Simulasi Contoh Soal Olimpiade Biologi OSN SMA : 2025 (3)
SOAL-SOAL
1. Dalam kondisi metabolisme aerob, sel eukariotik mampu menghasilkan ATP melalui rangkaian respirasi. Namun, ketika suplai oksigen sangat rendah, sel tertentu beralih ke fermentasi untuk mempertahankan produksi ATP. Jelaskan mengapa NAD+ memiliki peran penting dalam proses fermentasi asam laktat!
Lihat Pembahasan2. Sebuah populasi kumbang memiliki frekuensi genotipe \(AA : Aa : aa = 0{,}36 : 0{,}48 : 0{,}16\). Jika populasi tersebut berada dalam kesetimbangan Hardy-Weinberg, berapakah frekuensi alel a?
Lihat Pembahasan3. Tumbuhan C4 dan CAM memiliki adaptasi khusus terhadap lingkungan kering. Jelaskan perbedaan utama dalam mekanisme fiksasi CO2 antara tumbuhan C4 dan CAM!
Lihat Pembahasan4. Hormon tumbuhan berperan dalam mengatur pertumbuhan dan perkembangan. Salah satu hormon dapat menginduksi pemanjangan sel dengan memicu pemompaan ion hidrogen (H+) keluar dari sel. Hormon apakah yang dimaksud dan bagaimana mekanisme kerjanya dalam memanjangkan sel tumbuhan?
Lihat Pembahasan5. Keberadaan sinyal lingkungan dapat memicu ekspresi gen tertentu melalui jalur transduksi sinyal. Sebutkan dua contoh faktor transkripsi (transcription factors) di eukariota yang berperan penting dalam menanggapi sinyal lingkungan, dan jelaskan secara singkat bagaimana mekanisme aktivasi mereka!
Lihat Pembahasan6. Pada organisme multiseluler, proses diferensiasi sel seringkali melibatkan pengaturan gen secara epigenetik. Jelaskan apa yang dimaksud dengan modifikasi histon dan metilasi DNA serta bagaimana kedua proses tersebut dapat mengontrol ekspresi gen!
Lihat Pembahasan7. Siklus sel dikontrol oleh protein siklin dan CDK (Cyclin-Dependent Kinase). Mengapa kerusakan fungsi pada protein p53 dapat memicu pertumbuhan sel kanker? Jelaskan peran p53 dalam pengaturan siklus sel!
Lihat Pembahasan8. Pada proses transport elektron di mitokondria, gradien proton terbentuk di membran dalam mitokondria. Sebutkan kompleks protein utama yang terlibat dalam pembentukan gradien proton tersebut dan jelaskan bagaimana ATP terbentuk melalui ATP sintase!
Lihat Pembahasan9. Pada studi ekologi, konsep keanekaragaman hayati sering diukur menggunakan indeks Shannon-Wiener: \[ H' = -\sum_{i=1}^{S} p_i \ln(p_i) \] Di mana \(p_i\) adalah proporsi individu spesies ke-i dari total individu, dan \(S\) adalah jumlah spesies total. Jelaskan bagaimana interpretasi nilai H' pada ekosistem tertentu dan mengapa indeks ini sensitif terhadap keanekaragaman spesies langka!
Lihat Pembahasan10. Sebuah ekosistem perairan tercemar oleh bahan kimia yang menghambat aktivitas enzim RuBisCO. Prediksikan dampak pencemaran ini terhadap siklus karbon global dan keberlanjutan rantai makanan di ekosistem tersebut!
Lihat Pembahasan11. Pada persilangan dihibrid, dua karakter diturunkan secara independen. Namun, kadang-kadang ditemukan bahwa karakter-karakter tersebut diturunkan secara terkait (linkage). Jelaskan bagaimana peristiwa pindah silang (crossing over) di profase I meiosis dapat mempengaruhi rasio fenotipe yang dihasilkan pada keturunan!
Lihat Pembahasan12. Dalam sistem imun adaptif, sel T helper (CD4+) berperan penting dalam mengkoordinasikan respon imun. Bagaimana perbedaan respon sel T helper tipe Th1 dengan Th2, dan apa implikasinya pada pengendalian patogen maupun reaksi alergi?
Lihat Pembahasan13. Di ekosistem terrestrial, mikoriza berperan besar dalam membantu akar tumbuhan menyerap nutrisi. Jelaskan perbedaan antara ektomikoriza dan endomikoriza, serta mengapa simbiosis ini penting bagi pertumbuhan tanaman di lahan marjinal!
Lihat Pembahasan14. Kurva pertumbuhan bakteri umumnya memiliki empat fase: fase lag, fase eksponensial (log), fase stasioner, dan fase kematian. Sebutkan faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi panjang setiap fase tersebut, dan jelaskan mekanisme bakteri dalam beradaptasi pada fase stasioner!
Lihat Pembahasan15. Pada hewan vertebrata, hormon ADH (Anti Diuretic Hormone) berperan dalam pengaturan osmolaritas darah. Bagaimana mekanisme ADH dalam mempengaruhi permeabilitas tubulus ginjal, dan apa konsekuensi fisiologis jika produksi ADH terganggu?
Lihat Pembahasan16. Pertukaran gas pada ikan terjadi di insang. Jelaskan proses pertukaran gas pada insang ikan melalui mekanisme countercurrent exchange dan mengapa sistem ini lebih efisien dibandingkan arus searah (concurrent flow)!
Lihat Pembahasan17. Fungsi sistem saraf sangat dipengaruhi oleh kestabilan potensial membran sel saraf. Jelaskan bagaimana saluran ion Na+ dan K+ berperan dalam action potential, dan bagaimana rangkaian peristiwa ini menyebabkan propagasi impuls sepanjang akson!
Lihat Pembahasan18. Di Indonesia, keragaman hayati serangga penyerbuk sangat tinggi. Namun, fragmentasi habitat dapat mengancam keberlanjutan populasi penyerbuk. Bagaimana fragmentasi habitat memengaruhi dinamika populasi serangga penyerbuk, dan apa dampaknya terhadap reproduksi tumbuhan liar?
Lihat Pembahasan19. Ular berbisa memiliki sistem pengeluaran bisa (venom) untuk melumpuhkan mangsa. Ada berbagai macam komponen kimia dalam bisa, termasuk neurotoksin dan hemotoksin. Jelaskan mekanisme umum neurotoksin dan hemotoksin dalam mempengaruhi sistem fisiologi mangsa!
Lihat Pembahasan20. Rekayasa genetika memungkinkan penyisipan gen asing ke dalam tanaman untuk meningkatkan resistensi hama. Jelaskan konsep gen stacking dan bagaimana penerapan teknologi ini dapat meningkatkan ketahanan tanaman transgenik!
Lihat PembahasanPEMBAHASAN
Pembahasan Soal 1:
Dalam fermentasi asam laktat, NADH dioksidasi menjadi NAD+ ketika piruvat direduksi menjadi laktat.
NAD+ sangat penting untuk menjaga agar proses glikolisis tetap berlangsung
sehingga ATP masih dapat diproduksi meskipun tanpa oksigen. Tanpa regenerasi NAD+,
NADH akan menumpuk dan glikolisis terhenti karena kekurangan koenzim teroksidasi.
Pembahasan Soal 2:
Jika populasi dalam kesetimbangan Hardy-Weinberg, maka
p = frekuensi alel A dan q = frekuensi alel a.
Diketahui genotipe aa = 0,16 = q2,
sehingga q = 0,4. Dengan demikian, frekuensi alel a = 0,4.
Pembahasan Soal 3:
Tumbuhan C4 memisahkan fiksasi CO2 secara spasial (di sel mesofil dan sel seludang pembuluh).
CO2 pertama difiksasi menjadi senyawa 4C (oksaloasetat) di sel mesofil, lalu diangkut ke sel seludang pembuluh.
Sementara CAM memisahkan fiksasi CO2 secara temporal (malam dan siang).
Pada malam hari, CO2 difiksasi menjadi asam organik (malat) dan disimpan di vakuola,
sedangkan pada siang hari asam organik dipecah kembali untuk memasukkan CO2 ke siklus Calvin.
Pembahasan Soal 4:
Hormon yang dimaksud adalah auksin. Auksin memicu pompa proton (H+) pada membran plasma sel tumbuhan,
sehingga menurunkan pH dinding sel. Kondisi asam ini mengaktifkan enzim ekspansin,
yang melonggarkan dinding sel dan memungkinkan sel untuk memanjang.
Pembahasan Soal 5:
Dua contoh faktor transkripsi penting di eukariota misalnya NF-κB (yang berperan dalam respon imun/inflamasi)
dan HSF (Heat Shock Factor, yang berperan dalam respon stres panas).
Mekanisme aktivasi NF-κB biasanya melalui pelepasan inhibitor IκB dan translokasi NF-κB ke nukleus.
Sementara HSF diaktifkan oleh peningkatan suhu sel, bertrimerisasi, kemudian berikatan pada DNA heat-shock element (HSE)
di promoter gen target.
Pembahasan Soal 6:
Modifikasi histon (seperti asetilasi, metilasi, fosforilasi) mempengaruhi tingkat kondensasi kromatin.
Asetilasi histon umumnya membuat kromatin lebih terbuka (aktif transkripsi),
sedangkan metilasi tertentu dapat menekan atau mengaktifkan gen tergantung posisi metilasi.
Metilasi DNA (biasanya pada sitosin di CpG islands) cenderung menekan ekspresi gen.
Keduanya berinteraksi untuk membentuk tanda epigenetik yang dapat diwariskan saat sel membelah.
Pembahasan Soal 7:
Protein p53 berfungsi sebagai “penjaga genom” yang memonitor kerusakan DNA.
Bila terjadi kerusakan, p53 dapat menghentikan siklus sel pada fase G1 untuk memberikan waktu perbaikan DNA
atau menginduksi apoptosis bila kerusakan terlalu berat.
Kerusakan fungsi p53 berarti sel tidak dapat menghentikan siklus sel meski ada mutasi,
sehingga mutasi menumpuk dan memicu kanker.
Pembahasan Soal 8:
Kompleks protein yang terlibat antara lain:
Kompleks I (NADH dehidrogenase), Kompleks III (sitokrom bc1), dan Kompleks IV (sitokrom c oksidase).
Elektron berpindah di sepanjang kompleks-kompleks tersebut, memompa proton ke ruang antarmembran.
Gradien proton ini kemudian digunakan oleh ATP sintase (Kompleks V) untuk mensintesis ATP
saat proton kembali masuk ke matriks mitokondria.
Pembahasan Soal 9:
Nilai H' yang tinggi menunjukkan ekosistem dengan keanekaragaman spesies yang lebih kaya dan distribusi individu yang lebih merata.
Indeks ini sensitif terhadap kehadiran spesies langka karena walau populasinya kecil,
keberadaan spesies langka menambah total jumlah spesies (S) dan membuat proporsi (pi)
lebih bervariasi, sehingga meningkatkan nilai H'.
Pembahasan Soal 10:
RuBisCO adalah enzim kunci dalam fiksasi CO2 pada fotosintesis.
Jika aktivitasnya terhambat, fiksasi karbon menurun sehingga rantai makanan dasar
(produsen) terganggu dan produksi biomassa berkurang.
Secara global, penyerapan CO2 dari atmosfer juga akan menurun,
memengaruhi siklus karbon dan berpotensi meningkatkan efek rumah kaca.
Pembahasan Soal 11:
Pindah silang (crossing over) terjadi saat kromosom homolog bertukar segmen DNA di profase I meiosis.
Jika dua gen terletak berdekatan di satu kromosom, kemungkinan terjadinya crossing over pada wilayah tersebut kecil,
sehingga gen-gen itu cenderung diwariskan bersama (linked).
Hal ini memodifikasi rasio fenotipe yang diharapkan dari pewarisan independen (9:3:3:1)
menjadi rasio tertentu yang menunjukkan keterkaitan.
Pembahasan Soal 12:
Th1 berperan dalam respon seluler (cell-mediated immunity), terutama aktivasi makrofag dan respon terhadap patogen intraseluler.
Th2 lebih berperan dalam respon humoral (antibodi), khususnya mengaktivasi sel B dan berasosiasi dengan reaksi alergi.
Ketidakseimbangan antara Th1 dan Th2 dapat memengaruhi kecenderungan seseorang terhadap infeksi tertentu atau reaksi alergi.
Pembahasan Soal 13:
Ektomikoriza terdapat di luar sel korteks akar, membentuk mantel di sekitar akar.
Endomikoriza (termasuk arbuskular mikoriza) menembus sel korteks akar dan membentuk struktur khusus (arbuskula) di dalam sel.
Simbiosis ini meningkatkan luas penyerapan nutrisi dan air, membantu tanaman bertahan di lahan miskin hara.
Pembahasan Soal 14:
Faktor lingkungan seperti suhu, pH, nutrisi, dan ketersediaan oksigen memengaruhi lamanya fase lag dan fase eksponensial.
Pada fase stasioner, nutrisi mulai terbatas dan limbah metabolik menumpuk,
sehingga bakteri mengaktifkan gen-gen stres dan mekanisme bertahan hidup (misalnya pembentukan endospora atau biofilm).
Hal ini memungkinkan mereka bertahan lebih lama meski kondisi lingkungan memburuk.
Pembahasan Soal 15:
ADH meningkatkan permeabilitas dinding tubulus kolektivus ginjal terhadap air dengan merangsang pemasangan akuaporin.
Hal ini memungkinkan lebih banyak air direabsorpsi kembali ke dalam darah, sehingga volume urin menurun dan osmolaritas darah tetap terjaga.
Jika produksi ADH terganggu, tubuh kehilangan kemampuan menahan air (diabetes insipidus), menyebabkan urin sangat encer dan dehidrasi.
Pembahasan Soal 16:
Mekanisme countercurrent exchange membuat aliran darah di dalam lamela insang berlawanan arah dengan aliran air di luar lamela.
Dengan demikian, selalu ada gradien konsentrasi O2 tinggi dari air ke darah sepanjang lamela.
Pada concurrent flow, gradien akan cepat menurun di tengah-tengah sehingga efisiensi difusi gas berkurang.
Pembahasan Soal 17:
Saat potensial aksi dimulai, saluran Na+ terbuka dan Na+ masuk ke dalam sel,
menyebabkan depolarisasi. Lalu saluran Na+ menutup dan saluran K+ terbuka,
K+ keluar sel menyebabkan repolarisasi.
Perubahan potensial membran ini menjalar di sepanjang akson, menimbulkan propagasi impuls.
Pembahasan Soal 18:
Fragmentasi habitat membuat areal terpisah-pisah sehingga populasi serangga penyerbuk terisolasi.
Hal ini dapat menurunkan variasi genetik dan meningkatkan risiko kepunahan lokal.
Berkurangnya penyerbuk menyebabkan penurunan kesuksesan reproduksi tumbuhan liar,
yang pada gilirannya mengganggu regenerasi ekosistem.
Pembahasan Soal 19:
Neurotoksin umumnya mengganggu transmisi impuls saraf, misalnya dengan memblok saluran ion
atau reseptor neurotransmiter, menyebabkan kelumpuhan otot.
Hemotoksin merusak sel darah dan jaringan, mengganggu pembekuan darah, atau memicu nekrosis.
Keduanya secara cepat melumpuhkan atau membunuh mangsa.
Pembahasan Soal 20:
Gen stacking berarti menyisipkan beberapa gen resistensi sekaligus ke dalam satu tanaman,
misalnya gen pengkode toksin Bt ditambah gen ketahanan terhadap herbisida.
Dengan teknologi ini, tanaman lebih tahan terhadap berbagai hama atau kondisi stres,
sehingga mengurangi kebutuhan pestisida dan meningkatkan produktivitas.
Baca Juga :