BAB 4 LISTRIK STATIS DAN SISTEM SARAF

 

Keterangan : Setiap Pertemuan = 1 Jam Pelajaran

  Pertemuan ke-1  

IPA Kelas 9   Semester Ganjil

Sebelum memulai pelajaran ini, kalian harus sudah mahir operasi bilangan pangkat.

Misalnya =  4 x 10^-3 x  2 x 10^-2 = ....? 

Jawabnya adalah = ....?

iya tepat... 

= 8 x  10^-5 

  

BAB 4

LISTRIK STATIS DAN SISTEM SARAF

 Pada pertemuan ini kamu akan mempelajari tentang, meliputi:

A) Benda bermuatan listrik, Peristiwa kelistrikan, dan Sifat Muatan Listrik

B) Hukum Coulomb

C) Kelistrikan pada sistem Saraf, Jantung dan Tulang

D) Hewan yang mengandung listrik

MATERI

A) Benda bermuatan listrik, Peristiwa kelistrikan, dan Sifat Muatan Listrik

    Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral.

Perhatikan gambar atom berikut!

Gambar 4.1 Model Atom Karbon.

Jadi, 

proton adalah bagian dari atom yang bermuatan positif.

Sifat proton antara lain adalah tidak bisa berpindah dari benda satuke benda lainnya.

netron adalah bagian dari atom yang tidak bermuatan (netral)

elektron adalah bagian dari atom yang bermuatan negatif.
Salah satu sifat elektron adalah bisa berpindah dari benda satu ke benda lainnya.

Beberapa peristiwa yang berhubungan dengan listrik statis adalah terjadinya PETIR, plastik digosok menggunakan rambut (wol), kaca digosok menggunakan sutera.

Gambar 4.2 Plastik yang digosok wol menjadi bermuatan listrik negatif, sehingga bisa menarik potongan kertas kecil.

Mengapa demikian, bisakah Anda menjelaskan?

Gambar 4.3 Kaca yang digosok sutera menjadi bermuatan listrik positif.

Sifat Muatan Listrik:

Benda yang bermuatan listrik sejenis akan saling tolak menolak.

BEnda yang berlainan jenis akan saling menarik.

Alat-alat listrik yang berhubungan dengan listrik statis:

1) Generator Van de Graaff = yaitu alat yang digunakan untuk menimbulkan muatan listrik yang sangat besar

2) Elektroskop = yaitu alat untuk mengetahui ada/ tidaknya muatan listrik pada benda.

Sifat-sifat elektron dan arus listrik:

- elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi.

- Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke petensial rendah.

Contoh: 

A bermuatan - 3 C dan B bermuatan +7 C; maka elektron akan bergerak dari A ke B.

atau bisa digambarkan sbb:

Gambar 4.4 Arah aliran elektron dari A ke B. Arah arus listrik dari B ke A.

B) Hukum Coulomb

Bunyi hukum Coulomb : "Gaya listrik antara dua benda bermuatan sebanding dengan muatan masing-masing berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda itu"

Dirumuskan sbb:

Keterangan:

F = Gaya Coulomb, satuan Newton atau N.

Q1 = muatan benda kesatu, satuan Coulomb atau C.

Q2 = muatan benda kedus, satuan Coulomb atau C.

r = jarak antara kedua benda, satuan meter atau m.

k = konstanta atau keteapan yang besarnya tidak berubah, yaitu = 9 . 10⁹  N.m².C^-2

  Pertemuan ke-2  

Contoh soal 1:

Dua buah benda bermuatan listrik, masing-masing +2 x 10^-3 C dan - 3 x 10^-2 C, terpisah sejauh 3 m. Jika k = 9 . 10⁹  N.m².C^-2

a) Berapa besar gaya yang ditimbulkan?

b) Apakah gaya yang timbul saling menolak atau saling menarik? 

Penyelesaian: 

a) Diketahui: 

k = 9 . 10⁹  N.m².C^-2

Q1 = +2 x 10^-3 C 

Q2 = - 3 x 10^-2 C

r = 3 m

Ditanyakan: F = ...?

Jawab : 

F = (k. Q1. Q2) : r² 

= ( 9 . 10⁹ ) . (+2 x 10^-3 ).( - 3 x 10^-2 ) : 3² 

= ( 9 . +2 . -3 ) :  3² . (10^{9 - 3 - 2} ) = - 6 x 10⁴ Newton.

Jadi, F = - 6 x 10⁴ Newton.

b) Gaya yang ditimbulkan adalah tarik menarik (ditandai dengan F = - (minus).

MEDAN LISTRIK

Medan listrik adalah ruang di sekitar benda bermuatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik.

Pada muatan positif, arahnya ke luar, dan pada muatan negatif arahnya ke dalam (pusat).

Gambar 4.5 Arah garis gaya pada muatan positif dan muatan negatif

Rumus Medan Listrik (E) 

E = k . Q1 :  r²

 Keterangan :

E = kuat medan listrik (N/C)

Q1 = muatan listrik pada benda pertama (Coulomb)

r = jarak Q1 ke titik uji (meter)

POTENSIAL LISTRIK

Potensial listrik adalah besarnya usaha yang digunakan untuk memindahkan muatan dari B ke A per satuan muatan.

Rumus : 

V = W : Q

Keterangan :

V = Potensial listrik (Volt)

Q = muatan listrik pada benda pertama (Coulomb)

W = Energi listrik (Joule)

atau dirumuskan dengan

V = k. Q : r

Keterangan :

V = Potensial listrik (Volt)

Q = muatan listrik pada benda pertama (Coulomb)

r = perpindahan muatan (meter)

Contoh 2: 

Energi yang digunakan untuk memindahkan muatan 8 x 10^-19  C pada muatan 10 V adalah ....

Penyelesaian:

Q = 8 x 10^-19  C

V = 10 V

Ditanya: W = ...?

Jawab: 

W = Q. V

 = 8 x 10^-19  C x 10 V = 8 x  10^-18  Joule.

Selanjutnya, baca ulang Buku Paket IPA, kelas 9, Penerbit Erlangga halaman 87 s/d 98. Dan buka latihan ulangan bab 4 halaman 115 . 

TO BE CONTINUED...!

BAB 3 - PEWARISAN SIFAT [SMP KELAS 9 SEM.1]

 

Keterangan : Setiap Pertemuan = 1 Jam Pelajaran

  Pertemuan ke-13   Jam ke -13  

IPA Kelas 9   Semester Ganjil

     

BAB 3

PEWARISAN SIFAT

 Pada pertemuan ini kamu akan mempelajari tentang, meliputi:

A) Genetika Hukum Mendel

B) Persilangan Monohibrida

C) Uji Persilangan

D) Persilangan Dihibrida

E) Penerapan Genetika

Sebelum memulai materi yang sangat menyenangkan ini,

Apa jadinya ya jika dua hewan berbeda warna dikawinkan?

Misalnya beruang kutub warna putih dikawinkan dengan beruang warna hitam?

Yuk... Simak Video  berikut!

Klik Video ini: 

Video 1 : Spesies Aneh & Langka Hasil Kawin Silang

Durasi = 4 menit 25 detik 

Klik Video ini: 

Video 2  : Mengenal DNA

Durasi = 2 menit 35 detik 

A.   Genetika Hukum Mendel

Gregor Johann Mendel. 

Mendel menemukan bahwa pewarisan sifat dari induk kepada keturunannya mengikuti suatu pola tertentu.

Mendel diakui sebagai Bapak Genetika karena dianggap sebagai penemu prinsip dasar penurunan sifat (hereditas) yang sering dikenal dengan hukum Mendel. Dalam percobaannya, Mendel menanam tanaman kacang ercis atau kacang kapri (Pisum sativum) dan memeriksa keturunan-keturunannya. 

Alasan Mendel untuk menggunakan kacang ercis dengan alasan:

- Menghasilkan banyak keturunan 

- Daur hidup pendek dan tumbuh dengan cepat, dan cepat dipanen. 

- Mudah melakukan penyerbukan

- Menghasilkan keturunan yang berbeda / sangat bervariasi yang mencolok.

Perhatikan perbedaan yang mencolok berikut ini:

   

Gambar 3.1    Perbedaaan ukuran batang, ada yang tinggi ada yang pendek.

             

Gambar 3.2    Perbedaaan warna bunga ada warna ungu dan warna putih

Gambar 3.3    Perbedaaan bentuk biji, ada yang halus ada yang keriput (kisut)

   

Gambar 3.4    Perbedaaan warna bijinya, ada yang kuning ada yang hijau

* Langkah pertama yang dilakukan Mendel adalah menentukan galur murni.

Galur murni artinya bila melakukan penyerbukan sendiri, menghasilkan keturunan yang sama dengan induknya.

* Langkah kedua: Mendel menyilangkan dua tanaman galur murni yang memiliki satu sifat beda (= monohibrid).

Misalnya : tanaman kapri bunga ungu disilangkan (dikawinkan) dengan kapri bunga putih.

Selanjutnya kedua tanaman ini diberik kode : P1.

P1 (parental 1 = induk 1)

disilangkan (X)

Gambar 3.5    Persilangan kapri bunga warna ungu dengan bunga warna putih. 

Seperti inilah salah satu cara menyilangkan dua bunga, 

Simak video berikut!

Klik Video ini: 

Video 3 : Menyilangkan bunga warna ungu dengan putih 

Durasi = 1 menit 55 detik 

Setelah menunggu beberapa minggu, diperoleh anakan hasil persilangan.

Lalu biji-biji anakan tersebut ditanam dan ternyata ....

Seluruh anak-anaknya tumbuh dan berbunga dengan warna ungu. Tidak ada yang berwarna putih.

Selanjutnya seluruh anak-anaknya (keturunan pertama) ini diberi kode : F1

F1 (Filial 1 = keturunan ke-1)

  

Gambar 3.6   Seluruh anak-anaknya, memiliki ciri bunga warna ungu.

Eksperimen Mendel sampai di sini dapat diperoleh data sementara bahwa, seluruh anak-anaknya berwarna ungu. Bisa dikatakan bahwa tanaman warna ungu lebih dominan. Lalu kemana sifat warna putih? Apakah hilang? Timbul bermacam-macam pertanyaan dan tentunya membuat Mendel semakin penasaran.

* Langkah ketiga: Mendel menyilangkan tumbuhan sesama keturunan pertama (sesama F1).

disilangkan (X) 

Apa yang terjadi selanjutnya? Bagaimana sifat-sifat anak-anaknya?

Keturunan yang diperoleh selanjutnya diberi kode F2 (Filial 2 = keturunan kedua). Mendel mencatat sifat-sifat yang diperoleh. Begitu seterusnya, eksperimen dilakukan hingga F7. Setelah berhasil mendapatkan pola pewarisan sifat dengan satu sifat beda (monohibrid), Mendel melanjutkan eksperimen dengan dua sifat beda (dihibrida). Misalnya tanaman berbatang tinggi dan biji bulat disilangkan dengan tanaman berbatang pendek dan berbiji keriput.

Dari percobaan monohibrida dan dihibrida, Mendel menyimpulkan bahwa;

1) setiap sifat makhluk hidup dikendalikan oleh sepasang faktor penentu seifat.

2) setiap pasangan faktor penentu sifat, memperlihatkann salah satu sifat penampakan luar

3) satu faktor penentu sifat dapat menutupi faktor penentu sifat lainnya

4) satu faktor penentu sifat dapat tertutupi faktor penentu sifat lainnya

5) individu murni (galur murni) memiliki sifat faktor penentu yang sama

6) pasangan faktor penentu sifat memisah secara bebas ketika pembentukan sel kelamin (gamet)

7) setiap faktor penentu sifat dapat berpasangan secara bebas.

ISTILAH-ISTILAH PENTING:

1) Genotip adalah jenis gen yang mengendalikan fenotipe. Sifat ini tidak tampak / tidak bisa dideteksi oleh alat indera manusia. Misalnya; untuk fenotipe dominan warna merah pada bulu angsa, terdapat dua jenis genotipe, yaitu MM (homozigot) atau Mm (heterozigot). Sedangkan, fenotipe bulu putih dikendalikan oleh geotipe mm (homozigot).

2) Fenotip adalah suatu sifat fisik makhluk hidup yang dapat diamati. Dengan kata lain: sifat yang bisa dideteksi/ diamati oleh panca indera manusia, misalnya bulu angsa berwarna merah.

Perhatikan ilusrasi berikut!

Genotipe suatu makhluk hidup terdapat dalam kromosom, sedangkan kromosom ada di dalam sel yang sangat kecil dan hanya bisa diamati menggunakan mikroskop super canggih.

Fenotipe angsa mudah diamati menggunakan mata.

Gambar 3.6    Salah satu contoh perbedaan genotipe dengan fenotipe.

Genotipe (gen bawaan) dari induknya tidak tampak oleh mata, hanya pasangan alel. 

Fenotipe angsa sangat jelas biisa diamati menggunakan mata.

3) Alel adalah pasangan gen yang dimiliki setiap gen. Misalnya genotipe Mm memiliki pasangan alel M dan m.

4) Dihibrida = dua sifat beda.

5) Monohibrida = satu sifat beda.

6) Filial = keturunan.

7) Parental = induk

8) Segregasi = pemisahan

9) Dominan = sifat yang menutupi sifat lain, alelnya disimbolkan dengan huruf KAPITAL, misal : MM.

10) Resesif = sifat yang tertutupi, alelnya disimbolkan dengan huruf kecil, misal mm.

  Pertemuan ke-14   Jam ke -14 

B) Persilangan Monohibrida

Sebelum belajar menyilangkan makhluk hidup kalian harus mengenal hukum segregasi (pemisahan) bebas.

Makhluk hidup (misalnya seekor angsa) memiliki genotipe Mm, maka angsa tersebut memiliki gamet (alel) M dan m.

Perhatikan berbagai macam contoh persilangan monohibrida berikut:

Contoh 1) 

Tanaman kacang ercis berbunga ungu  homozigot (genotipe UU) disilangkan dengan kacang ercis berbunga  putih   (genotipe uu). Alel U (ungu) dominan terhadap alel u (putih). 

a) Tentukan genotipe pada keturunan pertama!

b) Tentukan fenotipe pada keturunan pertama!

Jawab:

Genotipe Parental 1 (P1) :  UU   ><  uu

Fenotipe Parental 1 (P1) :  ungu      putih

Gamet (alel)  :                      U           u

    Catatan: karena gametnya sama ( U & U) maka cukup diambil satu saja.

Genotipe keturunan 1 (F1) :  Uu

Fenotipe keturunan 1 (F1) :  ungu.

Jadi, 

a) genotipe pada keturunan pertama adalah semua Uu; dan

b) fenotipe pada keturunan pertama adalah semua ungu.

Contoh 2) 

Tanaman kacang ercis berbunga ungu  heterozigot (Uu) disilangkan dengan kacang ercis berbunga  putih   (genotipe uu). Alel U (ungu) dominan terhadap alel u (putih). 

a) Tentukan genotipe pada keturunan pertama!

b) Tentukan fenotipe pada keturunan pertama!

Jawab:

Genotipe Parental 1 (P1) :  Uu   ><  uu

Fenotipe Parental 1 (P1) :  ungu      putih

Gamet (alel)  :                   U & u       u

Genotipe keturunan 1 (F1) :  Uu dan uu

Fenotipe keturunan 1 (F1) :  ungu dan putih

Jadi,

a) genotipe pada keturunan pertama adalah 1 Uu dan 1 uu; 

b) fenotipe pada keturunan pertama adalah ungu & putih.

Contoh 3) 

Tanaman kacang ercis berbunga  ungu  heterozigot (Uu) disilangkan dengan kacang ercis berbunga   ungu  heterozigot (Uu). Alel U (ungu) dominan terhadap alel u (putih). 

a) Tentukan genotipe pada keturunan pertama!

b) Tentukan fenotipe pada keturunan pertama!

c) Tentukan perbandingan (rasio) genotipe pada keturunan pertama!

d) Tentukan perbandingan (rasio) fenotipe pada keturunan pertama!

Jawab:

Genotipe Parental 1 (P1) :  Uu   ><  Uu

Fenotipe Parental 1 (P1) :  ungu      ungu

Gamet (alel)  :                   U & u     U & u

Genotipe keturunan 1 (F1) :  UU;  Uu;  Uu  dan uu

Fenotipe keturunan 1 (F1) :   3 ungu dan 1 putih

Jadi, 

a) genotipe pada keturunan pertama adalah 1 UU; 2 Uu dan 1 uu; 

b) fenotipe pada keturunan pertama adalah 3 ungu & 1 putih.

c) perbandingan genotipe pada keturunan pertama adalah UU : Uu : uu = 1 : 2 : 1

d) Tentukan perbandingan fenotipe pada keturunan pertama ungu : putih = 3 : 1

Persilangan Intermediet

Ada beberapa penyimpangan dalam hukum Mendel. Misalnya bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) merah (MM) disilangkan dengan wrna putih (mm), menghasilkan keturunan berwarna merah muda (Mm).

Gambar 3.7    Bunga pukul empat merah

   

Warna merah, putih dan merah muda

Simak video berikut!

Klik Video ini: 

Video 4 : Persilangan Intermediet 

Durasi= 4 menit 49 detik 

Pembahasan viedo 4) 

Dari video 4 (Youtube) di atas kita dapat menuliskan kembali yaitu;

Bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) merah homozigot (MM) silangkan dengan bunga pukul empat putih (mm), menghasilkan  keturunan pertama (F1) berwarna merah muda.

Apabila sesama F1 disilangkan (dikawinkan) dengan sesamanya, akan diperoleh keturunan kedua (F2) dengan cara sebagai berikut:

Penjelasan:

Pada kasus bunga pukul empat, terlihat bahwa alel M tidak bersifat dominan penuh terhadap alel m. 

Akibatnya ketika alel M berpasangan dengan alel m, dihasilkan genotipe Mm dan fenotipe merah muda. Persilangan ini disebut intermediet.

Kerjakan juga : Latihan Soal 3.1

Bentuk Soal : Pilihan Ganda; 5 soal

Sebelum melanjutkan ke materi selanjutnya, sebaiknya me-review lagi beberapa istilah-istilah penting.

Coba kerjakan Latihan Berikut di buku catatanmu!

Latihan Soal 3.2

Pasangkanlah pernyataan berikut dengan jawaban yang benar!

Sumber: IPA 9, Erlangga, hal 85.

Mau tahu jawabannya, dan berapa skormu, kerjakan juga bagian ini:

Kerjakan juga : Latihan Soal 3.2

Bentuk Soal : Pilihan Ganda; 10 soal

Latihan Soal 3.3

1) Tanaman mangga manis (Mm) heterozigot disilangkan dengan tanaman mangga masam (mm). Sifat manis dominan terhadap masam. 

a) Tentukan perbandingan genotipe pada keturunan pertama!

b) Tentukan perbandingan fenotipe pada keturunan pertama!

2) Tanaman kacang ercis biji bulat (BB) disilangkan dengan kacang ercis biji keriput (bb), diperoleh keturunan pertama (F1) kacang ercis berbiji bulat.  Alel B (bulat) dominan terhadap alel b (keriput). Jika sesama F1 disilangkan, diperoleh keturunan kedua (F2). 

a) Tentukan perbandingan (rasio) genotipe pada keturunan kedua (F2)!

b) Tentukan perbandingan (rasio) fenotipe pada keturunan kedua (F2)!

  Pertemuan ke-15  Jam ke -15  

C) Uji Persilangan

Perhatikan bunga warna ungu berikut!

Alel U (Pigmen ungu) bersifat dominan terhadap alel u (putih).

Hanya dengan melihat saja, dapatkah kalian menentukan, genotipe bunga tersebut   UU  atau  Uu ?

Tentu tidak. Karena genotipe UU memiliki fenotipe (tampak luar) ungu, dan genotipe Uu juga memiliki fenotipe (tampak luar) ungu.

Untuk mengetahuinya, Mendel menyilangkan tanaman berfenotipe ungu (kemungkinan bisa bergenotipe  UU  atau  Uu ) dengan tanaman induk galur murni berfenotipe putih (uu).

Kemungkinan 1: 

Parental 1   :  UU ><  uu

Fenotipe     : ungu    putih

Gamet        :   U          u

Genotipe F1 :     Uu 

Fenotipe F1 : ungu  (semua anaknya berbunga ungu)

Jadi, jika seluruh anaknya (100%), maka induknya   UU .

Kemungkinan 2: 

Parental 1   :    Uu ><  uu

Fenotipe     : ungu    putih

Gamet        :  U; u         u

Genotipe F1 :     Uu dan uu  

Fenotipe F1 : ungu dan putih (dengan perbandingan 1 : 1)

Jadi, jika anaknya (50% ungu dan 50% putih), maka induknya  Uu .

*Silahkan dibaca ulang dari sub bab A s/d C, sebelum masuk ke sub bab D.

  Pertemuan ke-16  Jam ke -16  

D) Persilangan Dihibrida

Yuk...! Mengingat kembali:

Tahukah kalian perbedaan monohibrida dengan dihibrida?

Monohibrida = persilangan dengan satu sifat beda.

Contoh: 

i) Ercis biji bulat disilangkan dengan ercis biji keriput. (Hanya satu perbedaan, yaitu pada tekstur biji)

ii)Ercis warna biji kuning disilangkan dengan ercis warna biji hijau. (Hanya satu perbedaan, yaitu pada waarna biji)

Dihibrida = persilangan dengan dua sifat beda.

Contoh:

i) Ercis biji bulat warna kuning disilangkan dengan ercis biji keriput warna hijau. (Ada dua perbedaan, yaitu tekstur dan warna).

PENTING!!!

Mari menentukan gamet (alel) dari genotipe individu yang diketahui:

*Monohibrida

1) Genotipe Individu (makhluk hidup) = AA ; maka gametnya = A dan A (atau ditulis A saja).

2) Genotipe Individu (makhluk hidup) = Aa ; maka gametnya = A dan a.

3) Genotipe Individu (makhluk hidup) = Bb ; maka gametnya = B dan b.

4) Genotipe Individu (makhluk hidup) = mm ; maka gametnya = m dan m. (atau ditulis m saja).

*Dihibrida

1) Genotipe Individu (makhluk hidup) = AABB ; maka gametnya = AB dan AB (atau ditulis AB saja).

2) Genotipe Individu (makhluk hidup) = AaBb ; maka gametnya = AB; Ab; aB dan ab.

3) Genotipe Individu (makhluk hidup) = Bbmm ; maka gametnya = Bm dan bm.

4) Genotipe Individu (makhluk hidup) = bbmm ; maka gametnya = bm.

Latihan Soal 3.4

Isilah titik-titik berikut ini!

1) Genotipe Individu (makhluk hidup) = BBKK ; maka gametnya (alel) =  ....

2) Genotipe Individu (makhluk hidup) = BbKk ; maka gametnya (alel) =  ....; ....; ....; dan .... .

Persilangan Dihibrida (dua sifat beda)

Contoh kasus:

1)  Ercis berbiji bulat warna kuning (BBKK) disilangkan dengan ercis biji keriput warna hijau (bbkk), menghasilkan keturunan pertama (F1). Jika sesama F1 disilangkan dengan F1 diperoleh keturunan kedua (F2).  Alel B (bulat) dominan terhadap alel b (keriput), alel K (kuning) dominan terhadap alel k (hijau). 

    Bagaimana perbandingan fenotipe pada keturunan kedua (F2)?

   Jawab:

Jadi, perbandingan fenotipe pada keturunan kedua (F2) adalah

bulat kuning : bulat hijau : keriput kuning : keriput hijau =   9   :   3   :   3   :   1

   Pembahasan di atas, juga bisa disimak di channel Youtube berikut ini:

Klik Video ini: 

Video 5 : Persilangan Dihibrida 

Durasi = 12 menit 50 detik 

E) Penerapan Genetika

XX

to ... be continued...

  I.                                                

I.