

Pilihlah Gadda

1. Jawaban: a GGL induksi terjadi karena adanya perubahan medan magnet. Perubahan medan magnet dapat terjadi dengan menggerakkan magnet keluar– masuk solenoid atau memutar magnet di dalam solenoid. Jika sebuah magnet diletakkan di dalam atau di luar solenoid tanpa digerakkan seperti gambar 3) dan 4), jarum galvanometer juga tidak bergerak. Hal ini menandakan tidak adanya beda tegangan listrik. Artinya, tidak ada medan magnet yang berubah. 2. Jawaban: a GGL induksi timbul karena adanya perubahan medan magnet. Saat kumparan primer dialiri arus listrik (sakelar ditutup), akan timbul garis gaya magnet pada kumparan primer dan akan menginduksi kumparan sekunder. Oleh karena kumparan sekunder terkena pengaruh garis gaya magnet dari kumparan primer, pada kumparan sekunder akan timbul garis gaya magnet. Pada saat sakelar dibuka, tidak ada arus listrik yang mengalir pada kumparan primer sehingga garis gaya magnet pada kumparan primer dan sekunder akan hilang. Oleh karena itu, timbul perubahan medan magnet dan kemudian timbul GGL induksi. Jika sakelar ditutup atau dibuka saja, tidak akan menimbulkan suatu GGL induksi karena tidak ada perubahan medan magnet. 3. Jawaban: d GGL induksi dirumuskan:

∆ Φ eind = –N = –B  v ∆ Berdasarkan persamaan tersebut, GGL induksi dipengaruhi oleh jumlah lilitan kumparan, perubahan garis gaya magnet, kecepatan magnet, dan besar medan magnet. Dengan demikian perlakuan yang memengaruhi GGL induksi adalah perlakuan 2), 3), dan 4). Perlakuan nomor 1) tidak memengaruhi nilai GGL induksi. Perubahan kutub magnet hanya memengaruhi arah kutub GGL induksi tetapi tidak memengaruhi nilainya. 4. Jawaban: a GGL induksi dirumuskan

ε ind = B  v

Keterangan: ε ind = GGL induksi B = induksi magnetik  = panjang penghantar v = kecepatan gerak penghantar

114


ε ind sebanding dengan B, , dan v . Oleh karena itu, untuk memperbesar ε ind dapat dilakukan

dengan memperbesar B, , dan v . 5. Jawaban: d Tegangan listrik dapat muncul dari ujung-ujung kumparan jika terjadi perubahan garis-gaya magnet dalam kumparan. Kondisi ini dapat terjadi jika magnet keluar dan masuk kumparan atau berputar di dalam kumparan. 6. Jawaban: c Persamaan yang terkait dengan GGL induksi adalah: ε induksi = Bv B adalah nilai kekuatan magnet. Berdasarkan persamaan itu, jika nilai kekuatan magnet besar, GGL induksi yang dihasilkan juga akan besar. Jadi, magnet A menghasilkan GGL induksi lebih besar dibanding magnet B.

7. Jawaban: a Persamaan yang terkait dengan GGL induksi adalah:

∆ Φ ∆ Berdasarkan persamaan tersebut, nilai perubahan garis gaya magnet yang bernilai nol akan mengakibatkan GGL induksi yang bernilai nol. ε induksi = –N

8. Jawaban: d Persamaan yang terkait dengan GGL induksi adalah: ε induksi = Bv

v adalah nilai kecepatan putaran magnet. Berdasarkan persamaan itu, jika nilai kecepatan putar magnet dalam kumparan diperkecil, nilai GGL induksi akan kecil.

9. Jawaban: a Saat magnet batang dimasukkan ke dalam solenoid akan terjadi interaksi antara garis gaya magnet batang dan garis gaya magnet solenoid. Interaksi antara garis gaya magnet solenoid dengan garis gaya magnet batang akan memperkuat garis gaya magnet. Hal ini karena medan magnet yang terjadi pada saat sebuah magnet dimasukkan ke dalam solenoid merupakan jumlah garis gaya magnet dari solenoid dan garis gaya magnet tersebut. Semakin banyak lilitan yang terkena magnet akan semakin bertambah garis gaya magnetnya.

10. Jawaban: d Generator AC menghasilkan arus bolak-balik, sedangkan generator DC menghasilkan arus searah. Generator AC menggunakan cincin ganda, sedangkan generator DC menggunakan cincin belah. Adapun kumparan, sikat karbon, dan magnet digunakan pada kedua jenis generator tersebut sama. B.

Uraian

1. Gejala ini dijelaskan oleh Faraday sebagai berikut. a. Garis-garis gaya magnet keluar dari kutub utara masuk ke kutub selatan. b. Saat kutub utara magnet mendekati kumparan, jumlah garis gaya yang diterima kumparan semakin besar. c. Saat kutub utara magnet menjauhi kumparan, garis gaya dalam kumparan berkurang. d. Jika kutub utara diam, jumlah garis gaya di dalam kumparan tetap. e. Apabila ujung-ujung kumparan dihubungkan dengan penghantar, akan mengalir arus listrik. 2. GGL induksi dapat dihasilkan karena adanya perubahan medan magnet. Perubahan medan magnet terjadi karena adanya perubahan garis gaya magnet yang dapat dilakukan dengan cara-cara berikut. a. Menggerakkan magnet batang ke dalam dan keluar solenoid. b. Memutar magnet di dalam solenoid atau sebaliknya. c. Membuka-menutup arus pada kumparan primer (sebagai arus primer) untuk menginduksi arus pada kumparan sekunder (arus sekunder).

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: c 1) Kumparan primer

2)

3)

: l il it an y ang t er sambung dengan input listrik AC. Kumparan sekunder : lilitan yang terinduksi listrik AC dan men jadi output dari trafo. Besi lunak : besi yang terdapat di dalam kumparan primer dan sekunder.

3. Persamaan-persamaan yang terkait dengan GGL induksi yaitu:

∆ Φ ∆

ε induksi = –N

ε induksi = Bv

Berdasarkan kedua persamaan itu, cara yang dapat dilakukan untuk memperbesar GGL induksi sebagai berikut. a. Menambah jumlah lilitan kawat pada kumparan (N ). b. Memperbesar perubahan garis gaya magnet ∆ Φ ( ) dengan cara mempercepat putaran ∆ rotor. c. Memperbesar kekuatan magnet ( B). 4. a. b.

Generator DC menghasilkan listrik searah. Generator AC menghasilkan listrik bolak-balik. Generator DC menggunakan cincin belah untuk mengubah tegangan AC menjadi DC. Generator AC menggunakan cincin ganda.

5. Diketahui: ε induksi 

v Ditanyakan: B Jawab: ε induksi = Bv B=

=120 volt = 60 cm = 0,6 m = 30 m/s

ε  

 

B =   (30 m/s) B = 6 × 10 3 T

Jadi, besar induksi magnet dalam kumparan sebesar 6,3 × 10 3 T.

2. Jawaban: d Transmisi dengan sistem tegangan tinggi mengalirkan arus kecil. Oleh karena itu, energi yang hilang juga kecil. Pendistribusiannya dapat menggunakan kabel berukuran kecil sehingga dapat menghemat biaya. 3. Jawaban: c Salah satu ciri trafo step-down adalah jumlah kumparan primer yang lebih banyak dibanding jumlah kumparan sekunder. Fungsi trafo ini adalah menurunkan tegangan.


115

4. Jawaban: a Diketahui: N p = 1.500 N s = 3.000 V s = 2.000 volt Ditanyakan: V p Jawab:  

=

 

 

  

= 1.000 volt Jadi, besar tegangan masuk (primer) adalah 1.000 volt. 5. Jawaban: b Diketahui: I s = 6 A I p = 24 A Ditanyakan: V p : V s Jawab:  

 

=

 

=

  

=

 

Jadi, V p : V s = 1 : 4. 6. Jawaban: a Diketahui: N p = 2.000 N s = 3.000 Ditanyakan: P p : P s Jawab: Pada sebuah transformator ideal, nilai tegangan (V ) dan arus listrik (I ) senantiasa berhubungan. Kedua besaran ini membentuk besaran daya listrik yang senantiasa tetap di kumparan primer dan sekunder. Jadi, perbandingan P p : P s bernilai 1 : 1.

7. Jawaban: c Diketahui: N p : N s = 100 : 1 V s = 220 V

Ditanyakan: η Jawab:  

=

   

  

=

   ×   

=

 

100%

× 100%

8. Jawaban: a Diketahui: N p = 60 N s = 300 V s = 220 volt Ditanyakan: V p Jawab:    

=

   



V p =   (220 volt)   

=

  

= 44 volt Jadi, besar tegangan V p adalah 44 volt. 9. Jawaban: b Diketahui: V p = 20 V I p = 8 A I s = 2 A

Ditanyakan: N p : N s Jawab:    

=

   

=

 

N p : N s = 1 : 4

Jadi, trafo tersebut memiliki perbandingan kumparan primer dan kumparan sekunder = 1 : 4. 10. Jawaban: d Diketahui: I p = 3 A

I p = 5 A

N p = 2.700 lilitan

I s = 150 A

N s = 300 lilitan

   

 

V p = (100)(220 V) V p = 22.000 volt

116

=

Jadi, efisiensi trafo sebesar 30%.

V p =  

 

× 100%

  

= 30%

   

=

  

η =


Ditanyakan: I s Jawab:    

=

I s =

     

  

I =    (3 A) = 27 A   p  

Jadi, arus output trafo sebesar 27 A.

B.

Uraian

4. Diketahui:

1. Diketahui:

V s = 2.000 V

Ditanyakan: N s Jawab:  

=

N s = 125 lilitan

N p = 800 V p = 1.000 V

 

V p = 220 V R = 12,5 Ditanyakan: a) I R

b) Jawab:

   

   

2. Trafo merupakan alat yang digunakan untuk menurunkan atau menaikkan tegangan arus bolakbalik. Pada trafo berlaku hukum kekekalan energi sehingga daya listrik yang masuk pada kumparan primer trafo sama dengan daya yang keluar dari kumparan sekunder trafo. Oleh karena itu, apabila tegangan output diturunkan arus output akan lebih besar dibandingkan arus input . Hal ini juga berlaku sebaliknya, jika tegangan output dinaikkan arus output akan lebih kecil dibandingkan arus input . Oleh karena itu, dalam trafo tidak ada keuntungan energi. Trafo hanya memiliki efisiensi trafo. Kenyataannya, energi yang masuk trafo tidak sama dengan energi yang keluar. Hal ini karena ada energi yang hilang yang berubah menjadi energi panas. 3. Diketahui:

N p = 600 N s = 800 V s = 100 volt I p = 4 A

Ditanyakan: P p Jawab:

 

= =

I R =

V p = (100 V)

  

 

b.

 

    

  

 

=  Ω = 1,1 A

= =

I s =

Ω

     

     

= 80 A Jadi, arus yang mengalir pada kumparan sekunder 80 A. 5. Diketahui:

W p = x joule η = 75% Ditanyakan: W s Jawab: η=

75% =

=

= 75 volt P p = V p I p

 

=

       

× 100% × 100%

 

 

 

Arus yang mengalir pada hambatan 12,5 sebesar 1,1 A.

W s = x

   

I s jika Ip = 5 A

V s = 13,75 V

   

Ω

 

=

V s =

= 1.600 Jadi, jumlah lilitan kumparan sekunder 1.600.

 

      

N s =  

 

 

a.

 

=

N p = 2.000 lilitan

joule

 x joule 

Jadi, nilai energi berkurang menjadi

 

energi

semula.

= (75 volt)(4 A) = 300 watt Jadi, daya listrik di kumparan primer trafo sebesar 300 watt.


117

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: c Magnet yang dikeluarkan dari kumparan mengakibatkan perubahan jumlah garis gaya magnet yang masuk kumparan akan berkurang. Hal ini karena ketika magnet batang dikeluarkan dari solenoid, garis-garis gaya magnet yang berinteraksi dengan lilitan pada solenoid berkurang jumlahnya. 2. Jawaban: c Posisi magnet di Q menjadikan garis gaya yang masuk ke kumparan semakin besar dibanding ketika di P. Hal ini menjadikan nilai GGL induksi membesar. Setelah magnet di titik R, garis gaya semakin sedikit sehingga GGL induksi mengecil. Jadi, nilai GGL induksi membesar lalu mengecil. 3. Jawaban: b Ketika magnet batang digerakkan masuk ke dalam solenoid akan terjadi interaksi garis-garis gaya magnet antara solenoid dengan magnet batang. Dengan menggunakan kaidah genggaman tangan, ibu jari menunjuk arah utara dan keempat genggaman tangan menunjuk arah arus sehingga diperoleh arah arus dari arah positif. Dengan demikian, jarum galvanometer yang mula-mula diam (di skala nol) akan bergerak ke arah kanan saat magnet batang dimasukkan ke dalam solenoid. 4. Jawaban: a Persamaan yang terkait dengan GGL induksi ∆Φ adalah ε induksi = –N ∆ . ∆Φ Dalam persamaan itu ada besaran yang ∆ menunjukkan peran perubahan garis gaya magnet yang memengaruhi nilai GGL induksi. Nilai berbanding lurus dengan nilai GGL induksi. 5. Jawaban: b Diketahui: Φ 1 = 2.500 weber Φ 2 = 4.000 weber t = 4 s ε ind = 12.000 volt Ditanyakan: N Jawab:

∆ Φ ∆

ε ind = –N

  −    12.000 volt = –N    −  

118


∆Φ ∆

     12.000 volt = –N     48.000 V = –N (1.500 weber/s) (tanda negatif diabaikan) N =

 

= 32 lilitan Jadi, jumlah lilitan pada solenoid sebanyak 32 lilitan. 6. Jawaban: b Nilai GGL induksi dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti persamaan berikut. ε induksi = B  v

Berdasarkan persamaan itu, nilai induksi magnet yang besar akan memengaruhi nilai ε induksi menjadi lebih besar. 7. Jawaban: c Saat magnet digerakkan di dalam kumparan akan terjadi perubahan jumlah garis gaya magnet. Peristiwa ini akan menimbulkan arus induksi. Hal inilah yang disebut dengan induksi elektromagnetik. 8. Jawaban: d Diketahui:

∆Φ = (500 – 100)Wb = 400 Wb ∆t = 10 sekon N = 100

Ditanyakan: ε induksi Jawab:

∆ Φ ∆

ε induksi = –N

= –100

   

= –4.000 volt Jadi, besar GGL induksi adalah 4.000 volt. 9. Jawaban: b Arus induksi merupakan arus yang dihasilkan dari peristiwa induksi elektromagnetik. Arus induksi pada peristiwa induksi elektromagnetik juga menunjukkan GGL induksi sehingga faktor yang memengaruhi arus induksi sama dengan faktor yang memengaruhi GGL induksi. Pada GGL induksi berlaku: ∆ Φ ε ind= –N ∆ atau ε ind = B  v Berdasarkan persamaan GGL induksi tersebut dapat diketahui bahwa: 1) arus induksi sebanding dengan jumlah lilitan;

2) 3)

arus induksi sebanding dengan besarnya medan magnet yang melingkupi solenoid; arus induksi sebanding dengan kecepatan gerak mendekat dan menjauhnya magnet terhadap solenoid.

10. Jawaban: a Diketahui:

= 10 cm = 0,1 m B = 100 T v = 10 m/s



Ditanyakan: ε induksi Jawab: ε induksi = B  v = (100 T)(0,1 m)(10 m/s) = 100 volt Jadi, besar GGL induksi yang dihasilkan sebesar 100 volt. 11. Jawaban: a Lampu sepeda dapat menyala lebih terang jika arus yang mengalir pada lampu lebih besar. Arus yang mengalir pada lampu sepeda berasal dari dinamo sepeda. Sepeda yang dikayuh lebih cepat akan mengakibatkan roda putar pada dinamo sepeda berputar lebih cepat. Dengan demikian, as roda akan menggerakkan magnet permanen pada dinamo sepeda sehingga dapat bergerak lebih cepat. Magnet permanen yang bergerak lebih cepat akan menghasilkan garis-garis gaya magnet yang banyak memotong kumparan sehingga akan menimbulkan perubahan medan magnet yang besar. Adanya perubahan medan magnet yang besar akan menghasilkan GGL induksi (arus induksi) yang besar. 12. Jawaban: c Diketahui: ε induksi = 9 volt = 3 m/s v = 10 cm = 0,1 m  Ditanyakan: B Jawab: ε induksi = B  v B=

=

ε  

    

= 30 T Jadi, nilai medan magnet yang dihasilkan sebesar 30 T. 13. Jawaban: b Medan magnet dihasilkan dari sebuah magnet. Pada generator DC, magnet merupakan bagian stator. Komutator merupakan alat yang berfungsi mengubah arus AC menjadi DC. Rotor adalah bagian generator yang bergerak. Bagian generator DC yang berfungsi sebagai rotor adalah kumparan.

Sikat karbon merupakan bagian generator yang berfungsi sebagai tempat untuk mengalirkan arus listrik induksi dari kumparan. 14. Jawaban: c Bagian dinamo yang bergerak disebut rotor. Rotor pada dinamo sepeda adalah magnet silinder. Stator merupakan bagian dinamo yang diam. Bagian dinamo yang berfungsi sebagai stator adalah kumparan. Terminal keluaran tegangan tidak bergerak demikian pula dengan badan dinamo. 15. Jawaban: b Ciri-ciri trafo step-up: V s > V p dan N s > N p. Berarti pada trafo step-up, lilitan sekunder lebih banyak dibanding lilitan primer. 16. Jawaban: b Transformator berfungsi untuk mengatur nilai tegangan listrik. Trafo step-up berfungsi menaikkan tegangan listrik. Trafo step-down berfungsi menurunkan tegangan listrik. 17. Jawaban: d Transformator step-up merupakan transformator yang berfungsi menaikkan tegangan. Ciri-ciri yang dimiliki transformator step-up yaitu memiliki jumlah lilitan sekunder lebih banyak dibandingkan lilitan primer, tegangan keluaran lebih besar dibandingkan tegangan masukan, dan arus yang keluar ( output ) lebih kecil dibandingkan arus pada masukan (input ). 18. Jawaban: b Jumlah lilitan pada kumparan primer lebih besar dibanding kumparan sekunder. Ciri ini dimiliki oleh trafo step-down yang fungsinya menurunkan tegangan listrik. 19. Jawaban: c Diketahui: N p = 2.700 lilitan N s = 900 lilitan V p = 150 V

Ditanyakan: V s Jawab:    

=

   

    

=

    

=3

V s =

   

   

= 50 V Jadi, tegangan pada kumparan sekunder sebesar 50 volt.


119

20. Jawaban: d Diketahui: P p = 25 MW I p = 125.000 A

23. Jawaban: d Diketahui: N s = 2.500 N p = 500

V s = 100.000 volt

Ditanyakan: N p : N s Jawab: P p = I p V p 25.000.000 watt = (125.000 A) V p V p =

   

= 200 V P input = P output V p I p = V s I s I s =

=

    

   

= 250 A  

=

     

   

=

   

=

    

=

 

=

 

atau    

= =

   

    =   

Jadi, transformator yang digunakan memiliki perbandingan lilitan primer dan lilitan sekunder sebesar 1 : 500. 21. Jawaban: b Untuk menaikkan tegangan listrik diperlukan trafo step-up . Salah satu cirinya yaitu jumlah lilitan kumparan primer lebih sedikit daripada jumlah lilitan kumparan sekunder. Trafo step-down dengan ciri jumlah lilitan kumparan primer lebih besar daripada kumparan sekunder digunakan untuk menurunkan tegangan listrik. 22. Jawaban: d Transformator hanya dapat bekerja pada listrik AC. Transformator digunakan untuk mengubah tegangan listrik AC. Ciri trafo salah satunya adalah perbedaan jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekunder. Trafo step-up dapat menaikkan tegangan listrik PLN.

V p = 100 volt

Ditanyakan: V s Jawab:  

=

   

 

=

   

 

V s = (100 V)(5) = 500 volt Jadi, tegangan sekunder (yang keluar dari terminal output ) sebesar 500 volt.

24. Jawaban: b Diketahui: V p = 25 volt I p = 5 A V s = 10 volt Ditanyakan: I s Jawab: V p I p = V s I s I s =

=

   

    

= 12,5 A Jadi, arus listrik pada kumparan sekunder sebesar 12,5 A. 25. Jawaban: c Diketahui: η V s I p I s Ditanyakan: V p Jawab: η=

75% =

     

= 75% = 40 V =1A =3A

× 100%

   ×      

V p =  V

= 160 V Jadi, tegangan masukan pada trafo sebesar 160 volt. 26. Jawaban: c Diketahui: I p = 9 A I s = 18 A

Ditanyakan: V p : V s

120


100%

Jawab: V p I p = V s I s            

=

Jawab:  

 

 

 

= 



V p : V s = 2 : 1

Jadi, perbandingan tegangan kumparan primer dan kumparan sekunder adalah 2 : 1. 27. Jawaban: a Diketahui: η = 40% V p = 120 V

30. Jawaban: d Diketahui: N p : N s = 3 : 1 η = 80% Lampu = 20 W, 16 V Ditanyakan: I p : I s Jawab:    

V s = 6 V

 

Lampu 12 W, 6 V

η=

12 W = (6 V) I s

     

80% =

= 2 A × 100%

     

 A 

= 0,25 A Jadi, arus listrik yang mengalir di kumparan primer sebesar 0,25 A. 28. Jawaban: c Diketahui: I p : I s = 2 : 3 Ditanyakan: N p : N s Jawab:    

=

   

=

 

Jadi, perbandingan jumlah lilitan kumparan primer dan kumparan sekunder ( N p : N s) sebesar 3 : 2. 29. Jawaban: a Diketahui: N 1 = 300 N 2 = 600 V 1 = 60 volt Ditanyakan: V 2

       

 

=

 

=

     

× 100%

  

× 100%

      

× 100%

           

Jadi, I p : I s = 5 : 12

× 100%

4.800 I p = 1.200 A I p =

=

η=

P s = V s I s   

=

V p = 3 V s

Ditanyakan: I p Jawab: Arus yang mengalir pada lampu sama dengan arus yang keluar dari kumparan sekunder.

40% =

 

  



η=

 

V 2 =    (60 volt) = (2)(60 volt) = 120 volt Besar tegangan V 2 adalah 120 volt.

=  

I s =

=

B.

Uraian

1. Diketahui:

∆Φ = 2.000 Wb ∆t = 2 s N = 500

Ditanyakan: ε induksi Jawab: ∆ Φ ε induksi = –N ∆ = –500

  

= 500.000 volt Jadi, tegangan yang dihasilkan kumparan sebesar 500.000 volt. 2. Kumparan pada generator yang berputar di dalam medan magnet akan menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi ini menimbulkan arus induksi bolak-balik. Pada generator arus searah, arus induksi bolak-balik tersebut diubah menjadi arus searah dengan menggunakan komutator (cincin belah) yang sudah dihubungkan dengan kumparan tersebut.


121

Komutator terdiri atas 2 sikat yang berfungsi sebagai polaritas positif dan polaritas negatif. Ar us induksi yang berasal dari peristiwa induksi magnetik tadi akan mengalir ke sikat berpolaritas positif menuju sikat berpolaritas negatif. Oleh karena itu, arus listrik yang dihasilkan generator arus searah berupa arus listrik DC. 3. Diketahui:

4. Pada trafo ideal, daya listrik tidak mengalami perubahan sehingga berlaku V p I p = V s I s. Apabila tegangan pada kumparan sekunder ( output ) turun, kuat arus listrik pada kumparan sekunder ( output ) akan lebih besar (naik). Jika tegangan pada kumparan sekunder ( output ) naik, kuat arus listrik pada kumparan sekunder akan turun. Apabila jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan pada kumparan primer, tegangan pada kumparan sekunder lebih besar dan kuat arusnya menurun (menjadi lebih kecil). Sebaliknya, jika jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih sedikit dibandingkan jumlah lilitan pada kumparan primer, tegangan pada kumparan sekunder lebih kecil (turun) dan kuat arusnya naik (lebih besar). 5. Diketahui:

N p = 250 V p = 500 volt V s = 100 volt Ditanyakan: N s Jawab:  

=

N s =

=

   

= 50 Jadi, jumlah lilitan pada kumparan sekunder sebanyak 50. V p I p N s I s

Ditanyakan: a) b)

122

= 18 V = 0,5 A = 50 lilitan =2A N p V s


 

   

=

 

N p = 50 lilitan × 4 N p = 200 lilitan

Jumlah lilitan pada kumparan primer sebanyak 200 lilitan.  

b)

=

 

   

   

=

   

=4

V s =

   

 

V

V s = 4,5 volt

Jadi, tegangan di kumparan sekunder sebesar 4,5 volt. 7. Diketahui:

V p = 50 V I p = 20 A V s = 25 V

Ditanyakan: I s Jawab: V p I p = V s I s  

  

= 40 A I s =  =    Jadi, arus listrik pada kumparan sekunder 40 A. 8. Diketahui:

I p : I s = 5 : 3 N p : N s = 4 : 5

Ditanyakan: η Jawab:  

=

η =

   

6. Diketahui:

 

V p =

 

 

=

 

 

 

 

a)

B =8T  = 20 cm = 0,2 m v = 4 m/s

Ditanyakan: ε induksi Jawab: ε induksi = B  v = (8 T)(0,2 m)(4 m/s) = 6,4 volt Jadi, GGL induksi yang dihasilkan sebesar 6,4 volt.

 

Jawab:

= =

   

 

=

× 100%

    

×

    

 

   

 

 

V s

  



=

=

×

   

 

× 100% × 100%

× 100%

× 100% = 75%

Jadi, efisiensi trafo sebesar 75%.

9. Diketahui:

N p : N s = 4 : 5

= 20 V

V p

Ditanyakan: V s Jawab:    

 

= =

Jawab: P p = V p I p = (20 V)(2,5 A) = 50 W    

 

 

   

= =

       

V s = 100 V

 

V s = 25 volt

P s = P p – P hilang

Jadi, tegangan pada kumparan sekunder sebesar 25 volt. 10. Diketahui: N p : N s = 1 : 5 V p = 20 V I p = 2,5 A P hilang = 10 W

Ditanyakan: a) V s b) I s

= 50 W – 10 W = 40 W P s = V s I s I s =

   

 

=    = 0,4 A

Jadi, tegangan dan kuat arus pada kumparan sekunder ( output ) masing-masing 100 V dan 0,4 A.


123

A.

Pilihan Ganda

S

1. Jawaban: b Garis gaya magnet berasal dari utara ke selatan. Garis gayanya tidak pernah bersilangan. Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut.

U

S

U

S

U

S

S

S

U

U

2. Jawaban: b Besi termasuk bahan feromagnetik. Susunan magnet elementer pada besi mudah diatur sehingga mudah menjadi magnet. Meskipun demikian, magnet elementer pada besi mudah berubah sehingga kemagnetannya bersifat sementara. 3. Jawaban: c Baja bersifat feromagnetik. Baja sukar dibuat magnet, tetapi sifat kemagnetan baja sukar hilang setelah menjadi magnet. Magnet dari baja tergolong magnet permanen sehingga cocok digunakan sebagai jarum kompas. 4. Jawaban: b Sifat-sifat kutub magnet sebagai berikut. 1) Kutub-kutub magnet yang senama akan tolakmenolak. 2) Kutub-kutub magnet yang tidak senama akan tarik-menarik. Ujung P tertarik ke kutub utara magnet batang. Jadi, P adalah kutub selatan dan Q kutub utara. 5. Jawaban: b Berdasarkan teori kemagnetan, magnet tersusun dari magnet lain yang lebih kecil. Magnet penyusun tersebut memiliki arah kutub yang sama dengan magnet asal. Apabila magnet dipotong-potong menjadi magnet yang lebih kecil, magnet-magnet tersebut memiliki kutub yang sama arahnya dengan magnet semula. Jadi, susunan kutub potongan magnet sebagai berikut.

124


U

S

U

A

B

S C

S

U

U

D E

F

6. Jawaban: d Tembaga adalah bahan yang tidak dapat dibuat menjadi magnet. Dengan demikian, setelah penggosokan maka jarum kompas tidak akan menunjuk ke ujung X ataupun Y saat didekatkan dengan tembaga. 7. Jawaban: b Jika dilihat dari garis gaya magnet pada gambar, kutub P berlawanan dengan kutub X dan kutub Q berlawanan dengan kutub Y. Kemungkinan yang pertama P = utara, Q = selatan, X = selatan, Y = utara. Kemungkinan yang kedua P = selatan, Q = utara, X = utara, Y = selatan. Jawaban yang tepat adalah pilihan b. 8. Jawaban: c Deklinasi positif dibentuk jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah kanan. Deklinasi negatif dibentuk jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah kiri. Inklinasi positif dibentuk jika ku tu b ut ar a ja ru m ko mp as be ra ra h ke bawah.Inklinasi negatif dibentuk jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke atas. 9. Jawaban: a Garis gaya magnet berasal dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan. Gambar garis gaya magnet yang benar sebagai berikut.

U

U

S

U

U

S

S

S

10. Jawaban: d Berdasarkan kaidah genggaman tangan kanan, ujung N menjadi kutub utara sedangkan ujung M menjadi kutub selatan. Oleh karena ujung N dan O tarik-menarik, ujung O adalah kutub selatan. Jadi, kutub M-N-O-P berturut-turut S-U-S-U.

16. Jawaban: d Arah gaya Lorentz ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan. Arah arus ditunjukkan ibu jari, medan magnet ditunjukkan jari telunjuk, gaya Lorentz ditunjukkan jari tengah. Dengan demikian, arah gaya Lorentz ke atas.

11. Jawaban: a Ujung magnet yang menempel pada paku adalah kutub utara. Dengan demikian ujung paku A adalah kutub selatan, sedangkan ujung B adalah kutub utara. Adapun ujung C adalah kutub selatan karena menempel pada ujung B, sedangkan ujung D adalah kutub utara. Sifat magnet pada paku adalah sementara karena terbuat dari besi.

17. Jawaban: d Kutub utara jarum kompas akan tolak-menolak dengan kutub utara magnet dan tarik-menarik dengan kutub selatan magnet. Jarum kompas yang berada di antara dua magnet dengan masingmasing kutub selatan magnet menghadap kompas mengakibatkan jarum kompas tertarik oleh kutub selatan kedua magnet tersebut. Adanya gaya tarik antardua magnet mengakibatkan jarum kompas tidak menyimpang. Jadi, posisi kutub utara jarum kompas seperti pada pilihan d.

12. Jawaban: a Gaya Lorentz dirumuskan sebagai berikut. F = B I  B adalah medan magnet, I adalah besarnya arus listrik, dan l adalah panjang kawat. Untuk memperbesar gaya Lorentz dapat dilakukan dengan cara berikut. 1) Memperbesar arus listrik. 2) Menggunakan magnet yang lebih kuat. 3) Menambah panjang penghantar.


b

I = 2 A B = 3 × 10–4 T  = 50 cm = 0,5 m Ditanyakan: F  Jawab: F  = B l  = (3 × 10–4 T)(2 A)(0,5 m) = 3 × 10–4 N Jadi, gaya Lorentz yang dialami kawat sebesar 3 × 10–4 N.

14. Jawaban: c Berdasarkan kaidah penarik gabus, dapat ditentukan arah arus listrik dan medan magnet sebagai berikut. Apabila arah arus listrik searah jarum jam, arah garis gaya medan magnet akan menjauhi kita (masuk kertas ”X”). Ketika arah arus listrik berlawanan arah jarum jam maka arah gaya medan magnet akan keluar kertas (” • ”). Jadi, gambar yang tepat pilihan c. 15. Jawaban: c Besar kecilnya kuat medan magnet pada metode elektromagnet dipengaruhi oleh hal-hal berikut. 1) Arus listrik yang digunakan, semakin besar arus yang digunakan kuat medan magnet yang dihasilkan akan semakin besar. 2) Jumlah lilitan, semakin banyak lilitan yang digunakan akan menghasilkan kuat medan magnet yang lebih besar. 3) Penyekat yang digunakan, jika menggunakan penyekat dari bahan feromagnetik akan menghasilkan kuat medan yang lebih besar.

18. Jawaban: b Pada kawat lurus, arah medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah genggaman tangan kanan. Ibu jari menunjukkan arah arus, sedangkan arah genggaman jari-jari menunjukkan arah medan magnet. Jawaban yang benar adalah 1) dan 4). 19. Jawaban: a Kutub-kutub magnet yang mengakibatkan jarum kompas tidak menyimpang atau tetap berada di posisinya yaitu kutub-kutub magnet yang berada di dekat kompas memiliki kutub yang sama. 20. Jawaban: c Membuat magnet dapat dilakukan dengan beberapa cara berikut. 1) Mengalirkan arus DC pada bahan magnetik. 2) Menggosok bahan magnetik menggunakan magnet secara searah. 3) Mendekatkan bahan magnetik dengan magnet. Memanaskan/membakar magnet dan mengalirkan arus AC pada sebuah magnet akan mengakibatkan sifat kemagnetannya hilang. 21. Jawaban: a Generator AC menggunakan cincin ganda, sedangkan generator DC menggunakan cincin belah. Cincin putar berfungsi meneruskan arus listrik yang dihasilkan kumparan secara langsung. Pada saat kumparan berputar setengah putaran, sisi-sisi kumparan melintas kutub magnet yang berlawanan dengan arah semula. Arus listrik yang dihasilkan pun menjadi berubah arah. Dengan demikian, generator AC menghasilkan arus bolak-balik. 22.

Jawaban: a

Kumparan yang sejajar dengan arah medan magnet tidak mengakibatkan perubahan garis gaya magnet sehingga nilai GGL induksi sama dengan nol.


125

23. Jawaban: d Ketika magnet memasuki kumparan, garis gaya magnet di dalam kumparan akan bertambah. Sebaliknya, magnet yang dikeluarkan dari kumparan mengakibatkan perubahan jumlah garis gaya magnet di dalam kumparan akan berkurang. 24. Jawaban: Diketahui:

d

N p : N s = 1 : 100 V p = 20 V

Ditanyakan: V s Jawab: V s V p

=

V s

20 V

N s N p

=

100 1

29. Jawaban: c Bagian generator AC yang berfungsi untuk mengubah arus AC menjadi DC adalah cincin gelincir (komutator). Kumparan pada generator AC berfungsi sebagai rotor dan magnet pada generator AC berfungsi sebagai stator.

V s = 2.000 V

Jadi, tegangan sekundernya sebesar 2.000 V. 25. Jawaban:

c

ε ι nduksi = – N

∆φ ∆t

= – B  v

Berdasarkan persamaan di atas, faktor-faktor yang memengaruhi besar kecilnya GGL industri sebagai berikut. 1) Kuat medan magnet (B). 2) Banyak sedikitnya lilitan kumparan (N ). 3)

Kecepatan perubahan garis gaya magnet

∆φ ∆t

.

Sementara itu, luas penampang kawat kumparan tidak memengaruhi GGL induksi. 26. Jawaban: Diketahui:

d ∆Φ = ∆t

(500 – 100) Wb = 400 Wb

= 10 sekon

N = 200

Ditanyakan: ε induksi Jawab: ∆Φ

ε induksi = –N

400 Wb

= –200 10 s = –8.000 volt ∆t Jadi, GGL induksi yang dihasilkan generator sebesar 8.000 volt. 27.

Jawaban: a

Lampu sepeda dapat menyala jika ada arus mengalir. Arus yang mengalir pada lampu sepeda berasal dari dinamo sepeda. Ketika sepeda dikayuh, roda putar pada dinamo sepeda ikut berputar karena saling bersinggungan. Semakin cepat sepeda dikayuh, GGL induksi yang dihasilkan semakin besar. Sebaliknya, ketika sepeda melambat, GGL induksi yang dihasilkan menjadi lebih kecil. Arus induksi yang mengalir pada lampu juga menjadi semakin kecil. Akibatnya nyala lampu menjadi lebih redup.

126


28. Jawaban: d Potensial induksi (GGL induksi) dapat dihasilkan karena adanya perubahan medan magnet. GGL induksi dapat dihasilkan dengan cara sebagai berikut. 1) Menggerakkan magnet keluar masuk solenoid. 2) Memutar magnet dalam suatu solenoid. 3) Memutus menyambung arus primer penginduksi kumparan sekunder. 4) Memutar magnet di dekat solenoid. Magnet dan solenoid yang digerakkan pada arah dan kecepatan yang sama tidak akan menghasilkan GGL induksi. Hal ini karena tidak ada perubahan medan magnet dalam peristiwa tersebut.


c

I = 2 A  = 1,5 m B = 20 T Ditanyakan: F  Jawab: F  = B l  = (20 T)(2 A)(1,5 m) = 60 N Arah gaya Lorentz ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Ibu jari menunjukkan arah arus, jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet dan jari menunjukkan arah gaya Lorentz. Gaya Lorentz berarah ke atas.

31. Jawaban: c Untuk memperkuat medan magnet pada solenoid, dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut. 1) Mengalirkan arus listrik yang besar ke solenoid. 2) Menambah jumlah lilitan pada solenoid. 3) Menambahkan inti besi lunak ke dalam solenoid. Jadi, kekuatan magnet paling besar dihasilkan oleh rangkaian pada pilihan c. 32. Jawaban: d Transformator step-down digunakan untuk menurunkan tegangan sehingga tegangan di kumparan sekunder lebih rendah dari tegangan di kumparan primer. Lilitan di kumparan sekunder lebih sedikit dari lilitan di kumparan primer. Sebuah transformator pada praktiknya tidak memiliki efisiensi 100%. Hal ini karena pada penggunaan trafo terjadi beberapa kerugian. Salah satunya adalah perbedaan daya yang masuk dengan daya yang keluar trafo karena terdapat energi yang berubah menjadi energi panas.

33. Jawaban: d Dengan menggunakan kaidah genggaman tangan kanan yaitu lipatan keempat jari menunjuk arah arus dan ibu jari menunjuk arah kutub utara. Pada gambar, arus mengarah ke bawah, dan ibu jari menunjuk arah Q. Jadi, P sebagai kutub selatan dan Q sebagai kutub utara.


34. Jawaban: c Transformator step-up digunakan untuk menaikkan tegangan listrik sehingga tegangan output lebih besar daripada tegangan input . Perbandingan tegangan listrik pada kumparan sama dengan perbandingan jumlah lilitan kumparan. Dengan demikian jumlah lilitan sekunder trafo step-up lebih banyak daripada jumlah lilitan primernya. Oleh karena daya masuk trafo sama dengan daya keluar, arus output trafo step-up lebih kecil daripada arus input -nya.

f = 1


d

N p = 2.000 lilitan

d

ε ind = 1.200 V

N = 4.800 lilitan f = 40 Hz

Ditanyakan: Jawab:

∆Φ

t

40 Hz = 1

→

t

ε ind = –N

Ditanyakan: V lampu Jawab: Tegangan yang melewati lampu adalah tegangan yang keluar dari kumparan sekunder. V p V s

=

N p N s

=

2.000 lilitan 50 lilitan

V s =

12.000 V = 2.000

240 V V s

∆Φ

(1.200 volt)(0,025 s) 4.800

=

∆Φ

6V

Jadi, perubahan garis gaya magnet yang terjadi sebesar 6,25 × 10–3 weber. 38. Jawaban: Diketahui:

b

P p = 12 kW = 12.000 W R = 1 Ω V p = 300 V

Ditanyakan: P hilang Jawab: P p = V pI p P p

I p = V = p

12.000 W 3 00 W


c

N p = 1.500 N s = 500

d

N p = 2.000 lilitan

Ditanyakan: I p : I s Jawab: Pada trafo ideal, daya masuk = daya keluar. P masuk = P keluar V p I p = V s I s I s

= 6,25 × 10–3 weber

= (40 A)2(1 Ω) = 1.600 W Jadi, energi yang hilang sebesar 1.600 W.

N s = 3.000 lilitan

I p

∆t

= 40 A P hilang = I p2R

Jadi, tegangan yang melewati lampu sebesar 6 V. 36. Jawaban: Diketahui:

∆Φ

1.200 volt = (4.800 lilitan) 0,025 s

V p = 240 V N s = 50 lilitan

1

t = 40Hz = 0,025

= =

V s V p

I p = 0,3 A

Ditanyakan: I s Jawab: I s I p I s

0,3 A

=

3.000 2.000

N p N s

= 1.500 500

I s = (0,3 A)(1.500)

N s

= 0,9 A

(500)

N p

=

=

3 2

Jadi, perbandingan arus primer dengan sekunder adalah 3 : 2.

Jadi, arus yang keluar dari trafo sebesar 0,9 A. 40. Jawaban: Diketahui:

a

V s = 12 V N p = 100 N s = 150

Ditanyakan: V p


127

Jawab: V p V s

=

V p =

N p N s N p N s

V s =

100 150

(12 V)

=8V Jadi, tegangan listrik pada lilitan primer sebesar 8 V. B.

Uraian

1. Penambahan inti besi lunak ke dalam solenoid berarus listrik mengakibatkan medan magnet bertambah besar. Hal ini karena inti besi lunak yang berada di dalam solenoid berarus listrik berubah menjadi magnet. Medan magnet dari inti besi lunak tersebut akan memperkuat medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan. Jadi, kuat medan magnet pada solenoid berarus yang diberi inti besi lunak lebih besar daripada kuat medan magnet pada solenoid berarus tanpa inti besi lunak. 2. Bumi merupakan magnet raksasa. Kutub utara magnet bumi berada di kutub selatan bumi. Kutub selatan magnet bumi berada di kutub utara bumi. Kutub magnet yang senama akan tolak-menolak sedangkan kutub magnet yang tidak senama akan tarik-menarik. Kutub utara jarum kompas akan tertarik ke kutub selatan magnet bumi (berada di kutub utara bumi). Kutub selatan jarum kompas akan tertarik ke arah kutub utara magnet bumi (berada di kutub selatan bumi). Dengan demikian, jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara selatan. 3. Diketahui:

= 1,5 A ke utara  = 2 m F = 600 N ke barat Ditanyakan: B Jawab: Dengan kaidah tangan kanan dapat ditentukan arah medan magnet memasuki bidang. F  = B I  B =

I

600 N F = (1,5 A)(2 m) = l 

200 T

Jadi, medan magnet homogen sebesar 200 T dengan arah masuk bidang. 4.

i

B

F 

128


Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Ibu jari menunjukkan arah arus listrik. Jari telunjuk yang tegak lurus dengan ibu jari menunjukkan arah medan magnet. Jari tengah yang ditekuk dan tegak lurus dengan ibu jari dan jari telunjuk menunjukkan arah gaya Lorentz. Medan magnet berarah dari kutub utara ke kutub selatan. Arah gaya Lorentz adalah ke bawah. 5. Prinsip dinamo sepeda sebagai berikut. Dinamo memiliki magnet sehingga menghasilkan medan magnet. Di daerah medan magnet diletakkan kumparan yang dapat berputar. Ketika sepeda dikayuh, putaran ban sepeda memutar kumparan yang berada di dalam medan magnet. Hal ini mengakibatkan terjadinya perubahan garis gaya magnet yang ditangkap kumparan. Perubahan garis gaya ini menimbulkan GGL induksi pada kumparan. GGL induksi tersebut digunakan sebagai sumber tegangan pada lampu sehingga arus listrik mengalir pada lampu dan lampu menjadi menyala. 6. Sebuah magnet batang memiliki gaya magnet. Apabila magnet batang tersebut digerakkan keluar masuk solenoid atau memutar magnet batang tersebut di dalam solenoid akan terjadi interaksi antara gaya magnet dan solenoid secara berubahubah. Akibatnya, garis gaya magnet akan berubahubah juga. Perubahan garis gaya magnet inilah yang mengakibatkan timbulnya GGL induksi pada solenoid. 7. Transformator bekerja menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Pada saat arus AC melewati kumparan, kumparan dan inti besi lunak pada trafo berubah menjadi magnet. Oleh karena arus listrik berubah-ubah (bolak-balik), medan magnet yang ditimbulkan juga berubah-ubah. Perubahan medan magnet ini menghasilkan arus induksi pada kumparan sekunder. Sementara itu, ketika transformator dialiri arus DC pada kumparan sekunder, akan timbul medan magnet yang disebabkan oleh kumparan dan inti besi lunak pada trafo. Akan tetapi, medan magnet tersebut nilainya tetap sehingga tidak dapat menimbulkan arus induksi pada kumparan sekunder. Jadi, transformator tidak dapat bekerja pada listrik DC. 8. Apabila pada motor listrik hanya terdiri dari satu kumparan saja, putaran motor listrik tersebut akan mengalami masalah. Untuk mengatasinya dapat dilakukan dengan menambah jumlah kumparan sehingga kumparan yang awalnya tunggal menjadi ganda. Dua pasang kumparan pada motor listrik tersebut dipasang saling tegak lurus sehingga gerakan putaran motor lebih halus dan dapat

bergerak secara berkesinambungan. Jika ditinjau dari sisi arus, gerakan putaran motor listrik bisa berkesinambungan maka pembalikan arus pada motor tersebut harus dibuat tetap. Hal ini bisa dilakukan dengan menambah jumlah komutator menjadi dua pasang juga. 9. Diketahui:

N p = 100 lilitan V p = 220 V V s = 1.100 V

V s I p I s Ditanyakan: a.

Jawab: a. η =

N s N p N s

100

=

N s =

V s

b.

V p

1.100 V 220 V

(1.100)(100) 220

b.

I p l s 1,0 A

= =

I s =

N p N s N p N s

= 500 lilitan

Jadi, jumlah lilitan sekunder sebanyak 500 lilitan. l s

Vs I s Vp I p

× 100%

= (100 V)(0,2 A) × 100% = 90% Jadi, efisiensi trafo 90%.

b. I s =

η

(900 V)(0,02 A)

Ditanyakan: a. N s

a.

= 900 V = 0,2 A = 0,02 A

b. N p : N s

I p = 1,0 A

Jawab:

V p = 100 V

10. Diketahui:

V p V s

N p N s

=

V p V s

100 V

= 900 V =

1 9

Jadi, N p : N s = 1 : 9. Jadi, perbandingan lilitan primer (N p) dan lilitan sekunder (N s) = 1 : 9.

220 1.100 (220)(1,0 A) = (1.100)

0,2

Jadi, arus sekunder sebesar 0,2 A.


129

Sistem Tata Surya

Anggota Tata Surya

• • •

Bumi, Bulan, dan Satelit Buatan

Matahari Pembagian planet dalam tata surya Benda langit lainnya penyusun tata surya

• • •

• • •

130

Sistem Tata Surya

• • •

Bumi dan pergerakannya Bulan dan pergerakannya Satelit buatan

Struktur Bumi

• • •

Litosfer bumi Atmosfer Permasalahan pencemaran lingkungan

Mampu mensyukuri dan meningkatkan ketakwaan kepada Tuhan yang telah menciptakan alam dan isinya. Mampu memodelkan tata surya sebagai media pembelajaran. Mampu menunjukkan sikap peduli terhadap lingkungan dengan berusaha untuk menanggulangi akibat dari perilaku manusia yang merusak alam. Mampu menjelaskan tata surya dan anggota-anggotanya. Mempu menjelaskan pergerakan bumi, bulan, dan satelit serta fenomena yang ditimbulkan. Mampu menjelaskan struktur/lapisan-lapisan bumi dan permasalahan lingkungan.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Matahari kira-kira mengandung 75% unsur hidrogen dan 20 % unsur helium. Sisanya adalah oksigen, karbon, dan neon. 2. Jawaban: b Bagian-bagian matahari adalah inti matahari, fotosfer, kromosfer, dan korona. Adapun litosfer merupakan lapisan paling atas dari atmosfer bumi. 3. Jawaban: d Kita di bumi biasanya tidak dapat melihat kromosfer dan korona. Alasan yang pertama karena intensitas sinar yang dipancarkan tidak sekuat fotosfer. Alasan yang kedua karena efek atmosfer bumi yang merintangi untuk melihat kromosfer dan korona. 4. Jawaban: d Keterangan gambar: 1 = korona (mahkota matahari) 2 = fotosfer 3 = inti matahari 4 = kromosfer (atmosfer matahari) Granula dan sun spot bukan lapisan penyusun matahari. 5. Jawaban: c Permukaan matahari yang tampak berbentuk gumpalan-gumpalan dinamakan granula. Granula disebabkan oleh semburan gas panas dari inti matahari. 6. Jawaban: c Bumi dapat dihuni karena memiliki atmosfer yang mampu mengatur suhu yang dapat ditoleransi makhluk hidup. Suhu ini memungkinkan organisme perintis hidup dan menciptakan tanah dan batuan. Atmosfer juga memungkinkan terjadinya siklus air. Selain itu atmosfer juga melindungi bumi dari hantaman benda-benda langit. 7. Jawaban: d Bumi terletak di antara planet Venus dan Mars. Bumi memiliki sebuah satelit yaitu bulan. Sementara itu, planet yang terletak di antara Yupiter dan Uranus serta terkenal akan cincinnya adalah Saturnus. 8. Jawaban: a Merkurius berdiameter sekitar 4.879 km. Saturnus berdiameter sekitar 120.536 m

Yupiter merupakan planet terbesar dalam tata surya dengan diameter 142.984 km dan volumenya 1.300 kali volume bumi. Venus berdiameter sekitar 12.104 km. 9. Jawaban: d Planet Mars disebut juga planet merah. Hal ini karena di atmosfernya mengandung banyak besi oksida. 10. Jawaban: b Planet yang tidak memiliki satelit adalah Merkurius dan Venus. Mars memiliki 2 satelit. Saturnus memiliki 17 satelit. Uranus memiliki 15 satelit. 11. Jawaban: b Benda Langit a. b. c.

Satelit Asteroid Meteoroid

d.

Komet

Ciri-Ciri Benda langit yang mengitari planet. Terletak di antara Mars dan Yupiter. Benda langit padat yang beterbangan tidak beraturan. Benda langit yang memiliki ekor.

12. Jawaban: b Planet dalam adalah planet yang terletak antara matahari dan sabuk asteroid. Sabuk asteroid berada di antara planet Mars dan Yupiter. Planet yang termasuk planet dalam adalah Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. Sementara planet luar memiliki anggota Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. 13. Jawaban: c Komet adalah benda langit yang tersusun dari es sangat padat yang dikelilingi kabut. Saat mendekati matahari, energi matahari menguapkan inti dan bercampur kabut. Kabut tersebut terdorong gaya radiasi matahari membentuk ekor komet. Oleh karena itu, komet disebut sebagai bintang berekor. 14. Jawaban: b Saat komet mendekati matahari, susunan partikel gas pada komet renggang, sehingga terdorong oleh radiasi matahari. Oleh karena itu, ekor komet bertambah panjang dan selalu bergerak menjauhi matahari. 15. Jawaban: d Mars memiliki atmosfer yang sangat tipis sehingga pada siang hari sangat panas karena radiasi matahari langsung menembus permukaan planet dan pada malam hari terasa sangat dingin karena atmosfer tidak mampu menahan radiasi matahari.


131

Kondisi ini sangat berbeda dengan bumi yang memiliki fluktuasi suhu tidak terlalu tinggi. Keadaan ini juga akan mempersulit makhluk bumi beradaptasi. B. Uraian 1. a.

Inti matahari terletak di bagian terdalam matahari dan pusat penghasil energi matahari. Suhunya sekitar 15 juta kelvin. Fotosfer merupakan lapisan matahari yang tampak bercahaya dan memiliki suhu ±6.000°C. K ro m os fe r a da la h a tm os fe r m at ah a ri . Sebagian besar tersusun dari hidrogen. Korona sering digambarkan sebagai mahkota matahari.

b.

c. d.

2. Korona biasanya tidak terlihat dari bumi. Namun, korona bisa terlihat saat gerhana matahari total. Saat terjadi gerhana matahari total, fotosfer tertutup oleh bulan. Akibatnya, terlihat bentuk lingkaran cahaya putih yang indah yang panjangnya berjuta juta kilometer seperti mahkota ke arah ruang angkasa. Hal inilah yang mengakibatkan korona disebut sebagai ”mahkota” matahari. 3. Prominensa timbul dari aktivitas gas pada matahari. Suhu di sekitar bintik matahari sekitar 6.000°C sehingga aliran energi gas dari inti radiatif tidak terhalang. Oleh karena suhu tinggi, massa gas memijar sampai menembus kromosfer dan korona. Pijaran gas panas ini disebut prominensa. 4. Kutub bumi tidak selamanya mengalami musim dingin, akan tetapi juga mengalami musim panas. Hal ini disebabkan kemiringan sumbu bumi sebesar 23

1 2

°. Kemiringan ini menyebabkan musim di

belahan bumi utara dan selatan saling berkebalikan.

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Jawaban: a Bentuk bumi bulat pepat pada kutubnya dan menggembung pada khatulistiwa. Hal ini karenakan bumi berotasi. Akibatnya, diameter bumi di kutub dan khatulistiwa berbeda. 2. Jawaban: c Rotasi adalah gerakan planet berputar pada porosnya. Kala rotasi bumi adalah 23 jam 56 menit 4,09 detik atau dibulatkan menjadi 24 jam.

132

Sistem Tata Surya

5. Saat meteoroid menghantam atmosfer bumi, meteoroid bergesekan dengan atmosfer bumi sehingga meninggalkan jejak cahaya yang bersinar. Peristiwa ini disebut dengan hujan meteor atau bintang jatuh. 6. Kala revolusi adalah waktu yang dibutuhkan planet untuk mengelilingi matahari satu kali. Semakin dekat jaraknya dengan matahari, semakin cepat pula kala revolusinya. Semakin jauh jaraknya dengan matahari, semakin lama pula kala revolusinya. Merkurius adalah planet terdekat dengan matahari dengan kala revolusinya 88 hari. Neptunus adalah planet terjauh dari matahari dengan kala revolusi 165 tahun. Jadi, kala revolusi sebuah planet sebanding dengan jaraknya dari matahari. 7. Venus sering terlihat sebelum matahari terbit dan saat matahari hampir tenggelam. Oleh sebab itu, venus disebut bintang fajar atau bintang senja. 8. Pluto memiliki ukuran yang terlalu kecil untuk disebut sebagai planet. Diameter Pluto hanya setengah dari diameter Merkurius. Ukuran Pluto bahkan hampir sama dengan ukuran satelit. Selain itu, Pluto memiliki orbit yang terlalu elips dan memotong orbit Neptunus. 9. Meteorid adalah benda padat yang bergerak tidak beraturan dalam ruang antarplanet. Benda ini berukuran lebih kecil dibanding asteroid. Benda ini bergerak dan dapat mencapai bumi. Meteorid yang terlalu dekat dengan bumi dapat masuk ke atmosfer bumi bahkan sampai ke permukaan bumi. 10. Dalam waktu yang sama, sebuah planet menempuh luas juring yang sama. Jadi, ketika planet dekat dengan matahari, kelajuan revolusinya cepat. Namun, ketika jaraknya jauh dari matahari kelajuan revolusinya akan kecil.

3. Jawaban: a Akibat rotasi bumi: 1) pergantian siang dan malam; 2) perbedaan waktu untuk tempat yang derajat bujurnya berbeda; 3) gerak semu harian matahari dan bintang-bintang; 4) perubahan arah angin; 5) penggembungan bentuk bumi. Sementara itu, opsi b, c, dan d termasuk dampak revolusi bumi.

4. Jawaban: b Revolusi bumi memengaruhi terjadinya pergantian musim, lamanya siang dan malam, lokasi kemunculan benda langit setiap bulan. Pembagian waktu di bumi berdasarkan garis khayal yaitu garis bujur. 5. Jawaban: a Garis bujur adalah garis yang membujur dari arah utara dan selatan bumi dengan melawan kutubkutub bumi. Garis bujur membagi bumi menjadi 24 daerah waktu. Garis lintang adalah garis yang membagi bumi dengan arah melintang dari arah barat dan timur. Garis khatulistiwa adalah garis lintang yang membagi bumi menjadi sama besar. Garis lintang utara adalah garis lintang di sebelah utara khatulistiwa. 6. Jawaban: b Tahun kabisat adalah tahun yang memiliki 366 hari. Angka tahun kabisat dapat dibagi empat. Jumlah tanggal pada bulan Februari ditambah 1 menjadi 29 hari. Tahun 2004 adalah tahun kabisat. 7. Jawaban: d Perhitungan tahun yang berdasarkan lama peredaran bulan baru sampai bulan berikutnya disebut tahun Kamariah atau Hijriah. Tahun Hijriah terdiri atas 12 bulan yaitu Muharam, Safar, Rabiulawal, Rabiulakhir, Jumadilawal, Jumadilakhir, Rajab, Syakban, Ramadan, Syawal, Zulkaidah, dan Zulhijah. 8. Jawaban: b Gerhana bulan terjadi bila bumi berada di antara matahari dan bulan. Ketiganya terletak dalam satu garis lurus. Gerhana bulan penuh biasanya terjadi pada bulan purnama. 9. Jawaban: a Peristiwa pada soal adalah gerhana matahari total. Daerah di bumi yang mengalami gerhana matahari total adalah daerah yang tertutupi oleh umbra bulan. 10. Jawaban: b Bali merupakan daerah WITA (GMT+8), sedangkan Semarang merupakan daerah WIB (GMT+7). Waktu di Bali mendahului 1 jam dari Semarang. Jadi, saat di Bali pukul 07.00 maka di Semarang pukul 06.00. 11. Jawaban: c Setiap tempat yang berjarak 1° ditempuh bumi selama 1.440 menit : 360°° = 4 menit/derajat. Oleh karena Bandung dan Palu berjarak 12°, maka 12° × 4 menit/derajat = 48 menit. Jadi, di Palu menunjukkan pukul 19.48. 12. Jawaban: b Gerhana matahari terjadi saat bulan berada di antara matahari dan bumi. Ketiganya terletak pada satu garis lurus. Gerhana ini terjadi pada bulan

baru. Saat terjadi gerhana matahari, bayangan bulan jatuh di permukaan bumi. Gambar yang tepat ditunjukkan oleh pilihan b. 13. Jawaban: d Pasang naik di bumi terjadi pada daerah yang menghadap matahari atau bulan. Gaya tarik terjadi searah sehingga gayanya lebih besar. 14. Jawaban: d Pergantian musim di belahan bumi utara dan belahan bumi selatan sebagai berikut. 1) 21 Maret sampai 21 Juni, belahan bumi utara mengalami musim semi, sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim gugur. 2) 21 Juni sampai 23 September, belahan bumi utara mengalami musim panas, sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim dingin. 3) 23 September sampai 22 Desember, belahan bumi utara mengalami musim gugur, sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim semi. 4) 22 Desember sampai 21 Maret, belahan bumi utara mengalami musim dingin, sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim panas. 15. Jawaban: a Explorer adalah satelit yang digunakan untuk meneliti benda-benda angkasa. Landsat adalah satelit yang digunakan untuk menemukan sumber daya alam di bumi. Telstar dan Palapa sebagai satelit komunikasi.

1. Bumi mengalami rotasi selama 24 jam. Satu kali rotasi menempuh 360°. Setiap jam akan terdapat perbedaan bujur

360 24

°

= 15°.

Perbedaan bujur 2 jam = 2 × 15° = 30°. 2. Gerhana bulan terjadi ketika bulan, bumi, dan matahari terletak dalam satu garis lurus. Bumi membentuk bayangan umbra dan penumbra. Gerhana bulan total terjadi jika bagian bulan memasuki daerah umbra bumi. 3. Gerak semu harian matahari disebabkan oleh rotasi bumi. Bumi berotasi dari barat ke timur. Kita tidak dapat melihat gerakan rotasi bumi. Namun, yang kita saksikan adalah matahari melintas dari timur ke barat sehingga kita menyaksikan matahari terbit dari timur dan terbenam di sebelah barat. Gerak ini disebut gerak semu karena sesungguhnya matahari diam dan bumi yang bergerak dari barat ke timur.


133

4. Umbra adalah bayangan bumi dan bulan yang berbentuk kerucut. Penumbra adalah bayangbayang kabur yang berada di sekitar umbra.

8. Akibat dari revolusi bumi yaitu perbedaan lama siang dan malam, pergantian musim, terjadinya paralaks bintang, dan aberasi cahaya bintang.

5. Jarak antara bulan ke bumi lebih pendek dibandingkan jarak matahari ke bumi. Hal ini mengakibatkan pengaruh gravitasi bulan terhadap air laut di bumi jauh lebih besar dari pengaruh gravitasi matahari terhadap air laut di bumi.

9. Satelit navigasi digunakan di bidang perkapalan dan penerbangan untuk menolong navigator kapal dan penerbang yang menemui masalah akibat cuaca buruk. Contoh: Transit dan Transit 1B.

6. Pasang perbani terjadi jika kedudukan bulan pada kuartir kedua dan keempat. Oleh karena kedudukan matahari, bumi, dan bulan membentuk sudut 90°, gravitasi matahari dan gravitasi bulan bekerja saling menghalangi. Akibatnya, terjadi pasang yang serendah-rendahnya.

10. Pasang air tertinggi terjadi ketika bulan dan matahari menghasilkan gaya tarik segaris. Pasang air tertinggi terjadi saat bulan purnama dan bulan baru. Pasang air terendah terjadi ketika bulan dan matahari menghasilkan gaya tarik yang tegak lurus. Pasang air terendah terjadi saat bulan kuartir awal atau kuartir akhir.

7. Perjalanan total ditambah waktu transit. T = 2,5 jam + 1 jam + 2 jam = 5,5 jam Waktu tiba = 07.00 WIB + 5.30 = 12.30 WIB = (12.30 + 2.00) WIT = 14.30 WIT Jadi, Risa tiba di Manokwari pukul 14.30 waktu setempat.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Lapisan terluar atau yang berada paling atas disebut kerak bumi. Lapisan kerak bumi dinamakan litosfer. Ionosfer, mesosfer, dan stratosfer terdapat di atmosfer bumi. 2. Jawaban: c Batuan sedimen berasal dari hasil endapan. Jenisnya antara lain batu gamping, batuan konglomerat, dan batu pasir. 3. Jawaban: d Pelapukan biologis adalah pelapukan yang disebabkan oleh makhluk hidup (tumbuh-tumbuhan dan hewan). Contohnya adalah proses penghancuran batuan oleh akar tanaman. 4. Jawaban: a Pengelupasan batuan akibat perbedaan suhu merupakan contoh pelapukan fisika atau pelapukan mekanis. Penyebab pelapukan fisika yang lain yaitu pembekuan air di dalam celah batu dan mengkristalnya air garam di dalam batuan. 5. Jawaban: b Contoh peristiwa oksidasi logam adalah perkaratan. Proses perkaratan akan mengubah struktur kimia logam. Oleh karena itu, oksidasi logam termasuk pelapukan kimiawi.

134

Sistem Tata Surya

6. Jawaban: d Ionosfer mengandung partikel-partikel listrik. Gelombang radio jika mengenai lapisan ionosfer akan dipantulkan kembali ke bumi dengan jangkauan yang lebih luas. 7. Jawaban: d Ozon terdapat di lapisan stratosfer. Ozon sangat penting bagi kesehatan kita karena merupakan perisai bumi dari sinar ultraviolet yang berbahaya. Apabila ozon tipis atau berlubang, sinar ultraviolet membahayakan kehidupan di bumi. Akibatnya, penyakit kanker kulit dan katarak meningkat, serta ekosistem menjadi rusak. 8. Jawaban: c Mesosfer merupakan lapisan atmosfer yang bertemperatur paling dingin. Mesosfer adalah lapisan yang melindungi bumi dari meteor. Meteor dapat hancur ketika memasuki lapisan ini. 9. Jawaban: d Kerusakan lapisan ozon disebabkan oleh banyaknya BPO di atmosfer. Ozon yang rusak akan menjadi salah satu penyebab global warming karena radiasi matahari akan langsung menuju bumi. Selain itu, global warming disebabkan oleh efek rumah kaca. Kadar CO2 yang tinggi di atmosfer, menyebabkan radiasi matahari

terkungkung di dalam atmosfer. Beberapa kegiatan ozon friendly di antaranya reduce , reuse , recycle , replace . Sementara mengubur barang-barang bekas yang tidak ramah lingkungan akan menyebabkan pencemaran tanah. 10. Jawaban: a Peningkatan kadar gas karbon dioksida dapat meningkatkan suhu di seluruh permukaan bumi. Kenaikan suhu di seluruh permukaan disebut pemanasam global. Asam sulfat mengakibatkan hujan asam. Merkuri biasanya terdapat di air. Oksigen diperlukan bagi kehidupan. 11. Jawaban: a Komposisi gas penyusun udara adalah nitrogen (78,00%), oksigen (21,00%), argon (0,90%), karbon dioksida (0,03%). Sebanyak 0,07% mengandung kripton, neon, xenon, hidrogen, helium, dan ozon. 12. Jawaban: b Lapisan atmosfer dari yang paling dekat dengan bumi adalah troposfer–stratosfer–mesosfer– termosfer–eksosfer. Pada lapisan troposfer inilah tempat terjadinya fenomena cuaca seperti hujan, awan, dan guntur. 13. Jawaban: c CFC biasanya digunakan untuk AC, lemari es, dan sprayer (penyemprot). CFC juga digunakan untuk refrigeran alat-alat rumah tangga. Sedangkan alat elektronik seperti mesin cuci tidak memerlukan CFC. 14. Jawaban: c Dampak dari pemanasan global antara lain: 1) mencairnya es di kutub utara dan kutub selatan; 2) kenaikan permukaan air laut; 3) tenggelamnya pulau-pulau kecil; serta 4) perubahan musim dan iklim. 15. Jawaban: d Lapisan ozon bermanfaat untuk menyerap radiasi berahaya dari pancaran sinar matahari. Jika lapisan ozon menipis, radiasi berbahaya dari matahari tidak terserap dengan baik. Akibatnya, radiasi itu bisa sampai ke bumi. Hal-hal yang mungkin terjadi yaitu meningkatnya penyakit kanker kulit, penyakit katarak, serta rusaknya ekosistem di bumi. B. Uraian 1. Penyusun utama kerak bumi atau bagian luar bumi adalah batuan. Kerak bumi disebut litosfer karena litosfer berasal dari kata lithos yang berarti batuan dan sphere yang berarti bola.

2. Batuan malihan (metamorf) adalah batuan beku atau batuan endapan yang mengalami perubahan karena pengaruh suhu, waktu, dan tekanan. Contohnya yaitu batu pualam dan sabak. 3. Pelapukan fisika disebabkan oleh faktor-faktor fisika. Faktor-faktor tersebut adalah perbedaan suhu yang besar dan pembekuan air di dalam celah batu. Pelapukan ini tidak mengubah susunan kimia pada benda. Contoh: pengelupasan batuan akibat perbedaan suhu. 4. Partikel-partikel penyusun atmosfer memiliki massa dan mengalami gaya gravitasi (gaya berat) ke arah pusat bumi. Berat udara pada lapisan atas menimbulkan tekanan pada udara di bawahnya, memampatkan molekul, dan menaikkan massa jenis atau kerapatannya. Oleh karena massa jenis udara di dekat permukaan bumi lebih besar dibandingkan massa jenis di atasnya, tekanannya juga menjadi lebih besar. Sebaliknya, semakin jauh dari permukaan bumi atau semakin tinggi kedudukan atmosfer tekanannya semakin kecil. 5. Cara kita menjaga lingkungan dari pencemaran udara dapat dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut. a. Membuang sampah pada tempatnya dan memilah sampah. Memilah sampah akan menghindari sampah organik bercampur dengan sampah anorganik sehingga mudah dalam daur ulang. Sampah yang bercampur akan menghasilkan polusi udara berupa bau tak sedap. b. Menghindari bepergian yang tidak terlalu penting dengan kendaraan pribadi. Semakin banyak kendaraan bermotor yang beroperasi, maka sumbangan karbon dioksida ke udara juga semakin banyak. c. Meninggikan cerobong asap. Cerobong asap yang tinggi mengurangi asap bercampur dengan udara yang kita hirup sehari-hari. d. Penghijauan. Tanaman hijau akan memproduksi lebih banyak O2 sehingga udara menjadi lebih bersih. 6. Atmosfer memiliki manfaat sebagai berikut. a. Mendukung kehidupan yaitu untuk bernapas, pembakaran, dan fotosintesis. b. Melindungi manusia dari sengatan ultraviolet. c. Menjaga suhu bumi agar tidak terlalu panas pada siang hari dan tidak terlalu dingin saat malam hari. d. Melindungi bumi dari benda-benda langit yang mendekati orbit bumi. e. M e mu ng ki nk an t e rj ad in ya a w an y a ng selanjutnya menghasilkan hujan. 7. Lapisan termosfer disebut dengan lapisan ionosfer karena sebagian proses ionisasi terjadi di lapisan


135

ini. Pada lapisan ionosfer terjadi ionisasi partikel gas yang membentuk suatu plasma yang mengandung ion-ion positif dan negatif. 8. a. b. c. d. 9. a.

Melakukan pengolahan limbah cair pabrik secara tepat. Membuang sampah pada tempatnya. Tidak menggunakan pestisida secara berlebihan. Menjaga lingkungan di daerah pertambangan. Bangunan-bangunan yang dibuat dari pasir akan cepat rusak.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Teori Heliosentris diungkapkan oleh Nicolaus Copernicus yang menjelaskan bahwa matahari sebagai pusat tata surya. Teori ini berkebalikan dengan teori sebelumnya yaitu Geosentris yang diungkapkan oleh Ptolemaeus. Teori Geosentris menganggap bumi sebagai pusat tata surya. 2. Jawaban: c Hipotesis/teori Nebula dikemukakan oleh Immanuel Kant yang disempurnakan oleh Simon de Laplace. Bunyi hipotesis Nebula sebagai berikut. 1) Matahari dan planet masih berbentuk gas, dan kabut yang pekat. 2) Kabut tersebut berputar dan mengalami pemadatan di pusat lingkaran yang kemudian membentuk matahari. 3. Jawaban: d Inti matahari adalah bagian paling penting di matahari. Di inti matahari terjadi reaksi fusi yaitu penggabungan inti hidrogen menjadi inti helium yang menghasilkan energi matahari. 4. Jawaban: b Bintang dapat menghasilkan cahaya sendiri, sedangkan planet tidak. Bintang terbesar dalam tata surya kita adalah matahari. Planet-planet berukuran lebih kecil daripada bintang. Planetplanet tersebut mengorbit suatu bintang yang membentuk sistem tata surya. Kumpulan dari sistem tata surya yang terdiri atas bintang-bintang dan planet-planet membentuk suatu galaksi. Dengan demikian, bintang dan planet berjumlah sangat banyak.

136

Sistem Tata Surya

b.

Lambat laun hutan dapat mati, dan pada akhirnya air dan bahan makanan pun akan sulit ditemui.

10. Efek rumah kaca disebabkan oleh gas rumah kaca. Cahaya matahari yang mengenai bumi akan dipantulkan kembali oleh bumi ke atmosfer sehingga cahaya diserap oleh gas-gas yang ada di atmosfer. Jika atmosfer mengandung banyak gas rumah kaca, atmosfer akan memantulkan cahaya matahari ke bumi lagi sehingga panas terperangkap dan mengakibatkan naiknya suhu bumi. Hal inilah yang dimaksud dengan efek rumah kaca.

5. Jawaban: a Hukum yang berhubungan dengan peredaran planet yaitu hukum Kepler. Ada 3 hukum kepler. 1) Hukum I Kepler: lintasan planet berevolusi berbentuk elips dan matahari terletak di salah satu fokus elips. 2) Hukum II Kepler: dalam waktu yang sama, planet menempuh bidang yang luasnya sama. 3) Hukum III Kepler: kuadrat waktu revolusi planet berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak planet terhadap matahari. 6. Jawaban: b Perihelium merupakan titik terdekat planet dengan matahari. Apelium merupakan titik terjauh planet dengan matahari. Geosentris merupakan teori yang menyatakan bahwa bumi sebagai pusat tata surya. Heliosentris merupakan teori yang menyatakan bahwa matahari sebagai pusat tata surya. 7. Jawaban: d Suhu di dalam inti matahari 15 juta kelvin dan merupakan suhu paling tinggi di antara lapisanlapisan matahari yang lain. Suhu korona sekitar 2 juta kelvin. Suhu kromosfer kurang lebih 10.000°C. Suhu fotosfer kurang lebih 6.000°C. 8. Jawaban: c Benda langit padat yang melayang-layang di angkasa disebut meteorid. Jika meteorid ini memasuki atmosfer bumi, maka akan terjadi gesekan sehingga meteorid terbakar. Meteorid yang terbakar disebut dengan meteor. Jika meteor dapat menjangkau bumi disebut meteorit. 9. Jawaban: d Ceres bukanlah nama satelit melainkan nama salah satu asteroid. Beberapa satelit Saturnus diantaranya Titan, Rhea, dan Tethys.

10. Jawaban: a Planet 4 yaitu Mars. Planet 5 yaitu Yupiter. Benda langit yang lintasannya berada di antara kedua planet tersebut dinamakan asteroid. 11. Jawaban: c Planet Bumi Yupiter Saturnus Mars

Diameter 12.760 142.984 120.536 6.794

km km km km

Berdasarkan data diameter di atas, planet terbesar adalah Yupiter. 12. Jawaban: a Komet merupakan benda langit yang berupa cahaya memanjang menyerupai ekor. Komet yang terkenal adalah komet Halley. Komet Halley muncul 76 tahun sekali. Komet Halley mungkin muncul lagi pada tahun 2062. 13. Jawaban: c Berdasarkan ukuran dan komposisi bahan penyusunnya, planet dibagi menjadi dua yaitu planet terestrial dan planet jovian. Planet terestrial meliputi Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. Planet jo vi an me li pu ti Yu pi te r, Sa tu rn us , Ur an us , Neptunus. 14. Jawaban: a Rotasi adalah perputaran planet pada sumbunya. Revolusi adalah perputaran planet mengelilingi matahari. Kala rotasi adalah waktu yang diperlukan planet untuk melakukan satu kali berotasi. Kala revolusi adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali berevolusi. 15. Jawaban: b Rotasi bumi mengakibatkan adanya perbedaan waktu, pergantian siang dan malam, dan peredaran semu harian matahari. Adanya pergantian musim merupakan akibat dari revolusi bumi. 16. Daerah lingkaran kutub selatan akan mendapat sinar matahari selama 24 jam sehari saat matahari berada di atas garis . . . . a. 23,5°LU c. 23,5°BT b. 23,5°LS d. 23,5°BB Jawaban: b Daerah lingkaran kutub selatan akan mendapat sinar matahari selama 24 jam sehari saat matahari berada di atas garis 23,5° LS, sedangkan daerah lingkaran kutub utara tidak mendapat sinar matahari selama 24 jam sehari. 17. Jawaban: c Arah rotasi bumi dari barat ke timur, maka pandangan manusia di bumi adalah matahari seolah-olah bergerak dari timur ke barat.

18. Jawaban: c Bulan tidak memiliki atmosfer sehingga mengalami kejadian berikut. 1) Suhu di permukaan bulan dapat berubah sangat cepat. 2) Bunyi tidak dapat menjalar di bulan. 3) Langit di bulan tampak hitam kelam. 4) Tidak ada siklus air di bulan. 19. Jawaban: d Pada saat terjadi gerhana matahari, posisi matahari, bulan, dan bumi terletak sejajar. Posisi tersebut mengakibatkan cahaya matahari yang menyinari bumi terhalang oleh bulan. 20. Jawaban: c Kedudukan matahari tepat di atas katulistiwa setiap tanggal 21 Maret dan 23 September. Pada tanggal tersebut di seluruh tempat di bumi mengalami malam tepat 12 jam dan siang 12 jam. 21. Jawaban: d Setiap perbedaan 15° bujur, terjadi perbedaan waktu 1 jam. Jika berbeda 60°, terjadi perbedaan waktu 4 jam. Waktu di wilayah yang berada di sebelah timur GMT ditambah dengan perbedaan waktu yang diperoleh dari perhitungan. Jadi, waktu di 60° BT adalah pukul 18.00. 22. Jawaban: b Pasang purnama terjadi saat bulan purnama dan bulan baru. Posisi matahari, bumi, dan bulan terletak pada satu garis lurus. Gravitasi matahari dan bulan bekerja pada bumi berlawanan arah sehingga terjadi pasang air laut yang besar. 23. Jawaban: c Gerhana matahari terjadi jika posisi bulan di antara bumi dan matahari. Gerhana matahari parsial atau sebagian terjadi pada bagian bumi yang terkena penumbra bulan. Gerhana matahari total dialami oleh bagian bumi yang terkena umbra bulan. 24. Jawaban: c Gaya gravitasi bulan atau matahari dapat memengaruhi keadaan air laut di bumi. Gaya gravitasi ini dapat mengakibatkan air laut menjadi pasang atau surut. 25. Jawaban: a Litosfer adalah bagian dari daratan bumi yang berupa batu-batuan. Atmosfer adalah lapisan yang udara yang menyelimuti bumi. Fotosfer adalah lapisan matahari yang paling luar dan tampak bercahaya. Hidrosfer adalah bagian bumi yang berupa air. 26. Jawaban: d Satelit adalah benda yang mengorbit atau bergerak mengitari benda langit yang lebih besar. Manfaat satelit sebagai berikut. IPA Terpadu Kelas IX

137

1) 2) 3)

Memperluas jangkauan komunikasi. Membantu pemetaan kandungan sumber alam. Merekam dan mengirimkan informasi cuaca.

27. Jawaban: b Tanah terbentuk karena pelapukan batuan, baik secara mekanik, kimiawi, atau organik. Pelapukan secara organik diakibatkan oleh aktivitas makhluk hidup. Contohnya batuan yang melapuk karena ditumbuhi lumut. 28. Jawaban: a Penyerapan karbon monoksida oleh sel darah merah akan menurunkan kemampuannya mengedarkan oksigen ke seluruh tubuh. Akibatnya dada terasa nyeri, karena kebutuhan oksigen tidak tercukupi. 29. Jawaban: b Pelapukan dapat disebabkan angin. Angin padang pasir dapat menerbangkan butiran pasir dan membenturkannya ke batuan yang lebih besar. Pada saat kekuatan angin berkurang, sebagian pasir rontok dan menghasilkan gundukan pasir yang nantinya tertiup ke daratan subur dan menutupinya. Akibatnya kawasan gurun pasir semakin luas. 30. Jawaban: a Adanya pemanasan global dapat mencairkan es di kutub utara. Akibatnya permukaan air laut akan naik dan meluap. B. Uraian 1. Lidah api atau prominensa merupakan gas panas yang tersembur dari kromosfer. Semburannya dapat mencapai ketinggian ratusan ribu kilometer memasuki daerah korona. Bentuk semburannya mirip dengan lidah yang memanjang sehingga disebut lidah api. 2. a. b.

Inti komet : terdiri atas gumpalan es dan debu yang membeku. Ekor komet: ekor ini memanjang hingga ratusan ribu kilometer dan selalu menjauhi matahari.

3. Satelit buatan adalah benda langit yang mengelilingi planet dan merupakan buatan manusia sehingga segala pergerakannya harus diatur oleh manusia. Contoh: Satelit Palapa, Land Sat, dan GPS. 4. Energi matahari berasal dari reaksi fusi yang terjadi di dalam inti matahari. Reaksi fusi adalah penggabungan inti atom hidrogen menjadi inti atom helium. Reaksi ini akan menghasilkan energi yang sangat besar.

138

Sistem Tata Surya

5. Bukti bahwa bumi itu bulat sebagai berikut. a. Saat kita melihat kapal yang berlayar ke tengah lautan, bagian kapal yang pertama kali akan menghilang dari pandangan mata kita yaitu badannya terlebih dahulu, kemudian tiangnya, lalu seluruh kapal. b. Kapal yang berlayar terus ke satu arah maka akan kembali ke tempat semula. c . F o to y an g di am b il d ar i lu ar a ng ka sa membuktikan bentuk bumi bulat. 6. Bulan melakukan 3 gerakan yaitu berputar pada porosnya, mengitari bumi, dan bersama-sama bumi mengitari matahari. Kala rotasi bulan sama dengan kala revolusi terhadap bumi yaitu 29,5 hari. Hal tersebut mengakibatkan bagian yang menghadap bumi selalu sama. 7. Pasang purnama terjadi saat bulan purnama. Pasang perbani terjadi pada bulan kuartil pertama dan kuartir ketiga. 8. Kota A di 45° BB mengalami perbedaan 3 jam dengan GMT. Oleh karena berada di barat, kota tersebut memiliki waktu GMT – 3 sehingga menunjukkan pukul 18.00. Kota B di 15° BT mengalami perbedaan 1 jam dengan GMT. Oleh karena berada di timur, kota tersebut memiliki waktu GMT + 1 sehingga menunjukkan pukul 22.00. 9. Chloro Fluoro Carbon yang sampai di lapisan stratosfer akan melepaskan atom klor yang dapat merusak lapisan ozon. Mekanismenya sebagai berikut. Gas CFC bersifat sangat stabil sehingga CFC tidak dapat bereaksi dengan lapisan troposfer. Ketika sampai di lapisan stratosfer, senyawa CFC bereaksi dengan radiasi sinar matahari menghasilkan radikal bebas klor dan fluor. Radikalradikal bebas inilah yang akan memutuskan ikatanikatan gas yang lain di atmosfer, termasuk ozon. Molekul-molekul ozon akan terurai menjadi gas oksigen dan radikal bebas oksigen. Dengan adanya reaksi ini, lapisan ozon di atmosfer semakin menipis. 10. Tanah adalah hasil pelapukan batuan yang terjadi melalui proses kimia dan fisika. Suatu permukaan batuan yang sering mengalami kontak dengan air akan mudah ditumbuhi lumut. Lumut akan mengambil mineral yang ada dalam batuan dan mengeluarkan mineral baru yang menempel pada batuan. Partikel mineral baru ini bersama debu dan bahan organik akan membentuk tanah.

adanya gaya aksi dan reaksi antara bola dan tangan.

Pilihan Ganda

1.

Jawaban: a

Massa batu = (500 + 250 + 100 + 100) g = 950 g = 0,95 kg 2.

Jawaban: c

Udara termasuk zat gas. Sifat-sifat zat gas sebagai berikut. 1) Susunan molekul tidak teratur. 2) Letak molekul sangat berjauhan. 3) Gerak molekul sangat bebas. 4) Bentuk dan volume tidak tetap. Sementara itu, pernyataan 1) dan 4) tergolong sifat benda padat. 3.

Jawaban: d

Diketahui: T°R = 60°R Ditanyakan: T K Jawab: T °C = =

 T°R   ( )(60) = 75 

T K = T°C + 273 = (75 + 273) K = 348 K Jadi, suhu air sama dengan 348 K. 4.

Jawaban: b

Diketahui:

∆T = (57 – 27)°C = 30°C

c = 900 J/kg°C Q = 270 kJ = 270.000 J Ditanyakan: m Jawab: m = =

  ∆    

= 10 kg

Jadi, massa aluminium yang dipanaskan sebesar 10 kg. 5.

Jawaban: b

Bola yang dilempar memiliki percepatan tertentu sehingga bola memiliki gaya. Saat menangkap bola, tangan memberikan gaya tertentu sehingga bola berhenti. Bola bereaksi dengan memberikan gaya yang sama sehingga tangan terasa panas. Dengan demikian, peristiwa tersebut terjadi karena


c

m = 10 g = 0,01 kg v = 1,2 m/s Ditanyakan: E k Jawab: E k =

 mv 2 

=

 (0,01)(1,2) 2 J 

=

 J 

= 0,0072 J Jadi, energi kinetik kelereng saat bergerak sebesar 0,0072 J. 7. Jawaban: b Persamaan yang sesuai adalah w l b = F l k. Jika anak A adalah w dan anak B adalah F , agar setimbang maka l b harus lebih besar dibanding l k. Jadi, posisi yang benar adalah B bergeser ke Q atau titik tumpu digeser ke Q. 8. Jawaban: Diketahui:

c


a

h = 45 cm = 0,45 m ρ = 1 g/cm3 = 1.000 kg/m3 g = 9,8 m/s2 Ditanyakan: p Jawab: p = ρ g h = (1.000 kg/m3)(9,8 m/s2)(0,45 m) = 4.410 N/m2 Jadi, tekanan hidrostatis di mulut ikan sebesar 4.410 N/m2. n = 2,5 PQ = 75 cm T = 4 s Ditanyakan: v Jawab: PQ = nλ λ =

  

= 30 cm


139

 λ =  

v =

= 7,5 cm/s Jadi, cepat rambat gelombang tersebut 7,5 cm/s. 10. Jawaban: c Bunyi memerlukan medium untuk merambat. Bunyi dapat merambat di zat gas, cair, maupun padat. Tanah termasuk zat padat. Kecepatan bunyi paling cepat saat merambat di zat padat dan paling lambat saat merambat di zat gas. 11. Jawaban: Diketahui:

a

s1 = 12 cm s 1′ = 36 cm s2 = 18 cm Ditanyakan: s 2′ Jawab:

 cm 

= s 2′ = =

   

= 9 cm

   − 

    −  

= = 18 cm

Jawaban: b

Diketahui:

R 1 = 3 R 2 = 6 Ditanyakan: I Jawab: =

  +    

R p =  Ω = 2 

=

Ω Ω

 Ω

  

r = 1 Ω V = 9 V

  Ω

+

= + Ω

Ω

R total = r + R p = (1 + 2) I =

Ω = 3 Ω



=  Ω = 3 A

Jadi, kuat arus total pada rangkaian tersebut 3 A. 14.

Jawaban: b

Diketahui:

t = 20 menit = 1.200 s P = 350 W V = 220 V Ditanyakan: W

140

   

Latihan Ujian Sekolah

 

= 55 volt

Jadi, besar tegangan V p adalah 55 volt.

12. Jawaban: c Batang kaca mula-mula netral. Setelah digosok dengan kain sutra, batang kaca menjadi bermuatan positif karena elektron dari batang kaca pindah ke kain sutra (kain I).

  

=

   V p =   (220 volt)   

Jadi, jarak bayangan yang terbentuk 18 cm dari lensa.

13.

b

N p = 25 V s = 220 volt N s = 100 Ditanyakan: V p Jawab:

    +  

=

15. Jawaban: b Pada besi PQ, kutub magnet ditentukan dengan kaidah genggaman tangan kanan. Arah arus masuk bidang gambar sehingga ibu jari menunjuk ke ujung P. Ujung P menjadi kutub utara dan ujung Q menjadi kutub selatan. Saat P didekatkan E akan tolak-menolak, jika didekatkan F akan tarikmenarik. Saat Q didekatkan E akan tarik-menarik, jika didekatkan F akan tolak-menolak. 16. Jawaban: Diketahui:

 ′  + ′

f =

Jawab: W = P t = (350 W)(1.200 s) = 420.000 J = 420 kJ Jadi, energi yang terpakai sebesar 420 kilojoule.

17. Jawaban: b Planet Yupiter adalah planet terbesar. Planet ini tersusun dari hidrogen dan helium cair. Planet yang memiliki suhu paling panas adalah planet Venus. Planet yang atmosfernya banyak mengandung oksida besi adalah planet Mars sehingga disebut juga planet merah. 18. Jawaban: d Molekul senyawa merupakan gabungan atom-atom unsur yang berbeda jenis. Gambar 2) merupakan gabungan antara 3 atom sejenis dengan 1 atom berbeda jenis. Gambar 4) merupakan gabungan 3 atom yang berbeda jenis. Gambar 1) merupakan molekul unsur karena tersusun dari 8 atom sejenis. Gambar 3) merupakan molekul unsur karena tersusun dari 2 atom sejenis. Dengan demikian, molekul senyawa ditunjukkan oleh gambar nomor 2) dan 4). 19. Jawaban: b Kekerasan merupakan kemampuan zat untuk bertahan terhadap goresan. Pisau bersifat lebih keras daripada kapur tulis. Oleh karena itu, ketika kapur tulis digores dengan pisau akan meninggalkan bekas goresan pada kapur tulis. Sebaliknya, jika kapur tulis digoreskan pada pisau tidak akan

meninggalkan bekas goresan setelah serbuk kapur tulis dibersihkan. 20.

Jawaban: d

Suatu benda disebut mengalami perubahan kimia jika terbentuk zat baru yang berbeda dari zat semula. Pembuatan yoghurt termasuk perubahan kimia. Yoghurt dibuat dari susu melalui proses fermentasi atau peragian. Komposisi di dalam yoghurt berbeda dengan komposisi di dalam susu. Yoghurt merupakan zat baru hasil fermentasi dari susu. Sementara itu, penumbukan beras menjadi tepung beras termasuk perubahan fisika karena hanya terjadi perubahan bentuk dan ukuran. Pengadukan gula pasir di dalam air juga termasuk perubahan fisika karena terjadi pelarutan. Pemanasan batang besi termasuk perubahan fisika. Pada perubahan fisika tidak dihasilkan zat baru. 21. Jawaban: a Beberapa sifat asam antara lain berasa asam, menimbulkan korosi pada logam, dan mengubah kertas lakmus biru menjadi merah. Membirukan kertas lakmus, terasa licin di kulit, dan merusak kulit merupakan sifat basa. 22. Jawaban: a Dampak penggunaan methanil yellow dalam makanan terhadap kesehatan adalah mengakibatkan gagal ginjal sehingga ginjal tidak mampu menyaring darah. Diare dan kulit terasa terbakar disebabkan oleh formalin. Kerusakan transmisi dalam sistem saraf disebabkan oleh MSG. 23. Jawaban: c Ciri-ciri pecandu alkohol di antaranya mata merah dan berjalan sempoyongan. Sementara itu, suka menyendiri dan pupil mata mengecil merupakan ciri-ciri pecandu narkoba. 24.

Jawaban: b

Tanaman pada gambar adalah bunga cocor bebek dengan tunas-tunas adventif di tepian daunnya. Tunas tersebut dapat tumbuh menjadi tumbuhan jika daun tersebut menyentuh tanah. Dengan demikian, ciri makhluk hidup yang ditunjukkan pada gambar adalah berkembang biak.

Predasi juga terjadi antara harimau dengan kijang dan serigala dengan kelinci. Sementara itu, kompetisi merupakan persaingan dua jenis makhluk hidup karena memiliki kebutuhan yang sama, misalnya untuk mendapatkan makanan yang sama. Kompetisi dapat dilihat dari hubungan antara harimau dengan singa dan kelinci dengan kijang. Simbiosis mutualisme merupakan hubungan dua individu yang saling menguntungkan. Simbiosis komensalisme merupakan hubungan dua individu dalam hal ini individu yang satu diuntungkan dan individu lain tidak diuntungkan serta tidak dirugikan. 27. Jawaban: a Sampah plastik merupakan sampah anorganik yang tidak dapat diuraikan oleh organisme. Oleh karena itu, pengelolaan sampah plastik dilakukan dengan mendaur ulang sampah tersebut. Sampah plastik yang ditimbun dalam tanah akan mengakibatkan pencemaran tanah. Sampah plastik yang dibuang ke sungai dapat mencemari perairan. Sampah plastik yang dibakar dapat mengakibatkan pencemaran udara. 28. Jawaban: a Peningkatan jumlah sepeda motor dan mobil dapat mengakibatkan kemacetan, terutama di daerah perkotaan yang rawan kemacetan. Hal ini dapat menimbulkan peningkatan polusi udara. Kadar polutan seperti CO dan CO 2 meningkat sehingga dapat mengganggu kesehatan manusia. Hal ini berarti ketersediaan udara bersih berkurang. Sementara itu, peningkatan sarana transportasi tidak menimbulkan pencemaran air. 29. Jawaban: a Bagian yang ditunjuk oleh nomor 1 adalah tulang belikat yang termasuk tulang pipih. Bagian yang ditunjuk oleh nomor 2 adalah tulang pengumpil yang termasuk tulang pipa. Bagian yang ditunjuk oleh nomor 3 adalah tulang hasta yang termasuk tulang pipa. Bagian yang ditunjuk oleh nomor 4 adalah tulang pergelangan tangan yang termasuk tulang pendek.

Ciri-ciri hewan yang disebutkan pada soal termasuk kelompok Aves. Pisces berdarah dingin dan kulitnya bersisik. Amphibia bergerak menggunakan kaki dan kulitnya tipis berlendir. Adapun Mammalia kulitnya berambut.

30. Jawaban: c Bagian yang ditunjuk huruf X adalah usus halus. Di dalam usus halus terjadi pencernaan lemak menjadi asam lemak dan gliserol dengan bantuan enzim lipase. Adapun penyerapan air dan garam mineral terjadi di dalam usus besar. Pencernaan protein dengan bantuan enzim pepsin terjadi di dalam lambung. Pencernaan makanan secara mekanis dan kimiawi terjadi di mulut dan lambung.

26. Jawaban: a Hubungan antara singa dan kijang merupakan hubungan antara pemangsa dan hewan yang dimangsa. Hubungan seperti ini disebut predasi.

31. Jawaban: d Pada saat otot diafragma berkontraksi, diafragma mendatar. Keadaan ini mengakibatkan rongga dada dan paru-paru mengembang sehingga tekanan

25.

Jawaban: d


141

udara di dalam paru-paru rendah. Akibatnya, udara dari luar masuk ke paru-paru (inspirasi). 32. Jawaban: c Darah yang mengandung banyak karbon dioksida mengalir dari seluruh tubuh menuju ke serambi kanan (2), selanjutnya darah tersebut dipompa ke bilik kanan (3). Jadi serambi kanan dan bilik kanan berisi darah yang mengandung banyak karbon dioksida. Sementara itu, darah yang mengandung banyak oksigen mengalir dari paru-paru menuju serambi kiri (1), selanjutnya darah tersebut dipompa ke bilik kiri (4). Jadi, serambi kiri dan bilik kiri berisi darah yang mengandung banyak oksigen. 33. Jawaban: a Tiga tahap pembentukan urine sebagai berikut. 1) Filtrasi → penyaringan darah membentuk urine primer, terjadi di glomerulus. 2) Reabsorpsi → penyaringan kembali zat dalam urine primer sehingga terbentuk urine sekunder, terjadi di tubulus kontortus proksimal. 3) Augmentasi → penambahan kembali zat sisa ke dalam urine sekunder dan membentuk urine sesungguhnya, terjadi di tubulus kontortus distal. 34.

Jawaban: b

Bagian yang ditunjuk oleh huruf Y adalah nodus Ranvier. Bagian ini berfungsi mempercepat jalannya impuls. Badan sel bertugas meneruskan impuls ke neurit, sedangkan neurit bertugas meneruskan impuls ke saraf lainnya. Dendrit berfungsi menerima impuls dan membawa impuls ke badan sel saraf. 35.

37. Jawaban: d Penambahan CaCO 3 dalam percobaan bertujuan menambah kandungan karbon dioksida dalam air. Pembentukan karbon dioksida ditunjukkan dalam reaksi berikut. CaCO3 + H2O → Ca(OH)2 + CO2 Dengan demikian, kandungan CO 2 dalam percobaan B lebih banyak daripada percobaan A. Akibatnya, proses fotosintesis yang berlangsung pada percobaan B lebih cepat dibandingkan dengan percobaan A. Hal ini ditandai dengan dihasilkannya gelembung udara yang lebih banyak. 38. Jawaban: d Adaptasi fisiologis merupakan upaya penyesuaian fungsi alat-alat tubuh makhluk hidup terhadap lingkungannya. Adaptasi ini tidak mudah diamati karena berkaitan dengan fungsi tubuh. Contoh adaptasi fisiologi yaitu ikan air tawar sedikit minum dan mengeluarkan banyak urine. Belalang kayu berada di tangkai kayu dan tupai melakukan hibernasi pada musim dingin merupakan adaptasi tingkah laku. Kaki burung pelikan memiliki selaput di antara jari-jarinya merupakan adaptasi morfologi. 39. Jawaban: P = Gamet = F1

36. Jawaban: c Tanaman melon tergolong tanaman yang tumbuh merambat dengan sulur-sulurnya. Apabila bibit tanaman melon didekatkan pada bilah bambu, sulur yang tumbuh akan bergerak melilit bilah bambu. Hal ini agar tanaman melon dapat tumbuh ke arah atas dan dapat memperoleh cahaya matahari dalam jumlah cukup untuk melakukan fotosintesis.

142

Latihan Ujian Sekolah

% Cc

><

& Cc

C c

=

%

C c C

c

C

CC cokelat

Cc cokelat

c

Cc cokelat

cc putih

&

Jawaban: d

Jaringan tumbuhan yang memiliki ciri-ciri tersebut adalah jaringan parenkim. Jaringan parenkim memiliki banyak ruang antarsel yang berfungsi sebagai tempat pertukaran zat dan penyimpanan makanan cadangan. Sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis merupakan fungsi dari jaringan yang berklorofil, seperti jaringan spons dan jaringan bunga karang. Mengedarkan makanan ke bagian lain merupakan fungsi dari jaringan floem. Melindungi jaringan di bawahnya merupakan fungsi jaringan epidermis.

c

Perbandingan fenotipe F 1 = cokelat : putih = 3 : 1 Jumlah F1 yang dihasilkan =

 

× 180

= 135 tanaman Jadi, kemungkinan tanaman yang menghasilkan buah berbiji cokelat sebanyak 135 tanaman. 40. Jawaban: a Keju terbuat dari susu yang difermentasi oleh Propioni bacterium. Taoco dibuat dari kedelai dengan memanfaatkan jamur Aspergillus oryzae. Yoghurt merupakan hasil fermentasi susu menggunakan Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. Mentega terbuat dari susu dengan memanfaatkan Streptococcus lactis.

A.

Pilihlah jawaban yang tepat!

1. Jawaban: c Agar neraca seimbang, massa beban di kedua sisi timbangan harus sama. Massa benda = 1,3 kg = 1.300 g Massa bandul = 1 kg + 200 g = 1.000 g + 200 g = 1.200 g Agar neraca seimbang, massa bandul timbangan harus sama dengan massa benda, yaitu 1.300 g. Massa bandul lebih kecil daripada massa benda. Dengan demikian, massa yang harus ditambahkan pada bandul timbangan di piring Y: ∆m = 1.300 g – 1.200 g = 100 g Jadi, yang harus dilakukan agar neraca seimbang adalah menambah beban 100 gram pada piring Y. 2. Perhatikan gambar berikut! Jawaban: c

Gambar 1 adalah gambar batu. Batu termasuk benda yang berwujud padat sehingga memiliki bentuk dan volume tetap. Gambar 2 adalah gambar air keluar dari mulut kran. Air termasuk benda yang berwujud cair sehingga bentuknya berubah-ubah sesuai wadahnya. Adapun volume minyak goreng tidak berubah (tetap). Gambar 3 adalah gambar asap dari pembakaran sampah. Asap berwujud gas sehingga memiliki bentuk dan volume yang berubah-ubah. Jadi, tabel yang benar adalah tabel C. 3. Jawaban: c Diketahui: T °C = 25°C Ditanyakan: T °F Jawab: Pada soal ditunjukkan suhu zat cair pada termometer Celcius sebesar 25°C sedangkan pada termometer Fahrenheit belum diketahui (Y). Konversi suhu skala Celcius ke Fahrenheit menggunakan persamaan berikut. T °F =

 

T °C + 32 =

 

(25) + 32 = 45 + 32 = 77

Jadi, nilai Y pada termometer Fahrenheit adalah 77°F.


c

m = 100 g T 1 = –5°C T 2 = 60°C

L = 80 kal/g c es = 0,5 kal/g°C c air = 1 kal/g°C

Ditanyakan: QCD Jawab: Proses dari C ke D adalah proses menaikkan suhu air dari 0°C menjadi 60°. Kalor yang diperlukan dirumuskan: QCD = m c air ∆T air = (100 g)(1 kal/g°C)(60°C – 0°C) = 6.000 kal Jadi, kalor yang diperlukan untuk proses dari C ke D sebesar 6.000 kalori. 5. Jawaban: Diketahui:

c

m = 4 kg F 1 = 30 N F 2 = 10 N F 3 = –20 N Ditanyakan: a Jawab: Berdasarkan soal terdapat tiga gaya dengan F 1 dan F 2 searah, sedangkan F 3 berlawanan arah. Berdasarkan arah-arah gaya maka besarnya resultan gaya sebagai berikut. ΣF = F 1 + F 2 + F 3 = 30 N + 10 N + (–20 N) = 20 N Besarnya percepatan benda ΣF = ma   Σ a = =   = 5 m/s2 

Jadi, percepatan benda 5 m/s 2. 6. Jawaban: Diketahui:

a

E k = 45 joule A

E k = 80 joule B

Ditanyakan: v : v B A Jawab: Hubungan antara energi kinetik dan kecepatan dituliskan melalui persamaan: E k = A

 

mv 2


143

Berdasarkan persamaan di atas, energi kinetik berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan. Oleh karena itu, perbandingan antara kecepatan A dengan kecepatan B dituliskan melalui persamaan berikut.     

=

       

=

=

   

   

=

 

   

=

          

Jadi, kedua pengisap seimbang jika F 2 sebesar 400 N.

 

Jadi, perbandingan kecepatan benda A dan benda B adalah 3 : 4. 7. Jawaban: d Dalam gambar ditunjukkan penerapan pesawat sederhana jenis tuas. Pada tuas, keuntungan mekanisnya dapat diselesaikan dengan persamaan:    

Dengan M sebagai keuntungan mekanis, l k sebagai lengan kuasa, dan l b sebagai lengan beban. Berdasarkan persamaan tersebut, besar kemungkinan mekanis masing-masing sebagai berikut. M 1 =

 −   

 = 

1,4

M 2 =

  = =  −   

1,5

M 3 =

 −   

M 4 =

   −   

=

=

  

= 400 N



   

 = 

=

menunjukkan 1 10. Jawaban: Diketahui:

 

getaran adalah P–Q–R–Q–P–Q.

c

t = 1,5 s v = 340 m/s Ditanyakan: s Jawab: Waktu 1,5 sekon digunakan bunyi/suara teriakan untuk mencapai tebing lalu kembali ke telinga pendengar, sehingga bunyi menempuh perjalanan 1,5 s. Dengan menerapkan persamaan hubungan antara kecepatan bunyi, jarak, dan waktu, maka: 2s = vt     = =  

255 m

Jadi, jarak antara tebing dengan anak 255 m. 11. Jawaban: Diketahui:

3

  =  

3

a

F 1 = 20 N A1 = 0,01 m 2 A2 = 0,2 m2 Ditanyakan: F 2 Jawab: Apabila kedua pengisap seimbang, besar F 2 dapat ditentukan dengan prinsip hukum Pascal. Adapun perhitungannya sebagai berikut.

Latihan Ujian Nasional

9. Jawaban: c Satu getaran merupakan gerak dari titik P kembali ke P lagi atau dari R kembali ke R. Dengan demikian, 1 getaran yaitu gerak dari P–Q–R–Q–P atau R –Q–P–Q–R. Jarak PQ = QR = RQ = QP merupakan seperempat getaran. Gerak yang

s=

Jadi, berdasarkan perhitungan keuntungan mekanis di atas, pesawat sederhana yang memiliki keuntungan mekanis sama adalah 3) dan 4).

144

=

F 2 =

=


   

 

   

M =

  

c

sn = 60 cm = 0,60 m s ′ = – sn = –0,60 m s = 25 cm = 0,25 m Ditanyakan: P    = +   

P =

 







+ − = 4 – 1 = 2 dioptri  

Jadi, kekuatan lensa kaca mata yang digunakan 2

 

dioptri.

12. Jawaban: c Batang kaca dan kain sutra akan bermuatan listrik ketika saling digosokkan. Batang kaca menjadi bermuatan positif sedangkan kain sutra bermuatan negatif. Hal ini disebabkan elektron batang kaca berpindah ke kain sutra. Jadi, pilihan yang benar adalah pilihan c.

13. Jawaban: c Hukum Kirchhoff menyatakan bahwa jumlah arus yang masuk ke suatu cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang itu. Dengan demikian, persamaan menurut gambar sebagai berikut. I = I 1 + I 2 + I 3 I 2 = I 4 + I 5 8 A = 1 A + (2 A + I 5) + 3 A 8 A = 6 A + I 5 I 5 = 8 A – 6 A =2A Jadi, kuat arus I 5 sebesar 2 A.

15. Jawaban: d Magnet dapat dibuat dengan cara induksi, menggosok, dan dengan mengaliri arus listrik searah. Pada soal, batang AB dijadikan magnet dengan cara dialiri arus listrik searah. Setelah menjadi magnet, batang AB menginduksi batang di sekitarnya sehingga ikut menjadi magnet. Dengan menggunakan kaidah genggaman tangan kanan, ujung B menjadi kutub utara sedangkan ujung A menjadi kutub selatan. Hasil induksi magnet ditunjukkan gambar berikut. 2

S

U

3 S

4 A U

B S

U

5

6

S

U

Jadi, kutub magnet pada nomor 1, 3, dan 6 berturutturut selatan, selatan, dan utara. 16. Jawaban: c Konsep awal untuk dapat menjawab soal ini adalah pengetahuan mengenai pengaruh jumlah lilitan terhadap tegangan listrik yang dihasilkan output transformator. Persamaan yang terkait adalah =

  .  

N 1 = 150 N 2 = 600 V 1 = 220 V Ditanyakan: V 2 Jawab:    

   

   

=

 

V 2 =

14. Jawaban: c Energi listrik tiap-tiap alat: W 1 = (10 W)(4)(10 jam/hari) = 400 Wh/hari W 2 = (100 W)(1)(10 jam/hari) = 1.000 Wh/hari W 3 = (300 W)(1)(2 jam/hari) = 600 Wh/hari W 4 = (300 W)(1)(2 jam/hari) = 600 Wh/hari W total = W 1 + W 2 + W 3 + W 4 = (400 + 1.000 + 600 + 600) Wh = 2.600 Wh/hari = 2,6 kWh/hari W 1 bulan = (2,6 kWh/hari)(30 hari) = 78 kWh Jadi, energi listrik yang digunakan selama 1 bulan sebesar 78 kWh.

1

Diketahui:

=

  

   

= 880 volt Jadi, beda tegangan ujung-ujung penghambat 880 volt. 17. Jawaban: b Revolusi bumi mengakibatkan pergantian musim, perubahan lamanya siang dan malam, gerak semu tahunan matahari, serta pergantian rasi yang berbeda setiap periode tertentu. Adanya gerak semu harian matahari dan perbedaan waktu berbagai wilayah adalah akibat rotasi bumi. 18. Jawaban: b Molekul merupakan gabungan dari dua atau lebih atom yang berbeda jenis. Molekul senyawa ditunjukkan oleh nomor 1) dan 3). Apabila atom penyusun molekul sejenis disebut molekul unsur, contoh ditunjukkan gambar nomor 2). Gambar nomor 4) merupakan atom yang memperlihatkan inti atom dan elektron. 19. Jawaban: a Ketika larutan basa diuji dengan kertas lakmus merah, warna kertas lakmus akan berubah menjadi biru. Apabila larutan basa diuji dengan kertas lakmus biru, warna kertas lakmus biru akan tetap biru. Hasil ini terlihat pada pengujian larutan P dan Q. Larutan yang tidak mengubah warna lakmus merah adalah larutan asam, misal larutan R. Selain itu, larutan asam mengubah warna kertas lakmus biru menjadi merah, misal larutan S. 20. Jawaban: c Natrium hipoklorit (NaClO) termasuk senyawa karena tersusun dari beberapa unsur berbeda, yaitu Na, Cl, dan O. Atom merupakan bagian terkecil unsur yang masih mempunyai sifat unsur tersebut. Unsur adalah gabungan dari beberapa atom sejenis, misal unsur aluminium tersusun dari atom aluminium. Campuran merupakan gabungan dari beberapa zat tunggal yang masih menunjukkan sifat tiap-tiap zat penyusunnya, misal campuran air dengan gula.


145

21. Jawaban: c Perubahan kimia adalah perubahan zat yang menghasilkan zat baru yang memiliki sifat yang berbeda dari zat sebelumnya. Peristiwa perubahan kimia terdapat pada nomor 2) dan 4). Selulosa pada kayu dibakar menghasilkan zat baru, yaitu arang (karbon). Karbohidrat pada singkong berubah menjadi alkohol pada tapai. Air saat dipanaskan berubah wujud menjadi uap. Besi yang dipanaskan membara karena suhu tinggi dan kembali ke wujud semula jika didinginkan. Perubahan nomor 1) dan 3) termasuk perubahan fisika.

25. Jawaban: c Ciri-ciri yang diperoleh seorang siswa tersebut merupakan ciri-ciri kelompok kelas Crustacea. Sementara itu, ciri-ciri kelas Insecta di antaranya mempunyai tiga pasang kaki, tubuh beruas-ruas, dan hidup di darat. Ciri-ciri kelas Myriapoda di antaranya mempunyai satu pasang atau dua pasang kaki dalam setiap ruas abdomennya, mempunyai antena, dan hidup di darat. Ciri-ciri kelas Arachnida di antaranya tubuh tidak beruasruas, tidak mempunyai antena, mempunyai empat pasang kaki, dan hidup di darat.

22. Jawaban: b Natrium klorida merupakan senyawa garam dapur yang dimanfaatkan sebagai pengawet alami, misal ikan. Glukosa merupakan pemanis alami makanan. Natrium benzoat adalah bahan kimia yang digunakan sebagai pengawet buatan untuk makanan. Monosodium glutamat merupakan penyedap buatan yang menambah cita rasa makanan.

26. Jawaban: c Apabila tikus kebun dibasmi, populasinya semakin menurun. Penurunan populasi tikus ini akan mengakibatkan penurunan populasi pemangsa tikus kebun, yaitu burung rajawali, burung hantu, dan serigala. Namun, penurunan populasi tikus kebun tersebut dapat mengakibatkan meningkatnya populasi tumbuhan yang dimakannya yaitu rumput dan beri hitam. Peningkatan populasi rumput akan mengakibatkan peningkatan populasi hewan pemakan rumput yaitu kelinci. Sementara itu, peningkatan populasi beri hitam akan mengakibatkan peningkatan populasi pemakan beri hitam, yaitu tikus.

23. Jawaban: a Penyalahgunaan kokain terhadap pemakainya menimbulkan pengaruh di antaranya perasaan gembira, suka bicara, dan detak jantung meningkat, demam, mual, dan halusinasi. Gejala mata merah, otot kuat, gembira, dan sulit berkonsentrasi dalam berpikir merupakan pengaruh yang timbul karena mengonsumsi zat halusinasi, misal LSD. Hilang rasa nyeri, sulit berkonsentrasi, mual, dan gembira merupakan pengaruh yang timbul akibat opium. Gejala susah tidur, denyut nadi tidak teratur, mata merah, dan tertawa merupakan gejala akibat konsumsi ganja. 24. Jawaban: a Gambar pada soal menunjukkan bahwa suatu tumbuhan diukur menggunakan auksanometer. Pengukuran dilakukan selama 25 hari. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa tumbuhan bertambah tinggi 10 cm dan jumlah daun bertambah banyak. Perubahan yang terjadi pada tinggi tumbuhan dan jumlah daun menunjukkan ciri makhluk hidup yaitu tumbuh. Sementara itu, bergerak merupakan ciri makhluk hidup yang dapat merubah posisi awal. Manusia dan hewan dapat bergerak aktif (berpindah tempat), sedangkan pada tumbuhan bergerak pasif (tidak berpindah tempat). Iritabilitas merupakan ciri makhluk hidup yang menunjukkan bahwa makhluk hidup peka terhadap rangsang. Fotosintesis merupakan proses membuat makanan yang dilakukan oleh tumbuhan dengan bantuan energi cahaya matahari.

146

Latihan Ujian Nasional

27. Jawaban: b Sampah organik yang dibiarkan menumpuk dapat mengganggu lingkungan karena menimbulkan pencemaran lingkungan. Usaha untuk mengurangi banyaknya sampah organik yaitu dengan menggiatkan program 3R (reuse, reduce, recycle). Reuse adalah menggunakan kembali barangbarang bekas, seperti botol dan kaleng minuman bekas diolah menjadi vas bunga. Reduce adalah mengurangi pemakaian barang-barang, sebagai contoh menghemat pemakaian plastik saat berbelanja dan menghemat pemakaian kertas. Recycle adalah mendaur ulang barang-barang bekas, sebagai contoh sampah-sampah kertas dan plastik didaur ulang untuk menghasilkan produk baru seperti kerajinan. Dengan berbagai usaha tersebut sampah organik akan banyak berkurang sehingga pencemaran semakin sedikit. Sementara itu, menggalakkan prokasih dan menggunakan bahan organik sebagai pembungkus makanan hanya mencegah pencemaran dan tidak mengurangi pencemaran. Mendorong penduduk membuang sampah di tempat sampah merupakan usaha untuk menjaga kebersihan lingkungan dan tidak mengurangi pencemaran.

28. Jawaban: a Air menjadi kebutuhan vital bagi penduduk. Air digunakan untuk berbagai keperluan. Kebutuhan air akan meningkat seiring pertambahan jumlah penduduk. Pada sisi yang lain, jumlah penduduk yang besar akan berdampak pada tingginya jumlah sampah. Sampah-sampah yang tidak tertangani dapat mengurangi kualitas air. 29. Jawaban: c Bagian yang ditunjuk oleh huruf S adalah osteosit (sel tulang). Osteosit dibentuk oleh osteoblas yang bertanggung jawab dalam sintesis komponen organik matriks tulang. Osteosit merupakan sel pembentuk tulang yang terperangkap dalam matriks tulang. Sementara itu, saluran Havers adalah suatu kesatuan sel-sel tulang dan matriks tulang yang mengelilingi suatu pembuluh darah serta saraf. Diafisis merupakan bagian tengah tulang pada tulang pipa. Epifisis merupakan bagian ujung-ujung tulang pada tulang pipa. 30. Jawaban: a Bagian yang ditunjuk oleh huruf P adalah rongga mulut. Rongga mulut menyekresikan enzim ptialin. Enzim ptialin berfungsi merombak amilum menjadi maltosa dan glukosa. Sementara itu, enzim yang berfungsi mengubah protein menjadi asam amino adalah enzim tripsin yang dihasilkan oleh pankreas. Enzim yang mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol adalah enzim lipase yang disekresikan pankreas. Enzim yang mengubah maltosa menjadi glukosa adalah enzim maltase yang diproduksi di usus halus. 31. Jawaban: a Bagian yang ditunjuk oleh huruf R adalah alveolus. Alveolus merupakan tempat pertukaran udara antara CO2 dengan O 2 secara difusi. Dinding alveolus mengandung kapiler darah. Melalui kapiler darah O2 berdifusi masuk ke sel darah merah, sedangkan CO2 dan H2O dilepaskan dari dalam sel darah merah. Sementara itu, proses pelepasan gas CO2 dan air terjadi di hidung. Pengaturan suhu udara pernapasan dan pengaturan kelembapan udara pernapasan berlangsung di rongga hidung yang dilakukan oleh selaput lendir. 32. Jawaban: a Ciri-ciri pembuluh darah arteri antara lain dinding elastis dan tebal, aliran darah keluar jantung, letak agak tersembunyi di dalam tubuh, jumlah katup satu pada pangkal jantung, serta aliran darah cepat. Sementara itu, pembuluh darah yang mengalirkan darah masuk ke jantung dan terletak lebih dekat ke permukaan kulit merupakan ciri-ciri pembuluh darah vena.

33. Jawaban: c Gambar pada soal menunjukkan organ-organ sistem ekskresi. Ginjal berfungsi menyaring darah dan menghasilkan urine. Urine yang dihasilkan kemudian disalurkan menuju kantong kemih melalui ureter (X). Urine disimpan sementara di dalam kantong kemih sampai kantong kemih penuh. Selanjutnya melalui uretra, urine dikeluarkan dari tubuh saat buang air kecil. 34. Jawaban: d Bagian yang berfungsi mengatur denyut jantung adalah medula oblongata (sumsum lanjutan). Medula oblongata ditunjuk oleh huruf T. Sementara itu, huruf Q adalah lobus frontalis yang berfungsi mengendalikan gerakan otot rangka dan tempat terjadinya proses intelektual. Huruf R adalah lobus oksipitalis yang berfungsi sebagai pusat penglihatan. Huruf S adalah otak kecil yang berfungsi sebagai pusat keseimbangan. 35. Jawaban: c Gambar pada soal merupakan penampang melintang akar tanaman Dicotyledoneae. Bagian yang ditunjuk oleh huruf Y adalah jaringan xilem. Jaringan xilem berfungsi mengangkut air dan garam mineral dari dalam tanah menuju bagian tumbuhan, terutama daun. Jaringan yang memperkukuh berdirinya batang tanaman adalah jaringan penguat yang terdiri atas kolenkim dan sklerenkim. Jaringan yang berfungsi menyimpan makanan cadangan adalah jaringan dasar yaitu jaringan parenkim. Adapun jaringan yang berfungsi mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh adalah jaringan floem. 36. Jawaban: a Bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) mekar pada sore hari seiring terbenamnya matahari. Gerakan tersebut termasuk gerak fotonasti yaitu gerak tumbuhan karena pengaruh rangsang cahaya. Pada gerak ini, arah rangsang berupa cahaya tidak memengaruhi arah gerak tumbuhan. Fototaksis adalah gerak pada tumbuhan yang dipengaruhi rangsang cahaya. Tigmonasti merupakan gerak pada tumbuhan yang terjadi karena adanya rangsang berupa sentuhan atau getaran, contohnya gerakan mengatupnya daun tanaman putri malu saat disentuh. Adapun fototropisme merupakan gerakan tumbuhan ke arah cahaya, misalnya gerak ujung batang tanaman ke arah cahaya matahari. 37. Jawaban: a Bagian daun yang terkena sinar matahari diberi kode K dan M. Bagian daun K dan M akan berwarna biru tua apabila diuji dengan larutan iodin. Hal ini menunjukkan bahwa pada bagian daun K dan M terjadi fotosintesis. Adapun bagian daun L meru-


147

03 Kunci Jawaban Dan Pembahasan Ipa 9 Ktsp

Recommend Documents