PAKET SOAL TKA BIOLOGI Enzim dan Metabolisme – Kelas XII Fase F Part 1
PAKET SOAL TKA BIOLOGI
Enzim dan Metabolisme – Kelas XII Fase F
Komposisi materi:
soal 1–10 enzim; 11–20 katabolisme; 21–30 anabolisme; 31–40 keterampilan proses
dan integrasi metabolisme.
SOAL 1 — Pengaruh Suhu terhadap Enzim 🖼️
Seorang siswa meneliti kerja enzim amilase terhadap
larutan pati. Ia membandingkan lima tabung yang memiliki konsentrasi pati sama,
tetapi suhu berbeda. Setelah lima menit, sisa pati diuji menggunakan iodin.
Warna biru kehitaman paling lemah menunjukkan pati paling banyak terurai. Hasil
percobaan kemudian digambarkan sebagai kurva hubungan suhu dan aktivitas enzim.
Siswa diminta menentukan alasan penurunan aktivitas setelah suhu optimum, bukan
sekadar menyebutkan suhu terbaik berdasarkan grafik yang tersedia pada hasil
pengamatan percobaan tersebut. Semua variabel lain tetap dikendalikan dengan
baik.
Penurunan aktivitas enzim setelah suhu optimum paling
tepat disebabkan oleh ....
A. berkurangnya jumlah substrat karena berubah menjadi
enzim
B. perubahan struktur tiga dimensi enzim sehingga sisi aktif terganggu
C. meningkatnya energi aktivasi karena enzim menghasilkan panas
D. bertambahnya jumlah sisi aktif pada suhu tinggi
E. berubahnya produk menjadi inhibitor kompetitif
Kunci: B
Pembahasan:
Suhu tinggi dapat merusak ikatan yang mempertahankan struktur tiga dimensi
protein. Akibatnya sisi aktif berubah dan kemampuan enzim membentuk kompleks
enzim-substrat menurun.
SOAL 2 — Inhibitor Enzim
Di laboratorium, enzim katalase dari hati digunakan
untuk menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Dua kelompok
menggunakan jumlah enzim sama, tetapi kelompok kedua menambahkan larutan yang
mengikat bagian enzim di luar sisi aktif. Meskipun konsentrasi substrat terus
ditingkatkan, laju reaksi kelompok kedua tidak pernah menyamai kontrol.
Peneliti menduga zat tersebut mengubah bentuk sisi aktif secara tidak langsung.
Kesimpulan harus dipilih berdasarkan mekanisme penghambatan enzim, bukan hanya
berdasarkan rendahnya jumlah oksigen yang terbentuk. Kondisi percobaan lain
tetap sama dan terkontrol baik.
Zat yang ditambahkan kemungkinan bekerja sebagai ....
A. aktivator enzim
B. inhibitor kompetitif
C. inhibitor nonkompetitif
D. substrat alternatif
E. koenzim
Kunci: C
Pembahasan:
Inhibitor nonkompetitif berikatan pada bagian selain sisi aktif dan mengubah
konformasi enzim. Karena itu peningkatan konsentrasi substrat tidak dapat
sepenuhnya menghilangkan hambatan.
SOAL 3 — Kejenuhan Enzim 🖼️
Suatu penelitian mengukur laju reaksi enzim pada
berbagai konsentrasi substrat. Pada konsentrasi rendah, peningkatan substrat
menaikkan laju reaksi dengan tajam. Setelah titik tertentu, kurva mulai
mendatar walaupun substrat terus ditambahkan. Jumlah enzim, suhu, dan pH dijaga
tetap selama percobaan. Peneliti ingin menjelaskan mengapa penambahan substrat
pada bagian mendatar tidak lagi menghasilkan peningkatan laju yang berarti.
Penjelasan yang dipilih harus memperhatikan keterbatasan jumlah sisi aktif enzim
yang tersedia dalam campuran reaksi tersebut. Faktor lain tidak diubah selama
seluruh pengukuran berlangsung terus.
Kurva mendatar terutama terjadi karena ....
A. semua substrat telah terdenaturasi
B. enzim berubah menjadi produk
C. hampir seluruh sisi aktif enzim sedang ditempati substrat
D. energi aktivasi meningkat seiring konsentrasi substrat
E. substrat menghentikan gerakan molekul enzim
Kunci: C
Pembahasan:
Pada konsentrasi substrat tinggi, hampir semua sisi aktif enzim telah terisi.
Laju kemudian mendekati Vmax dan penambahan substrat tidak meningkatkan reaksi
secara berarti.
SOAL 4 — Pengaruh pH
Sebuah industri jus menggunakan enzim pektinase untuk
menjernihkan sari buah. Pada pH 4, produk menjadi jernih dalam waktu singkat,
sedangkan pada pH 8 proses berlangsung sangat lambat. Ketika enzim dari larutan
pH 8 dipindahkan kembali ke pH 4, aktivitasnya hanya pulih sebagian. Teknisi
menduga perubahan pH ekstrem telah memengaruhi muatan asam amino penyusun enzim
dan bentuk tiga dimensinya. Mereka harus menentukan penjelasan yang paling
sesuai dengan sifat protein sebagai biokatalis dalam kondisi tersebut. Seluruh
perlakuan berlangsung dalam kondisi yang tetap terkontrol.
Penjelasan terbaik terhadap hasil tersebut adalah ....
A. pH hanya memengaruhi jumlah substrat
B. pH ekstrem dapat mengubah ionisasi dan konformasi sisi aktif enzim
C. enzim menghasilkan lebih banyak energi pada pH 8
D. semua enzim memiliki pH optimum yang sama
E. pH tinggi selalu meningkatkan tumbukan molekul
Kunci: B
Pembahasan:
Perubahan pH memengaruhi muatan gugus asam amino dan ikatan yang mempertahankan
struktur enzim. Pada kondisi ekstrem, perubahan ini dapat menyebabkan
denaturasi yang tidak sepenuhnya reversibel.
SOAL 5 — Energi Aktivasi 🖼️
Dua reaksi kimia yang sama dibandingkan pada suhu dan
konsentrasi substrat identik. Reaksi pertama berlangsung tanpa enzim, sedangkan
reaksi kedua menggunakan enzim spesifik. Diagram energi menunjukkan bahwa
energi awal dan energi akhir reaktan serta produk tetap sama pada kedua reaksi,
tetapi puncak energi reaksi kedua lebih rendah. Seorang siswa menyimpulkan
bahwa enzim menambah energi produk agar reaksi lebih cepat. Kesimpulan tersebut
perlu dievaluasi berdasarkan hubungan antara energi aktivasi, laju reaksi, dan
perubahan energi total reaksi. Sebelum hingga reaksi selesai berlangsung.
Perbaikan terhadap kesimpulan siswa adalah ....
A. enzim meningkatkan energi produk
B. enzim menurunkan energi aktivasi tanpa mengubah perubahan energi total
reaksi
C. enzim mengubah reaksi endoterm menjadi eksoterm
D. enzim meningkatkan energi aktivasi agar substrat lebih stabil
E. enzim mengubah jumlah energi yang tersimpan dalam produk
Kunci: B
Pembahasan:
Enzim menyediakan jalur reaksi alternatif dengan energi aktivasi lebih rendah.
Enzim tidak mengubah energi awal dan akhir reaksi maupun keseimbangan
termodinamiknya.
SOAL 6 — Koenzim
Seorang pasien mengalami kelainan genetik yang
menyebabkan produksi koenzim tertentu sangat rendah. Enzim yang memerlukan
koenzim tersebut tetap terbentuk dengan struktur protein normal, tetapi
beberapa reaksi metabolisme berlangsung lambat. Pemeriksaan menunjukkan
substrat menumpuk sementara produk reaksi berkurang. Dokter menjelaskan bahwa
bagian protein enzim saja belum selalu aktif dan pada beberapa enzim diperlukan
komponen nonprotein. Berdasarkan informasi ini, siswa diminta menentukan
mekanisme yang paling mungkin menjelaskan perlambatan reaksi metabolisme pada
pasien tersebut secara ilmiah. Kondisi ini terjadi tanpa perubahan jumlah
substrat terkait.
Perlambatan reaksi terjadi karena ....
A. apoenzim tidak dapat berfungsi optimal tanpa
koenzim yang diperlukan
B. koenzim berfungsi sebagai sumber utama substrat
C. koenzim meningkatkan suhu sel
D. apoenzim selalu berfungsi lebih cepat daripada holoenzim
E. koenzim menghambat pembentukan kompleks enzim-substrat
Kunci: A
Pembahasan:
Apoenzim merupakan bagian protein enzim. Pada enzim tertentu, apoenzim perlu
berikatan dengan kofaktor atau koenzim sehingga membentuk holoenzim yang aktif.
Pada percobaan enzim sukrase, peneliti menambahkan
sukrosa dan dua zat berbeda, P dan Q. Zat P memiliki bentuk molekul mirip
sukrosa dan pengaruhnya dapat dikurangi dengan menaikkan konsentrasi sukrosa.
Zat Q berikatan pada lokasi lain pada enzim dan tetap menurunkan laju reaksi
meskipun sukrosa ditambah berlebihan. Diagram memperlihatkan posisi ikatan
kedua zat tersebut. Siswa harus membandingkan mekanisme P dan Q serta
menentukan perlakuan yang paling efektif untuk mengatasi salah satu jenis
inhibisi berdasarkan prinsip kerja enzim. Kondisi lain dibuat sama.
Pernyataan yang paling tepat adalah ....
A. P dan Q keduanya inhibitor kompetitif
B. P nonkompetitif, sedangkan Q kompetitif
C. pengaruh P dapat dikurangi dengan meningkatkan konsentrasi sukrosa
D. pengaruh Q hilang sepenuhnya jika substrat ditambah
E. Q bekerja dengan menggantikan sukrosa pada sisi aktif
Kunci: C
Pembahasan:
P bersaing dengan substrat pada sisi aktif sehingga merupakan inhibitor
kompetitif. Efeknya dapat dikurangi dengan meningkatkan konsentrasi substrat. Q
bekerja secara nonkompetitif.
SOAL 8 — Feedback Inhibition
Sel hati menghasilkan banyak enzim untuk mengatur
jalur metabolisme. Dalam satu jalur, produk akhir terbentuk melalui reaksi A
menjadi B, B menjadi C, lalu C menjadi D. Ketika D telah banyak tersedia,
aktivitas enzim yang mengubah A menjadi B menurun walaupun jumlah A tetap
tinggi. Setelah konsentrasi D turun, aktivitas enzim kembali meningkat.
Mekanisme ini membuat sel tidak membuang energi dan bahan baku. Siswa diminta
menafsirkan pola tersebut sebagai bentuk pengaturan metabolisme yang efisien.
Pengaturan mengikuti kebutuhan sel saat itu.
Fenomena tersebut merupakan ....
A. denaturasi permanen
B. inhibisi umpan balik oleh produk akhir
C. kompetisi antara A dan B
D. peningkatan energi aktivasi oleh substrat
E. penghancuran enzim oleh produk
Kunci: B
Pembahasan:
Produk akhir D menghambat enzim pada tahap awal ketika jumlahnya mencukupi.
Mekanisme feedback inhibition mencegah produksi berlebihan dan menghemat energi
serta bahan baku sel.
SOAL 9 — Efek Suhu Rendah dan Tinggi 🖼️
Empat tabung berisi jumlah enzim dan substrat yang
sama. Tabung I berada pada 10°C, tabung II 35°C, tabung III 55°C, dan tabung IV
80°C. Setelah reaksi berlangsung, tabung IV hampir tidak menghasilkan produk.
Ketika campuran tabung I dan IV sama-sama dipindahkan ke 35°C, tabung I kembali
aktif dengan cepat, sedangkan tabung IV tetap sangat rendah. Diagram hasil
membandingkan kedua perlakuan. Siswa harus membedakan pengaruh suhu rendah dan
suhu sangat tinggi terhadap enzim. Setelah perlakuan suhu tersebut dihentikan
dan dibandingkan kembali.
Kesimpulan yang paling tepat adalah ....
A. suhu rendah dan tinggi selalu menyebabkan
denaturasi permanen
B. suhu rendah memperlambat reaksi secara reversibel, sedangkan 80°C dapat
mendenaturasi enzim
C. suhu 80°C mengubah enzim menjadi substrat
D. suhu rendah menghancurkan sisi aktif secara permanen
E. suhu tinggi menghambat tumbukan tetapi tidak mengubah struktur protein
Kunci: B
Pembahasan:
Suhu rendah terutama menurunkan energi kinetik sehingga efeknya dapat berbalik
saat suhu dinaikkan. Suhu sangat tinggi dapat menyebabkan denaturasi permanen.
SOAL 10 — Variabel Percobaan Enzim
Dalam praktikum, siswa ingin menguji pengaruh
konsentrasi enzim terhadap kecepatan penguraian hidrogen peroksida. Mereka
menyiapkan empat tabung dengan volume hidrogen peroksida sama, pH sama, dan
suhu sama. Namun, setiap tabung diberi konsentrasi katalase berbeda. Volume
oksigen diukur setiap menit selama lima menit. Salah satu kelompok justru
mengubah konsentrasi hidrogen peroksida bersamaan dengan konsentrasi katalase.
Guru meminta siswa menilai kelemahan rancangan tersebut agar hubungan sebab
akibat dapat disimpulkan dengan benar. Rancangan valid hanya jika satu variabel
bebas berbeda antar tabung tersebut.
Perbaikan paling tepat adalah ....
A. mengubah suhu bersama konsentrasi katalase
B. mempertahankan konsentrasi H₂O₂ sama pada semua tabung
C. menggunakan pH berbeda pada setiap tabung
D. menghilangkan kelompok kontrol
E. menghentikan pengukuran volume oksigen
Kunci: B
Pembahasan:
Jika konsentrasi enzim menjadi variabel bebas, konsentrasi substrat harus
dikontrol. Mengubah dua faktor sekaligus menyebabkan pengaruh masing-masing
tidak dapat ditentukan.
KATABOLISME DAN RESPIRASI SEL
SOAL 11 — Fermentasi Asam Laktat 🖼️
Sel otot memperoleh ATP melalui respirasi seluler.
Diagram menunjukkan glukosa diubah menjadi dua piruvat di sitoplasma, kemudian
hasilnya memasuki mitokondria ketika oksigen tersedia. Pada kondisi kekurangan
oksigen, piruvat lebih banyak diubah menjadi laktat sehingga NAD+ dapat
tersedia kembali untuk glikolisis. Seorang siswa menyatakan fermentasi
menghasilkan ATP tambahan pada tahap perubahan piruvat menjadi laktat.
Pernyataan itu harus dievaluasi dengan menelusuri tahap yang benar-benar
menghasilkan ATP dan fungsi utama fermentasi bagi kelangsungan glikolisis.
Kondisi ini terjadi selama pasokan oksigen otot terbatas sementara.
Pernyataan yang benar adalah ....
A. pembentukan laktat menghasilkan sebagian besar ATP
fermentasi
B. fermentasi menghentikan glikolisis
C. fermentasi meregenerasi NAD+ sehingga glikolisis dapat berlangsung
D. laktat menjadi penerima elektron terakhir rantai transpor elektron
E. fermentasi menghasilkan ATP melalui ATP sintase
Kunci: C
Pembahasan:
ATP fermentasi berasal dari fosforilasi tingkat substrat dalam glikolisis.
Konversi piruvat menjadi laktat terutama berfungsi mengoksidasi NADH menjadi
NAD+.
SOAL 12 — Sprint dan Fermentasi
Seorang pelari melakukan sprint maksimal selama tiga
puluh detik. Suplai oksigen ke sel otot belum mampu memenuhi kebutuhan energi
yang meningkat sangat cepat. Walaupun demikian, ATP tetap dapat dihasilkan
melalui glikolisis dan fermentasi laktat. Setelah aktivitas berhenti, konsumsi
oksigen tetap tinggi untuk membantu pemulihan kondisi sel. Siswa diminta
menjelaskan mengapa fermentasi penting selama sprint, meskipun energi yang
dihasilkan per molekul glukosa jauh lebih sedikit dibandingkan respirasi aerob dalam
mitokondria. Proses tersebut menjaga produksi ATP ketika oksigen masih terbatas
di jaringan.
Fermentasi membantu otot terutama karena ....
A. menghasilkan lebih banyak ATP daripada respirasi
aerob
B. menyediakan oksigen bagi mitokondria
C. meregenerasi NAD+ agar glikolisis tetap menghasilkan ATP
D. menggantikan seluruh fungsi mitokondria secara permanen
E. mengubah laktat langsung menjadi 36 ATP
Kunci: C
Pembahasan:
Ketika oksigen terbatas, regenerasi NAD+ melalui fermentasi mempertahankan
glikolisis. Walaupun hanya menghasilkan sedikit ATP, proses tersebut dapat
berlangsung cepat.
SOAL 13 — Kemiosmosis 🖼️
Diagram respirasi menunjukkan NADH dan FADH2
menyerahkan elektron ke rantai transpor elektron pada membran dalam
mitokondria. Energi aliran elektron digunakan memompa proton ke ruang
antarmembran. Proton kemudian kembali melalui ATP sintase dan mendorong
pembentukan ATP. Suatu racun membuat membran dalam sangat permeabel terhadap
proton tanpa menghentikan perpindahan elektron. Konsumsi oksigen masih
berlangsung, tetapi produksi ATP turun tajam. Siswa harus menentukan proses
yang paling langsung terganggu oleh hilangnya gradien proton tersebut. Gangguan
itu terjadi pada membran dalam saat respirasi aerob berlangsung.
Racun tersebut paling langsung mengganggu ....
A. glikolisis
B. pembentukan asetil-KoA
C. kemiosmosis melalui ATP sintase
D. pemecahan glukosa menjadi piruvat
E. pembentukan laktat
Kunci: C
Pembahasan:
ATP sintase bergantung pada energi potensial gradien proton. Kebocoran proton
menghilangkan gaya gerak proton sehingga pembentukan ATP turun meskipun
transpor elektron masih berlangsung.
SOAL 14 — Siklus Krebs dan Oksigen
Dalam kultur sel, peneliti menambahkan senyawa yang
menghambat enzim pada siklus Krebs. Setelah beberapa waktu, kadar NADH dari
siklus tersebut menurun, sedangkan penggunaan oksigen oleh mitokondria ikut
turun. Glikolisis masih dapat berlangsung di sitoplasma. Peneliti ingin
menjelaskan hubungan antara hambatan siklus Krebs dan penurunan respirasi aerob
secara keseluruhan. Jawaban harus menghubungkan produksi pembawa elektron
dengan rantai transpor elektron, bukan menganggap oksigen digunakan langsung untuk
memecah glukosa pada tahap glikolisis. Keterkaitan tersebut terjadi pada sel
yang aktif menghasilkan energi secara aerob.
Penggunaan oksigen menurun karena ....
A. siklus Krebs menghasilkan seluruh oksigen respirasi
B. lebih sedikit NADH tersedia untuk memasok elektron ke rantai transpor
elektron
C. oksigen diperlukan untuk mengubah glukosa menjadi piruvat
D. NADH merupakan enzim pemecah oksigen
E. siklus Krebs berlangsung di sitoplasma
Kunci: B
Pembahasan:
NADH dan FADH₂ memasok elektron ke rantai transpor elektron. Jika produksinya
berkurang, aliran elektron dan reduksi oksigen sebagai akseptor elektron
terakhir juga menurun.
SOAL 15 — Keterkaitan Tahap Respirasi 🖼️
Suatu diagram menunjukkan tiga tahap respirasi aerob:
glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus Krebs, serta rantai transpor elektron.
Tanda X ditempatkan pada membran dalam mitokondria tempat sebagian besar ATP
terbentuk. Jika oksigen tidak tersedia, aliran elektron pada lokasi X berhenti
dan NADH sulit dioksidasi kembali menjadi NAD+. Akibatnya, proses lain yang
bergantung pada ketersediaan NAD+ ikut terpengaruh. Siswa diminta memprediksi
perubahan yang paling masuk akal berdasarkan keterkaitan antartahap respirasi
tersebut. Analisis tetap mempertimbangkan fermentasi sebagai jalur alternatif
sementara bagi sel tersebut.
Jika oksigen hilang, respons sel yang paling masuk
akal adalah ....
A. produksi ATP mitokondria meningkat
B. NADH semakin cepat dioksidasi pada rantai elektron
C. fosforilasi oksidatif menurun dan fermentasi dapat meningkat
D. glikolisis langsung menghasilkan oksigen
E. siklus Krebs menghasilkan NAD+ tanpa batas
Kunci: C
Pembahasan:
Tanpa oksigen, rantai elektron berhenti sehingga fosforilasi oksidatif menurun.
Fermentasi dapat membantu meregenerasi NAD+ agar glikolisis tetap berjalan.
SOAL 16 — Respirasi Ragi
Sel ragi ditempatkan dalam dua wadah dengan jumlah
glukosa sama. Wadah A mendapat cukup oksigen, sedangkan wadah B dibuat anaerob.
Setelah satu jam, glukosa pada wadah B berkurang lebih cepat, tetapi jumlah ATP
per molekul glukosa lebih rendah. Ragi pada wadah B menghasilkan etanol dan
karbon dioksida. Siswa diminta menjelaskan mengapa konsumsi glukosa dapat
meningkat pada kondisi anaerob, dengan mempertimbangkan efisiensi produksi ATP
dan kebutuhan energi sel yang relatif tetap sepanjang pengamatan. Fermentasi
tidak dianggap menghasilkan energi sebanyak respirasi aerob.
Mengapa ragi B mengonsumsi glukosa lebih cepat?
A. fermentasi menghasilkan ATP lebih banyak per
glukosa
B. ragi harus memetabolisme lebih banyak glukosa untuk memenuhi kebutuhan ATP
C. glukosa tidak dapat digunakan pada kondisi aerob
D. oksigen menghambat semua enzim glikolisis
E. fermentasi tidak melibatkan glikolisis
Kunci: B
Pembahasan:
Fermentasi hanya menghasilkan sedikit ATP per molekul glukosa. Untuk memenuhi
kebutuhan energi, lebih banyak glukosa perlu diproses.
SOAL 17 — ATP dan Oksigen 🖼️
Grafik menunjukkan produksi ATP sel terhadap kadar
oksigen. Pada kadar oksigen sangat rendah, ATP masih terbentuk dalam jumlah
kecil. Ketika kadar oksigen meningkat, produksi ATP naik tajam lalu mencapai
keadaan relatif stabil. Peneliti kemudian menambahkan inhibitor ATP sintase dan
mendapati peningkatan oksigen tidak lagi menaikkan produksi ATP secara berarti.
Siswa harus menafsirkan hubungan oksigen, fosforilasi oksidatif, dan
pembentukan ATP berdasarkan perubahan pola grafik sebelum serta sesudah pemberian
inhibitor tersebut. Sel tetap memiliki substrat respirasi dalam jumlah cukup
selama pengamatan berlangsung.
Data paling kuat mendukung kesimpulan bahwa ....
A. oksigen membentuk ATP secara langsung
B. ATP sintase diperlukan untuk memanfaatkan gradien proton dalam fosforilasi
oksidatif
C. ATP sintase merupakan enzim glikolisis
D. oksigen tidak berhubungan dengan respirasi
E. seluruh ATP terbentuk tanpa enzim
Kunci: B
Pembahasan:
Oksigen memungkinkan rantai transpor elektron berlangsung, tetapi energi
gradien proton harus dikonversi menjadi ATP melalui ATP sintase.
SOAL 18 — Katabolisme Lemak
Seorang siswa membandingkan pemecahan glukosa dan asam
lemak sebagai sumber energi. Keduanya dapat memasok molekul ke jalur respirasi,
tetapi oksidasi asam lemak menghasilkan lebih banyak pembawa elektron dan ATP
karena memiliki banyak ikatan kaya energi. Saat cadangan glukosa rendah, sel
tertentu meningkatkan penggunaan lemak. Siswa diminta menilai pernyataan bahwa
semua tahap katabolisme lemak berlangsung identik dengan glikolisis. Penilaian
harus mempertimbangkan titik masuk molekul hasil pemecahan lemak ke jalur
respirasi seluler. Analisis tidak menyederhanakan semua reaksi menjadi jalur
metabolik yang sama.
Pernyataan yang paling tepat adalah ....
A. asam lemak harus selalu diubah menjadi glukosa
sebelum respirasi
B. β-oksidasi menghasilkan asetil-KoA yang dapat memasuki siklus Krebs
C. lemak hanya dapat menghasilkan ATP tanpa oksigen
D. β-oksidasi berlangsung sebagai bagian dari glikolisis
E. katabolisme lemak tidak menghasilkan NADH
Kunci: B
Pembahasan:
Asam lemak mengalami β-oksidasi menghasilkan asetil-KoA serta pembawa elektron.
Asetil-KoA kemudian dapat masuk ke siklus Krebs.
SOAL 19 — Struktur Mitokondria 🖼️
Pada skema mitokondria, bagian P adalah matriks, Q
membran dalam, dan R ruang antarmembran. Enzim siklus Krebs banyak terdapat di
P, sedangkan rantai transpor elektron berada pada Q. Selama respirasi,
konsentrasi proton meningkat di R. Jika membran Q rusak sehingga proton bebas
kembali tanpa melewati ATP sintase, oksidasi NADH dapat tetap terjadi tetapi
pembentukan ATP menurun. Siswa diminta menentukan alasan paling tepat
berdasarkan hubungan struktur mitokondria dan mekanisme kemiosmosis pada
respirasi aerob. Kondisi normal membutuhkan gradien agar ATP terbentuk efisien.
Kerusakan Q menurunkan ATP terutama karena ....
A. glukosa tidak dapat masuk sitoplasma
B. gradien proton tidak dapat dipertahankan
C. piruvat tidak terbentuk
D. oksigen berubah menjadi NADH
E. seluruh enzim Krebs berada pada membran luar
Kunci: B
Pembahasan:
Membran dalam mempertahankan perbedaan konsentrasi proton antara ruang
antarmembran dan matriks. Kebocoran membran menghilangkan gradien yang
diperlukan ATP sintase.
SOAL 20 — Interpretasi Data Respirasi
Dalam percobaan respirasi kecambah, massa kecambah dan
suhu dibuat sama. Kelompok A mendapat glukosa tambahan, sedangkan kelompok B
tidak. Laju respirasi diukur dari perubahan konsentrasi karbon dioksida. Hasil
menunjukkan kelompok A menghasilkan lebih banyak karbon dioksida. Namun, siswa
langsung menyimpulkan bahwa glukosa pasti satu-satunya faktor yang menentukan
laju respirasi. Guru meminta evaluasi terhadap kesimpulan itu karena kondisi
fisiologis kecambah dan ketersediaan oksigen juga dapat memengaruhi hasil.
Pilih penafsiran ilmiah yang paling tepat. Penilaian harus mengikuti data dan
keterbatasan rancangan percobaan.
Kesimpulan yang paling tepat adalah ....
A. glukosa terbukti menjadi satu-satunya pengatur
respirasi
B. glukosa tambahan berkaitan dengan peningkatan respirasi pada kondisi
percobaan tersebut
C. oksigen tidak memengaruhi respirasi
D. karbon dioksida tidak berkaitan dengan katabolisme
E. semua kecambah pasti memiliki laju respirasi sama
Kunci: B
Pembahasan:
Data mendukung pengaruh glukosa dalam kondisi eksperimen, tetapi tidak
membuktikan bahwa glukosa merupakan satu-satunya faktor pengatur respirasi.
ANABOLISME DAN FOTOSINTESIS
SOAL 21 — Intensitas Cahaya 🖼️
Daun tanaman air diberi cahaya dengan intensitas
berbeda. Diagram menunjukkan laju fotosintesis meningkat pada intensitas rendah
hingga sedang, kemudian mencapai titik jenuh meskipun cahaya terus ditambah.
Suhu dan konsentrasi karbon dioksida dipertahankan tetap. Pada intensitas
sangat tinggi, laju justru sedikit menurun. Siswa diminta menafsirkan mengapa
cahaya tidak lagi menjadi faktor pembatas setelah titik tertentu dan mengapa
kondisi ekstrem dapat mengganggu komponen fotosintetik yang berperan dalam penangkapan
energi cahaya. Pengamatan dilakukan secara terkontrol pada sistem fotosintesis
tanaman di laboratorium sekolah tersebut.
Pada bagian mendatar, penambahan cahaya tidak
meningkatkan fotosintesis karena ....
A. fotosintesis telah berhenti permanen
B. faktor lain seperti kapasitas enzim atau CO₂ menjadi pembatas
C. klorofil tidak lagi menyerap cahaya sama sekali
D. oksigen berubah menjadi karbon dioksida
E. ATP tidak pernah dibentuk pada cahaya tinggi
Kunci: B
Pembahasan:
Setelah cahaya tidak lagi menjadi faktor pembatas, kapasitas enzimatik, CO₂,
suhu, atau faktor lainnya dapat menentukan laju maksimum fotosintesis.
SOAL 22 — CO₂ dan Siklus Calvin
Tanaman ditempatkan di ruang tertutup dengan cahaya
cukup, suhu optimum, dan air tersedia. Konsentrasi karbon dioksida kemudian
diturunkan secara bertahap. Laju pembentukan glukosa ikut menurun walaupun
reaksi terang masih dapat menghasilkan ATP dan NADPH. Setelah karbon dioksida
ditambahkan kembali, laju sintesis karbohidrat meningkat. Siswa harus
menjelaskan hubungan antara ketersediaan karbon dioksida, siklus Calvin, dan
pemanfaatan ATP serta NADPH untuk pembentukan senyawa organik tanpa menyamakan
reaksi terang dengan fiksasi karbon. Semua faktor lain pada percobaan dijaga
relatif konstan selama pengamatan berlangsung.
Penurunan pembentukan karbohidrat terjadi terutama
karena ....
A. karbon dioksida merupakan akseptor elektron
terakhir respirasi
B. karbon dioksida menyediakan karbon yang difiksasi dalam siklus Calvin
C. karbon dioksida langsung menghasilkan ATP pada tilakoid
D. ATP tidak dibutuhkan siklus Calvin
E. NADPH hanya digunakan dalam respirasi
Kunci: B
Pembahasan:
CO₂ merupakan sumber karbon bagi pembentukan senyawa organik. ATP dan NADPH
dari reaksi terang menyediakan energi dan daya reduksi bagi siklus Calvin.
SOAL 23 — Fotosistem II 🖼️
Skema kloroplas memperlihatkan tilakoid sebagai lokasi
reaksi terang dan stroma sebagai lokasi siklus Calvin. Air dipecah pada membran
tilakoid, menghasilkan elektron, proton, dan oksigen. ATP serta NADPH kemudian
digunakan di stroma. Jika suatu zat menghambat aliran elektron fotosistem II,
produksi ATP dan NADPH menurun. Siswa diminta memprediksi dampak lanjutan
terhadap pembentukan gula, sekalipun enzim siklus Calvin tidak rusak secara
langsung, berdasarkan ketergantungan antartahap fotosintesis yang terlihat pada
skema tersebut. Tanaman tetap menerima cahaya dan karbon dioksida dalam jumlah
yang cukup.
Akibat paling mungkin adalah ....
A. sintesis gula meningkat
B. siklus Calvin melambat karena kekurangan ATP dan NADPH
C. CO₂ berubah langsung menjadi ATP
D. Rubisco menggantikan fotosistem II
E. respirasi tanaman berhenti total
Kunci: B
Pembahasan:
Reaksi terang memasok ATP dan NADPH bagi siklus Calvin. Gangguan fotosistem II
dapat menurunkan keduanya sehingga reduksi karbon dan pembentukan gula ikut
menurun.
SOAL 24 — Anabolisme pada Malam Hari
Pada malam hari, tanaman tidak menerima cahaya tetapi
selnya tetap melakukan respirasi. Seorang siswa menyatakan semua proses
anabolisme berhenti total karena tidak ada cahaya. Temannya berpendapat bahwa
beberapa sintesis molekul tetap dapat berlangsung selama tersedia ATP, bahan
baku, dan enzim yang sesuai. Guru meminta mereka menilai kedua pendapat dengan
membedakan fotosintesis sebagai salah satu bentuk anabolisme dari proses
anabolik lain yang tidak secara langsung memerlukan cahaya pada setiap tahap reaksi
seluler. Proses tersebut dapat berlangsung pada tumbuhan saat malam hari.
Pernyataan paling tepat adalah ....
A. semua anabolisme selalu membutuhkan cahaya langsung
B. fotosintesis adalah satu-satunya proses anabolisme
C. beberapa proses sintesis dapat berlangsung tanpa cahaya langsung jika energi
dan bahan tersedia
D. respirasi merupakan proses anabolisme
E. tidak ada ATP dalam tumbuhan pada malam hari
Kunci: C
Pembahasan:
Anabolisme mencakup berbagai reaksi penyusunan molekul. Tidak semuanya
bergantung langsung pada cahaya; energi dapat berasal dari ATP yang tersedia
melalui metabolisme sel.
SOAL 25 — Regenerasi RuBP 🖼️
Diagram siklus Calvin menunjukkan karbon dioksida
masuk dan berikatan dengan RuBP melalui enzim Rubisco. Setelah beberapa tahap,
terbentuk G3P dan RuBP diregenerasi menggunakan ATP. Jika regenerasi RuBP
terhambat, jumlah RuBP menurun dari waktu ke waktu walaupun cahaya, karbon
dioksida, ATP, dan NADPH tersedia. Siswa harus menentukan akibat paling logis
terhadap laju fiksasi karbon berikutnya dan menjelaskan mengapa ketersediaan
satu molekul akseptor dapat membatasi keseluruhan proses anabolisme tersebut. Faktor
lingkungan lain tetap berada pada kondisi optimum bagi fotosintesis
berkelanjutan selama pengamatan.
Jika regenerasi RuBP terganggu, maka ....
A. fiksasi CO₂ akhirnya menurun karena akseptor CO₂
semakin sedikit
B. Rubisco menghasilkan RuBP tanpa energi
C. produksi G3P meningkat tanpa batas
D. reaksi terang langsung berhenti
E. oksigen menjadi pengganti RuBP
Kunci: A
Pembahasan:
RuBP diperlukan sebagai akseptor CO₂. Jika tidak diregenerasi, jumlah RuBP
berkurang dan fiksasi karbon tidak dapat dipertahankan.
.png)
Komentar
Posting Komentar
Silahkan berkomemtar sesuai dengan topik artikel yang di bahas. Tidak boleh memasang link.