Simulasi Soal Olimpiade Biologi SMA Standar IBO : 2025 (5)
Daftar Isi
Soal
Soal 1
Seorang perempuan yang fenotipnya normal adalah carrier untuk kelainan resesif terpaut kromosom X (X-linked). Ia menikah dengan seorang pria dengan fenotip normal. Tentukan probabilitas bahwa anak laki-laki mereka akan menderita kelainan tersebut.Soal 2
Perhatikan persilangan berikut ini pada tanaman ercis (Pisum sativum). Gen R (bulat) dominan terhadap r (keriput), dan gen Y (kuning) dominan terhadap y (hijau). Tanaman dengan fenotip bulat-kuning (heterozigot di kedua lokus) disilangkan dengan tanaman berfenotip keriput-hijau (resesif di kedua lokus). Tentukan rasio fenotipik keturunan yang dihasilkan.Soal 3
Pada proses transkripsi di sel eukariotik, enzim RNA polimerase II berperan pada sintesis mRNA. Sebutkan dua tahapan utama pasca-transkripsi yang terjadi sebelum mRNA siap diterjemahkan di sitoplasma!Soal 4
Dalam satu populasi, frekuensi alel A adalah p dan alel a adalah q. Asumsikan populasi tersebut dalam kondisi Hardy-Weinberg. Jika \\( p = 0.6 \\), berapa frekuensi individu heterozigot (Aa) dan homozigot resesif (aa)?Soal 5
Kultur bakteri E. coli dibiakkan dalam media nutrisi penuh. Setiap 20 menit populasinya berlipat dua (ideal). Jika pada waktu 0 terdapat 1.000 sel, berapa jumlah sel setelah 2 jam inkubasi?Soal 6
Jelaskan bagaimana perbedaan kelembaban udara dan kecepatan angin dapat memengaruhi laju transpirasi pada tanaman.Soal 7
Pada sistem peredaran darah manusia, jelaskan secara singkat fungsi utama nodus sinoatrial (SA node) dan nodus atrioventrikular (AV node) dalam mengatur denyut jantung.Soal 8
Sebuah eksperimen dilakukan pada neuron raksasa cumi-cumi. Ketika konsentrasi ion K+ di luar sel ditingkatkan, potensial membran istirahat berubah lebih positif. Mengapa perubahan konsentrasi K+ eksternal dapat memengaruhi potensial istirahat sedemikian rupa?Soal 9
Hormon insulin dan glukagon berperan menjaga homeostasis glukosa darah. Jika kadar glukosa darah seseorang turun di bawah normal, bagaimana mekanisme umpan balik hormon yang terjadi?Soal 10
Dalam ekologi populasi, pertumbuhan eksponensial dan pertumbuhan logistik memiliki perbedaan mendasar. Tuliskan persamaan pertumbuhan eksponensial dan logistik, serta jelaskan kapan masing-masing model relevan digunakan.Soal 11
Perhatikan ilustrasi penampang melintang sederhana dari daun berikut ini: Identifikasilah tiga lapisan jaringan utama (selain epidermis atas dan bawah) yang ditunjukkan pada skema tersebut, serta sebutkan fungsi singkat masing-masing lapisan.Soal 12
Salah satu bukti evolusi adalah adanya struktur homolog dan analog. Berikan satu contoh struktur homolog dan satu contoh struktur analog, serta jelaskan perbedaan konsep keduanya.Soal 13
Dalam proses transport membran, sebutkan perbedaan mendasar antara difusi terfasilitasi dan transport aktif (active transport), terutama dalam hal energi yang dibutuhkan dan arah gradien konsentrasi.Soal 14
Enzim mengikuti kinetika Michaelis-Menten. Misalkan suatu enzim mempunyai Vmax = 100 µmol/menit dan Km = 10 µM. Jika konsentrasi substrat adalah 10 µM, berapakah laju reaksinya (v) menurut persamaan Michaelis-Menten?Soal 15
Pada jalur respirasi seluler, tuliskan persamaan reaksi keseluruhan (net) proses glikolisis dari satu molekul glukosa (C6H12O6).Soal 16
Pada proses fotosintesis, tahap reaksi terang menghasilkan ATP dan NADPH yang diperlukan untuk siklus Calvin. Tuliskan reaksi kimia bersih (net) dari reaksi terang pada tumbuhan hijau (disederhanakan).Soal 17
Jelaskan perbedaan mendasar antara profase mitosis dan profase I meiosis, khususnya terkait perilaku kromosom.Soal 18
Pada hewan mamalia betina, proses oogenesis berbeda dari spermatogenesis pada hewan jantan. Sebutkan dua perbedaan utama di antara keduanya.Soal 19
Pada sistem imun, sel T sitotoksik (CD8+) berperan dalam menghancurkan sel yang terinfeksi virus. Mekanisme apa yang digunakan sel T sitotoksik untuk menginduksi apoptosis pada sel target?Soal 20
Sebutkan tahapan utama dalam metode ilmiah yang biasa digunakan dalam penelitian biologi, mulai dari pengamatan hingga publikasi.Soal 21
Hujan asam dapat memengaruhi ekosistem perairan dengan menurunkan pH. Jelaskan dampak pH yang terlalu asam bagi organisme akuatik, terutama pada proses respirasi dan osmoregulasi.Soal 22
Banyak spesies mengalami ancaman kepunahan akibat aktivitas manusia. Sebutkan dua faktor utama penyebab hilangnya keanekaragaman hayati, serta contoh upaya konservasi yang dapat dilakukan untuk mengatasinya.Soal 23
Rekayasa genetika sering memanfaatkan plasmid bakteri sebagai vektor kloning. Jelaskan kriteria plasmid yang baik untuk dijadikan vektor kloning, serta contoh gen penanda (marker) yang umum digunakan.Soal 24
Virus bersifat obligat intraseluler. Bagaimana mekanisme dasar virus dalam mengambil alih sintesis protein sel inang untuk memperbanyak partikel virus?Soal 25
Klasifikasi protista mencakup kelompok yang sangat beragam. Sebutkan tiga contoh protista dengan strategi nutrisi yang berbeda (misal: fotosintetik, heterotrof, dan parasitik), beserta nama genusnya.Soal 26
Jamur (Fungi) memiliki dinding sel yang tersusun atas kitin. Mengapa penggunaan antibiotik yang menargetkan peptidoglikan tidak efektif untuk membunuh jamur? Berikan penjelasan molekulernya.Soal 27
Sebuah eksperimen elektrofisiologi menunjukkan adanya aliran ion Natrium (Na+) ke dalam sel saraf ketika saluran ion (ion channel) dibuka oleh neurotransmiter tertentu. Mengapa perbedaan gradien elektrokimia memicu aliran ion tersebut ke dalam sel?Soal 28
Dalam teknik kultur jaringan tanaman, sebutkan peran dari hormon auksin dan sitokinin, serta bagaimana perbandingan konsentrasi keduanya memengaruhi organogenesis (pembentukan akar vs. tunas).Soal 29
Tumbuhan C4 memiliki mekanisme khusus untuk memisahkan fiksasi CO2 secara spasial. Jelaskan prinsip dasar jalur C4 dan keuntungan adaptifnya dibandingkan tumbuhan C3, terutama di lingkungan panas dan kering.Soal 30
Penelitian terbaru menunjukkan adanya interaksi mikrobiota usus dengan sistem saraf. Bagaimana mikrobiota usus diduga memengaruhi fungsi otak dan perilaku hewan, khususnya melalui sumbu gut-brain?Pembahasan
Pembahasan Soal 1
Pada kasus kelainan resesif terpaut-X, seorang ibu carrier (XcX) memiliki kemungkinan 50% menurunkan kromosom Xc ke anak laki-lakinya. Karena anak laki-laki mewarisi kromosom Y dari ayah, jika ia mendapatkan Xc dari ibu, ia akan mengekspresikan kelainan tersebut. Jadi probabilitas anak laki-laki menderita kelainan adalah 50%.Pembahasan Soal 2
Tanaman bulat-kuning (RrYy) disilangkan dengan tanaman keriput-hijau (rryy). Kemungkinan gamet dari RrYy adalah RY, Ry, rY, ry (masing-masing 25%). Ketika disilangkan dengan rryy, hasil keturunannya:- RrYy (bulat-kuning)
- Rryy (bulat-hijau)
- rrYy (keriput-kuning)
- rryy (keriput-hijau)
Pembahasan Soal 3
Dua tahapan utama pasca-transkripsi di sel eukariotik adalah:- Penambahan 5’-cap (topi) dan poli-A tail di ujung 3’ mRNA
- Splicing (pembuangan intron dan penyambungan ekson)
Pembahasan Soal 4
Menurut Hukum Hardy-Weinberg, \\(p + q = 1\\). Diketahui \\( p = 0.6 \\), maka \\( q = 0.4 \\).Frekuensi heterozigot (Aa) = \\( 2pq = 2 \times 0.6 \times 0.4 = 0.48 \\) (48%).
Frekuensi homozigot resesif (aa) = \\( q^2 = 0.4^2 = 0.16 \\) (16%).
Pembahasan Soal 5
Populasi berlipat dua setiap 20 menit. Dalam 2 jam terdapat 6 periode 20 menit (120 menit / 20 menit = 6).Jika jumlah awal = 1.000 sel, setelah 2 jam: \\( 1.000 \times 2^6 = 64.000 \\) sel.
Pembahasan Soal 6
- Kelembaban udara tinggi menurunkan gradien uap air sehingga laju transpirasi menurun.
- Kecepatan angin tinggi akan menghilangkan lapisan boundary (udara lembap) di sekitar stomata, meningkatkan laju transpirasi.
Pembahasan Soal 7
Nodus sinoatrial (SA node) memicu impuls listrik awal yang menentukan ritme dasar jantung (pacemaker). Impuls ini menyebar ke nodus atrioventrikular (AV node) yang kemudian meneruskan sinyal ke ventrikel dengan sedikit penundaan, sehingga atrium dan ventrikel berkontraksi bergantian.Pembahasan Soal 8
Potensial istirahat terutama ditentukan oleh gradien konsentrasi ion K+ dan permeabilitas membran terhadap K+. Jika [K+] eksternal meningkat, gradien konsentrasi K+ antara dalam dan luar sel berkurang, sehingga potensial istirahat menjadi lebih positif (depolarisasi ringan).Pembahasan Soal 9
Jika glukosa darah turun, sel alfa pankreas melepaskan glukagon yang merangsang glikogenolisis dan glukoneogenesis di hati, menaikkan kadar glukosa darah kembali ke normal. Sel beta pankreas mengurangi sekresi insulin pada kondisi ini.Pembahasan Soal 10
- Pertumbuhan eksponensial: \\( \\frac{dN}{dt} = rN \\), relevan jika sumber daya tidak terbatas.
- Pertumbuhan logistik: \\( \\frac{dN}{dt} = rN \\left(1 - \\frac{N}{K}\\right) \\), relevan jika ada daya dukung lingkungan (K).
Pembahasan Soal 11
Tiga lapisan jaringan utama selain epidermis:- Kutikula: lapisan lilin pelindung di permukaan daun (pada ilustrasi digambarkan abu-abu di atas).
- Mesofil palisade: tempat utama fotosintesis karena mengandung banyak kloroplas.
- Mesofil bunga karang (spongy): memiliki ruang antar sel besar untuk pertukaran gas.
- Kutikula: mencegah kehilangan air berlebih.
- Mesofil palisade: fotosintesis intensif.
- Mesofil bunga karang: pertukaran gas O2/CO2 dan penyimpanan air/gas.
Pembahasan Soal 12
- Struktur homolog: sayap kelelawar dan lengan manusia (memiliki asal evolusi yang sama).
- Struktur analog: sayap serangga dan sayap burung (fungsi sama tetapi asal evolusi berbeda).
Pembahasan Soal 13
- Difusi terfasilitasi: tidak memerlukan ATP, bergerak mengikuti gradien konsentrasi melalui protein kanal atau carrier.
- Transport aktif: memerlukan ATP, bergerak melawan gradien konsentrasi.
Pembahasan Soal 14
Persamaan Michaelis-Menten: \\( v = \\frac{V_{max} [S]}{K_m + [S]} \\). Dengan \\( V_{max} = 100 \\) dan \\( K_m = 10 \\mu M \\), serta \\( [S] = 10 \\mu M \\):\\[ v = \\frac{100 \\times 10}{10 + 10} = \\frac{1000}{20} = 50 \\text{ µmol/menit} \\]
Pembahasan Soal 15
Reaksi bersih glikolisis (aerob) dari 1 molekul glukosa:\\( \\text{Glukosa} + 2 NAD^+ + 2 ADP + 2 P_i \\rightarrow 2 Piruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2 H_2O + 2 H^+ \\)
(Beberapa variasi penulisan ada, namun intinya menghasilkan 2 ATP bersih).
Pembahasan Soal 16
Reaksi terang menghasilkan ATP, NADPH, dan O2. Secara sederhana:\\( 2 H_2O + 2 NADP^+ + 3 ADP + 3 P_i \\rightarrow O_2 + 2 NADPH + 3 ATP \\)
(Jumlah ATP dapat bervariasi tergantung organisme/fotofosforilasi siklik vs non-siklik).
Pembahasan Soal 17
Pada profase mitosis, kromosom tidak berpasangan secara sinapsis. Pada profase I meiosis, terjadi sinapsis dan crossing over di mana kromosom homolog berpasangan (tetrad) dan dapat bertukar segmen genetik.Pembahasan Soal 18
- Waktu dan jumlah sel gamet yang terbentuk: oogenesis menghasilkan 1 ovum fungsional dan 2-3 badan kutub, sedangkan spermatogenesis menghasilkan 4 sel sperma fungsional.
- Perbedaan siklus dan periode: oogenesis sebagian besar sudah dimulai sejak janin dan berhenti sementara, sedangkan spermatogenesis berlangsung terus-menerus setelah pubertas.
Pembahasan Soal 19
Sel T sitotoksik (CD8+) mengekspresikan protein seperti perforin yang membuat pori pada membran sel target, serta granzyme yang masuk dan mengaktifkan jalur apoptosis di dalam sel target, sehingga sel terinfeksi terprogram untuk mati.Pembahasan Soal 20
Tahapan utama dalam metode ilmiah:- Observasi
- Perumusan masalah dan hipotesis
- Perancangan dan pelaksanaan eksperimen
- Analisis data
- Penarikan kesimpulan
- Publikasi (peer-review)
Pembahasan Soal 21
pH terlalu asam dapat menyebabkan:- Disrupsi keseimbangan ion, mengganggu fungsi enzim pernapasan branchia/insang
- Meningkatkan beban osmoregulasi karena gradien ion berubah drastis
Pembahasan Soal 22
- Dua faktor utama: hilangnya habitat (deforestasi, urbanisasi), perburuan/eksploitasi berlebihan.
- Upaya konservasi: perlindungan habitat (cagar alam, taman nasional) dan pengaturan perburuan (kuota, larangan) serta penangkaran ex situ.
Pembahasan Soal 23
Kriteria plasmid vektor yang baik:- Memiliki ori (origin of replication) yang efisien
- Ukuran relatif kecil
- Mempunyai satu atau beberapa situs restriksi unik
- Memiliki gen penanda seleksi (misal: gen resistensi antibiotik seperti amp^r)
Pembahasan Soal 24
Virus menginjeksi materi genetik (DNA/RNA) ke dalam sel inang, lalu mengekspresikan gen-gen virus menggunakan ribosom dan enzim sel inang. Sintesis protein sel dialihkan untuk membentuk kapsid dan komponen virus lainnya, menghentikan fungsi normal sel dan mengarah ke pembentukan virion baru.Pembahasan Soal 25
Tiga contoh protista dengan strategi nutrisi berbeda:- Fotosintetik: Alga hijau, misal Chlamydomonas
- Heterotrof: Protozoa, misal Amoeba
- Parasitik: Sporozoa, misal Plasmodium
Pembahasan Soal 26
Antibiotik yang menargetkan peptidoglikan bekerja efektif pada bakteri karena bakteri memiliki dinding sel dari peptidoglikan. Jamur memiliki dinding sel tersusun atas kitin, sehingga target enzim yang diserang antibiotik tersebut tidak ada pada jamur. Akibatnya, antibiotik tersebut tidak berpengaruh pada jamur.Pembahasan Soal 27
Ion Na+ masuk karena:- Konsentrasi Na+ di luar sel lebih tinggi daripada di dalam sel (gradien konsentrasi).
- Potensial listrik membran negatif di dalam, sehingga ion positif cenderung masuk untuk menyeimbangkan muatan (gradien listrik).
Pembahasan Soal 28
- Auksin (IAA) umumnya merangsang pembentukan akar.
- Sitokinin merangsang pembentukan tunas/shoot.
Pembahasan Soal 29
Pada tumbuhan C4, fiksasi CO2 terjadi pertama kali di sel mesofil (menggunakan enzim PEP karboksilase) menjadi asam 4 karbon, lalu diangkut ke sel berkas pembuluh (bundle sheath) di mana siklus Calvin berlangsung. Pemisahan spasial ini mengurangi fotorespirasi dan sangat efisien di kondisi panas, kering, dan intensitas cahaya tinggi, berbeda dengan tumbuhan C3 yang hanya mengandalkan Rubisco dan rentan fotorespirasi.Pembahasan Soal 30
Sumbu gut-brain menunjukkan bahwa mikrobiota usus dapat memengaruhi sistem saraf melalui produksi metabolit (misalnya asam lemak rantai pendek) dan neurotransmiter (seperti serotonin). Metabolit ini dapat memengaruhi fungsi otak dan perilaku melalui jalur saraf vagus atau sistem endokrin, berkontribusi pada kondisi neurologis dan psikologis.Baca Juga :