Simulasi Contoh Soal Olimpiade Biologi OSN SMA : 2025 (5)

Pembahasan Soal 1

Dalam keadaan Hardy-Weinberg, frekuensi alel A = p = 0,6 dan alel a = q = 0,4. Frekuensi individu heterozigot (Aa) adalah 2pq = 2 × 0,6 × 0,4 = 0,48 atau 48%.

Pembahasan Soal 2

• Konsentrasi enzim dan V_max: Jika konsentrasi enzim meningkat, maka jumlah situs aktif yang tersedia juga meningkat, sehingga V_max meningkat.
• Afinitas substrat (K_m): K_m mencerminkan konsentrasi substrat saat laju reaksi mencapai setengah V_max. Jika K_m rendah, afinitas enzim terhadap substrat tinggi (dibutuhkan konsentrasi substrat lebih rendah untuk mencapai setengah V_max).

Pembahasan Soal 3

Insulin diproduksi oleh sel beta pankreas. Ketika glukosa darah tinggi, insulin memicu sel-sel tubuh untuk menyerap glukosa, menyimpannya sebagai glikogen di hati dan otot. Pada diabetes tipe II, reseptor insulin menjadi tidak sensitif (resistensi insulin), sehingga sel tidak merespons meskipun insulin tinggi.

Pembahasan Soal 4

Gen pigmentasi sayap terletak pada kromosom X. Betina (XX) dan jantan (XY). Jika betina membawa alel dominan (X^D) dan jantan hanya memiliki satu kromosom X, maka jantan akan segera mengekspresikan fenotipe sesuai alel yang dibawanya (X^d akan cerah, X^D akan gelap). Betina membutuhkan dua alel resesif (X^dX^d) untuk berwarna cerah.

Pembahasan Soal 5

Tanaman C₄ memiliki mekanisme untuk memisahkan fiksasi CO₂ secara spasial (di sel mesofil dan sel bundle sheath) sehingga mengurangi fotorespirasi. Pada kondisi panas dan terang, enzim Rubisco pada tanaman C₃ lebih sering mengalami oksigenasi (fotorespirasi) sedangkan tanaman C₄ lebih efisien menggunakan CO₂ karena konsentrasinya dipertahankan tinggi di sekitar Rubisco.

Pembahasan Soal 6

Limpahan fitoplankton (algal bloom) meningkatkan kekeruhan air dan ketika fitoplankton mati, proses dekomposisi oleh bakteri dapat menguras oksigen terlarut. Hal ini menyebabkan organisme air lain kekurangan oksigen (eutrofikasi) dan dapat mengganggu rantai makanan.

Pembahasan Soal 7

• Osmosis: Transport air melalui membran semi-permeabel dari konsentrasi pelarut tinggi ke rendah (tanpa energi).
• Difusi terfasilitasi: Molekul bergerak menurut gradien konsentrasi melalui protein kanal atau carrier (tanpa energi).
• Transpor aktif: Memompa molekul melawan gradien konsentrasi dengan menggunakan ATP, contohnya pompa Na⁺/K⁺.

Pembahasan Soal 8

Pada prokariota, promoter umumnya sederhana (misalnya box -10 dan -35). RNA polimerase mengenali daerah ini secara langsung melalui subunit sigma. Pada eukariota, diperlukan kompleks faktor transkripsi yang lebih kompleks (TFII, dsb.) dan tata letak promoter lebih bervariasi (misalnya TATA box, CAAT box).

Pembahasan Soal 9

• Sel T helper (CD4⁺): Mengkoordinasikan respons imun dengan merangsang sel B memproduksi antibodi dan mengaktifkan sel T lain.
• Sel T sitotoksik (CD8⁺): Menyerang dan menghancurkan sel tubuh yang terinfeksi patogen atau sel kanker.
• Sel B: Menghasilkan antibodi dan memiliki memori imunologis.

Pembahasan Soal 10

CRISPR-Cas9 memanfaatkan urutan RNA pemandu (gRNA) yang komplementer terhadap target DNA. Cas9 memotong DNA pada lokasi yang sesuai dengan gRNA. Setelah pemotongan, sel melakukan perbaikan DNA yang dapat mengakibatkan mutasi spesifik atau penyisipan gen.

Pembahasan Soal 11

Directional selection terjadi saat satu fenotipe ekstrim lebih diuntungkan. Contohnya ikan dengan ukuran tubuh lebih besar memiliki kelangsungan hidup lebih tinggi karena mampu menghindari predator. Akibatnya, frekuensi gen untuk fenotipe besar meningkat.

Pembahasan Soal 12

Auksin terakumulasi di sisi tanaman yang kurang terkena cahaya. Di sisi tersebut, auksin memicu pemanjangan sel, sehingga batang membengkok ke arah sumber cahaya (fototropisme). Mekanisme ini melibatkan aktivasi pompa proton yang menurunkan pH dinding sel, memicu ekspansi sel.

Pembahasan Soal 13

• Epidermis atas: Melindungi jaringan di bawahnya, biasanya sedikit atau tidak memiliki stomata.
• Mesofil palisade: Mengandung banyak kloroplas, menjadi lokasi utama fotosintesis.
• Mesofil spons: Memiliki ruang antarsel luas untuk pertukaran gas (CO₂, O₂).
• Epidermis bawah (stomata): Tempat terjadinya regulasi pertukaran gas dan transpirasi melalui bukaan stomata.

Pembahasan Soal 14

Pada kondisi anaerob, ragi mengubah asam piruvat menjadi asetaldehid (melepas CO₂) dan kemudian menjadi etanol. Hal ini memungkinkan regenerasi NAD⁺ dari NADH agar glikolisis tetap berlangsung untuk menghasilkan ATP meskipun tanpa oksigen.

Pembahasan Soal 15

Deskripsi tersebut cocok dengan jaringan otot (misalnya otot rangka) yang memiliki matriks ekstraseluler dengan serat kolagen. Jaringan ini umum ditemukan melekat pada tulang untuk pergerakan tubuh.

Pembahasan Soal 16

• Glikolisis: Terjadi di sitoplasma, mengubah glukosa menjadi asam piruvat dan menghasilkan sedikit ATP dan NADH.
• Siklus Krebs: Terjadi di matriks mitokondria, memecah asetil-KoA menjadi CO₂, menghasilkan NADH dan FADH₂.
• Rantai transport elektron: Menggunakan NADH dan FADH₂ untuk menghasilkan gradien proton yang memacu sintesis ATP.

Pembahasan Soal 17

Ginjal memiliki unit fungsional bernama nephron:

• Glomerulus: Filtrasi darah.
• Tubulus proksimal: Reabsorpsi nutrisi, ion, dan air.
• Lengkung Henle: Menciptakan gradien osmotik untuk konsentrasi urin.
• Tubulus distal: Sekresi dan reabsorpsi tambahan.
• Duktus kolektivus: Mengumpulkan urin akhir, regulasi air oleh hormon ADH.

Pembahasan Soal 18

Tiga faktor pembatas fotosintesis:

• Cahaya: Intensitas cahaya yang rendah akan membatasi laju reaksi terang.
• Konsentrasi CO₂: Jika CO₂ terbatas, tidak cukup bahan untuk fiksasi karbon di siklus Calvin.
• Suhu: Enzim fotosintesis bekerja optimal pada rentang suhu tertentu. Suhu ekstrem dapat menonaktifkan enzim.

Pembahasan Soal 19

Pada akson bermielin, potensial aksi “melompat” dari satu nodus Ranvier ke nodus berikutnya. Mielin mencegah kebocoran ion, sehingga depolarisasi berfokus pada nodus Ranvier. Ini meningkatkan kecepatan konduksi impuls dibandingkan akson tanpa mielin.

Pembahasan Soal 20

Fiksasi nitrogen biologis mengubah N₂ menjadi NH₃ menggunakan enzim nitrogenase. Organisme seperti bakteri Rhizobium (bersimbiosis dengan legum) atau bakteri diazotrof bebas di tanah mampu melakukan hal ini, menyediakan sumber nitrogen bagi ekosistem.

Pembahasan Soal 21

Osifikasi endokondral dimulai dengan model tulang rawan (kartilago) yang kemudian mengalami kalsifikasi. Kondrosit berproliferasi, mengalami hipertrofi, dan akhirnya mati. Matrik kartilago kemudian digantikan oleh matriks tulang melalui osteoblas dan osteoklas, sehingga terbentuk tulang sejati.

Pembahasan Soal 22

Oogenesis dimulai sejak embrio (oogonium mengalami mitosis). Selama perkembangan, oosit primer memulai meiosis I dan terhenti hingga pubertas. Setelah ovulasi, oosit sekunder akan melanjutkan meiosis II hanya jika terjadi fertilisasi.

Pembahasan Soal 23

Fitokrom memiliki dua bentuk: Pr (menyerap cahaya merah) dan Pfr (menyerap cahaya merah jauh). Rasio Pfr terhadap Pr memberi “informasi” panjang siang/malam. Pada tanaman berhari pendek, pembungaan dipicu oleh malam yang panjang (rendahnya Pfr), sedangkan pada berhari panjang, pembungaan dipicu oleh malam yang singkat (tingginya Pfr).

Pembahasan Soal 24

Contoh spesies invasif di perairan tawar adalah ikan plecostomus (ikan sapu-sapu). Mereka dapat mendominasi habitat, bersaing dengan spesies lokal, dan merusak vegetasi air sehingga menurunkan keanekaragaman hayati lokal.

Pembahasan Soal 25

• Isolasi habitat/ekologi: Spesies hidup di habitat berbeda sehingga jarang bertemu. Misalnya, dua spesies serangga yang bertelur pada jenis buah yang berbeda.
• Isolasi perilaku: Perbedaan ritual kawin atau sinyal yang mencegah kawin antarspesies. Misalnya, burung dengan nyanyian unik.
• Isolasi waktu (temporal): Spesies kawin pada waktu yang berbeda (siang/malam atau musim berbeda).

Pembahasan Soal 26

Lac operon diatur oleh laktosa dan glukosa. Jika laktosa ada, laktosa berikatan dengan represor sehingga represor terlepas dari operator. Jika glukosa rendah, cAMP tinggi, cAMP berikatan dengan CAP, memacu transkripsi. Saat glukosa tinggi, cAMP rendah, transkripsi lac operon ditekan.

Pembahasan Soal 27

Checkpoint G1 memeriksa kerusakan DNA sebelum replikasi. Checkpoint G2 memeriksa apakah replikasi DNA telah selesai tanpa kesalahan. Checkpoint M memeriksa apakah kromosom terikat benar pada benang spindel. Jika ada kerusakan, sel akan berhenti siklus sel atau memicu apoptosis.

Pembahasan Soal 28

Saat populasi mendekati kapasitas dukung (K), sumber daya berkurang dan kompetisi meningkat sehingga laju pertumbuhan menurun. Contohnya populasi rusa di pulau yang terbatas makanannya, jika populasinya terlalu tinggi, laju kelahiran menurun atau kematian meningkat.

Pembahasan Soal 29

• Missense mutation: Perubahan satu basa menyebabkan perubahan asam amino. Dampaknya bervariasi tergantung posisi asam amino.
• Nonsense mutation: Kodon berubah menjadi kodon stop, sehingga rantai polipeptida terhenti prematur.
• Silent mutation: Perubahan basa tidak mengubah asam amino (karena degenerasi kodon), sehingga umumnya tidak berdampak pada protein.

Pembahasan Soal 30

Enzim restriksi memotong DNA pada sekuens spesifik (situs restriksi). Enzim ligase menyambung kembali ujung DNA (membentuk ikatan fosfodiester). Situs restriksi unik penting agar fragmen DNA dapat disisipkan dengan orientasi dan lokasi tepat.