Latihan Soal IPA Terpadu SMA Online

KEHIDUPAN DI LINGKUNGAN EKSTREM

Di bumi, lingkungan dingin lebih banyak dijumpai daripada lingkungan panas. Lautan mempunyai suhu rata-rata 1-3°C dan meliputi lebih setengah bola dunia, Antartika dan Artika adalah dataran es yang beku. Suhu rata-rata bulan terpanas kurang dari 0°C dan pada bulan terdingin kurang dari -38°C. Air yang ditemukan di bawah muka es pada suhu itu adalah air lewat dingin. Mulai suhu -40°C semua air membeku. Lingkaran Antartika dan lingkaran Artika yang berada pada lintang 65° adalah batas tepi kutub selatan dan kutub utara. Lingkungan dengan suhu di bawah sekitar 3°C digolongkan sebagai lingkungan ekstrem dingin. Sebaliknya lingkungan panas dijumpai di sumber air panas, kawah gunung berapi yang aktif, bahkan di dasar laut yang berdekatan dengan lapisan magma bumi yang lebih dalam. Di atas suhu 60°C disebut lingkungan panas ekstrem, karena rata-rata manusia jarang dapat bertahan.

Mengejutkan sekali bahwa tempat yang oleh manusia dianggap ekstrem ternyata penuh dengan jasad-jasad hidup berupa mikroba-mikroba yang digolongkan sebagai Extremopilae. Mikroba-mikroba itu hidup dengan baik, bahkan memerlukan habitat semacam itu untuk dapat berkembang biak. Manusia tertarik pada golongan mikroba ini karena enzim mikroba tersebut tahan/berfungsi dalam kondisi ekstrem. Enzim dari Extremopilae tersebut menjadi dasar pengetahuan baru/penggunaan enzim. Extremozyme membantu menstabilkan rasa makanan dan obat. Kini telah ditemukan lebih dari 50 jenis Extremopilae di antaranya ada yang tahan sampai suhu 105°C.

Extremopilae yang menyukai lingkungan dingin adalah Polaromonas vacuolata. Di atas 12°C mikroba itu kepanasan dan berhenti berkembang biak. Enzim yang dihasilkan oleh mikroba itu dipakai untuk pengolahan makanan di suhu rendah, pembuatan aroma dan detergen untuk mencuci di air dingin.

Selain berada di lingkungan dingin dan panas ditemukan juga mikroba yang menyukai lingkungan berupa lingkungan yang amat asam (pH<5). Enzim yang dapat diisolasi dipakai untuk mengolah pakan ternak, sehingga butir makanan dapat lebih mudah diterima oleh hewan ternak. Sebaliknya mikroba di lingkungan yang amat basa (pH>9) memiliki kegunaan untuk pembuatan detergen pembersih lemak atau noda lemak makanan, melembutkan bahan selulosa pembuat kain jeans.

Petunjuk A dipergunakan untuk menjawab soal nomor 1 sampai nomor 3.

Berdasarkan bacaan di atas, manakah pernyataan berikut yang benar tentang enzim dari Extremopilae?

PENYAKIT DEMAM BERDARAH

Penyakit Demam Berdarah Dengue (DBD) telah menyebabkan kesakitan dan kematian yang cukup tinggi setiap tahun. Pada tahun 1983 jumlah penderita 11.062 jiwa dengan angka kematian 422 jiwa, pada tahun 1988 jumlah penderita 47.573 jiwa dengan angka kematian 1.527 jiwa, tahun 1991 jumlah penderita 21.120 jiwa dengan angka kematian 578 jiwa, tahun 1993 jumlah penderita 7.392 jiwa dengan angka kematian 171 jiwa.

Dalam suatu eksperimen pertumbuhan nyamuk Aedes aegypti dari telur hingga menjadi nyamuk dengan temperatur rata-rata 24°C dan dengan air sumur yang tingkat asam basanya diatur, ternyata pada pH 7 jumlah nyamuk yang diperoleh adalah yang paling banyak. Hal ini diduga erat kaitannya dengan pembentukan enzim sitokrom oksidase di dalam tubuh terhadap proses pembentukan enzim tersebut. Dalam eksperimen ini jumlah nyamuk yang diperoleh dengan berbagai tingkatan ph disajikan dalam tabel di bawah ini:

Dalam hal pemberantasan larva Aedes aegypti secara kimiawi, harus diperhatikan penampungan air yang digunakan untuk kebutuhan sehari-hari, khususnya untuk minum dan masak. Beberapa larvasida yang memenuhi syarat antara lain temephos (abate), methoprene, diflubenzuron, triflumuron, verazin. Selain senyawa-senyawa kimia sintetis tersebut, terdapat pula senyawa kimia yang berasal dari tumbuhan yang terkandung dalam akar, batang, daun, buah dan biji. Tumbuhan tersebut antara lain adalah langsat, ekstrak biji jarak, jus bawang merah, yang berpotensi besar sebagai larvasida Aedes aegypti.

Petunjuk A: dipergunakan dalam menjawab soal nomor 1 sampai ke nomor 3

Menurut percobaan dalam naskah, pH air dan kadar oksigen terlarut dapat mempengaruhi pembentukan senyawa spesifik dalam nyamuk. Senyawa itu adalah . . .

PENTINGNYA KALIUM DALAM KEHIDUPAN

Kalium adalah unsur teringan yang mengandung isotop radioaktif alami. Unsur K alami dibentuk oleh isotop-isotop ³⁹K, ⁴⁰K, dan ⁴¹K. dari ketiga isotop ini, isotop yang pertama dan isotop yang terakhir menunjukkan sifat yang stabil, masing-masing mempunyai kelimpahan sekitar 93,4% dan 6,6% dari keseluruhan kalium di alam.

Isotop radio alami ⁴⁰K mempunyai waktu paruh 1,3 milyar tahun dan pada saat ini berada pada tahap akhir peluruhan radioaktifnya. Jumlah yang tersisa diperhitungkan tinggal 1,012% dari kalim alami dan radiasinya semakin berkurang, sampai akhirnya tak berarti. Bila seseorang membuat asumsi yang cukup beralasan mengenai kecepatan peluruhan dan kelimpahan Kalium radioaktif serta energi yang dikeluarkan pada proses disintegrasi radioaktif, maka dapat dihitung bahwa panas yang dihasilkan akan cukup untuk mempertahankan bumi dalam keadaan cair. Barangkali ini ada kaitannya dengan pengerasan kerat kulit bumi.

Dalam air laut, jumlah Kalium jauh lebih sedikit daripada jumlah Natrium, tetapi di dalam batuan endapan jumlah Kalium lebih banyak dibandingkan jumlah Natrium. Bukti tertentu menunjukkan bahwa sel-sel kehidupan bertanggung jawab terhadap pengambilan Kalium dari laut dalam jumlah besar. Organisme-organisme laut mengabsorpsi Kalium ke dalam sel-sel tubuh mereka. Bila organisme-organisme ini mati, mereka akan menyatu dengan batuan-batuan di dasar laut bersama Kaliumnya.

Bila kadar kalium darah meningkat lebih dari 3-4 kali nilai normal, maka denyut jantung akan berhenti. Peningkatan sedikit lagi akan mengakibatkan saraf berhenti menyampaikan impuls-impuls listrik dan otot-otot menjadi lumpuh. Bila 6% saja dari kalium di dalam sel dibiarkan terlepas dengan cepat ke dalam rongga luar sel, maka organisme akan segera mati. Untunglah hal itu tidak terjadi dalam keadaan normal. Pengendalian kesetimbangan ion Na-K dibantu oleh adanya pompa ion yang beropasi. ATP menarik kembali ion K yang keluar dari sel. Kadar ion K di luar sel pada tumbuhan relative lebih tinggi daripada ion K dalam sel hewan. Unsur Kalium juga diperlukan untuk proses fotosintesis.

Kalau aktifitas ion Kalium awal sama dengan A, dan waktu paruhnya seperti disebutkan dalam naskah, maka untuk menurukan aktifitas menjadi seperdelapan dari awalnya diperlukan waktu (dalam milyar tahun) ... 

Konsentrasi ion K di luar sel-sel normal...

Jika kelimpahan isotop ⁴⁰K dianggap nol, dan diketahui kelimpahan isotop ³⁹K adalah 93,26% serta ⁴¹K adalah 6,74%, maka massa atom rata-rata dari 100 atom Kalium adalah...