MATERI OSN - SMP (MODUL 1)
BIOLOGI
ASAL USUL MAKHLUK HIDUP (ORIGIN OF LIFE)
A.
Teori Klasik vs Teori Modern
ü Abiogenesis Klasik
(Generatio Spontanea): Dipelopori oleh Aristoteles. Menyatakan makhluk hidup
muncul begitu saja dari benda mati. Contoh: Belatung muncul dari daging busuk.
ü Biogenesis:
Mematahkan abiogenesis melalui serangkaian eksperimen terkontrol.
§ Francesco Redi:
Menggunakan stoples daging (terbuka, tertutup, kasa). Membuktikan larva bukan
dari daging, tapi lalat.
§ Lazzaro
Spallanzani: Menggunakan air kaldu. Kelemahan yang dikritik pendukung
abiogenesis: "Udara (gaya hidup) dihilangkan karena wadah ditutup
rapat."
§ Louis Pasteur:
Menggunakan labu leher angsa. Udara tetap masuk, tapi mikroba terjebak di leher
labu. Ini adalah bukti final yang menumbangkan abiogenesis klasik.
§ Evolusi Kimia
(Neo-Abiogenesis): Menyatakan kehidupan dimulai dari reaksi kimia atmosfer
purba.
§ Hipotesis
parin-Haldane: Atmosfer purba kaya akan CH4, NH3, H2
dan H2O (tanpa oksigen bebas).
§ Eksperimen
Miller-Urey: Berhasil mensintesis Asam Amino (unit dasar protein) dengan
mensimulasikan kilat/petir di laboratorium.
Olympiad Analysis
(HOTS C5):
Evaluasilah
mengapa keberadaan oksigen bebas (O2) justru akan menggagalkan
evolusi kimia di bumi purba!
Jawaban: Oksigen adalah
oksidator kuat. Jika ada oksigen, molekul organik sederhana yang baru terbentuk
akan segera teroksidasi (rusak) sebelum sempat bergabung menjadi makromolekul
yang lebih kompleks.
B. Ciri-ciri Makhluk
Hidup (Characteristics of Life)
§ Makhluk hidup
memiliki organisasi yang sangat kompleks dan teratur.
§ Metabolisme:
Totalitas reaksi kimia (Anabolisme: penyusunan; Katabolisme: pembongkaran
energi).
§ Homeostasis:
Kemampuan mempertahankan kondisi internal yang stabil (suhu, pH, tekanan
osmosis) meskipun lingkungan berubah.
§ Reproduksi:
Kemampuan replikasi genetik (aseksual vs seksual).
§ Iritabilitas:
Respon terhadap stimulus lingkungan melalui jalur reseptor-efektor.
§ Adaptasi:
Penyesuaian diri yang diwariskan (Morfologi, Fisiologi, Perilaku).
Olympiad Analysis
(HOTS C5):
Seorang atlet lari
maraton mengeluarkan keringat berlebih dan detak jantungnya meningkat tajam.
Evaluasilah bagaimana mekanisme homeostasis ini bekerja untuk mencegah
kerusakan seluler!
Analisis: Peningkatan detak
jantung memastikan distribusi oksigen ke otot tetap terjaga, sementara keringat
menurunkan suhu inti tubuh melalui evaporasi agar enzim-enzim seluler tidak
mengalami denaturasi (kerusakan akibat panas).
C. Perbedaan Makhluk
Hidup dan Benda Mati
|
Karakteristik |
Makhluk Hidup |
Benda Mati |
|
Organisasi
Seluler |
Tersusun atas
sel (unit fungsional). |
Tidak memiliki
sel (atom/molekul acak). |
|
Pertumbuhan |
Intususepsi
(tumbuh dari dalam melalui pembelahan sel). |
Akresi
(bertambah besar dari luar, contoh: kristal es). |
|
Energi |
Menghasilkan/mengolah
ATP secara mandiri. |
Hanya
dipengaruhi energi luar secara pasif. |
|
Kompleksitas |
Memiliki DNA/RNA
untuk replikasi diri. |
Tidak dapat
mereplikasi diri secara mandiri. |
Kasus Khusus:
Virus Virus sering disebut
sebagai "Benda mati yang hidup" atau organisme ambang.
ü Argumen Benda
Mati: Dapat dikristalkan, tidak punya sitoplasma/organel, tidak
bermetabolisme di luar inang.
ü Argumen Makhluk
Hidup: Memiliki materi genetik dan dapat berevolusi di dalam sel inang.
D. Pengukuran Faktor
Abiotik dan Biotik : Dalam riset ekologi, ketepatan pengukuran adalah kunci.
v Faktor Abiotik
(Non-Hidup)
ü Kecerahan Air:
Menggunakan Secchi Disk.
ü pH Tanah/Air:
Menggunakan pH meter atau kertas lakmus (memengaruhi kelarutan mineral).
ü Intensitas Cahaya:
Menggunakan Lux Meter (membatasi laju fotosintesis).
ü Kelembapan Udara:
Menggunakan Higrometer.
v Faktor Biotik
(Makhluk Hidup)
ü Metode Kuadrat:
Meletakkan plot (kotak) secara acak untuk menghitung kepadatan populasi
organisme sesil (diam) seperti rumput.
ü Metode
Mark-Recapture (Lincoln-Petersen): Untuk organisme bergerak (hewan). Rumus: N =
(M x C) / R
Keterangan (N: Total Populasi; M: Jumlah ditangkap pertama &
ditandai; C: Jumlah ditangkap kedua; R: Jumlah yang bertanda di tangkapan kedua)
E. Interaksi Ekosistem
(Level Analisis Tinggi): Interaksi ini menjaga keseimbangan energi dan materi
di alam.
v Abiotik dengan
Abiotik : Pengaruh komponen tak hidup terhadap komponen tak hidup lainnya. Contoh:
Curah hujan tinggi (abiotik) menyebabkan erosi tanah dan perubahan struktur
topografi lahan (abiotik). Suhu udara yang panas meningkatkan laju penguapan
air laut
v Biotik dengan
Abiotik : Organisme memengaruhi lingkungannya atau sebaliknya. Contoh:
Tumbuhan melakukan Transpirasi (biotik) yang menyumbangkan uap air ke atmosfer,
memicu pembentukan awan dan hujan (abiotik). Cacing tanah (biotik) menggali
lubang yang memperbaiki aerasi dan drainase tanah (abiotik).
v Biotik dengan
Biotik
ü Simbiosis:
Mutualisme (+/+), Komensalisme (+/0), Parasitisme (+/-).
ü Kompetisi: Berebut
sumber daya yang sama (Intraspesifik: sesama spesies; Interspesifik: beda
spesies).
ü Predasi: Hubungan
pemangsa dan mangsa (dinamika populasi).
ü Alelopati
(Antibiosis): Satu organisme menghasilkan zat kimia yang menghambat pertumbuhan
organisme lain. Contoh: Jamur Penicillium menghasilkan penisilin
untuk membunuh bakteri di sekitarnya.
FISIKA
BESARAN, SATUAN, DAN
SISTEM SATUAN
A.
Besaran
dan Satuan
ü Besaran
Pokok (SI): Panjang
(m), Massa (kg), Waktu (s), Kuat Arus (A), Suhu (K), Jumlah Zat (mol), Intensitas
Cahaya (cd).
ü Besaran
Turunan: Besaran
yang diturunkan dari besaran pokok. Contoh: Luas (m2), Kecepatan
(m/s), Gaya (N = kg/m/s2), Tekanan (Pa), Energi (J).
ü Sistem
Satuan: Sistem
Internasional (SI) menggunakan basis metrik (MKS: Meter, Kilogram, Sekon).
ü Standar
Satuan: Contoh:
1meter standar didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang
hampa selama 1/299.792.458 sekon.
B.
Alat
Ukur Dasar dan Ketelitian
ü Mistar: Ketelitian 1 mm (0,1 cm).
ü Jangka
Sorong: Mengukur
diameter dalam, luar, dan kedalaman. Ketelitian umumnya 0,1 mm atau 0,05 mm.
ü Mikrometer
Sekrup: Mengukur
ketebalan benda tipis. Ketelitian 0,01 mm.
ü Neraca
O'Hauss: Mengukur
massa dengan ketelitian hingga 0,01 gram.
ü Multimeter
(Amperemeter/Voltmeter): Digunakan untuk mengukur variabel listrik.
C.
Ketidakpastian
Pengukuran
ü
Hasil
pengukuran dilaporkan sebagai 
ü
Ketidakpastian Mutlak (
)
Biasanya 1/2
(skala terkecil alat ukur)
ü Ketidakpastian Relatif ( 
) :
(100%). Semakin kecil persentasenya, semakin teliti pengukuran
tersebut.
D.
Penerapan
dalam Biologi (Fisiologi)
Dalam
olimpiade, Fisika sering diterapkan untuk mengukur variabel makhluk hidup:
§
Laju Pertumbuhan: v = ( 
) (cm/hari).
§ Laju Transpirasi: Menggunakan fotometer (mengukur volume air per satuan waktu).
§ Laju
Denyut Jantung:
Frekuensi (f = {n}/{t}) dalam satuan BPM (Beats Per Minute).
§ Konversi
Suhu: Penting dalam
mengukur suhu tubuh hewan endoterm vs eksoterm (C, F, R, K).
SOAL LATIHAN
1. Dalam
menumbangkan teori Generatio Spontanea, percobaan Louis Pasteur
dianggap yang paling valid dibandingkan Spallanzani karena (In debunking the Generatio
Spontanea theory, Louis Pasteur's experiment was considered more valid
than Spallanzani's because) ...
a.
Pasteur
menggunakan kaldu yang lebih steril.
b. Wadah
leher angsa memungkinkan masuknya "gaya hidup" dari udara namun
menjebak mikroba.
c.
Pasteur
melakukan pemanasan dengan suhu yang lebih tinggi.
d.
Spallanzani
menggunakan wadah yang terlalu tertutup rapat.
2. Pada
eksperimen Miller-Urey, gas-gas atmosfer purba (CH4, NH3,
H2, H2O) tidak akan menghasilkan asam amino jika tidak
ada loncatan listrik. Dalam konteks pencerahan pengetahuan, loncatan listrik
tersebut mengevaluasi peran. (In the Miller-Urey experiment, primordial
atmospheric gases would not produce amino acids without an electric spark. In
the context of enlightenment, the spark evaluates the role of)..
a.
Energi panas
vulkanik.
b.
Radiasi
sinar ultraviolet.
c.
Energi
petir sebagai aktivator reaksi kimia.
d.
Keberadaan
oksigen bebas.
3. Seorang
pendaki gunung mengalami sesak napas di puncak yang tinggi. Tubuhnya merespons
dengan meningkatkan detak jantung dan frekuensi napas. Evaluasilah ciri makhluk
hidup yang paling dominan bekerja di sini! (A mountain climber
experiences shortness of breath at a high peak. Their body responds by
increasing heart rate and breathing frequency. Evaluate the most dominant
characteristic of living things at work here)!
a.
Metabolisme
(Metabolism).
b.
Adaptasi
Fisiologi & Homeostasis (Physiological Adaptation & Homeostasis).
c.
Reproduksi
(Reproduction)
d.
Iritabilitas
(Irritability)
4. Mengapa
virus sering disebut sebagai organisme "ambang" antara makhluk hidup
dan benda mati? ( Why are viruses often called
"borderline" organisms between living and non-living things)?
a.
Karena
memiliki sel tetapi tidak bermetabolisme.
b.
Karena
dapat dikristalkan tetapi memiliki materi genetik.
c.
Karena bernapas
namun tidak tumbuh.
d.
Karena
dapat bergerak namun tidak bereplikasi.
5. Kristal
garam dapat bertambah besar volumenya di dalam air jenuh. Mengapa fenomena ini
tidak dapat disebut sebagai "Pertumbuhan" dalam biologi? (Salt
crystals can increase in volume in saturated water. Why can't this phenomenon
be called "Growth" in biology)?
a.
Karena
kristal tidak memiliki energi.
b.
Karena
penambahan materi terjadi secara akresi (luar), bukan intususepsi (dalam sel).
c.
Karena
kristal tidak memiliki DNA.
d.
Karena
kristal hanya tumbuh di air.
6. Pengukuran
faktor abiotik berupa pH tanah sangat penting bagi tumbuhan karena memengaruhi.(
Measuring the abiotic factor of soil pH is crucial for plants because it
affects)...
a.
Laju
fotosintesis secara langsung.
b.
Ketersediaan
mineral dan nutrisi yang dapat diserap akar.
c.
Intensitas
cahaya yang diterima daun.
d.
Frekuensi
mutasi genetik pada biji.
7. Metode Mark-Recapture
digunakan untuk menghitung populasi biotik yang mobile. Jika 60 ekor burung
ditandai (M), lalu minggu depan ditangkap 50 ekor (C) dan 12 di antaranya
bertanda (R), populasi totalnya adalah... (The Mark-Recapture
method is used to calculate mobile biotic populations. If 60 birds are marked
(M), then next week 50 are caught (C) and 12 of them are marked (R), the total
population is)...
a.
200
b.
250
c.
300
d.
500
8. Interaksi
antara ikan badut dan anemon laut sering disebut mutualisme, namun beberapa
ilmuwan menganggapnya komensalisme jika ikan badut tidak memberikan
perlindungan nyata. Evaluasi ini didasarkan pada... (The
interaction between clownfish and sea anemones is often called mutualism, but
some scientists consider it commensalism if the clownfish provides no real
protection. This evaluation is based on)..
a.
Jenis
makanan yang dikonsumsi.
b.
Keuntungan
timbal balik bagi kedua pihak.
c.
Lokasi
tempat tinggal.
d.
Ukuran
tubuh organisme.
9. Alelopati
pada pohon Pinus menghambat pertumbuhan rumput di bawahnya. Interaksi ini
termasuk dalam kategori... (Allelopathy in Pine trees inhibits
grass growth beneath them. This interaction is categorized as)..
a.
Parasitisme
b.
Amensalisme
(Antibiosis)
c.
Komensalisme
d.
Predasi
10.
Peningkatan
kadar gas rumah kaca (abiotik) mengakibatkan peningkatan suhu global (abiotik)
yang menyebabkan pemutihan terumbu karang (biotik). Ini adalah contoh rantai
interaksi... (Increased greenhouse gases (abiotic) lead to
global temperature rise (abiotic) which causes coral bleaching (biotic). This
is an example of an interaction chain of).
a.
Abiotik –
Abiotik – Biotik.
b.
Biotik – Biotik
– Abiotik.
c.
Abiotik –
Biotik – Abiotik.
d.
Biotik – Abiotik
– Biotik.
11. Sebuah tanaman tumbuh dari 5 cm menjadi 12
cm dalam waktu 1 minggu. Berapakah laju pertumbuhan rata-rata tanaman tersebut
dalam SI (m/s)? (A plant grows from 5 cm to 12 cm in 1 week.
What is the average growth rate in SI (m/s)?
a. 1,15
x 10-7 m/s
b. 1,15
x 10-5 m/s.
c. 7,0
x 10-2 m/s.
d. 1,0
x 10-7 m/s.
12. Seorang
siswa mengukur kuat arus listrik pada jaringan otot katak menggunakan
amperemeter. Jika skala menunjukkan 20 mA, maka nilai tersebut setara dengan...
(A student measures the electric current in a frog's muscle
tissue using an ammeter. If the scale shows 20 mA, the value is equivalent to).
a.
2 x 10-3
A.
b.
2 x 10-2
A.
c.
2 x 102
A.
d.
0,2
13. Standar
satu kilogram massa sekarang didefinisikan berdasarkan konstanta Planck, bukan
lagi prototipe logam. Evaluasi alasan perubahan ini! (The
standard of one kilogram mass is now defined based on the Planck constant, no
longer a metal prototype. Evaluate the reason for this change)!
a.
Logam
prototipe terlalu berat.
b.
Konstanta
fisika bersifat universal dan tidak berubah seiring waktu.
c.
Konstanta
Planck lebih mudah ditemukan di alam.
d.
Perubahan
ini memudahkan perdagangan internasional.
14. Berapakah
jumlah angka penting dari hasil pengukuran 0,005070 m? (How
many significant figures are in the measurement result of 0,005070 m)?
a.
3
b.
4
c.
6
d.
7
15. Seorang
siswa ingin mengukur volume sebuah batu kecil yang bentuknya tidak beraturan.
Metode manakah yang paling akurat? (Student wants to measure
the volume of a small, irregular stone. Which method is most accurate)?
a.
Menggunakan
mistar dan rumus geometri.
b.
Menggunakan
gelas ukur berisi air (metode perpindahan).
c.
Menggunakan
mikrometer sekrup.
d.
Menimbang
massa batu saja.
16. Jika
sebuah stopwatch memiliki skala terkecil 0,1 sekon, maka hasil pengukuran waktu
yang dilaporkan dengan ketidakpastian mutlak yang benar adalah... (If
a stopwatch has the smallest scale of 0.1 seconds, then the time measurement
result reported with the correct absolute uncertainty is...
a.
(5,0 +- 0,1) sekon
b.
5,00 +- 0,05) s}
c.
(5,0 +- 0,05) s
d.
(5 +- 0,5) s
17. Manakah
di bawah ini yang merupakan pasangan besaran turunan dengan dimensi yang benar?
(Which of the following is a pair of derived quantities with
the correct dimensions)?
a.
Kecepatan:
[L][T]
b.
Gaya:
[M][L][T]-2}
c.
Luas: [L]3
d.
Massa
Jenis: [M][L]-2
18. Satuan
Watt (W) merupakan satuan untuk daya. Dalam besaran pokok, Watt setara
dengan... (The Watt is the unit for power. In fundamental
units, Watt is equivalent to)..
a.
kg.m2s-3
b.
kg.m.s-2
c.
kg.m2s-2
d.
kg.m.s-3
19. Alat yang digunakan untuk mengukur
kelembapan udara (faktor abiotik) adalah... (The tool used to
measure air humidity (abiotic factor) is...
a.
Barometer.
b.
Higrometer.
c.
Termometer.
d.
Anemometer.
20. Sebuah kelereng bermassa 20 g dimasukkan
ke gelas ukur, air naik dari 50 ml ke 58 ml. Massa jenis kelereng tersebut
adalah... (A marble with a mass of 20 g is placed in a
graduated cylinder, the water rises from 50 ml to 58 ml. The density of the
marble is...
a. 2,5
g/cm3
b. 0,4
g/cm3
c. 1,5
g/cm3
d. 5,0 g/cm3
){kind=link}