Struktur dan Fungsi Sel
Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil makhluk hidup. Sel dibedakan menjadi sel prokariotik (tanpa membran inti) dan sel eukariotik (memiliki membran inti). Sel eukariotik memiliki organel-organel bermembran yang menjalankan fungsi spesifik.
| Organel | Struktur | Fungsi |
|---|---|---|
| Membran sel | Dua lapis fosfolipid dengan protein | Mengatur keluar masuknya zat (selektif permeabel) |
| Inti sel (nukleus) | Membran ganda, mengandung kromatin dan nukleolus | Mengendalikan aktivitas sel, menyimpan materi genetik |
| Ribosom | Tersusun dari rRNA dan protein, tanpa membran | Sintesis protein |
| RE kasar | Membran dengan ribosom menempel | Sintesis dan transport protein |
| RE halus | Membran tanpa ribosom | Sintesis lipid, detoksifikasi |
| Badan Golgi | Tumpukan membran pipih (sisterna) | Modifikasi, pengemasan, sekresi protein |
| Lisosom | Kantung membran berisi enzim hidrolitik | Pencernaan intraseluler, autolisis |
| Mitokondria | Membran ganda, krista, matriks | Respirasi sel, menghasilkan ATP |
| Kloroplas | Membran ganda, tilakoid, stroma | Fotosintesis |
| Vakuola | Kantung membran berisi cairan | Penyimpanan, turgiditas sel tumbuhan |
| Peroksisom | Kantung membran berisi enzim oksidase | Menguraikan H₂O₂, oksidasi asam lemak |
| Sentriol | Silinder protein (tubulin) | Pembelahan sel (hewan) |
| Dinding sel | Selulosa (tumbuhan), peptidoglikan (bakteri) | Pelindung dan pemberi bentuk |
| Ciri | Prokariotik | Eukariotik |
|---|---|---|
| Membran inti | Tidak ada | Ada |
| Organel bermembran | Tidak ada | Ada |
| Ribosom | 70S | 80S |
| Contoh | Bakteri, Archaea | Protista, Fungi, Plantae, Animalia |
- Hubungkan struktur organel dengan fungsinya secara spesifik.
- Perhatikan ciri khas organel (membran ganda, krista, tilakoid, dll).
- Pahami perbedaan sel tumbuhan dan hewan.
B. respirasi sel menghasilkan ATP
C. fotosintesis
D. pencernaan intraseluler
E. detoksifikasi
Pembahasan: Organel dengan membran ganda dan krista adalah mitokondria, berfungsi respirasi sel aerob menghasilkan ATP.
Jawaban: B
B. membran sel terlepas dari dinding sel karena air keluar dari vakuola
C. dinding sel mengerut
D. sel menjadi turgid
E. tekanan osmotik dalam sel lebih rendah
Pembahasan: Larutan garam hipertonis menyebabkan air keluar, sitoplasma mengerut, membran terlepas dari dinding sel.
Jawaban: B
Biomolekul
Biomolekul adalah molekul organik penyusun makhluk hidup: karbohidrat, protein, lipid, asam nukleat.
- Karbohidrat: monosakarida (glukosa C6H12O6), disakarida (sukrosa, maltosa, laktosa), polisakarida (pati, glikogen, selulosa, kitin). Fungsi: energi utama, struktural.
- Protein: monomer asam amino (20 jenis), ikatan peptida. Struktur primer-sekunder-tersier-kuartener. Fungsi: enzim, struktural, transport, pertahanan, hormon.
- Lipid: trigliserida (gliserol + asam lemak), fosfolipid (membran sel), steroid. Fungsi: cadangan energi, isolator, pelarut vitamin A,D,E,K.
- Asam Nukleat: monomer nukleotida (gula, fosfat, basa N). DNA: deoksiribosa, A,T,G,C, ganda. RNA: ribosa, A,U,G,C, tunggal. Fungsi: informasi genetik, sintesis protein.
- Identifikasi monomer dan polimer.
- Pahami fungsi spesifik.
- Perhatikan perbedaan DNA dan RNA.
B. menyusun enzim dan jaringan tubuh
C. menyimpan energi jangka panjang
D. membentuk dinding sel
E. menyusun membran inti sel
Pembahasan: Asam amino digunakan untuk membangun jaringan, enzim, hormon.
Jawaban: B
B. monosakarida
C. asam lemak
D. nukleotida
E. gliserol
Pembahasan: DNA adalah polimer nukleotida.
Jawaban: D
Enzim
Enzim adalah biokatalisator protein yang mempercepat reaksi kimia tanpa ikut bereaksi, bekerja spesifik pada substrat melalui sisi aktif.
- Bekerja spesifik
- Menurunkan energi aktivasi
- Tidak berubah setelah reaksi
- Bekerja bolak-balik
- Dipengaruhi suhu, pH, konsentrasi substrat & enzim
- Dapat mengalami denaturasi
Lock and Key (sisi aktif tetap), Induced Fit (sisi aktif menyesuaikan).
| Faktor | Pengaruh |
|---|---|
| Suhu | Meningkatkan aktivitas hingga optimum, lalu denaturasi |
| pH | Setiap enzim punya pH optimum |
| Konsentrasi substrat | Meningkatkan laju hingga titik jenuh |
| Konsentrasi enzim | Meningkatkan laju selama substrat tersedia |
| Inhibitor | Menurunkan/menghentikan aktivitas |
Kompetitif: bersaing dengan substrat di sisi aktif. Nonkompetitif: berikatan di sisi alosterik.
- Pahami denaturasi.
- Bedakan inhibitor kompetitif & nonkompetitif.
- Analisis data percobaan.
B. hanya bekerja pada pH asam
C. tidak dipengaruhi pH
D. rusak pada pH netral
E. gelembung bukan hasil kerja enzim
Pembahasan: pH optimum katalase adalah netral.
Jawaban: A
B. substrat tidak dapat berikatan karena persaingan
C. produk meningkat dua kali lipat
D. sisi alosterik berubah
E. enzim berikatan kovalen
Pembahasan: Inhibitor bersaing dengan substrat di sisi aktif.
Jawaban: B
Metabolisme
Katabolisme (penguraian, menghasilkan energi) dan anabolisme (penyusunan, membutuhkan energi).
- Glikolisis (sitosol): Glukosa → 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH
- Dekarboksilasi oksidatif (matriks mitokondria): Piruvat → Asetil-CoA + CO₂ + NADH
- Siklus Krebs (matriks): Asetil-CoA → 2 CO₂ + 3 NADH + 1 FADH₂ + 1 ATP
- Transpor elektron (membran dalam): NADH & FADH₂ → ±34 ATP
Total respirasi aerob: ±38 ATP per glukosa.
Reaksi terang (tilakoid): fotolisis air, menghasilkan ATP dan NADPH. Siklus Calvin (stroma): fiksasi CO₂, reduksi, regenerasi RuBP, menghasilkan glukosa.
- Pahami tahap respirasi dan lokasinya.
- Bedakan produk tiap tahap.
- Hubungkan reaksi terang dan gelap.
B. dekarboksilasi oksidatif
C. siklus Krebs
D. transpor elektron/fosforilasi oksidatif
E. fermentasi
Pembahasan: Transpor elektron menghasilkan ±34 ATP.
Jawaban: D
B. menangkap energi cahaya
C. fiksasi CO₂ menjadi glukosa
D. menghasilkan oksigen
E. membentuk klorofil
Pembahasan: Siklus Calvin mereduksi CO₂ menjadi glukosa.
Jawaban: C
Genetika
Pewarisan sifat berdasarkan Hukum Mendel I (segregasi) dan II (asortasi bebas).
| Pola | Contoh | Fenotip Heterozigot |
|---|---|---|
| Dominan penuh | Warna bunga ercis | Sama dengan dominan |
| Intermediet | Mirabilis jalapa | Campuran (merah muda) |
| Kodominan | Golongan darah AB | Kedua alel terekspresi |
Monohibrid: rasio F₂ 3:1 (dominan) atau 1:2:1 (intermediet). Dihibrid: 9:3:3:1.
| Genotip | Fenotip |
|---|---|
| IᴬIᴬ, Iᴬi | A |
| IᴮIᴮ, Iᴮi | B |
| IᴬIᴮ | AB |
| ii | O |
- Tentukan genotip induk.
- Gunakan diagram Punnett.
- Perhatikan pola pewarisan.
B. 60
C. 90
D. 120
E. 150
Pembahasan: 9/16 × 160 = 90.
Jawaban: C
B. 25%
C. 50%
D. 75%
E. 100%
Pembahasan: Iᴬi × Iᴮi → ii = 1/4 = 25%.
Jawaban: B
DNA dan RNA
DNA menyimpan informasi genetik, RNA berperan dalam sintesis protein.
| Ciri | DNA | RNA |
|---|---|---|
| Gula | Deoksiribosa | Ribosa |
| Basa | A,T,G,C | A,U,G,C |
| Rantai | Ganda | Tunggal |
| Letak | Inti, mitokondria, kloroplas | Inti, sitoplasma, ribosom |
| Fungsi | Menyimpan informasi genetik | Sintesis protein |
Semi-konservatif, helikase membuka untai, DNA polimerase menambahkan nukleotida, arah 5'→3'.
Transkripsi (inti): DNA template → mRNA. Translasi (ribosom): tRNA membawa asam amino. Kodon start AUG, stop UAA,UAG,UGA.
- Pasangan basa: A-T, G-C (DNA); A-U, G-C (RNA).
- Perhatikan arah sintesis.
- Bedakan kodon, antikodon, asam amino.
B. ATG CCT AGT
C. UAC GGA UCA
D. AUG GGA UCA
E. TAC GGA TCA
Pembahasan: A↔U, T↔A, C↔G, G↔C → AUG CCU AGU.
Jawaban: A
B. metionin tidak terbentuk, translasi terhambat
C. tRNA tidak terlibat
D. polipeptida ganda
E. mRNA tidak keluar inti
Pembahasan: AUG kodon start. Jika berubah, translasi terhambat.
Jawaban: B
Mutasi
Mutasi adalah perubahan materi genetik yang dapat diwariskan.
- Mutasi gen: substitusi, insersi, delesi.
- Mutasi kromosom: delesi, duplikasi, inversi, translokasi.
- Mutasi genom: aneuploidi (trisomi 21), euploidi (triploidi).
Fisika: UV, sinar X. Kimia: bahan kimia. Biologi: virus, bakteri.
Somatik: tidak diwariskan, bisa kanker. Kelamin: diwariskan.
- Bedakan tingkat mutasi.
- Pahami nondisjunction pada aneuploidi.
- Hubungkan dengan penyakit genetik.
B. kromosom
C. genom
D. aneusomik
E. euploidi
Pembahasan: Perubahan pada urutan basa = mutasi gen.
Jawaban: A
B. gagal berpisah (nondisjunction) saat meiosis
C. mutasi gen dominan
D. delesi kromosom 21
E. translokasi resiprok
Pembahasan: Trisomi 21 akibat nondisjunction.
Jawaban: B
Evolusi
Perubahan frekuensi alel dalam populasi dari generasi ke generasi.
Fosil, anatomi perbandingan (homologi/analogi), embriologi, biologi molekuler, biogeografi.
Seleksi alam, hanyutan genetik, aliran gen, mutasi.
- Gunakan rumus untuk soal frekuensi alel.
- Identifikasi bukti evolusi.
- Pahami mekanisme.
B. seleksi alam
C. isolasi reproduksi
D. hanyutan genetik
E. rekombinasi gen
Pembahasan: Adaptasi terhadap lingkungan (predator) = seleksi alam.
Jawaban: B
B. 0,24
C. 0,36
D. 0,48
E. 0,60
Pembahasan: p=0,6, 2pq=2×0,6×0,4=0,48.
Jawaban: D
Klasifikasi
Pengelompokan organisme berdasarkan persamaan dan perbedaan, filogenetik berdasarkan evolusi.
Domain → Kingdom → Filum → Kelas → Ordo → Famili → Genus → Spesies.
Artificial, natural, filogenetik.
Semakin banyak kesamaan ciri/molekuler, semakin dekat kekerabatan.
- Bandingkan ciri.
- Kesamaan DNA = kekerabatan dekat.
- Gunakan kunci determinasi.
B. A dan C lebih dekat
C. ketiganya sama dekat
D. A dan C satu spesies
E. B dan C tidak mungkin punya nenek moyang sama
Pembahasan: Semakin tinggi kesamaan DNA, semakin dekat.
Jawaban: A
B. hubungan evolusioner dan nenek moyang bersama
C. kegunaan bagi manusia
D. ukuran tubuh
E. warna dan bentuk luar
Pembahasan: Filogenetik = hubungan evolusioner.
Jawaban: B
Fisiologi Tumbuhan
Proses hidup tumbuhan: fotosintesis, transpirasi, transport, pertumbuhan, reproduksi.
Xilem: air & mineral dari akar ke daun. Floem: hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh.
Penguapan air melalui stomata, dipengaruhi cahaya, suhu, kelembapan, angin.
| Hormon | Fungsi |
|---|---|
| Auksin | Pemanjangan sel, dominansi apikal |
| Sitokinin | Pembelahan sel |
| Giberelin | Pemanjangan batang, perkecambahan |
| Asam absisat | Dormansi biji, penutupan stomata |
| Etilen | Pemasakan buah, pengguguran daun |
- Hubungkan lingkungan dengan proses fisiologis.
- Pahami peran hormon.
- Analisis data percobaan.
B. fotosintesis meningkat, transpirasi meningkat
C. fotosintesis menurun, transpirasi meningkat
D. fotosintesis meningkat, transpirasi menurun
E. keduanya tidak terpengaruh
Pembahasan: CO₂ masuk berkurang → fotosintesis turun, penguapan turun.
Jawaban: A
B. pengguguran daun
C. pemasakan buah
D. pembentukan bunga
E. dormansi biji
Pembahasan: Auksin merangsang pemanjangan sel.
Jawaban: A
Fisiologi Hewan
Fungsi organ dan sistem organ hewan: respirasi, sirkulasi, ekskresi, pencernaan, saraf, hormon.
| Organisme | Alat respirasi |
|---|---|
| Ikan | Insang (countercurrent) |
| Serangga | Trakea |
| Amfibi | Paru-paru, kulit, insang (larva) |
| Mamalia | Paru-paru (alveolus) |
Terbuka: darah bercampur cairan jaringan (serangga, moluska). Tertutup: darah dalam pembuluh (vertebrata, annelida).
- Bandingkan sistem organ antar kelompok.
- Pahami countercurrent pada insang.
- Hubungkan struktur dengan fungsi.
B. mengurangi konsumsi energi
C. mempercepat pengeluaran CO₂ tanpa oksigen
D. membuat ikan hidup di air tawar
E. menghilangkan kebutuhan hemoglobin
Pembahasan: Gradien O₂ tetap tinggi → efisiensi.
Jawaban: A
B. tidak memerlukan jantung
C. tidak memerlukan kapiler
D. bercampur dengan cairan jaringan
E. hanya untuk hewan kecil
Pembahasan: Tekanan tinggi → aliran cepat dan efisien.
Jawaban: A
Fisiologi Manusia
Fungsi organ dan sistem organ manusia serta gangguannya.
| Sistem | Organ utama | Fungsi |
|---|---|---|
| Pencernaan | Lambung, usus | Mencerna makanan, menyerap nutrisi |
| Pernapasan | Paru-paru, bronkus | Pertukaran O₂ dan CO₂ |
| Sirkulasi | Jantung, pembuluh darah | Mengangkut darah |
| Ekskresi | Ginjal, kulit, paru | Membuang sisa metabolisme |
| Endokrin | Kelenjar hormon | Mengatur aktivitas tubuh |
| Saraf | Otak, saraf | Koordinasi dan respons |
Diabetes melitus, asma, gagal ginjal.
- Hubungkan gejala dengan sistem organ.
- Pahami mekanisme hormon.
- Analisis data kesehatan.
B. tiroksin
C. adrenalin
D. estrogen
E. aldosteron
Pembahasan: Insulin menurunkan gula, glukagon meningkatkannya.
Jawaban: A
B. produksi sel darah merah
C. pengaturan suhu
D. pencernaan protein
E. sintesis vitamin D
Pembahasan: Ginjal membuang urea.
Jawaban: A
Ekologi
Hubungan organisme dengan lingkungan. Tingkatan: individu → populasi → komunitas → ekosistem → bioma → biosfer.
| Interaksi | Contoh |
|---|---|
| Mutualisme | Jamur mikoriza & akar |
| Komensalisme | Anggrek & pohon |
| Parasitisme | Plasmodium & manusia |
| Predasi | Singa & zebra |
| Kompetisi | Padi & gulma |
Produsen → konsumen I → konsumen II → ... Hanya ±10% energi berpindah.
Nitrogen, karbon, air.
- Identifikasi interaksi.
- Gunakan hukum 10% untuk energi.
- Pahami peran bakteri daur nitrogen.
B. 10%
C. 25%
D. 50%
E. 90%
Pembahasan: Hukum 10%.
Jawaban: B
B. perlindungan dari herbivora
C. mempercepat pembungaan
D. mengubah nitrogen menjadi nitrat
E. menghasilkan karbohidrat
Pembahasan: Jamur membantu penyerapan air & mineral.
Jawaban: A
Keanekaragaman Hayati
Variasi makhluk hidup: gen, jenis, ekosistem.
In situ: habitat asli (taman nasional). Ex situ: luar habitat (kebun binatang, bank gen).
- Pilih strategi konservasi sesuai kondisi.
- Bedakan in situ & ex situ.
- Pertimbangkan keberlanjutan.
B. perlindungan habitat alami
C. dibiarkan
D. kawin dengan badak Sumatra
E. dijadikan peliharaan
Pembahasan: Perlindungan in situ di habitat asli.
Jawaban: B
B. ex situ
C. alami
D. ekosistem
E. taman nasional
Pembahasan: Di luar habitat asli = ex situ.
Jawaban: B
Bioteknologi
Pemanfaatan makhluk hidup untuk produk/jasa. Konvensional vs modern.
Fermentasi: yoghurt (Lactobacillus bulgaricus), tempe (Rhizopus oryzae).
DNA rekombinan: insulin oleh E. coli, tanaman transgenik Bt.
- Bedakan konvensional & modern.
- Pahami DNA rekombinan.
- Evaluasi dampak.
B. mengawinkan bakteri dengan sel manusia
C. menyuntikkan insulin ke bakteri
D. menyilangkan dua spesies bakteri
E. mengekstrak insulin dari pankreas
Pembahasan: Gen insulin disisipkan ke plasmid.
Jawaban: A
B. Saccharomyces cerevisiae & Aspergillus niger
C. Rhizopus oryzae & Acetobacter xylinum
D. Penicillium notatum & E. coli
E. Bacillus thuringiensis & Clostridium botulinum
Pembahasan: Bakteri asam laktat.
Jawaban: A
Kesehatan
Kesehatan fisik, mental, sosial. Penyakit terkait penyebab, pencegahan, penanganan.
| Penyakit | Penyebab | Penularan/Faktor |
|---|---|---|
| DBD | Virus dengue | Nyamuk Aedes aegypti |
| TBC | Mycobacterium tuberculosis | Droplet, udara |
| Diabetes | Gangguan insulin | Genetik, gaya hidup |
| Hipertensi | Tekanan darah tinggi | Gaya hidup, genetik |
- Analisis data kasus.
- Pahami siklus hidup vektor.
- Bedakan penyakit infeksi & non-infeksi.
B. vaksin DBD
C. minum antibiotik
D. pasang kawat nyamuk
E. obat antiinflamasi
Pembahasan: Hilangkan tempat berkembang biak nyamuk.
Jawaban: A
B. bakteri langsung mati
C. antibiotik lebih efektif
D. infeksi virus meningkat
E. sistem imun lemah
Pembahasan: Bakteri resisten bertahan dan berkembang biak.
Jawaban: A
Perubahan Lingkungan
Perubahan lingkungan akibat aktivitas manusia/alam.
- Pemanasan global: efek rumah kaca, pemutihan karang, kenaikan permukaan laut.
- Eutrofikasi: penumpukan nutrisi, blooming alga, oksigen menurun.
- Hujan asam: SO₂ & NOₓ, pH tanah menurun, korosi.
- Hubungkan aktivitas manusia dengan perubahan.
- Analisis dampak jangka pendek & panjang.
- Pahami mekanisme eutrofikasi & pemanasan global.
B. penurunan kadar garam
C. peningkatan populasi ikan
D. bertambahnya nutrisi
E. penurunan intensitas cahaya
Pembahasan: Suhu tinggi → karang stres → alga zooxanthellae keluar.
Jawaban: A
B. peningkatan kejernihan air
C. bertambahnya oksigen terlarut
D. penurunan bakteri pengurai
E. peningkatan populasi ikan
Pembahasan: Alga mati diuraikan bakteri → oksigen turun.
Jawaban: A
Eksperimen Biologi
Pengamatan, pengukuran, interpretasi data percobaan.
Observasi → Masalah → Hipotesis → Eksperimen → Analisis → Kesimpulan.
- Identifikasi variabel bebas, terikat, kontrol.
- Bandingkan hasil antar perlakuan.
- Tarik kesimpulan berdasarkan data.
B. larutan gula hipotonis
C. air suling hipertonis
D. tidak terjadi osmosis
E. berat tidak dipengaruhi
Pembahasan: Air keluar dari sel ke larutan hipertonis.
Jawaban: A
B. H₂O₂ menguap
C. hati rebus lebih banyak enzim
D. gelembung karena air
E. katalase lebih baik pada suhu tinggi
Pembahasan: Pemanasan menyebabkan denaturasi enzim.
Jawaban: A