1. Sel & Bioproses

Organel sel, transpor membran, sintesis protein, dan metabolisme sel.

Mode Latihan

Soal 1

Organel sel yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya respirasi seluler untuk menghasilkan energi (ATP) adalah...

A. Ribosom

B. Lisosom

C. Mitokondria

D. Badan Golgi

E. Retikulum Endoplasma

Pembahasan:

Mitokondria (digambarkan berwarna merah berbentuk oval dengan lipatan krista di dalam SVG) adalah organel yang dijuluki "The Powerhouse of Cell" karena berfungsi sebagai tempat respirasi aerob yang menghasilkan energi berupa ATP.

Soal 2

Apabila sel darah merah (eritrosit) manusia dimasukkan ke dalam larutan yang hipertonik (misalnya larutan garam pekat), maka peristiwa yang akan terjadi adalah...

A. Lisis (pecah) karena air masuk ke dalam sel.

B. Krenasi (mengerut) karena air keluar dari sel secara osmosis.

C. Plasmolisis karena membran sel lepas dari dinding sel.

D. Turgid karena tekanan turgor meningkat.

E. Sel tetap normal karena isotonik.

Pembahasan:

Pada larutan hipertonik, konsentrasi pelarut di luar sel lebih rendah. Melalui proses osmosis, air dari dalam sel akan keluar menuju lingkungan hipertonik, menyebabkan sel hewan (sel darah merah) mengerut yang disebut Krenasi. Plasmolisis terjadi pada sel tumbuhan.

Soal 3

Pada proses anabolisme (fotosintesis), reaksi terang terjadi pemecahan air oleh cahaya matahari. Proses ini disebut...

A. Fiksasi Karbon

B. Glikolisis

C. Fotolisis

D. Dekarboksilasi Oksidatif

E. Siklus Calvin

Pembahasan:

Fotolisis adalah pemecahan molekul air ($H_2O$) menjadi ion hidrogen ($H^+$) dan oksigen ($O_2$) menggunakan energi cahaya (foton). Ini terjadi di bagian grana/tilakoid kloroplas saat reaksi terang fotosintesis.

Soal 4

Berdasarkan teori kerja enzim Lock and Key (Gembok dan Kunci), enzim bekerja secara spesifik karena...

A. Sisi aktif enzim dapat menyesuaikan diri dengan bentuk substrat.

B. Sisi aktif enzim memiliki bentuk yang kaku dan hanya pas dengan substrat tertentu.

C. Enzim membutuhkan koenzim untuk berikatan dengan substrat.

D. Suhu tinggi akan meningkatkan kecocokan enzim dan substrat.

E. Inhibitor kompetitif mengubah bentuk sisi aktif enzim.

Pembahasan:

Teori Lock and Key oleh Emil Fischer menyatakan bahwa enzim (gembok) memiliki sisi aktif yang bentuknya kaku/spesifik dan hanya cocok dengan substrat (kunci) yang bentuknya pas melengkapi sisi aktif tersebut. (Sedangkan teori Induced Fit menyatakan sisi aktif fleksibel menyesuaikan bentuk substrat).

Soal 5

Pada persilangan dihibrid antara tanaman ercis berbiji bulat kuning (RrYy) dengan sesamanya (RrYy), sifat bulat (R) dominan terhadap kisut (r) dan kuning (Y) dominan terhadap hijau (y). Rasio fenotipe Bulat Kuning : Bulat Hijau : Kisut Kuning : Kisut Hijau pada keturunannya ($F_2$) adalah...

A. 1 : 2 : 1 : 1

B. 9 : 3 : 4

C. 9 : 3 : 3 : 1

D. 12 : 3 : 1

E. 15 : 1

Pembahasan:

Hukum Mendel II (Asortasi Bebas): Persilangan dua individu heterozigot ganda (dihibrid) dominan penuh akan menghasilkan rasio fenotipe khas yaitu 9 (Dominan-Dominan) : 3 (Dominan-Resesif) : 3 (Resesif-Dominan) : 1 (Resesif-Resesif).

Soal 6

Jika urutan basa nitrogen pada rantai sense DNA adalah ATC - GGA - CCT, maka urutan triplet basa nitrogen pada RNA duta (kodon) yang dibentuk adalah...

A. TAG - CCT - GGA

B. UAG - CCU - GGA

C. AUC - GGA - CCU

D. UAC - CCU - GGA

E. UAG - CCT - GGA

Pembahasan:

Rantai RNA duta (mRNA) dibentuk dari rantai template/antisense. Jika yang diketahui adalah rantai sense (kodogen), maka urutan basa mRNA sama persis dengan rantai sense, hanya saja Timin (T) diganti dengan Urasil (U).
Sense: ATC - GGA - CCT
RNA-d: AUC - GGA - CCU.

Soal 7

Penyakit buta warna diwariskan melalui gen resesif yang terpaut kromosom X. Jika seorang wanita carrier (pembawa sifat) menikah dengan laki-laki normal, kemungkinan anak laki-laki mereka menderita buta warna adalah...

A. 0%

B. 25%

C. 50%

D. 75%

E. 100%

Pembahasan:

Wanita carrier = $X^C X^c$. Laki-laki normal = $X^C Y$.
Pemisahan alel anak laki-laki didapat dari kromosom Y ayah dan kromosom X ibu.
Kemungkinan anak laki-laki = $X^C Y$ (Normal) dan $X^c Y$ (Buta Warna).
Dari populasi anak laki-laki, persentase yang buta warna adalah 1 dari 2, yaitu 50%.

Soal 8

Sindrom Down disebabkan oleh mutasi kromosom yang disebut Aneuploidi, yaitu penambahan satu buah kromosom (Trisomi) pada kromosom nomor 21. Kariotipe yang benar untuk penderita Sindrom Down berjenis kelamin laki-laki adalah...

A. 44A + XXY

B. 45A + X0

C. 45A + XY

D. 44A + XYY

E. 45A + XX

Pembahasan:

Manusia normal memiliki 46 kromosom (44 Autosom + 2 Gonosom). Trisomi 21 berarti ada tambahan 1 autosom, total kromosom menjadi 47. Susunannya ditulis 45 Autosom + XY (untuk laki-laki).

Soal 9

Berdasarkan hukum termodinamika aliran energi dalam ekosistem (Hukum 10%), jika produsen memiliki energi sebesar 10.000 Joule, berapakah energi yang dapat diterima oleh Konsumen Tingkat 1?

A. 10.000 Joule

B. 1.000 Joule

C. 100 Joule

D. 10 Joule

E. 9.000 Joule

Pembahasan:

Hukum Lindeman (Efisiensi ekologi 10%) menyatakan bahwa hanya sekitar 10% energi yang ditransfer ke tingkat trofik berikutnya, sisanya terbuang sebagai panas atau tidak tercerna. Energi Konsumen 1 = 10% dari 10.000 J = 1.000 Joule.

Soal 10

Bakteri Rhizobium leguminosarum hidup bersimbiosis mutualisme dengan akar tanaman polong-polongan. Peran utama bakteri ini dalam siklus biogeokimia adalah...

A. Mereduksi nitrat menjadi gas nitrogen (Denitrifikasi)

B. Mengubah amonia menjadi nitrit (Nitrifikasi)

C. Membantu pelapukan fosfor di dalam tanah

D. Mengikat (fiksasi) nitrogen bebas dari udara menjadi amonia

E. Mengubah senyawa sulfur organik menjadi anorganik

Pembahasan:

Dalam siklus Nitrogen, tumbuhan tidak bisa menyerap gas $N_2$ langsung dari udara. Bakteri Rhizobium berfungsi memfiksasi (mengikat) $N_2$ bebas menjadi senyawa nitrat/amonia penyubur tanah yang dapat dimanfaatkan tanaman polong.

Soal 11

Hubungan interaksi antara tanaman anggrek yang menempel pada pohon mangga adalah contoh dari simbiosis komensalisme karena...

A. Anggrek mendapat tempat hidup yang lebih tinggi, sementara pohon mangga tidak dirugikan maupun diuntungkan.

B. Anggrek menghisap nutrisi dari pohon mangga, sehingga mangga merugi.

C. Keduanya saling menguntungkan dalam proses pertukaran unsur hara.

D. Anggrek menghasilkan racun yang mematikan dahan mangga (Alelopati).

E. Pohon mangga mendapat keuntungan perlindungan dari hama berkat anggrek.

Pembahasan:

Simbiosis komensalisme adalah hubungan di mana pihak satu untung (anggrek dapat sinar matahari) dan pihak lain tidak terpengaruh (pohon mangga tidak diambil nutrisinya/tidak dirugikan).

Soal 12

Setelah letusan dahsyat Gunung Krakatau, pulau yang hancur menjadi batuan vulkanik mati. Beberapa tahun kemudian, kehidupan mulai tumbuh kembali yang diawali oleh organisme pionir. Organisme pionir pada suksesi primer tersebut umumnya adalah...

A. Rumput teki

B. Pohon pinus

C. Semak belukar

D. Lumut kerak (Lichenes)

E. Paku-pakuan

Pembahasan:

Suksesi primer terjadi pada lahan yang benar-benar tidak ada sisa kehidupan (seperti batuan beku vulkanik). Organisme perintis (pionir) yang mampu hidup di media batu dan melapukkannya menjadi tanah adalah Lichenes (Lumut kerak).

Soal 13

Pada struktur nefron ginjal manusia, tahapan Reabsorpsi (penyerapan kembali zat-zat yang masih berguna seperti glukosa dan asam amino) terjadi pada bagian nomor 2, yang disebut...

A. Glomerulus

B. Kapsula Bowman

C. Tubulus Kontortus Proksimal

D. Lengkung Henle

E. Tubulus Kontortus Distal

Pembahasan:

Filtrasi (penyaringan) terjadi di Glomerulus (1). Hasilnya urine primer masuk ke Tubulus Kontortus Proksimal (2) untuk di-reabsorpsi, menghasilkan urine sekunder. Augmentasi terjadi di Tubulus Kontortus Distal.

Soal 14

Sistem peredaran darah manusia merupakan peredaran darah ganda. Jalur peredaran darah kecil dimulai dari...

A. Bilik Kiri $\rightarrow$ Seluruh Tubuh $\rightarrow$ Serambi Kanan

B. Serambi Kanan $\rightarrow$ Paru-paru $\rightarrow$ Bilik Kiri

C. Bilik Kanan $\rightarrow$ Arteri Pulmonalis $\rightarrow$ Paru-paru $\rightarrow$ Vena Pulmonalis $\rightarrow$ Serambi Kiri

D. Serambi Kiri $\rightarrow$ Aorta $\rightarrow$ Seluruh Tubuh $\rightarrow$ Bilik Kanan

E. Bilik Kanan $\rightarrow$ Seluruh Tubuh $\rightarrow$ Serambi Kiri

Pembahasan:

Peredaran darah kecil (Pulmonal) bertujuan mengoksigenasi darah. Dimulai dari Jantung (Bilik/Ventrikel Kanan memompa darah kotor) $\rightarrow$ Paru-Paru (pertukaran gas) $\rightarrow$ Jantung (Serambi/Atrium Kiri menerima darah bersih).

Soal 15

Dalam sistem pencernaan, enzim yang berfungsi merombak protein menjadi pepton di dalam lambung adalah...

A. Tripsin

B. Pepsin

C. Amilase

D. Lipase

E. Renin

Pembahasan:

Enzim di lambung adalah Pepsin (merombak protein menjadi pepton/polipeptida) dan Renin (menggumpalkan kasein susu). Tripsin juga merombak protein tetapi dihasilkan oleh pankreas dan bekerja di usus halus.

Soal 16

Sel darah putih yang bertugas memproduksi antibodi secara spesifik untuk menghancurkan antigen atau patogen yang masuk ke tubuh adalah...

A. Neutrofil

B. Makrofag

C. Limfosit B

D. Limfosit T

E. Basofil

Pembahasan:

Sistem imun spesifik humoral diperankan oleh Limfosit B yang berdiferensiasi menjadi sel plasma pembuat Antibodi. Sedangkan Limfosit T berperan dalam imunitas seluler (menghancurkan sel terinfeksi langsung).

Soal 17

Sistem saraf mengontrol dua jenis gerak, sadar dan refleks. Urutan jalannya impuls saraf pada gerak refleks ketika menyentuh benda panas adalah...

A. Reseptor $\rightarrow$ Saraf Sensorik $\rightarrow$ Otak $\rightarrow$ Saraf Motorik $\rightarrow$ Efektor

B. Reseptor $\rightarrow$ Saraf Sensorik $\rightarrow$ Sumsum Tulang Belakang $\rightarrow$ Saraf Motorik $\rightarrow$ Efektor

C. Reseptor $\rightarrow$ Saraf Motorik $\rightarrow$ Sumsum Tulang Belakang $\rightarrow$ Saraf Sensorik $\rightarrow$ Efektor

D. Otak $\rightarrow$ Sumsum Tulang Belakang $\rightarrow$ Saraf Motorik $\rightarrow$ Efektor

E. Reseptor $\rightarrow$ Sumsum Tulang Belakang $\rightarrow$ Otak $\rightarrow$ Efektor

Pembahasan:

Gerak refleks (seperti menyentuh panas) sangat cepat dan tidak diolah di otak. Rutenya melintasi pusat refleks di sumsum tulang belakang (medulla spinalis).

Soal 18

Perhatikan struktur tulang pada tangan manusia, sayap kelelawar, dan sirip paus. Organ-organ tersebut memiliki struktur dasar anatomi yang sama namun memiliki fungsi yang berbeda akibat adaptasi. Bukti evolusi ini disebut...

A. Analogi

B. Homologi

C. Konvergensi

D. Ontogeni

E. Rudimentasi

Pembahasan:

Homologi adalah organ yang memiliki asal-usul struktur dasar yang sama (menunjukkan kekerabatan/nenek moyang yang sama) namun fungsinya menjadi berbeda. Kebalikannya adalah Analogi (Asal beda, fungsi sama, contoh: sayap burung dan sayap kupu-kupu).

Soal 19

Perbedaan pendapat mengenai evolusi jerapah berleher panjang: Jean-Baptiste de Lamarck berpendapat bahwa leher jerapah bertambah panjang karena terus diulurkan untuk mencapai daun tinggi (konsep Use and Disuse). Sedangkan Charles Darwin berpendapat bahwa hal itu disebabkan oleh...

A. Makanan jerapah mengubah gen lehernya secara spontan.

B. Mutasi yang disengaja akibat pengaruh sinar matahari.

C. Seleksi alam yang mempertahankan jerapah leher panjang karena dapat beradaptasi mencari makanan, sedangkan jerapah leher pendek mati.

D. Persilangan antara jerapah leher pendek dan hewan lain.

E. Evolusi divergen yang terjadi dalam satu keturunan.

Pembahasan:

Teori Darwin bertumpu pada Seleksi Alam. Awalnya ada jerapah leher pendek dan leher panjang (variasi genetik). Ketika makanan di bawah habis, jerapah pendek tidak *survive* (mati), sedangkan yang leher panjang lestari dan mewariskan gennya.

Soal 20

Dalam suatu populasi yang seimbang menurut Hukum Hardy-Weinberg, diketahui frekuensi orang albino (sifat resesif, genotipe $aa$) adalah 4%. Frekuensi gen dominan normal ($A$) dalam populasi tersebut adalah...

A. 0.04

B. 0.2

C. 0.8

D. 0.16

E. 0.96

Pembahasan:

Frekuensi genotipe resesif ($q^2$) = 4% = 0.04.
Frekuensi gen/alel resesif ($q$) = $\sqrt{0.04} = 0.2$.
Hukum H-W: $p + q = 1$. Maka alel dominan ($p$) = $1 - 0.2 = 0.8$.

Soal 21

Mekanisme pembentukan spesies baru (spesiasi) akibat terpisahnya suatu populasi oleh penghalang fisik seperti laut atau pegunungan dinamakan spesiasi...

A. Alopatrik

B. Simpatrik

C. Parapatrik

D. Mutasi titik

E. Peripatrik

Pembahasan:

Isolasi geografis (pemisahan tempat secara fisik) menjadi penyebab spesiasi Alopatrik. Jika spesies baru terbentuk di habitat yang sama tanpa penghalang fisik disebut Simpatrik.

Soal 22

Tumbuhan kelapa, aren, dan kelapa sawit tergolong ke dalam familia Arecaceae (palem-paleman) yang sama, namun mereka berbeda spesies. Keanekaragaman ini menunjukkan tingkat keanekaragaman hayati tingkat...

A. Gen

B. Spesies (Jenis)

C. Ekosistem

D. Bioma

E. Populasi

Pembahasan:

Keanekaragaman tingkat Jenis/Spesies ditunjukkan oleh organisme berbeda spesies yang masih berada dalam satu famili/genus yang sama (Kelapa, Aren, Sawit). Tingkat Gen ditunjukkan oleh varietas dalam spesies yang sama (misal: Padi rojolele, padi IR64).

Soal 23

Garis khayal yang memisahkan wilayah persebaran fauna tipe Asiatis (Indonesia Barat) dengan tipe Peralihan (Indonesia Tengah) disebut dengan...

A. Garis Wallace

B. Garis Weber

C. Garis Lydekker

D. Cincin Api Pasifik

E. Garis Khatulistiwa

Pembahasan:

Garis Wallace memisahkan fauna Asiatis (Sumatera, Kalimantan, Jawa) dengan fauna Peralihan (Sulawesi, Nusa Tenggara). Sedangkan Garis Weber memisahkan fauna Peralihan dengan fauna Australis (Papua, Maluku).

Soal 24

Upaya melestarikan badak bercula satu di Taman Nasional Ujung Kulon merupakan contoh konservasi sumber daya alam secara...

A. In Situ

B. Ex Situ

C. Kultur Jaringan

D. Plasma Nutfah

E. Rekayasa Genetik

Pembahasan:

Konservasi In Situ adalah pelestarian flora/fauna yang dilakukan di dalam habitat aslinya (Taman Nasional, Cagar Alam). Konservasi Ex Situ dilakukan di luar habitat asli (Kebun Binatang, Kebun Raya, Taman Safari).

Soal 25

Di antara hal-hal berikut, manakah yang merupakan salah satu ancaman utama bagi penurunan keanekaragaman hayati global yang disebabkan oleh invasi biologi?

A. Rotasi tanaman pada pertanian organik.

B. Penangkaran satwa liar.

C. Masuknya spesies endemik asing pemangsa baru ke sebuah ekosistem lokal.

D. Peningkatan aktivitas fotosintesis akibat kadar $CO_2$.

E. Pelarangan penebangan hutan hujan tropis.

Pembahasan:

Invasi biologi (spesies invasif) terjadi ketika spesies asing dimasukkan ke habitat baru. Karena tidak memiliki predator alami di tempat tersebut, mereka berkembang biak cepat dan merusak/menyingkirkan spesies asli ekosistem tersebut.