Simulasi Soal Olimpiade Biologi SMA Standar IBO : 2025 (4)

Pembahasan Soal 1

Organel yang dimaksud adalah Golgi apparatus. Golgi bertanggung jawab untuk memodifikasi (misalnya glikosilasi), memilah, dan mengirimkan protein ke berbagai kompartemen sel. Jika Golgi mengalami defek, protein tidak dapat dimodifikasi dengan benar dan tidak akan sampai ke tempat tujuannya (seperti lisosom, membran sel, dll.). Dampak utamanya adalah terjadinya gangguan sekresi dan penumpukan protein yang salah penempatannya, serta potensi kerusakan sel akibat akumulasi protein.

Pembahasan Soal 2

Ketiga gen (A, B, dan C) saling berpautan (linked), sehingga alel cenderung diturunkan bersama-sama. Meskipun demikian, rekombinasi dapat terjadi melalui crossing-over. Semakin berdekatan letak gen pada kromosom, semakin kecil kemungkinan terjadinya crossing-over di antara gen-gen tersebut. Persentase keturunan dengan fenotipe rekombinan tergantung pada frekuensi rekombinasi (jarak genetik) antar-lokus. Jika jarak antar gen kecil, frekuensi rekombinasi juga kecil, sehingga keturunan rekombinan lebih sedikit.

Pembahasan Soal 3

Fenomena yang terjadi adalah resistensi evolusioner atau seleksi alam yang memicu evolutionary arms race antara plankton X dan predatornya (ikan Y). Pada awalnya, ikan Y memangkas populasi plankton X dengan efektif. Namun, individu plankton yang memiliki adaptasi tertentu (misalnya mampu bersembunyi lebih baik atau memiliki laju reproduksi lebih tinggi) bertahan dan mewariskan sifat tersebut. Seiring waktu, populasi plankton X dengan sifat adaptif itu meningkat, sehingga populasinya dapat pulih meski predator masih hadir.

Pembahasan Soal 4

Jika kadar CO₂ turun dan O₂ meningkat, Rubisco cenderung berikatan dengan O₂ daripada CO₂. Proses ini dikenal sebagai fotorespirasi (photorespiration). Fotorespirasi menyebabkan energi (ATP) terbuang dan menurunkan efisiensi fotosintesis karena bukannya mengikat CO₂ untuk membentuk karbohidrat, enzim Rubisco mengikat O₂ dan menghasilkan senyawa yang harus direstrukturisasi oleh sel.

Pembahasan Soal 5

Persamaan umum fosforilasi oksidatif dapat diringkas sebagai:

\[ \text{NADH} + \text{FADH}_2 + \text{O}_2 + \text{ADP} + \text{P}_i \rightarrow \text{NAD}^+ + \text{FAD} + \text{H}_2\text{O} + \text{ATP} \]

Gradien proton dihasilkan oleh transport elektron melalui komplek protein di membran mitokondria bagian dalam. Gradien proton (perbedaan konsentrasi H⁺) memicu ATP synthase untuk melakukan sintesis ATP. Proton yang kembali ke matriks melalui ATP synthase memberikan energi mekanik yang diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP.

Pembahasan Soal 6

Saat N mendekati K, nilai \(\left(1 - \frac{N}{K}\right)\) akan mendekati nol. Dengan demikian, laju pertumbuhan \(\frac{dN}{dt}\) menurun. Penyebabnya adalah sumber daya (nutrisi, ruang, dll.) semakin terbatas, sehingga laju kelahiran menurun dan/atau laju kematian meningkat, menyeimbangkan populasi agar tidak melebihi kapasitas lingkungan.

Pembahasan Soal 7

Tiga cara pengaturan ekspresi gen setelah transkripsi antara lain:

1. Pemrosesan mRNA (splicing alternatif, penambahan 5'-cap, dan poli-A tail).
   Contoh: splicing alternatif ekson menghasilkan variasi protein yang berbeda.
2. Stabilitas mRNA.
   Contoh: mRNA tertentu diikat oleh protein pengikat yang melindunginya dari degradasi.
3. Translational control.
   Contoh: protein repressor mengikat UTR (Untranslated Region) pada mRNA dan mencegah ribosom melakukan translasi.

Pembahasan Soal 8

Tahapan inisiasi translasi pada sel eukariot meliputi:

1. Pengikatan faktor inisiasi dan tRNA inisiator (mengandung Met) ke subunit ribosom kecil.
2. Pengikatan kompleks tersebut ke 5'-cap mRNA.
3. Pemindaian (scanning) mRNA hingga menemukan kodon inisiasi (AUG).
4. Bergabungnya subunit ribosom besar, membentuk kompleks inisiasi lengkap.

5'-cap berfungsi sebagai penanda bahwa mRNA layak diterjemahkan, membantu mRNA berikatan dengan subunit ribosom kecil, serta melindungi ujung mRNA dari degradasi enzimatik.

Pembahasan Soal 9

Nucleotide excision repair (NER) adalah mekanisme perbaikan DNA untuk menghilangkan basa yang rusak/abnormal (misalnya akibat radiasi UV). Defek pada NER menyebabkan akumulasi mutasi yang dapat mengganggu integritas genom. Secara klinis, individu dengan gangguan pada NER (seperti pada xeroderma pigmentosum) rentan terkena kanker kulit dan berbagai kelainan akibat mutasi yang tidak diperbaiki dengan efektif.

Pembahasan Soal 10

Adaptasi fisiologis hewan laut dalam dapat mencakup:

• Struktur tubuh fleksibel untuk menahan tekanan tinggi (misalnya tulang yang tidak terlalu kaku).
• Protein dan enzim yang tahan tekanan, biasanya memiliki perubahan asam amino tertentu yang mencegah denaturasi di bawah tekanan tinggi.

Secara biokimia, hewan laut dalam sering memiliki molekul pelindung (mis. piezo-proteins) dan konsentrasi osmolit tertentu untuk menjaga stabilitas protein di tekanan ekstrem.

Pembahasan Soal 11

Frekuensi alel A = 0,6 dan a = 0,4. Maka:

• AA = p² = 0,6² = 0,36 (36%)
• Aa = 2pq = 2 × 0,6 × 0,4 = 0,48 (48%)
• aa = q² = 0,4² = 0,16 (16%)

Asumsi utama Hukum Hardy-Weinberg: (1) populasi berukuran besar, (2) tidak ada migrasi, (3) tidak ada mutasi, (4) perkawinan acak, (5) tidak ada seleksi.

Pembahasan Soal 12

Autopolyploid terjadi ketika set kromosom berlipat ganda dari spesies yang sama, sedangkan allopolyploid terjadi dari hibridisasi antar dua spesies yang berbeda diikuti penggandaan kromosom. Contoh tanaman poliploid adalah gandum (Triticum aestivum) yang merupakan allopolyploid dari beberapa spesies nenek moyangnya.

Pembahasan Soal 13

NHEJ (Non-Homologous End Joining) bekerja dengan menyambung ujung DNA yang terputus secara langsung, seringkali menyebabkan indel (insersi/delesi kecil) di daerah luka. Sementara HDR (Homology-Directed Repair) memerlukan template homolog (DNA donor) untuk memperbaiki kerusakan secara presisi, memungkinkan penyisipan sekuens spesifik. Dalam rekayasa genom, NHEJ dimanfaatkan untuk menonaktifkan gen, sedangkan HDR untuk memperbaiki atau memasukkan gen baru.

Pembahasan Soal 14

Splicing alternatif memungkinkan ekson tertentu diikutsertakan atau dikeluarkan dari mRNA akhir. Misalnya, gen dengan empat ekson (E1, E2, E3, E4) dapat menghasilkan mRNA:
- E1-E2-E3-E4 (semua ekson)
- E1-E2-E4 (E3 dihapus)
- E1-E3-E4 (E2 dihapus)
dan kombinasi lainnya. Setiap versi mRNA akan diterjemahkan menjadi protein yang berbeda, meskipun berasal dari satu gen yang sama.

Pembahasan Soal 15

Telomerase menambahkan urutan telomer berulang di ujung kromosom (telomer), mencegah pemendekan kromosom yang terjadi setiap kali sel membelah. Pada sel somatik, aktivitas telomerase biasanya sangat rendah atau tidak ada, sehingga telomer memendek seiring pembelahan, membatasi jumlah pembelahan sel (efek penuaan sel).

Pembahasan Soal 16

Tekanan darah paling tinggi di arteri karena dekat dengan pompa jantung. Saat darah memasuki kapiler, total luas penampang pembuluh meningkat secara drastis, menyebabkan aliran menjadi lebih lambat dan tekanan menurun. Di vena, tekanan semakin rendah karena jaraknya makin jauh dari jantung dan aliran dibantu oleh katup vena dan pompa otot rangka, bukan oleh dorongan tekanan tinggi.

Pembahasan Soal 17

Auxin memicu pompa proton di membran plasma sel tumbuhan, memompa H⁺ ke luar ke dinding sel. Lingkungan asam di dinding sel mengaktifkan enzim expansin yang melonggarkan struktur dinding sel. Akibatnya, sel dapat menyerap air lebih banyak dan memanjang. Inilah mengapa auxin berperan penting dalam phototropism dan gravitropism.

Pembahasan Soal 18

Gene Hox adalah kumpulan gen yang mengatur identitas segmen tubuh selama perkembangan embrio. Mereka menentukan struktur tubuh yang akan berkembang di setiap segmen. Mutasi pada gen Hox tertentu mengubah “peta identitas segmen” sehingga antena (yang biasanya terbentuk di segmen kepala) dapat berubah menjadi kaki (struktur khas segmen toraks).

Pembahasan Soal 19

Sel T sitotoksik (CD8⁺) mengenali antigen yang disajikan oleh MHC Kelas I pada sel target. Jadi, sel target harus menampilkan peptida endogen di permukaan MHC I. Sementara itu, Sel NK mengenali sel yang “kurang” menampilkan MHC I atau memiliki ekspresi ligan stres tertentu. Artinya, Sel NK bisa membunuh sel yang tidak mengekspresikan MHC I (misal sel kanker atau terinfeksi virus) tanpa perlu aktivasi antigen spesifik.

Pembahasan Soal 20

Ion channel-linked receptors membuka atau menutup saluran ion ketika ligan berikatan, sehingga sinyal langsung diterjemahkan menjadi perubahan potensial membran. G-protein-coupled receptors (GPCR) mengaktivasi G-protein di sisi intraseluler, memicu rangkaian reaksi (misalnya aktivasi enzim, pembentukan second messenger) sebelum akhirnya memodulasi respon sel.

Pembahasan Soal 21

Asam amino disebut esensial jika tubuh tidak dapat mensintesisnya (atau sintesisnya tidak mencukupi), sehingga harus diperoleh dari makanan. Kekurangan asam amino esensial dapat menghambat sintesis protein penting, mempengaruhi pertumbuhan (terutama pada anak-anak) dan memperburuk kondisi kesehatan secara umum (misalnya memicu gangguan fungsi enzim, hormon, dsb.).

Pembahasan Soal 22

Induced Systemic Resistance (ISR) adalah respon pertahanan tumbuhan yang tidak spesifik, dipicu oleh interaksi dengan mikroorganisme menguntungkan (misalnya rhizobacteria) atau paparan senyawa tertentu. ISR meningkatkan kesiapan tumbuhan menghadapi serangan patogen di seluruh bagiannya, dengan memperkuat jaringan dan meningkatkan produksi senyawa antimikroba.

Pembahasan Soal 23

Kriteria ideal plasmid sebagai vektor kloning antara lain:

• Ukuran kecil (mudah ditransformasikan ke sel inang).
• Memiliki origin of replication (Ori) yang memungkinkan replikasi independen.
• Memiliki gen penanda seleksi (misal resistensi antibiotik) untuk memudahkan identifikasi sel yang membawa plasmid.
• Memiliki situs kloning ganda (multiple cloning site, MCS) yang unik untuk memudahkan penyisipan fragmen DNA yang diinginkan.

Pembahasan Soal 24

Beberapa contoh penggunaan PCR:

1. Diagnostik penyakit genetik (mendeteksi mutasi spesifik seperti pada cystic fibrosis).
2. Identifikasi patogen (mendeteksi DNA virus/bakteri penyebab penyakit).
3. Forensik (membandingkan profil DNA sampel TKP dengan tersangka melalui STR – Short Tandem Repeats).

Pembahasan Soal 25

Sel punca embrionik (ESC) bersifat pluripoten, artinya dapat berdiferensiasi menjadi hampir semua jenis sel dalam tubuh. Sel punca dewasa (adult stem cells) biasanya multipoten atau unipoten, terbatas pada tipe sel tertentu. Oleh karena itu, ESC dianggap memiliki potensi yang lebih luas dalam regenerative medicine karena fleksibilitasnya membentuk berbagai jaringan.