Biologi Gonzaga: Soal & Jawaban Semester 1 Kelas XII IPA

Pendahuluan

Biologi, sebagai studi tentang kehidupan, merupakan fondasi penting dalam pemahaman kita tentang dunia di sekitar kita. Bagi siswa kelas XII IPA di SMA Gonzaga, penguasaan konsep-konsep biologi bukan hanya persiapan untuk ujian, tetapi juga investasi dalam pemahaman yang lebih dalam tentang kompleksitas alam. Artikel ini menyajikan kumpulan soal dan jawaban yang relevan dengan materi Biologi semester 1 kelas XII IPA, dengan tujuan untuk membantu siswa dalam mempersiapkan diri menghadapi ujian dan memperdalam pemahaman mereka tentang konsep-konsep kunci.

I. Metabolisme Sel

Metabolisme sel adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam sel untuk mempertahankan kehidupan. Proses ini mencakup anabolisme (pembentukan molekul kompleks dari molekul sederhana) dan katabolisme (pemecahan molekul kompleks menjadi molekul sederhana).

• Soal 1: Jelaskan perbedaan mendasar antara anabolisme dan katabolisme, serta berikan contoh masing-masing.

  • Jawaban: Anabolisme adalah proses penyusunan molekul kompleks dari molekul sederhana, membutuhkan energi (endergonik). Contohnya adalah fotosintesis dan sintesis protein. Katabolisme adalah proses pemecahan molekul kompleks menjadi molekul sederhana, menghasilkan energi (eksergonik). Contohnya adalah respirasi seluler dan pencernaan makanan.

• Soal 2: Apa peran enzim dalam metabolisme sel? Jelaskan mekanisme kerja enzim.

  • Jawaban: Enzim adalah biokatalisator yang mempercepat reaksi kimia dalam sel dengan menurunkan energi aktivasi. Enzim bekerja dengan cara berikatan dengan substrat pada sisi aktifnya, membentuk kompleks enzim-substrat. Kompleks ini memfasilitasi reaksi, dan setelah reaksi selesai, enzim melepaskan produk dan kembali ke bentuk semula.

• Soal 3: Jelaskan tahapan-tahapan respirasi seluler aerob, termasuk lokasi terjadinya dan hasil akhir setiap tahapan.

  • Jawaban: Respirasi seluler aerob terdiri dari:
    1. Glikolisis: Terjadi di sitosol, glukosa dipecah menjadi 2 molekul piruvat, menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH.
    2. Dekarboksilasi Oksidatif: Terjadi di matriks mitokondria, piruvat diubah menjadi asetil-KoA, menghasilkan 1 NADH per piruvat (2 NADH per glukosa).
    3. Siklus Krebs: Terjadi di matriks mitokondria, asetil-KoA mengalami serangkaian reaksi menghasilkan 2 ATP, 6 NADH, dan 2 FADH2 per glukosa.
    4. Transpor Elektron: Terjadi di membran dalam mitokondria, NADH dan FADH2 melepaskan elektron yang melewati serangkaian protein transpor elektron, menghasilkan gradien proton yang digunakan untuk menghasilkan ATP melalui ATP sintase (fosforilasi oksidatif).

• Soal 4: Bandingkan respirasi aerob dan anaerob dalam hal kebutuhan oksigen, hasil akhir, dan efisiensi energi.

  • Jawaban: Respirasi aerob membutuhkan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir, menghasilkan ATP yang lebih banyak (sekitar 36-38 ATP per glukosa). Respirasi anaerob tidak membutuhkan oksigen, menghasilkan ATP yang lebih sedikit (2 ATP per glukosa) dan produk sampingan seperti asam laktat atau etanol.

II. Genetika

Genetika adalah ilmu yang mempelajari tentang pewarisan sifat dari induk kepada keturunannya.

• Soal 5: Jelaskan hukum Mendel I (segregasi) dan hukum Mendel II (asortasi bebas).

  • Jawaban: Hukum Mendel I (segregasi) menyatakan bahwa setiap individu memiliki dua salinan (alel) untuk setiap gen, dan hanya satu alel yang diturunkan kepada setiap gamet. Hukum Mendel II (asortasi bebas) menyatakan bahwa gen-gen yang berbeda akan bersegregasi secara independen selama pembentukan gamet, asalkan gen-gen tersebut terletak pada kromosom yang berbeda.

• Soal 6: Apa perbedaan antara genotip dan fenotip? Berikan contoh.

  • Jawaban: Genotip adalah komposisi genetik suatu individu, sedangkan fenotip adalah ekspresi fisik atau karakteristik yang dapat diamati dari genotip tersebut. Contoh: Genotip AA (homozigot dominan) dan Aa (heterozigot) dapat menghasilkan fenotip yang sama, misalnya tinggi tanaman.

• Soal 7: Jelaskan perbedaan antara DNA dan RNA dalam hal struktur, fungsi, dan lokasi.

  • Jawaban: DNA (asam deoksiribonukleat) memiliki struktur double helix, berisi gula deoksiribosa, basa nitrogen adenin (A), guanin (G), sitosin (C), dan timin (T), dan berfungsi sebagai pembawa informasi genetik. RNA (asam ribonukleat) memiliki struktur single helix, berisi gula ribosa, basa nitrogen adenin (A), guanin (G), sitosin (C), dan urasil (U), dan berfungsi dalam sintesis protein. DNA terletak di inti sel, sedangkan RNA dapat ditemukan di inti sel dan sitoplasma.

• Soal 8: Jelaskan proses replikasi DNA, transkripsi, dan translasi.

  • Jawaban:
    1. Replikasi DNA: Proses penggandaan DNA, di mana DNA double helix dibuka dan setiap untai berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis untai komplementer baru, menghasilkan dua molekul DNA identik.
    2. Transkripsi: Proses sintesis RNA dari cetakan DNA. RNA polimerase membaca untai DNA dan menghasilkan molekul RNA yang komplementer.
    3. Translasi: Proses sintesis protein dari mRNA. Ribosom membaca kodon pada mRNA dan menggunakan tRNA untuk membawa asam amino yang sesuai ke ribosom, membentuk rantai polipeptida (protein).

III. Bioteknologi

Bioteknologi adalah penerapan prinsip-prinsip biologi untuk menghasilkan produk atau jasa yang bermanfaat bagi manusia.

• Soal 9: Jelaskan perbedaan antara bioteknologi konvensional dan modern. Berikan contoh masing-masing.

  • Jawaban: Bioteknologi konvensional menggunakan mikroorganisme secara langsung untuk menghasilkan produk, seperti fermentasi makanan (tempe, tape, yogurt). Bioteknologi modern menggunakan teknik rekayasa genetika untuk memodifikasi organisme atau menghasilkan produk, seperti insulin rekombinan, tanaman transgenik.

• Soal 10: Jelaskan prinsip dasar rekayasa genetika dan berikan contoh aplikasi dalam bidang pertanian dan kesehatan.

  • Jawaban: Rekayasa genetika melibatkan manipulasi materi genetik suatu organisme untuk menghasilkan sifat yang diinginkan. Dalam pertanian, contohnya adalah pembuatan tanaman transgenik yang tahan hama atau memiliki kandungan nutrisi yang lebih tinggi. Dalam kesehatan, contohnya adalah produksi insulin rekombinan untuk pengobatan diabetes dan pengembangan vaksin.

• Soal 11: Apa yang dimaksud dengan kloning? Jelaskan tahapan-tahapan kloning pada hewan.

  • Jawaban: Kloning adalah proses menghasilkan individu yang identik secara genetik dengan individu lain. Tahapan kloning pada hewan (transfer inti sel somatik):
    1. Sel telur diambil dari donor dan intinya dihilangkan.
    2. Sel somatik (sel tubuh) diambil dari hewan yang akan dikloning dan intinya diisolasi.
    3. Inti sel somatik dimasukkan ke dalam sel telur yang telah dihilangkan intinya.
    4. Sel telur yang telah direkonstruksi distimulasi untuk membelah.
    5. Embrio yang berkembang ditanamkan ke dalam rahim induk pengganti.
    6. Induk pengganti melahirkan hewan kloning.

IV. Evolusi

Evolusi adalah proses perubahan sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme dari satu generasi ke generasi berikutnya.

• Soal 12: Jelaskan teori evolusi Darwin dan berikan bukti-bukti pendukungnya.

  • Jawaban: Teori evolusi Darwin menyatakan bahwa spesies berubah seiring waktu melalui seleksi alam. Individu dengan sifat-sifat yang lebih menguntungkan akan lebih mungkin bertahan hidup dan bereproduksi, sehingga sifat-sifat tersebut menjadi lebih umum dalam populasi. Bukti-bukti pendukungnya meliputi: fosil, anatomi perbandingan, embriologi perbandingan, biogeografi, dan biologi molekuler.

• Soal 13: Jelaskan perbedaan antara homologi dan analogi. Berikan contoh.

  • Jawaban: Homologi adalah kesamaan struktur karena memiliki nenek moyang yang sama, meskipun fungsinya mungkin berbeda. Contoh: tulang lengan manusia, sayap burung, dan sirip paus memiliki struktur dasar yang sama. Analogi adalah kesamaan fungsi karena adaptasi terhadap lingkungan yang sama, meskipun tidak memiliki nenek moyang yang sama. Contoh: sayap burung dan sayap serangga memiliki fungsi yang sama (terbang), tetapi struktur dan asal-usulnya berbeda.

• Soal 14: Jelaskan mekanisme spesiasi (pembentukan spesies baru).

  • Jawaban: Spesiasi dapat terjadi melalui dua mekanisme utama:
    1. Spesiasi Alopatrik: Terjadi ketika populasi terpisah secara geografis, sehingga aliran gen terhenti dan masing-masing populasi berevolusi secara independen.
    2. Spesiasi Simpatrik: Terjadi ketika populasi berada dalam wilayah geografis yang sama, tetapi terjadi isolasi reproduksi karena faktor lain, seperti perbedaan perilaku kawin atau preferensi habitat.

V. Penutup

Kumpulan soal dan jawaban ini diharapkan dapat membantu siswa SMA Gonzaga kelas XII IPA dalam memahami dan menguasai materi Biologi semester 1. Dengan pemahaman yang kuat tentang konsep-konsep ini, siswa akan lebih siap menghadapi ujian dan memiliki dasar yang kokoh untuk studi lebih lanjut di bidang biologi atau ilmu terkait. Ingatlah bahwa belajar biologi bukan hanya tentang menghafal fakta, tetapi juga tentang mengembangkan kemampuan berpikir kritis dan analitis untuk memahami kompleksitas kehidupan.