PAKET SOAL TKA BIOLOGI Enzim dan Metabolisme – Kelas XII Fase F Part 2
SOAL 26 — Adaptasi CAM
Petani menanam dua jenis tumbuhan pada kondisi panas
dan kering. Tumbuhan X membuka stomata terutama malam hari dan menyimpan karbon
dioksida sementara dalam bentuk asam organik. Pada siang hari, stomata lebih
tertutup untuk mengurangi kehilangan air. Tumbuhan Y membuka stomata pada siang
hari dan langsung menggunakan karbon dioksida dalam siklus Calvin. Siswa
diminta menganalisis keuntungan strategi tumbuhan X dengan menghubungkan waktu
pengambilan karbon dioksida, konservasi air, dan kebutuhan fotosintesis pada
lingkungan tersebut. Lingkungan tersebut memiliki keterbatasan air dan suhu
tinggi.
Keuntungan utama strategi tumbuhan X adalah ....
A. menghilangkan kebutuhan terhadap siklus Calvin
B. mengambil CO₂ malam hari sehingga kehilangan air dapat dikurangi
C. menghasilkan ATP tanpa cahaya sama sekali
D. tidak melakukan respirasi
E. membuka stomata lebih lama pada siang hari
Kunci: B
Pembahasan:
Tanaman CAM membuka stomata pada malam hari ketika suhu lebih rendah sehingga
kehilangan air berkurang. CO₂ disimpan sementara dan digunakan pada siang hari.
SOAL 27 — Tumbuhan C3 dan C4 🖼️
Grafik membandingkan laju fotosintesis tumbuhan C3 dan
C4 pada suhu meningkat. Pada suhu tinggi, tumbuhan C4 mempertahankan laju
fotosintesis lebih baik, sedangkan tumbuhan C3 mengalami penurunan lebih besar.
Konsentrasi karbon dioksida lingkungan dibuat sama. Peneliti mengaitkan
perbedaan ini dengan kemampuan tumbuhan C4 memusatkan karbon dioksida di
sekitar Rubisco sehingga fotorespirasi berkurang. Siswa diminta memilih
penjelasan yang paling konsisten dengan grafik dan mekanisme adaptasi metabolik
kedua kelompok tumbuhan. Pengamatan dilakukan terkontrol ketika suhu lingkungan
meningkat selama periode yang sama panjang tersebut.
Mengapa C4 lebih unggul pada kondisi tersebut?
A. tumbuhan C4 tidak menggunakan Rubisco
B. C4 memusatkan CO₂ sehingga kompetisi O₂ pada Rubisco dan fotorespirasi
berkurang
C. tumbuhan C3 tidak memiliki klorofil
D. C4 tidak membutuhkan ATP
E. C4 tidak melakukan siklus Calvin
Kunci: B
Pembahasan:
Mekanisme C4 meningkatkan konsentrasi CO₂ di sekitar Rubisco. Hal ini
mengurangi aktivitas oksigenase Rubisco dan menekan fotorespirasi pada suhu
tinggi.
SOAL 28 — Kekurangan Klorofil
Sebuah tanaman mengalami mutasi yang menyebabkan
pembentukan klorofil sangat berkurang. Daun tampak pucat, tetapi stomata, enzim
siklus Calvin, dan struktur akar masih berfungsi. Saat diberi cahaya, produksi
ATP dan NADPH di kloroplas jauh lebih rendah dibandingkan tanaman normal.
Akibatnya, pertumbuhan tanaman melambat. Siswa diminta menelusuri hubungan
sebab akibat dari berkurangnya klorofil sampai menurunnya sintesis karbohidrat,
tanpa menyimpulkan bahwa karbon dioksida tidak dapat masuk ke daun sama sekali.
Kondisi lingkungan lain pada tanaman yang sama tetap dibuat optimal bagi
fotosintesis berlangsung.
Urutan sebab-akibat yang paling tepat adalah ....
A. klorofil berkurang → penyerapan cahaya berkurang →
ATP/NADPH turun → sintesis karbohidrat turun
B. klorofil berkurang → CO₂ tidak dapat melewati stomata → respirasi berhenti
C. klorofil berkurang → Rubisco hilang → oksigen tidak terbentuk
D. klorofil berkurang → ATP meningkat → pertumbuhan melambat
E. klorofil berkurang → air tidak dapat diserap akar
Kunci: A
Pembahasan:
Klorofil berfungsi menyerap energi cahaya. Berkurangnya klorofil mengurangi
suplai energi bagi reaksi terang dan selanjutnya membatasi ATP serta NADPH
untuk siklus Calvin.
SOAL 29 — ATP Sintase pada Kloroplas 🖼️
Pada skema reaksi terang, elektron dari fotosistem II
mengalir melalui pembawa elektron menuju fotosistem I. Aliran ini membantu
membentuk gradien proton yang digunakan ATP sintase. Elektron akhirnya mereduksi
NADP+ menjadi NADPH. Jika ATP sintase dihambat, gradien proton meningkat tetapi
produksi ATP menurun. Siswa harus memprediksi dampak terhadap siklus Calvin dan
menjelaskan mengapa keberadaan NADPH saja tidak cukup untuk mempertahankan
pembentukan karbohidrat pada laju normal dalam kondisi tersebut. Komponen
kloroplas lain tetap berfungsi dan cahaya tersedia cukup selama pengamatan
berlangsung tersebut.
Dampak paling mungkin adalah ....
A. siklus Calvin tetap normal karena hanya memerlukan
NADPH
B. pembentukan karbohidrat menurun karena siklus Calvin juga membutuhkan ATP
C. NADPH berubah otomatis menjadi ATP
D. CO₂ menggantikan fungsi ATP
E. fotosistem II menghasilkan glukosa secara langsung
Kunci: B
Pembahasan:
Siklus Calvin membutuhkan ATP dan NADPH. Kekurangan ATP membatasi regenerasi
RuBP dan tahapan reduksi meskipun NADPH masih tersedia.
SOAL 30 — Sumber Karbon dan Energi
Dua kelompok tanaman identik menerima cahaya dan air
yang sama. Kelompok A memperoleh karbon dioksida normal, sedangkan kelompok B
memperoleh karbon dioksida rendah. Setelah beberapa jam, kadar pati daun
kelompok B lebih rendah. Seorang siswa menyimpulkan bahwa karbon dioksida
berfungsi sebagai sumber energi langsung bagi reaksi terang. Guru meminta siswa
memperbaiki penjelasan tersebut dengan membedakan sumber atom karbon bagi
senyawa organik dari sumber energi yang menggerakkan sintesis molekul selama
fotosintesis berlangsung. Penjelasan harus mengintegrasikan fungsi reaksi
terang dan siklus Calvin.
Perbaikan yang tepat adalah ....
A. CO₂ merupakan sumber energi cahaya
B. CO₂ menyediakan atom karbon, sedangkan energi awal fotosintesis berasal dari
cahaya
C. CO₂ merupakan sumber elektron utama fotosistem II
D. pati seluruhnya berasal dari air
E. cahaya merupakan sumber atom karbon glukosa
Kunci: B
Pembahasan:
Atom karbon senyawa organik berasal dari CO₂, sedangkan energi fotosintesis
berasal dari cahaya dan ditransformasikan menjadi ATP serta NADPH.
KETERAMPILAN PROSES DAN INTEGRASI
SOAL 31 — Evaluasi Rancangan Percobaan 🖼️
Seorang siswa merancang percobaan untuk mengetahui
pengaruh pH terhadap aktivitas katalase. Ia menyiapkan lima tabung dengan
konsentrasi hidrogen peroksida dan katalase sama, tetapi pH berbeda. Volume
oksigen setelah dua menit digunakan sebagai indikator aktivitas. Diagram
rancangan menunjukkan suhu tabung ternyata tidak sama karena sebagian
diletakkan dalam penangas hangat. Guru meminta siswa mengevaluasi rancangan
sebelum data digunakan untuk menyimpulkan pengaruh pH. Siswa harus menentukan
perbaikan yang paling penting agar hubungan antarvariabel dapat diuji secara
valid. Hasil harus dapat dipercaya secara ilmiah.
Perbaikan terpenting adalah ....
A. menyamakan pH seluruh tabung
B. menyamakan suhu seluruh tabung
C. mengubah jumlah katalase tiap tabung
D. menggunakan substrat berbeda
E. menghilangkan pengukuran oksigen
Kunci: B
Pembahasan:
Suhu merupakan variabel pengganggu karena juga memengaruhi aktivitas enzim.
Jika pH menjadi variabel bebas, suhu harus dikontrol.
SOAL 32 — Identifikasi Jenis Inhibitor
Peneliti membandingkan aktivitas enzim pada tiga
perlakuan. Kontrol menghasilkan 40 unit produk per menit. Penambahan zat A
menurunkan hasil menjadi 18 unit, tetapi peningkatan konsentrasi substrat
memulihkannya menjadi 35 unit. Penambahan zat B menghasilkan 17 unit dan tetap
sekitar 18 unit walaupun substrat ditingkatkan. Peneliti ingin menentukan jenis
inhibisi kedua zat. Siswa harus menggunakan pola respons terhadap peningkatan
substrat sebagai bukti, bukan sekadar membandingkan besar penurunan laju awal
pada kedua perlakuan. Kondisi eksperimen lain sama dan stabil sepanjang
pengamatan berlangsung.
Interpretasi paling tepat adalah ....
A. A dan B kompetitif
B. A kompetitif dan B nonkompetitif
C. A nonkompetitif dan B kompetitif
D. A dan B merupakan koenzim
E. A aktivator dan B substrat
Kunci: B
Pembahasan:
Peningkatan substrat mampu mengurangi efek A, ciri inhibitor kompetitif.
Hambatan B tidak dapat diatasi dengan substrat berlebih, konsisten dengan
inhibisi nonkompetitif.
SOAL 33 — Suhu dan Respirasi 🖼️
Grafik hasil percobaan menunjukkan laju respirasi
kecambah meningkat dari 20°C ke 35°C, lalu menurun tajam pada 55°C. Kecambah
pada semua kelompok memiliki massa sama dan ketersediaan oksigen cukup. Setelah
kelompok 55°C dikembalikan ke 35°C, laju respirasi tidak pulih seperti semula.
Siswa diminta menilai apakah perubahan tersebut lebih mungkin disebabkan
keterbatasan substrat atau kerusakan komponen enzimatik. Kesimpulan harus
didasarkan pada pola reversibilitas pengaruh suhu terhadap protein metabolik dalam
sel kecambah. Protein metabolik tersebut bekerja mengendalikan rangkaian reaksi
respirasi selama percobaan berlangsung.
Penjelasan paling kuat adalah ....
A. suhu 55°C meningkatkan jumlah substrat
B. suhu 55°C kemungkinan merusak struktur enzim respirasi secara permanen
C. oksigen tidak diperlukan pada respirasi
D. kecambah berhenti memiliki mitokondria
E. suhu tinggi selalu meningkatkan aktivitas enzim
Kunci: B
Pembahasan:
Tidak pulihnya aktivitas setelah suhu dikembalikan menunjukkan perubahan yang
tidak reversibel, konsisten dengan denaturasi enzim pada suhu tinggi.
SOAL 34 — Pelacakan Karbon
Sebuah kultur sel diberi glukosa berlabel karbon
radioaktif. Beberapa menit kemudian, label ditemukan pada piruvat, kemudian
pada karbon dioksida yang dilepaskan sel. Ketika enzim tertentu yang
menghubungkan glikolisis dengan siklus Krebs dihambat, label menumpuk pada
piruvat dan pelepasan karbon dioksida menurun. Siswa diminta mengidentifikasi
tahap yang paling mungkin terganggu serta menjelaskan bagaimana data pelacakan
atom dapat digunakan untuk menelusuri aliran materi dalam jalur katabolisme
secara sistematis. Pelacakan dilanjutkan dari glukosa menuju produk akhir
respirasi aerob dalam kondisi terkontrol secara sistematis.
Tahap yang kemungkinan paling langsung terhambat
adalah ....
A. fotolisis air
B. oksidasi piruvat menjadi asetil-KoA
C. glikolisis tahap awal
D. siklus Calvin
E. fermentasi alkohol
Kunci: B
Pembahasan:
Piruvat merupakan hasil glikolisis dan sebelum memasuki siklus Krebs dioksidasi
menjadi asetil-KoA. Hambatan tahap ini menyebabkan piruvat menumpuk.
SOAL 35 — Eksperimen Fotosintesis 🖼️
Diagram percobaan fotosintesis menunjukkan tiga
tanaman identik. Tanaman P mendapat cahaya dan karbon dioksida normal, Q
mendapat cahaya tetapi karbon dioksida sangat rendah, sedangkan R mendapat
karbon dioksida normal tetapi ditempatkan gelap. Setelah enam jam, kadar pati
daun diukur. P menunjukkan pati tertinggi, Q rendah, dan R sangat rendah. Siswa
harus menentukan kesimpulan yang paling kuat berdasarkan rancangan tersebut
tanpa menganggap satu percobaan mampu menjelaskan seluruh faktor yang memengaruhi
fotosintesis. Pengamatan dilakukan pada kondisi laboratorium selama enam jam
tersebut berlangsung.
Kesimpulan paling didukung data adalah ....
A. hanya CO₂ yang menentukan fotosintesis
B. hanya cahaya yang menentukan fotosintesis
C. pada kondisi percobaan, ketersediaan cahaya dan CO₂ mendukung akumulasi pati
D. tanaman R tidak melakukan metabolisme apa pun
E. CO₂ merupakan sumber energi cahaya
Kunci: C
Pembahasan:
P memiliki kedua faktor dan menghasilkan pati tertinggi. Data mendukung
pentingnya cahaya dan CO₂, tetapi tidak membuktikan bahwa keduanya merupakan
satu-satunya faktor.
SOAL 36 — Variabel Pengganggu
Siswa ingin mengetahui apakah suatu ekstrak tumbuhan
dapat menghambat amilase. Ia mencampurkan amilase, pati, dan ekstrak, lalu
membandingkannya dengan kontrol tanpa ekstrak. Setelah sepuluh menit, sisa pati
diukur. Kelompok ekstrak memiliki lebih banyak pati tersisa. Namun, ekstrak
juga memiliki pH sangat asam dibandingkan kontrol. Guru meminta siswa
mengevaluasi apakah hasil tersebut cukup membuktikan adanya inhibitor spesifik.
Jawaban harus mempertimbangkan kemungkinan perubahan aktivitas enzim akibat pH
sebagai variabel pengganggu dalam rancangan eksperimen tersebut. Evaluasi
mendahului kesimpulan mengenai mekanisme penghambatan yang terjadi.
Percobaan lanjutan terbaik adalah ....
A. membandingkan kedua kelompok pada pH yang dibuat
sama menggunakan buffer
B. menambahkan pati hanya pada kontrol
C. menggunakan suhu berbeda pada kelompok ekstrak
D. menghilangkan amilase dari seluruh tabung
E. mengganti pati dengan oksigen
Kunci: A
Pembahasan:
pH harus dikontrol terlebih dahulu. Jika setelah pH disamakan ekstrak masih
menurunkan aktivitas amilase, bukti adanya senyawa inhibitor menjadi lebih
kuat.
SOAL 37 — Sianida dan Rantai Elektron 🖼️
Grafik memperlihatkan konsentrasi ATP, NADH, dan
oksigen pada sel sebelum dan sesudah pemberian sianida yang menghambat salah
satu kompleks rantai transpor elektron. Setelah sianida diberikan, penggunaan
oksigen turun tajam, NADH meningkat, dan ATP menurun. Glikolisis masih
berlangsung dalam waktu tertentu. Siswa diminta menentukan penjelasan paling
konsisten dengan ketiga perubahan tersebut dan memprediksi alasan sel mungkin
meningkatkan fermentasi untuk sementara. Analisis harus menghubungkan regenerasi
NAD+, rantai elektron, serta kebutuhan ATP sel. Kondisi tersebut membantu
mempertahankan metabolisme ketika respirasi aerob terganggu sementara.
Mengapa NADH meningkat?
A. NADH tidak dapat dioksidasi secara efektif karena
aliran elektron terhambat
B. sianida meningkatkan siklus Calvin
C. NADH merupakan produk akhir fermentasi
D. oksigen berubah menjadi NADH
E. ATP sintase menghasilkan NADH dari ATP
Kunci: A
Pembahasan:
Hambatan rantai transpor elektron menyebabkan elektron dari NADH sulit
diteruskan sehingga NADH terakumulasi. Fermentasi dapat membantu meregenerasi
NAD+ untuk glikolisis.
SOAL 38 — Spektrum Cahaya
Dalam penelitian tanaman, kelompok A diberi cahaya
merah, kelompok B cahaya hijau, dan kelompok C cahaya biru dengan intensitas
energi sama. Laju fotosintesis diukur dari produksi oksigen. Hasil menunjukkan
A dan C lebih tinggi daripada B. Seorang siswa menyimpulkan bahwa cahaya hijau
sama sekali tidak dapat digunakan dalam fotosintesis. Guru meminta evaluasi
kesimpulan berdasarkan data. Pilihan terbaik harus membedakan antara laju yang
lebih rendah dan ketidakmampuan total memanfaatkan panjang gelombang tertentu.
Penilaian mempertimbangkan penyerapan energi cahaya oleh pigmen fotosintetik
tanaman.
Evaluasi paling tepat adalah ....
A. kesimpulan benar karena cahaya hijau selalu
menghasilkan nol fotosintesis
B. data hanya menunjukkan fotosintesis pada cahaya hijau lebih rendah, bukan
pasti nol
C. cahaya merah tidak diserap pigmen
D. oksigen tidak dapat digunakan sebagai indikator fotosintesis
E. semua panjang gelombang pasti menghasilkan laju sama
Kunci: B
Pembahasan:
Data menunjukkan perbedaan efektivitas, bukan ketidakmampuan absolut. Sebagian
cahaya hijau tetap dapat diserap oleh pigmen tertentu atau jaringan daun.
SOAL 39 — Regulasi Jalur Metabolisme 🖼️
Skema jalur metabolisme menunjukkan A diubah menjadi B
oleh enzim 1, B menjadi C oleh enzim 2, dan C menjadi D oleh enzim 3. Produk D
dapat berikatan dengan enzim 1 pada lokasi selain sisi aktif. Ketika D
meningkat, pembentukan B menurun. Siswa diminta memprediksi apa yang terjadi
jika kemampuan D mengikat enzim 1 hilang akibat mutasi. Jawaban harus
mempertimbangkan keseimbangan produksi, penggunaan substrat, dan efisiensi
pengaturan jalur metabolik. Regulasi mencegah produk terbentuk berlebihan
setelah kebutuhan metabolik sel normal terpenuhi.
Jika D tidak lagi mampu menghambat enzim 1,
kemungkinan yang terjadi adalah ....
A. jalur berhenti lebih cepat
B. D cenderung diproduksi berlebihan dan A lebih cepat digunakan
C. enzim 2 dan 3 hilang otomatis
D. A tidak dapat berikatan dengan enzim 1
E. ATP tidak lagi digunakan dalam sel
Kunci: B
Pembahasan:
Hilangnya inhibisi umpan balik membuat tahap awal tidak lagi dikendalikan oleh
jumlah produk akhir. Akibatnya aliran metabolik dapat terus berlangsung dan D
berpotensi berlebihan.
SOAL 40 — Menarik Kesimpulan Eksperimen
Stimulus – 80 kata
Sebuah tim siswa menguji pengaruh suhu terhadap
fermentasi ragi dengan mengukur volume karbon dioksida. Mereka menggunakan suhu
20°C, 30°C, 40°C, dan 60°C, sedangkan jumlah ragi, glukosa, pH, serta waktu
dibuat sama. Data menunjukkan produksi karbon dioksida tertinggi pada 40°C dan
hampir nol pada 60°C. Sebelum menyatakan 40°C sebagai suhu optimum mutlak bagi
semua ragi, siswa diminta mengevaluasi keterbatasan kesimpulan berdasarkan
rentang suhu, lama pengamatan, dan kondisi eksperimen. Kesimpulan harus tetap
sesuai dengan bukti langsung yang benar-benar diperoleh selama percobaan
berlangsung.
Kesimpulan ilmiah yang paling tepat adalah ....
A. suhu optimum semua jenis ragi pasti 40°C
B. pada kondisi dan rentang yang diuji, produksi CO₂ tertinggi ditemukan pada
40°C
C. suhu antara 40°C–60°C pasti tidak mendukung fermentasi
D. 60°C membuktikan ragi tidak memiliki enzim
E. suhu merupakan satu-satunya faktor yang memengaruhi fermentasi
Kunci: B
Pembahasan:
Data hanya mendukung kesimpulan dalam rentang dan kondisi percobaan. Untuk
menentukan suhu optimum lebih presisi perlu pengujian suhu di sekitar 40°C,
replikasi, dan pengendalian variabel yang baik.
Komentar
Posting Komentar
Silahkan berkomemtar sesuai dengan topik artikel yang di bahas. Tidak boleh memasang link.