tes seleksi tingkat provinsi - Olimpiade PSMA
advertisement
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH DIREKTORAT PEMBINAAN SMA TES SELEKSI TINGKAT PROVINSI CALON PESERTA INTERNATIONAL BIOLOGY OLYMPIAD (IBO) TAHUN 2013 PETUNJUK: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Waktu mengerjakan tes: 3 jam (180 menit). Nilai total: 75 Sebelum mengerjakan tes, periksalah kelengkapan naskah yang diberikan. Tulislah nama, asal sekolah, kelas, provinsi, dan nomor peserta pada setiap halaman lembar jawaban. Tulislah jawaban anda pada lembar jawaban yang telah disediakan. Gunakan ballpoint/pulpen untuk menulis setiap jawaban anda. Mulailah bekerja setelah pengawas memberi tanda dimulai dan berhenti bekerja setelah pengawas memberi tanda selesai. Handphone dititipkan kepada pengawas sebelum memulai tes. Setiap nomor soal memiliki bobot nilai yang berbeda dan penilaian tertera di setiap nomor soal. Dua soal terakhir merupakan soal sampling dan tidak dinilai, tetapi sangat disarankan untuk dijawab. Peserta diperkenankan menggunakan kalkulator. Lembar jawaban harus dikumpulkan kembali ke petugas pusat untuk dibawa ke Jakarta. Soal tes harus diserahkan kembali kepada petugas di ruang tes. Selamat bekerja dan semoga sukses. www.tobi.or.id Mei 2012 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER (Nilai 15) 1. (Nilai 1,5; @0,5) Hemofilia merupakan penyakit yang disebabkan oleh kerusakan dalam proses pembekuan darah. Ada dua tipe hemofilia yang umum ditemukan pada populasi penderita penyakit ini, yaitu hemofilia tipe A dan tipe B. Hemofilia A dapat terjadi karena mutasi pada gen faktor koagulasi VIII, sedangkan hemofilia B terjadi karena mutasi pada gen faktor koagulasi IX, keduanya terpaut kromosom X. Salah satu perlakuan untuk mengobati penyakit hemofilia adalah injeksi plasma-derived protein yang berasal dari donor manusia atau yang diproduksi sebagai protein rekombinan. Masalah yang sering terjadi dari metode ini adalah terbentuknya antibodi inhibitor pada resipien. Antibodi ini melawan protein faktor koagulasi normal yang ditambahkan karena dianggap sebagai antigen. Kasus tersebut lebih sering terjadi pada hemofilia tipe A dibanding pada tipe B. Berdasarkan keterangan di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). Jawab [B/S] Pernyataan I. Kemungkinan tipe mutasi yang umum terjadi pada hemofilia B adalah mutasi delesi, nonsense, atau inversi kromosom. II. Protein faktor koagulasi normal dianggap benda asing karena memiliki perbedaan dengan protein faktor koagulasi mutan yang dihasilkan pada tubuh penderita hemofilia. III. Kemungkinan tipe mutasi yang umum terjadi pada hemofilia A adalah mutasi titik, misalnya mutasi missense. 2. (Nilai 2; @0,4) Glikoprotein gp120 adalah protein kapsid virus HIV yang berperan dalam proses pelekatan virus ke reseptor CD4 dari sel T. Pembuatan vaksin HIV menggunakan komponen dari protein gp120 pada awalnya tampak mudah. Namun pada perkembangannya, diketahui bahwa infeksi HIV dapat meloloskan diri dari perlakuan menggunakan vaksin gp120 tersebut. Prediksilah pernyataan mana di bawah ini yang menunjukkan karakteristik protein gp120 yang menyebabkan protein tersebut sejauh ini tidak efektif digunakan sebagai vaksin untuk pencegahan dan penyembuhan HIV. Tulis B jika pernyataan benar dan S jika salah. Pernyataan I. II. III. IV. V. Daerah epitop yang conserved (lestari) bersifat transient (sementara), hanya muncul pada tahapan tertentu selama siklus infeksi virus. Banyak domain imunogenik yang terletak di bagian luar dari protein gp120 bersifat conserved. Terdapat banyak daerah epitop oligosakarida yang dapat mengalami perubahan susunan gula tanpa mengubah fungsi virus. Protein gp120 memiliki ukuran yang besar sehingga bersifat kurang imunogenik. Domain tunggal untuk penempelan CD4 memiliki variabilitas yang tinggi. 1 Jawab [B/S] Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... (Nilai 2) Manakah dari grafik di bawah ini (A-F) yang paling tepat menunjukkan hubungan antara konsentrasi awal subunit aktin dengan laju polimerisasi filamen aktin yang dihasilkan dalam suatu reaksi in vitro? Jawablah dengan memberi tanda X pada kolom yang sesuai. B Laju polimerisasi (molekul/detik) Laju polimerisasi (molekul/detik) A 0 0 Aktin (µM) Aktin (µM) D Laju polimerisasi (molekul/detik) Laju polimerisasi (molekul/detik) C 0 0 Aktin (µM) Aktin (µM) E F Laju polimerisasi (molekul/detik) Laju polimerisasi (molekul/detik) 3. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi 0 0 Aktin (µM) Aktin (µM) = ujung plus = ujung minus Jawab: A B C D 2 E F Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... 4. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi (Nilai 2) Protein yang membentuk pori β-barrel (misalnya aquaporin) pada membran plasma memiliki beberapa rantai β yang melintasi membran. Sisi yang menghadap ke pori untuk tiap untai β-sheet mengandung residu asam amino yang bersifat hidrofilik. Sedangkan sisi yang menghadap ke bilayer lipid mengandung residu asam amino yang bersifat hidrofobik. Manakah dari kelima urutan asam amino di bawah ini yang merupakan kandidat terkuat untuk untai β-sheet transmembran dari pori β-barrel suatu protein. Jawablah dengan memberi tanda X pada urutan yang sesuai. Keterangan: A = alanin, D = aspartat , E = glutamat, F = fenilalanin, K = lisin, L = leusin, S = serin, T = threonin, V = valin (struktur asam amino dapat dilihat di Lampiran). A. A-D-F-K-L-S-V-E-L-T B. A-F-L-V-L-D-K-S-E-T C. A-F-D-K-L-V-S-E-L-T D. A-F-L-K-L-V-S-E-L-T E. A-F-S-E-L-S-V-K-L-T 5. (Nilai 1) Berikut ini adalah plot Lineweaver-Burk dari 4 enzim yang berbeda namun memproses reaksi untuk substrat dan produk yang identik. Pembuatan plot ini dilakukan dengan kondisi yang sama untuk setiap enzim. Keterangan Enzim A 1/V0 Enzim B Enzim C Enzim D 1/[S] Jika seseorang ingin memanfaatkan salah satu dari enzim tersebut untuk suatu proses skala industri, yang akan dia pilih adalah: A. Enzim A B. Enzim B C. Enzim C D. Enzim D E. Keempat enzim tidak dapat digunakan untuk industri 3 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... 6. (Nilai 1) Escherichia coli adalah salah satu bakteri yang dapat mensintesis semua senyawa organik yang dibutuhkannya. Dengan kemampuannya itu, E. coli dapat ditumbuhkan dalam medium minimal. Anda diminta untuk membuat suatu medium minimal untuk E. coli. Komposisi medium yang kira-kira sesuai untuk kebutuhan tersebut adalah: A. B. C. D. E. 7. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Medium A Medium B Medium C Medium D Medium E Sukrosa Glukosa Laktosa Glukosa Dekstrosa MgSO4 MgSO4 Glukosa Yeast extract Ekstak kentang K2HPO4 (NH4)2SO4 FeS Beef extract Beef extract KH2PO4 K2HPO4 NH4OH Pepton Yeast extract Pepton KH2PO4 H3PO4 NaCl NaCl CaCl2 CaCl2 CaCl2 Buffer pH 7 Streptomisin Fe, Cl, Mo, Ni, Zn, Cu Fe, Cu, Mo, Mn, Zn, Ni Fe, Cu, Ag, U, Zn, Ni Buffer pH 7 Buffer pH 7 Buffer pH 5,5 Buffer pH 6,5 Medium A Medium B Medium C Medium D Medium E (Nilai 2; @0,4) Aliivibrio fischeri adalah salah satu bakteri yang memiliki kemampuan bioluminescence, atau dapat menghasilkan cahaya. Bakteri ini menghasilkan cahaya dengan menggunakan enzim luciferase. Enzim ini diaktifkan oleh suatu protein aktivator, yang dikode oleh gen luxR. Agar protein aktivator ini dapat aktif, diperlukan aktivasi oleh senyawa AHL pada kadar tertentu dari sel A. fischeri lainnya, dan dari diri sendiri melalui mekanisme quorum sensing. Mekanisme ini dapat mendeteksi apakah konsentrasi populasi sel sudah mencukupi untuk melakukan reaksi atau belum. Senyawa AHL sendiri disintesis oleh enzim yang dikode oleh gen luxI. AHL CAHAYA Aktivator Protein luxR Luciferase AHL syntethase luxI Luciferase operon Transkripsi 4 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Berdasarkan keterangan di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). Pernyataan Jawab [B/S] I. II. III. IV. Pengendalian operon luciferase merupakan contoh kontrol positif. Jika luxI termutasi, luciferase tidak akan dapat disintesis. Mekanisme pengendalian operon luciferase serupa dengan operon lac. Kerusakan pada luxR dan luxI memiliki efek yang sama terhadap sintesis luciferase. V. AHL yang diproduksi oleh satu sel A. fischeri dapat digunakan untuk menginduksi dirinya sendiri (auto-inducer). 8. (Nilai 2) Asam lemak adalah salah satu sumber karbon yang dapat digunakan sebagai sumber energi. Agar dapat digunakan, asam lemak perlu dimetabolisme dulu menggunakan proses βoksidasi. Proses β-oksidasi adalah pemotongan asam lemak yang diaktivasi dengan coenzimA, menjadi lebih pendek 2 karbon dengan pelepasan 1 molekul asetil-coA. Namun sebelum masuk ke proses β-oksidasi, asam lemak perlu diaktivasi dengan menggunakan energi dari 2 ATP. Proses β-oksidasi dapat dapat diringkas dengan gambar berikut: Berdasarkan diagram di atas, jika dilakukan β-oksidasi terhadap asam palmitat (rumus kimia CH3(CH2)14COOH), lalu hasilnya juga diproses dalam Siklus Krebs dan kemiosmosis, berapa mol ATP yang dihasilkan per mol asam palmitat? (1 NADH = 2,5 ATP; 1 FADH = 1,5 ATP) Jawab: _______________________ 5 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... 9. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi (Nilai 1; @0,5) Kedua enzim di bawah ini dikendalikan oleh suatu kontrol negatif operon, dan perubahan pada laju kedua enzim menandakan terjadinya suatu proses pengontrolan ekspresi operon yang mengkode kedua enzim tersebut. Perhatikan kedua grafik di bawah ini. a) Grafik perubahan kadar enzim A Sel bakteri Jumlah relatif [Enzim A] Waktu b) Grafik perubahkan kadar enzim B Jumlah relatif Sel bakteri [Enzim B] Waktu Berdasarkan kedua grafik di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). Jawab [B/S] Pernyataan I. Operon untuk enzim A merupakan salah satu jenis operon inducible. II. Operon untuk enzim B merupakan salah satu jenis operon inducible. 6 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi 10. (Nilai 0,5) Perhatikan gambar tahapan dalam mitosis berikut ini. A B C D Pada gambar di atas, proses rekombinasi DNA terjadi pada tahap: A. Tahap A B. Tahap D C. Tahap A dan D D. Terjadi pada tahapan selain A dan D E. Tidak terjadi pada kelima tahap di atas 7 E Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN (Nilai 12) 1. (Nilai 1,5; @0,5) Pada akar tumbuhan terdapat tiga jalur utama pengangkutan air dan mineral terlarut, yaitu symplastic, apoplastic, dan transmembran. Diagram di bawah menunjukkan arah pengangkutan tersebut. Berdasarkan diagram di atas, tentukan pergerakan air manakah (A, B, atau C) yang menunjukkan rute symplastic, apoplastic, dan transmembran. Rute Symplastic Apolastic Transmembran 2. Jawab [A/B/C] (Nilai 4) Matthieu de Carbonnel dkk. (2010) talah melakukan penelitian mengenai elemen pensinyalan yang mengatur pemipihan daun (leaf flattening) dan letak daun (leaf positioning) pada tanaman Arabidopsis thaliana. Fotoreseptor cahaya biru phototropin (phot1 dan phot2) menyesuaikan status fotosintetik dari tanaman ini dengan mengatur beberapa proses adaptif sebagai respon terhadap variasi cahaya lingkungan. Selama fototropisme, suatu kelompok protein yang disebut Phytochrome Kinase Substrate (PKS) berinteraksi dengan phototropin dan Non-Phototropic Hypocotyle (NPH), suatu elemen pensinyalan penting. Untuk menentukan peranan protein phototropin, PKS, dan NPH pada pensinyalan yang mengatur pemipihan daun, digunakan beberapa mutan tanaman yang masing-masing kehilangan fungsi phototropin (phot1 dan phot2), PKS (pks1, pks2, pks3, dan pks4), NPH (nph3), atau kombinasi ketiganya. Mutan-mutan tersebut ditumbuhkan di bawah penyinaran cahaya putih (WL) sebesar 80±8 μmol/m.s selama 25 hari dengan siklus 16 jam terang dan 8 jam gelap. Hasil percobaan ditunjukkan oleh gambar berikut. Keterangan: Tanda panah menunjukkan bentuk daun secara melintang. Indeks pemipihan (flattening) dihitung dengan membagi luas permukaan proyeksi (inset kiri) dari daun yang melengkung dengan luas permukaan daun yang tidak melengkung (inset kanan). Sebagai kontrol percobaan digunakan tanaman wild-type (WT). 8 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Sedangkan untuk menentukan peranan protein PKS pada pensinyalan yang mengatur letak daun, digunakan mutan tanaman yang kehilangan fungsi protein PKS (pks1, pks2-1, pks2-2 dan pks4). Kemudian tanaman ditumbuhkan pada kondisi cahaya putih standar untuk menginsiasi perkembangan daun sejati pertama. Setelah itu, daun sejati pertama yang sedang berkembang diberi perlakuan dengan cahaya biru rendah (LBL) atau cahaya biru intermediet (HBL) selama beberapa hari. Sudut di antara hipokotil dan petiola dari daun sejati diukur sebagai indikasi dari letak daun (ditunjukkan pada inset). Hasil percobaan tersebut ditunjukkan oleh gambar berikut. Keterangan: Grafik batang yang diarsir abu-abu menunjukkan hasil perlakuan dengan cahaya biru rendah (LBL) dan grafik batang yang diarsir hitam menunjukkan hasil perlakuan dengan cahaya biru intermediet (HBL). 9 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi a) Berdasarkan data di atas, tentukan apakah kesimpulan berikut benar (B) atau salah (S). (Nilai 2,5; @0,5) Pernyataan Jawab [B/S] I. Protein phototropin 1 dan 2 bekerja sendiri-sendiri dalam pensinyalan yang mengatur pemipihan daun. II. Protein PKS bekerja sebagai inhibitor dalam pensinyalan yang mengatur pemipihan daun. III. Jika didasarkan dari data dengan pembanding wild-type, mutan pks1, pks2, pks4, dan mutan nph3, maka protein prototropin 2 (PHOT2) kehilangan fungsinya dalam memicu pensinyalan yang mengatur pemipihan daun IV. Protein PKS4 memainkan peranan penting dalam mengatur letak daun. V. Untuk menyakinkan peranan dari protein PKS tertentu terhadap letak daun perlu digunakan mutan yang mensintesis protein PKS secara berlebih (over-express) lalu dibandingkan dengan mutan pks terkait dan wild-type. b) Tentukan jalur pensinyalan manakah (A, B, C, atau D) yang paling tepat menunjukkan pengaturan pemipihan daun. (Nilai 1,5) Jawab: _________________________ 3. (Nilai 2; @0,5) Pada tumbuhan, gradien proton berperan dalam angkutan melintasi membran plasma dan tonoplast serta menjalankan angkutan dan sintesis ATP pada membran dalam mitokondria dan kloroplas. Bergeraknya proton mengikuti gradien elektrik dan kimia dapat dipasangkan dengan kerja seluler karena perubahan energi bebasnya bersifat negatif. Mitchell memperkenalkan istilah proton motive force (Δp) untuk menyebut perbedaan potensial kimia antara proton di dalam dan di luar kompartemen seluler, μH+. Persamaan berikut ini menunjukkan Δp dalam satuan potensial listik dengan konstanta Faraday (F) yang dapat mengubah satuan menjadi millivolt (mV): 10 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Pada suhu 25°C, nilai 2.3RT/F = 59 mV, sehingga persamaan Δp (milivolt) menjadi: Misalkan terdapat suatu sel yang direndam dalam larutan 1 mM KCl dan 1 mM sukrosa. Pompa proton oleh H+-ATPase menghasilkan potensial membran sebesar –120 mV dan perbedaan pH antara bagian dalam dan luar sel sebesar 2 satuan pH. Berdasarkan data tersebut, tentukan apakah pernyataan berikut ini benar (B) atau salah (S). Pernyataan Jawab [B/S] I. Nilai proton motive force yang bekerja pada sel tersebut sebesar -238 mV pada suhu 25oC. II. Jika diketahui bahwa persamaan Nerst adalah , sel ini mampu membangkitkan gradien K+ sekitar 100 kali lipat di sepanjang membran. III. Energi untuk bekerjanya pompa proton H+-ATPase tersedia melalui oksidasi sukrosa. IV. Jika pada medium tersebut ditambahkan suatu chelating agent (misal EDTA), gradien K+ yang mampu dibangkitkan sel akan meningkat. 4. (Nilai 1) Untuk menjaga fungsi siklus Calvin-Benson dalam mengikat CO2 pada tanaman, diperlukan masukan energi secara tetap dari ATP dan NADPH. Pembentukan triosa fosfat pada fase karboksilasi dan reduksi siklus Calvin–Benson memerlukan energi (ATP) dan ekivalen molekul pereduksi (NADPH) yang dihasilkan pada membran tilakoid kloroplas saat terdapat cahaya. Manakah diantara pernyataan berikut ini yang benar mengenai kebutuhan energi pada tanaman? A. Setiap molekul karbon dioksida yang difiksasi oleh siklus Calvin-Benson menjadi karbohidrat memerlukan dua molekul NADPH dan tiga molekul ATP B. Pada tanaman C4, tambahan energi tidak diperlukan untuk meregenerasi molekul fosfoenolpiruvat sehingga kebutuhan energi fiksasi karbon dioksida menjadi sama dengan tanaman C3 C. Pada tanaman CAM, tambahan energi untuk memfiksasi karbon dioksida di malam hari berasal dari penguraian pati D. Jawaban A dan C benar E. Jawaban B dan C benar 5. (Nilai 1) Zat pengatur tumbuh yang harus ditambahkan untuk meningkatkan massa sistem akar (root system) pada tanaman dewasa adalah sebagai berikut, kecuali: A. Auksin : sitokinin (2:1) B. Auksin C. Etilen D. Brassinosteroid (dalam konsentrasi rendah) E. Gibberelin 11 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... 6. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi (Nilai 0,5) Perhatikan gambar berikut ini: Gambar di atas menunjukkan hasil sayatan membujur dari biji masak (mature) suatu tumbuhan. Angka 1-5 menunjukkan bagian-bagian dari biji tersebut. Pernyataan manakah yang tidak tepat berdasarkan struktur dan perkembangan tumbuhan tersebut? A. Bagian bernomor 5 memiliki set kromosom (ploiditas) yang sama dengan bagian bernomor 1-4 B. Biji tersebut memiliki endosperm yang masih dipertahankan hingga embryo terbentuk sempurna C. Bagian bernomor 1-4 berkembang dari sel terminal bukan dari sel basal D. Meristem apeks dari tumbuhan tersebut berkembang dari bagian bernomor 1 dan 3 E. Tumbuhan yang memiliki struktur biji seperti di atas memiliki kemampuan untuk membentuk jaringan pembuluh (xylem dan floem) sekunder 7. (Nilai 2; @0,5) Potensial osmotik adalah konsep yang penting dalam transport air dan mineral pada tanaman. Misalkan suatu sel tumbuhan dengan konsentrasi zat terlarut tertentu dimasukkan ke dalam larutan sukrosa 0,1 M dan diberi gaya tekan tertentu sehingga setengah volume air yang ada di dalam sel berkurang. Applied pressure squeezes out half the water 12 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Pada gambar di atas ditampilkan nilai potensial air (Ψw), potensial osmotik (Ψs), dan potensial tekanan (Ψp), dari sel setelah dimasukkan ke dalam larutan sukrosa 0,1 M sebelum diberi gaya tekan. Berdasarkan informasi tersebut, tentukan nilai-nilai di bawah ini dalam bentuk angka desimal dengan pembulatan dua angka di belakang koma. a) Potensial osmotik sel setelah diberi gaya tekan. Jawab: _________________________ MPa b) Potensial tekanan sel setelah diberi gaya tekan. Jawab: _________________________ MPa c) Potensial air sel setelah diberi gaya tekan. Jawab: _________________________ MPa d) Molaritas zat terlarut dalam sel (Cs) setelah diberi gaya tekan dengan asumsi i = 1, konstanta gas = 0,008 MPa mol-1 K-1 dan suhu 25˚C (Ψs = -iCsRT) Jawab: _________________________ M 13 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi ANATOMI DAN FISIOLOGI HEWAN (Nilai 19) 1. (Nilai 1) Hasil tes laboratorium dari seorang pasien memberikan data konsumsi oksigen 700 ml/menit, kandungan oksigen arteri pulmonary 140 ml/L darah, dan kandungan oksigen arteri brachial 210 ml/L darah. Berdasarkan data tersebut, maka besar cardiac output pasien X adalah: A. 4,2 L/menit B. 7,0 L/menit C. 10,0 L/menit D. 12,6 L/menit E. 30,0 L/menit 2. (Nilai 1; @0,25) Sebelum dan saat berolahraga, tubuh mengalami perubahan fisiologis. Tentukan apakah pernyataan berikut benar (B) atau salah (S) dengan memberi tanda jawaban pada kolom yang sesuai. Jawab [B/S] Pernyataan I. Diameter pembuluh darah mengecil untuk mempercepat aliran darah ke otot. II. Afinitas Hb terhadap O2 di jaringan menurun untuk meningkatkan suplai oksigen ke jaringan. III. Pembuluh darah di permukaan kulit melebar untuk mempertahankan suhu tubuh. IV. Penyerapan air di ginjal meningkat. Keterangan untuk pertanyaan No.3-4: Gambar berikut menunjukkan dua saraf (A dan B) yang berhubungan langsung dengan saraf X dengan membentuk sinapsis akso-dendritik. A dan B memproduksi neurotransmiter yang menghasilkan efek berbeda. Neurotrasmiter dari saraf A memicu hiperpolarisasi pada saraf X sedangkan neurotransmiter dari saraf B menyebabkan depolarisasi pada saraf X. A X B Selain efek yang ditimbulkan, mekanisme kerja dari kedua neurotransmiter juga berbeda. Neurotransmiter yang diproduksi oleh saraf A akan melekat pada reseptor di saraf X yang merupakan channel (saluran) ion. Pelekatan neurotransmiter ini berakibat pada terbukanya kanal sehingga ion dapat melintasi membran sel. Neurotransmiter yang diproduksi oleh saraf B akan melekat pada reseptor di saraf X. Pelekatan neurotransmiter pada reseptor akan mengaktifkan enzim yang berperan memproduksi second messenger. Second messenger ini kemudian melekat pada channel ion dan membuatnya terbuka. Dengan demikian, ion dapat melintasi membran sel. 14 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... 3. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi (Nilai 1) Jika jumlah neurotransmiter dari saraf A dan B yang melekat di permukaan sel saraf sama-sama 10-30 mM, bagaimanakah perbandingan jumlah channel yang terbuka akibat induksi oleh saraf A dan B? Jawablah dengan memberi tanda X pada kolom yang sesuai. Pernyataan I. Channel yang diinduksi saraf A lebih bayak daripada channel yang diinduksi oleh saraf B. II. Channel yang diinduksi saraf B lebih banyak daripada channel yang diinduksi oleh saraf A. III. Jumlah channel yang diinduksi oleh A dan B sama besar. 4. 5. Jawab (Nilai 1) Diketahui bahwa pemberian rangsang secara bersamaan pada saraf A dan B tidak menimbulkan perubahan potensial pada membran sel saraf X. Jika kita ingin mengharapkan timbulnya perubahan potensial pada saraf X dengan kondisi saraf A dan B terangsang, maka manakah dari pernyataan berikut yang paling tepat? I. II. III. IV. Jika besar rangsang sama, frekuensi rangsang pada saraf B dibuat lebih tinggi dari A Jika frekuensi rangsang sama, besar rangsang pada saraf B dibuat lebih tinggi dari A Meningkatkan frekuensi rangsang saraf A dan B Meningkatkan besar rangsang saraf A dan B A. B. C. D. E. Hanya 1 dan 3 Hanya 2 dan 4 Hanya 1 dan 2 Hanya 3 dan 4 Semua benar (Nilai 1,5) Peradangan (inflamasi) merupakan respon awal terhadap timbulnya infeksi didalam tubuh. peradangan di permukaan tubuh dicirikan dengan timbulnya pembengkakan yang berwarna merah di pemukaan kulit. a) Tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S) mengenai timbulnya gejala bengkak yang berwarna merah tersebut. (Nilai 1; @0,25) Pernyataan Jawab [B/S] I. Pembengkakan timbul akibat tersumbatnya sistem limfatik oleh patogen. II. Timbulnya pembengkakan merupakan akibat dari meningkatnya transport komponen sistem imun dari darah ke ruang ekstraseluler. III. Pembengkakan terjadi terutama disebabkan oleh pecahnya sel-sel penyusun jaringan setempat. IV. Timbulnya pembengkakan memudahkan pergerakan sel-sel sistem immun berpindah dari dalam darah ke jaringan. b) Selain memanfaatkan sel-sel sistem imun yang sudah berada di jaringan, perlawanan terhadap patogen juga membutuhkan migrasi sel-sel sistem imun dari darah menuju 15 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi jaringan yang terinfeksi. Dari sel-sel berikut ini, manakah yang pertama kali melakukan migrasi tersebut? Jawablah dengan memberi tanda X pada kolom yang sesuai. (Nilai 0,5) Makrofag 6. Neutrofil Granulosit Agranulosit Limfosit (Nilai 1,5; @0,5) Vitamin merupakan komponen yang penting bagi tubuh manusia. Banyak produk telah dijual untuk memenuhi kebutuhan vitamin manusia. Pada prinsipnya, vitamin digolongkan menjadi vitamin yang larut dalam air (A) dan yang tidak larut dalam air (B). a) Jika dibutuhkan dalam kadar yang sama, vitamin manakah yang harus dikonsumsi lebih banyak tiap harinya? (Nilai 0,5) A B b) Vitamin manakah yang paling cepat dibuang keluar tubuh? (Nilai 0,5) A c) Mengapa vitamin penting bagi tubuh? Pilihlah pernyataan yang paling tepat dengan memberi tanda X pada kolom yang sesuai. (Nilai 0,5) I. II. III. IV. V. 7. B Peristiwa Meningkatkan efektifitas dari kerja hormon. Meningkatkan efektifitas dari kerja enzim. Berperan sebagai katalis yang membantu rekasi-reaksi katabolisme di dalam tubuh. Berperan sebagai katalis yang membrantu reaksi-reaksi anabolisme di dalam tubuh. Berperan sebagai neurotransmiter yang meningkatkan kinerja sistem saraf. Jawab (Nilai 1,5; @0,3) Berikut ini adalah beberapa peristiwa yang terjadi pada kontraksi otot: A. Pelepasan Ca2+ oleh RE halus B. Hidrolis ATP C. Depolarisasi membran sel D. Pelepasan inositol trifosfat (IP3) E. Pemendekan sarkomer Lengkapilah diagram berikut ini untuk menentukan urutan peristiwa kontraksi otot dengan mengisi kotak-kotak yang kosong dengan kode jawaban (A-E) yang sesuai. 16 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Aktivasi dari sel saraf motorik Kontraksi otot 8. (Nilai 1) Pemeriksaan laboratorium terhadap seorang pasien menghasilkan data konsentrasi zat PHP (para aminopuric acid) di arteri ginjal 0,05 mg/ml; konsentrasi zat PHP di vena ginjal 0,005 mg/ml; konsentrasi PHP urin 20 mg/ml; dan laju pembentukan urin 2 ml/menit. Berdasarkan data tersebut, maka besarnya aliran plasma pada ginjal mendekati: A. 500 ml/menit B. 600 ml/menit C. 700 ml/menit D. 800 ml/menit E. 900 ml/menit 9. (Nilai 1,5; @0,5) Keseimbangan suhu tubuh sangat penting dalam menjaga fungsi fisiologis tubuh. Terdapat dua mekanisme dalam pegaturan suhu tubuh pada manusia: (1) mengatur produksi panas dan (2) mengatur transfer panas antara tubuh dengan lingkungan. Transfer panas antara tubuh dengan lingkungan dapat terjadi melalui mekanisme konveksi, konduksi, radiasi, dan evaporasi. Jenis transfer panas yang dominan dilakukan oleh tubuh tergantung pada kondisi lingkungan dan aktivitas. Jika dilakukan pengukuran laju transfer panas pada seseorang dalam kondisi berolahraga dan pada kondisi istirahat (tidak beraktivitas), tentukan perbandingan nilai transfer panas yang terjadi. Tulislah + jika mekanisme tersebut lebih dominan ketika saat berolahraga, – jika lebih dominan saat beristirahat, dan O jika tidak berperan dalam pengaturan panas. Jenis transfer Konveksi/konduksi Evaporasi Radiasi Jawab [+/-/O] 10. (Nilai 1; @0,2) Menggunakan teknik histokimia, ilmuwan dapat mewarnai embrio katak sehingga turunan ektoderm akan berwarna biru, turunan mesoderm berwarna merah, dan turunan endoderm akan berwarna kuning. Berdasarkan keterangan tersebut, tentukan warnawarna dari struktur yang menyusun organ berikut ini. Jawablah dengan menulis B jika biru, M jika merah, dan K jika kuning, pada kolom jawaban yang sesuai. Bagian tubuh I. II. III. IV. V. Epitel yang melapisi saluran pencernaan Epitel yang melapisi saluran pernafasan Pembuluh darah pada saluran pencernaan Otot-otot di kulit yang mengatur pergerakan rambut Lensa mata 17 Jawab [M/K/B] Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi 11. (Nilai 5) Siklus menstruasi pada manusia merupakan proses yang kompleks. Pada tabel di bawah ini akan ditampilkan perubahan berbagai parameter yang berkaitan dengan siklus menstruasi. Fase folikel Kadar hormon dalam darah GnRH FSH LH Estrogen Progesteron + + + + + Fase antral (folikel memiliki rongga yang mengandung cairan) ++++ ++ ++ ++++ ++ Folikel de Graff ++++ +++ +++ +++++ ++ Ovulasi ++++ +++ ++++ +++ ++ Corpus luteum ++ + + ++++ ++++ Corpus albikan + + + + + Fase perkembangan a) Berdasarkan informasi di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). (Nilai 2; @0,5) Jawab [B/S] Pernyataan I. Peningkatan sekresi gonadotropin membutuhkan kadar estrogen yang tinggi di dalam darah. II. Kombinasi estrogen dan progesteron yang tinggi menghambat sekresi gonadotropin. III. Seluruh fase perkembangan folikel di ovarium diatur oleh gonadotropin. IV. LH merupakan homon dominan yang mengatur terjadinya ovulasi. Pengaturan sekresi hormon sangat penting demi menjaga kondisi homeostasis di dalam tubuh, begitu juga dengan sekresi hormon yang terlibat dalam siklus menstruasi. Terdapat dua tipe pengaturan yang umum yaitu feedback negatif dan feedback positif. Pada feedback positif, hormon yang disekresikan paling hilir akan memicu sistem untuk meningkatkan sekresi dari hormon pada sistem tersebut. Pada feedback negatif hormon yang disekresikan paling hilir dari sistem akan menghambat sekresi hormon-hormon pada sistem sehigga mencegah terjadinya produksi hormon berlebih. b) Dengan menggunakan data pada tabel di atas, tentukan mekanisme pengatuan yang dilakukan, dan kelenjar yang dipicu atau ditekan untuk setiap kondisi hormon (gunakan data di bawah untuk melengkapi tabel). (Nilai 3; @0,5) Jenis dan kondisi hormon Mekanisme pengaturan I. Esrogen kadar rendah II. Estrogen kadar tinggi III. Kombinasi estrogen dan progesteron kadar tinggi 1. Feedback positif 2. Feedback negatif 18 Kelenjar a. Hipothalamus b. Hipofisis Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Jenis dan kondisi hormon Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Mekanisme pengaturan [1/2] Kelenjar [a/b] I II III 12. (Nilai 2) Terbang merupakan aktivitas yang membutuhkan banyak energi. Untuk itu diperlukan adanya modifikasi terhadap sistem respirasi dan sirkulasi untuk menyediakan oksigen dalam kadar tinggi bagi otot-otot yang aktif saat terbang. Untuk mengetahui hubungan antara sistem respirasi dengan aktivitas terbang, Maina (2000) melakukan studi mengenai struktur paru-paru burung dan kelelawar. a) Dari diagram aliran udara dan darah berikut ini (A dan B), tentukan diagram yang sesuai untuk burung dan kelelawar. Jawablah dengan memberi tanda X pada kolom yang sesuai. (Nilai 1; @0,5) Gambar A B Burung Kelelawar b) Pernyataan-pernyataan berikut ini berkaitan degan sistem pernafasan. Tentukan apakah pernyataan tersebut benar (B) atau salah (S). (Nilai 1; @0,5) Pernyataan I. Pada sistem pernafasan B, tekanan parsial O2 di dalam darah yang meninggalkan paru-paru lebih kecil daripada udara yang meninggalkan paru-paru. II. Transfer oksigen dari paru-paru ke dalam darah pada sistem pernafasan B lebih efesien daripada A. 19 Jawab [B/S] Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi ETOLOGI (Nilai 3) 1. (Nilai 2; @1) Kesuksesan reproduksi pada tanaman yang proses penyerbukannya dibantu oleh hewan merupakan suatu hasil dari interaksi berbagai faktor yang merupakan bentuk hubungan perilaku dari hewan dan tumbuhan sebagaimana tergambar pada bagan berikut ini: Nectar production rate = Laju produksi nektar Nectar standing crop = jumlah nektar Visit rate = jumlah kunjungan Visit duration = lama kunjungan Pollen export = jumlah polen yang diberikan Pollen receipt = jumlah pollen yang diterima Suatu penelitian dilakukan untuk membuktikan apakah terdapat kompensasi antara frekuensi dan lama dari kunjungan agen penyerbukan. Hasil dari penelitian tersebut digambarkan pada tabel dan grafik di bawah ini: Catatan: Bunga kontrol tidak mendapatkan tambahan nektar, eksperimen 1 mendapatkan tambahan nektar 1 kali per hari, eksperimen 2 mendapatkan tambahan nektar 2 kali per hari. 20 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Berdasarkan keterangan di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S): Pernyataan I. Jawab [B/S] Hewan penyerbuk memiliki kecenderungan untuk mengunjungi bunga yang memberikan reward lebih banyak sebab mereka dapat memperpendek waktu kunjungan mereka dan mendapatkan efisiensi energi yang tinggi. II. Umur bunga menunjukkan korelasi positif dengan jumlah dan lama kunjungan. 2. (Nilai 0,5) Altruisme adalah mekanisme pengorbanan diri yang dilakukan oleh hewan yang berkaitan dengan keselamatan anggota kelompoknya. Berikut ini adalah hal-hal yang berkaitan dengan perilaku ini, kecuali: A. Altruisme lebih sering dilakukan oleh hewan-hewan bersifat sosial dibandingkan hewanhewan soliter B. Altruisme dari orang tua kepada anaknya dapat dijelaskan dengan aturan Hamilton C. Altruisme tidak berkaitan dengan kondisi fisiologis dari hewan tersebut D. Altruisme pada manusia tidak dapat dijelaskan sepenuhnya oleh aturan Hamilton E. Kelompok hewan yang menganut sistem hirarki memiliki perilaku ini 3. (Nilai 0,5) Hewan-hewan ungulata (memamah biak) yang hidup pada padang savanna merupakan mangsa dari hewan-hewan buas yang umumnya terdapat di daerah tersebut. Untuk mengatasi hal tersebut mereka mengembangkan beberapa jenis perilaku yang berfungsi untuk meningkatkan kelulushidupan mereka. Diantara perilaku berikut manakah yang tergolong sebagai insting? A. Meerkat yang mengirimkan satu atau dua orang pengamat di sekitar koloni mereka sebagai pemberi sinyal kedatangan musuh B. Zebra yang selalu membentuk kelompok dan berkunpul di sekitar ranting-ranting C. Perilaku migrasi berdasarkan perubahan musim yang dilakukan oleh Wildebeest (sejenis antelop) D. Anak gazelle (sejenis antelop) yang langsung dapat berlari beberapa saat setelah lahir E. Perilaku burung nazar yang akan mengitari hewan-hewan yang menderita karena kekeringan 21 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi GENETIKA DAN EVOLUSI (Nilai 15,5) 1. (Nilai 1,5; @0,5) Terdapat dua golongan gen yang jika termutasi dapat menyebabkan terjadinya kanker. Gen tersebut adalah proto-onkogen dan gen supresor tumor. Gen protoonkogen umumnya adalah gen yang memicu pembelahan sel. Jika gen ini termutasi, ia dapat berubah menjadi onkogen sehingga pembelahan sel menjadi tidak terkontrol. Gen tumor suppressor adalah gen yang mengatur laju pembelahan sel. Misalnya terdapat 2 gen, A dan B, yang keduanya diketahui dapat menyebabkan terjadinya penyakit kanker jika termutasi. Tabel di bawah menunjukkan fenotip dari individu yang mengalami mutasi (huruf kecil menyatakan terjadinya mutasi). Genotip aaBb aaBB AaBB Aabb Fenotip Kanker Kanker Normal Kanker Berdasarkan uraian di atas, tentukan gen mana yang memenuhi pernyataan berikut, apakah gen A (A) atau gen B (B). Jawablah dengan menuliskan kode gen pada kolom jawaban. Pernyataan Jawab [A/B] I. Gen yang termasuk kelompok gen supresor tumor. II. Gen yang termasuk kelompok protoonkogen. III. Gen yang mengkode G protein yang terlibat dalam persinyalan growth hormone. 2. (Nilai 0,5) Sebuah populasi kecoa di Madagaskar hidup pada tumpukan kayu. Kecoa tersebut mengalami predasi berat, dimangsa oleh sejenis kadal. Karena kadal tersebut memiliki kepala yang kecil, ia tidak dapat memangsa kecoa dewasa yang sangat besar, tetapi dapat memangsa kecoa berukuran kecil dan sedang. Jenis seleksi apakah yang dilakukan oleh kadal terhadap kecoa? A. Seleksi direksional B. Seleksi reproduksi C. Seleksi disruptif D. Seleksi stabilisasi E. Seleksi buatan 3. (Nilai 1) Pernyataan berikut yang salah mengenai persebaran dan kepunahan spesies adalah: A. Koevolusi dapat untuk menjelaskan semua kejadian kepunahan jenis B. Biogeografi pulau dapat menjelaskan sebagian terjadinya kepunahan jenis C. Pulau yang luas memiliki kesetimbangan spesies yang lebih besar dibandingkan dengan pulau yang kecil D. Jarak antara pulau dengan benua berpengaruh terhadap kecepatan kepunahan E. Prinsip biogeografi pulau dapat diterapkan untuk pengelolaan cagar alam 22 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... 4. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi (Nilai 1; @0,25) Anemia sel sabit merupakan salah satu penyakit genetik yang disebabkan oleh SNP (Single Nucleotide Polymorphism). Alel normal yang mengkode rantai globin normal (HbßA) mengalami subtitusi satu basa menjadi alel mutan yang mengkode rantai globin mutan (HbßS). Sifat dominansi antara HbßA dan HbßS tergantung pada karakter apakah yang kita tinjau. Berdasar fenotip di bawah in,i tentukan apakah HbßS bersifat dominan/resesif dengan mengisi + untuk sifat dominan, – jika bersifat resesif, dan = jika tidak menunjukkan adanya dominansi. Fenotip I. Produksi rantai ß-globin II. Bentuk sel darah merah pada dataran rendah III. Konsentrasi sel darah merah pada dataran tinggi IV. Resistensi terhadap malaria 5. Tipe dominansi (Nilai 1,5) Pertanyaan ini mengacu pada silsilah keluarga berikut yang menunjukkan pewarisan kelainan genetik yang langka. a) Asumsikan bahwa sifat tersebut diwariskan secara penuh (completely penetrant) dan tidak ada mutasi baru yang muncul pada individu-individu anggota keluarga. Tentukan modus pewarisan sifat yang paling tepat untuk silsilah keluarga tersebut dengan memberi tanda X pada kolom yang sesuai. (Nilai 0,5) Pewarisan Terpaut X dominan Terpaut X resesif Autosomal dominan Autosomal resesif Jawab b) Berdasarkan modus pewarisan yang telah anda tentukan, hitunglah peluang pasangan individu 1 dan 2 akan memiliki anak laki-laki yang tidak menderita kelainan genetik tersebut. Tulis hasil perhitungan anda dalam bentuk pecahan sederhana (x/y). (Nilai 1) Jawab: _________________________ 23 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi 6. (Nilai 1) Ernst Mayr, ahli biologi evolusioner terkemuka dari AS, mendefinisikan bahwa spesies biologis adalah “kelompok populasi yang secara nyata atau potensial mengadakan interbreeding secara alamiah dan terisolasi dengan grup lainnya oleh satu atau lebih mekanisme isolasi reproduksi”. Diantara pernyataan berikut, manakah yang menunjukkan pasangan organisme yang merupakan dua spesies berbeda? A. Dua populasi yang alel-alelnya secara tetap bersaing di alam, namun individu heterozigot dapat dihasilkan pada percobaan di laboratorium. B. Anjing Dalmatian dengan anjing Chihuahua tidak akan dapat melakukan perkawinan karena perbedaan ukuran tubuh yang sangat besar. C. Pejantan dari dua spesies kunang-kunang masing-masing hanya merespon sinyal cahaya yang dikeluarkan oleh betina-betina yang satu spesies. D. Seekor ngengat betina dan seekor ngengat jantan yang diletakkan dalam sebuah kotak gagal melakukan perkawinan dan meletakkan telur. E. Dua individu kumbang jantan memiliki perbedaan yang mencolok pada morfologi rahang bawah, namun menggunakan feromon seks yang sama. 7. (Nilai 3) Ihsan menemukan senyawa baru yang dibutuhkan oleh ragi untuk bertahan hidup yang ia beri nama senyawa X. Untuk mengidentifikasi gen-gen yang terlibat dalam sintesis senyawa X, Ihsan melakukan screening terhadap mutan yang tidak dapat tumbuh pada medium minimal, namun dapat tumbuh pada medium minimal yang ditambahkan senyawa X. Ihsan menemukan 10 mutan (1-10) dan melakukan uji komplementasi. Hasil yang ia peroleh disajikan pada tabel. Keterangan: (+) = ada pertumbuhan, (-) = tidak ada pertumbuhan. 1 - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 + - 3 + - 4 + + - 5 + + + + - 6 + + + + - 7 + + + + - 8 + + + + + + + - 9 + + + + + + - 10 + + + + + + + + - a) Mutan-mutan yang mengalami mutasi pada gen yang sama akan membentuk kelompok mutan. Berilah tanda X pada kolom yang sesuai untuk menunjukkan mutan-mutan yang membentuk kelompok mutan tertentu (I-IV). (Nilai 2; @0,5) Kelompok mutan 1 2 3 Mutan 5 6 4 I II III IV 24 7 8 9 10 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Ihsan mengetahui bahwa prekursor paling awal dari senyawa X adalah senyawa Y. Ada 5 senyawa lain yang berpotensi terlibat dalam sintesis senyawa X, yaitu L, M, N, O, dan P. Untuk menentukan apakah setiap senyawa tersebut terlibat dalam sintesis senyawa X dan urutan kemunculannya di sepanjang reaksi, Ihsan menumbuhkan setiap mutan pada medium minimal yang ditambahkan masing-masing senyawa dan memperoleh hasil sebagai berikut: Mutan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 L - Senyawa yang ditambahkan M N O P X + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Y - b) Berdasarkan data di atas, buatlah skema jalur biosintesis senyawa X dengan melengkapi kotak-kotak berikut. Satu kotak belum tentu diisi hanya oleh satu senyawa. Tunjukkan pula mutasi apa saja (1-10) yang terkait dengan setiap reaksi dengan mengisi kotak di bawah panah reaksi. Kosongkan kotak jika berdasarkan data, tidak ada mutasi yang terlibat pada suatu reaksi. (Nilai 1; @0,1) . X 8. (Nilai 1,5) Pada suatu ekspedisi ditemukan 2 populasi kadal yang dipisahkan oleh jurang pada perbukitan kapur. Pada populasi ini ditemukan dua buah alel (AFdan AS) yang menghasilkan tiga tipe genotip. Data sebaran jumlah individu untuk genotip pada populasi tersebut adalah sebagai berikut: Populasi 1 Populasi 2 AFAF 38 0 AFAS 44 80 ASAS 18 20 a) Berapakah frekuensi alel AF pada kedua populasi 1 dan 2? (Nilai 0,5; @0,25) AF Populasi 1 Populasi 2 25 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi b) Jika setiap populasi berkembang sendiri-sendiri, maka setelah beberapa generasi, berapakah frekuensi setiap genotip pada kedua populasi? (Nilai 1,5; @0,25) AFAF AFAS ASAS Populasi 1 Populasi 2 c) Pada suatu hari, terjadi banjir besar yang menyebabkan runtuhnya sebagian besar struktur bukit kapur. Kondisi ini menyebabkan terbentuknya jembatan yang menghubungkan kedua koloni tersebut. Kedua populasi akhirnya dapat bercampur dan menghasilkan keturunan. Pada kondisi ini, berapakah frekuensi dari ketiga genotip pada generasi berikutnya? (Nilai 0,5; @0,25) Genotip AFAF AFAS ASAS 9. Frekuensi 0,25 (Nilai 2) Anda ingin mempelajari persebaran suatu alel penyebab penyakit dalam populasi penduduk suatu daerah terisolir di Indonesia. Anda mengambil sampel DNA genomik dari 100 orang yang dipilih secara acak, 50 wanita dan 50 pria, dan memotongnya dengan enzim restriksi HindIII. Hasil pemotongan kemudian dipisahkan dengan elektroforesis gel dan diberi probe spesifik untuk melacak keberadaan alel tersebut. Anda mengamati bahwa terdapat empat ukuran fragmen yang mengalami hibridisasi dengan probe, masing-masing sepanjang 5,7; 6,0; 6,2; dan 6,5 kb. Diketahui bahwa keempat ukuran fragmen tersebut merupakan alel polimorfik. Hasil yang anda peroleh pada gel ditunjukkan oleh gambar di bawah ini. Angka di atas gel menunjukkan jumlah individu yang memiliki pola tersebut. a) Berdasarkan hasil di atas, tentukan frekuensi setiap alel pada populasi tersebut. Jawablah dalam bentuk desimal. Bulatkan hingga dua angka di belakang koma. (Nilai 1; @0,25) Alel 5,7 kb 6,0 kb 6,2 kb 6,5 kb Frekuensi 26 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi b) Misalkan bahwa alel 6,0 kb terpaut erat dengan alel penyebab penyakit. Jika penyakit tersebut diwariskan secara autosomal resesif, tentukan berapa persen anggota populasi daerah tersebut yang akan menderita penyakit dan menjadi carrier setelah beberapa generasi. Bulatkan hingga dua angka di belakang koma. Asumsikan bahwa jumlah lakilaki dan wanita produktif pada setiap generasi selalu sama. (Nilai 1; @0,5) Fenotip Penderita penyakit Carrier Persentase (%) 10. (Nilai 1,5) Dalam evolusi molekuler, lama waktu evolusi didefinisikan sebagai jumlah nukleotida yang disubtitusi per sisi nukleotida diantara dua sekuens DNA, dan kecepatan evolusi didefinisikan sebagai subtitusi nukleotida per sisi nukleotida per tahun. Anda mengambil dua sampel sekuens DNA dari dua spesies (satu sekuens dari setiap spesies), dan mengetahui bahwa jarak evolusi antara dua sekuens tersebut sebesar 0,05. a) Jika diasumsikan laju evolusi adalah 10-8 per tahun, pada berapa tahun yang lalu kedua sekuens tersebut terpisah? Jawablah dalam bentuk angka penting (a x 10b) (Nilai 1) Jawab: _________________________ tahun yang lalu b) Pada umumnya, bagaimana hubungan antara waktu divergensi dua sekuens (T1) dengan waktu divergensi antara dua spesies (T2)? Berilah tanda X pada kolom jawaban yang tepat. (Nilai 0,5) T1 < T2 T1 = T2 27 T1 > T2 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi EKOLOGI (Nilai 7,5) 1. (Nilai 1) Manakah diantara pernyataan di bawah ini yang benar tentang pola kelimpahan spesies pada suatu komunitas? A. Pola yang dibentuk merupakan hasil akhir dari interaksi kompetitif antar spesies. B. Sebagian besar spesies sangat melimpah. C. Pola akan menunjukkan bentuk seperti bel pada saat nilai logaritmik dari kelimpahan spesies dipetakan terhadap jumlah spesies yang ada. D. Sebagian besar spesies sangat jarang ditemukan. E. Pola yang dibentuk merupakan hasil akhir dari frekuensi dan tingkat gangguan yang diterima oleh komunitas. 2. (Nilai 1; @0,5) Hutan hujan tropis yang terletak di daerah bantaran banjir di sekitar sungai besar sering mengalami fluktuasi lama dan tinggi banjir yang besar. Periode banjir ini sangat mempengaruhi banyak proses ekologi pada dunia tumbuhan seperti produktivitas, distribusi, demografi, and reproduksi. Grafik di bawah merupakan hasil pengamatan dari pengaruh ketinggian air (water level) masa banjir (flood duration) terhadap jumlah spesies (species richness) Berdasarkan informasi di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). Pernyataan I. Kelimpahan spesies berkorelasi negatif dengan tinggi banjir, lama periode banjir, dan tingkat toleransi tanaman terhadap banjir. II. Grafik di atas menunjukkan bahwa banjir dapat mempengaruhi komposisi spesies secara nyata. 28 Jawab [B/S] Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... 3. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi (Nilai 1,5; @0,5) Kondisi habitat merupakan salah satu faktor penting yang berkaitan dengan kelimpahan dari makhluk hidup di dalamnya. Salah satu hal yang sering menjadi perhatian para ahli ekologi adalah tingkat kompleksitas dari habitat (habitat complexity) terhadap komposisi dari fauna (richness dan abundance) dan seringkali dikaitkan dengan pengaruh dari manusia. Karena kumbang merupakan hewan invertebrata yang paling dominan dan paling beragam, maka dilakukan penelitian tentang efek dari kompleksitas habitat terhadap kekayaan spesies dan kelimpahan kumbang. Pada penelitian ini digunakan dua jenis perangkap yaitu pit fall trap yang digunakan untuk menjebak kumbang yang beraktivitas di daratan dan flight interception trap yang digunakan untuk menjebak kumbang yang sedang terbang. Hasil dari penelitian tersebut digambarkan pada grafik di bawah ini. Keterangan: *** = berbeda nyata secara statistik; n.s. = tidak berbeda nyata secara statistik. Data a dan b diperoleh dari pit fall trap, sedangkan data c dan d dari flight interception trap. Berdasarkan informasi di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). Pernyataan I. Habitat yang lebih kompleks meningkatkan aktivitas pergerakan dari kumbang. II. Habitat yang lebih kompleks memungkinkan lebih banyak kumbang yang dapat tinggal di dalamnya. III. Tidak terdapat hubungan erat antara kompleksitas habitat dengan tingginya relung yang dapat dimanfaatkan oleh kumbang. 29 Jawab [B/S] Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... 4. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi (Nilai 3; @0,75) Ikan herring sungai adalah salah satu ikan yang paling terancam keberadaannya di alam. Untuk meningkatkan populasi ikan ini, maka dilakukan penelitian untuk mengamati faktor yang berperan penting dalam perubahan populasi ikan tersebut. Grafik di bawah menunjukkan hubungan sejumlah variabel fisik dan biotik pada salah satu sungai yang menjadi jalur utama migrasi ikan ini terhadap waktu, yaitu (a) arus air (water discharge), (b) suhu, (c) nilai secchi, (d) curah hujan (rainfall), (e) siklus bulan (lunar cycle), dan (f) kerapatan Bosmina, mangsa utama dari ikan ini. Huruf P menunjukkan puncak dari migrasi (>1000 ikan/minggu) dan A menunjukkan migrasi kecil (>30 ikan/minggu). Proses migrasi hanya terjadi pada titik P dan A. Semakin rendah nilai secchi maka air semakin keruh. Berdasarkan informasi di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S). Pernyataan I. Seluruh proses migrasi terjadi pada saat terjadi penurunan daya lihat di dalam air. II. Seluruh proses migrasi terjadi pada saat curah hujan rendah dan jumlah mangsa melimpah. III. Siklus bulan tidak mempengaruhi siklus migrasi dari ikan herring. IV. Arus air (water discharge) tidak mempengaruhi siklus migrasi. 30 Jawab [B/S] Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... 5. Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi (Nilai 1) Ada tiga model proses penyebaran organisme, salah satunya model jump dispersal. Model ini menggambarkan pergerakan dari organisme melintasi jarak yang jauh dan diikuti dengan kesuksesan dalam membentuk populasi di daerah baru. Contoh berikut sesuai dengan model penyebaran ini, kecuali: A. Penyerbaran eceng gondok di Indonesia sejak dibawa dari daerah asalnya di Filipina. B. Kolonisasi tumbuhan kelapa pada pulau Krakatau. C. Perluasan daerah hutan chestnut (sejenis kacang-kacangan) yang terinfeksi penyakit chestnut blight (jamur) secara bertahap setelah introduksi di daerah Amerika Utara. D. Penyebaran kerang zebra yang menempel pada komponen kapal yang berlayar dari Asia ke Amerika dan Eropa. E. Penyerbaran lebah madu Eropa yang dibawa oleh imigran Eropa pada awal kolonisasi Amerika Utara. 31 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi BIOSISTEMATIK (Nilai 3) 1. (Nilai 2; @0,4) Berikut ini adalah filogeni Angiospermae terbaru yang diterbitkan pada tahun 2009. 32 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Berdasarkan filogeni di atas, tentukan apakah kategori dari karakter-karakter berikut ini termasuk ke dalam kategori pleisomorfik (ancestral) atau ke dalam kategori apomorfik (derivate). Jawablah dengan memberi tanda X pada kolom yang sesuai. Kategori Pleisomorfik Apomorfik Jenis karakter I. II. III. IV. V. Keberadaan elemen pembuluh (trakea) Simetri bunga aktinomorfik Tata letak stamen berpola spiral Batang bercabang Embryo berukuran besar pada biji non-endospermik 2. (Nilai 1) Perhatikan pohon filogeni dari Deuterostoma berikut ini. Berdasarkan pohon filogeni di atas, manakah pernyataan yang tidak benar? A. Filogeni di atas membagi kelompok Chordata menjadi tiga kelompok besar yang monofiletik yaitu klad Cephalochordata, klad Urochordata, dan klad Vertebrata B. Kelompok ikan bertulang sejati merupakan kelompok parafiletik C. Kelompok Reptilia merupakan kelompok monofiletik D. Kelompok Amniota merupakan kelompok monofiletik E. Kelompok Tetrapoda merupakan kelompok monofiletik 33 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi SOAL SAMPLING 1. Zac Hanscom dkk. (1978) telah melakukan penelitian mengenai respons tanaman sukulen terhadap cekaman air. Penelitian dilakukan pada tiga individu tanaman sukulen Portulacaria afra. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah terjadi perubahan (shift) jalur fotosintesis karena cekaman air. Parameter yang diukur adalah pH jaringan, resistensi stomata, laju transpirasi, dan pemasukan CO2. Hasil pengukuran parameter tersebut ditampilkan pada grafik-grafik berikut ini. Gambar 1. Variasi diurnal keasaman jaringan yang dititrasi pada keadaan diberi air cukup/kontrol (-o-) dan pada keadaan mendapat cekaman (--) kadar garam NaCl tinggi Gambar 2. Variasi diurnal resistensi stomata pada keadaan kontrol (o-o), keadaan di bawah cekaman kekurangan air/H2O (►-►) dan keadaan di bawah cekaman kadar garam tinggi (-) 34 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Gambar 3. Laju transpirasi yang dihitung pada keadaan kontrol (o-o), keadaan di bawah cekaman kekurangan air/H2O (►-►) dan keadaan di bawah cekaman kadar garam tinggi (-) Gambar 4. Laju pemasukan CO2 yang dihitung pada keadaan kontrol (o-o), keadaan di bawah cekaman kekurangan air/H2O (►-►) dan keadaan di bawah cekaman kadar garam tinggi (-) 35 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Berdasarkan hasil penelitian tersebut, tentukan apakah kesimpulan berikut ini benar (B) atau salah (S). Pernyataan Jawab [B/S] I. Pada cekaman kadar garam tinggi, produksi asam organik meningkat pada malam hari. II. Pada kondisi tanpa cekaman, tumbuhan ini membuka stomata pada siang hari dan menutup stomata pada malam hari. III. Di bawah cekaman, terjadi peningkatan laju transpirasi pada malam hari IV. Fiksasi CO2 pada tumbuhan ini hanya terjadi pada siang hari meskipun di bawah cekaman. V. Tumbuhan ini hanya memiliki jalur fotosintesis CAM. 2. Banyak mutasi yang menimbulkan penyakit genetik disebabkan oleh substitusi satu nukleotida dengan nukleotida yang lain, seperti pada kasus sickle-cell anemia (Gambar A). Mutasi menyebabkan perubahan urutan gen β-globin pada satu lokasi, dari A pada urutan normal (βA) menjadi T pada mutan (βS). Suatu assay yang didasarkan pada ligasi oligonukleotida dapat menyediakan metode diagnosis yang cepat untuk deteksi perbedaan nukleotida tunggal. Assay ini menggunakan sepasang oligonukleotida untuk masing-masing oligonukleotida, satu bagian diperoleh dari fragmen berlabel biotin, sedangkan bagian lain diperoleh dari fragmen berlabel radioaktif (Gambar B). 36 Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi Gambar C menunjukkan hasil diagnosis sampel DNA dari individu yang memiliki genotip yang berbeda untuk gen β-globin. Diagnosis dilakukan dalam beberapa langkah. (1) Sampel DNA diplot pada dua kolom yang berbeda, satu kolom mengandung oligo nukleotida 1+3, sedangkan kolom lain mengandung oligonekleotida 2+3. (2) Reaksi hibridisasi dilakukan dalam kehadiran DNA ligase. (3) Hasil hibridisasi selanjutnya dipindahkan menuju suatu permukaan penyokong (solid support) yang mengandung streptavidin untuk mengikat DNA yang terbiotinilasi. (4) Pencucian dilakukan untuk menghilangkan untai DNA atau oligonukleotida yang tidak terhibridisasi atau terhibridisasi secara parsial dengan DNA terbiotinilasi. (5) Pada tahap akhir, dilakukan pengamatan aktivitas radioaktif. Berdasarkan keterangan di atas, tentukan apakah pernyataan di bawah ini benar (B) atau salah (S): Pernyataan I. Reaksi ligasi dan tahapan pencucian diperlukan untuk menghindari deteksi oligonukleotida yang bersifat non spesifik. II. Metode ligasi di atas tetap dapat digunakan untuk deteksi meskipun probe (pelacak) oligonukleotida 1 dan 2 didesain ulang dengan basa variabel diposisikan di tengah oligonukleotida. III. Fungsi utama reaksi hibridisasi oligonukleotida 1 dan 2 adalah untuk menghindari hibridisasi oligonukleotida yang bersifat non spesifik. IV. Modifikasi oligonukleotida 3 dengan pemberian label berfluoresens dapat menggantikan metode deteksi radioaktif dengan metode deteksi fluoresensi. 37 Jawab [B/S] Nama: ......................................................................................................... Asal SMA/Kelas: ....................................................................................... LAMPIRAN Tabel asam amino 38 Seleksi Calon Peserta IBO 2013 Tes Tingkat Provinsi
