Simulasi Contoh Soal Olimpiade Biologi OSN SMA : 2025 (6)

Pembahasan Soal 1

Dua mekanisme utama variasi genetik pada organisme eukariotik adalah:

1. Rekombinasi Genetik (melalui crossing over dan pemisahan kromosom secara acak saat meiosis), yang menghasilkan penggabungan ulang alel-alel.
2. Mutasi, yakni perubahan permanen pada urutan DNA yang dapat terjadi spontan atau dipicu oleh faktor eksternal. Mutasi dapat menambah keragaman dengan menciptakan alel-alel baru.

Pembahasan Soal 2

Kecepatan sintesis DNA polymerase III pada E. coli adalah 1000 nukleotida per detik pada setiap arah replikasi. Karena replikasi bi-directional (dua arah) dari satu ori, maka total kecepatan elongasi mencapai 2 × 1000 = 2000 nukleotida per detik.

Pembahasan Soal 3

Diberikan:
\(V_{\max} = 100 \ \mu\text{mol/menit}\),
\(K_{m} = 10 \ \text{mM}\),
\([S] = 5 \ \text{mM}\).

Rumus Michaelis-Menten: \[ v = \frac{V_{\max} [S]}{K_m + [S]} \]

Substitusi: \[ v = \frac{100 \times 5}{10 + 5} = \frac{500}{15} = 33{,}33 \ \mu\text{mol/menit} \]

Pembahasan Soal 4

Kompleks sitokrom c oksidase menerima elektron dari sitokrom c dan memompakan proton ke ruang antarmembran, lalu mentransfer elektron ke oksigen untuk membentuk air. Peran utamanya adalah sebagai kompleks terakhir yang mendorong gradien proton untuk memfasilitasi fosforilasi oksidatif oleh ATP sintase.

Pembahasan Soal 5

Keanekaragaman hayati yang tinggi membuat ekosistem memiliki banyak spesies dengan berbagai peran (niche), sehingga jika satu spesies terganggu, spesies lain dapat mengambil alih fungsinya. Ini meningkatkan resilience ekosistem, karena rantai interaksi lebih kompleks dan tidak bergantung pada sedikit spesies saja.

Pembahasan Soal 6

Dua jenis regulasi ekspresi gen pada tingkat transkripsi di eukariot adalah:

1. Modifikasi Kromatin (asetilasi histon, metilasi DNA) yang mempengaruhi aksesibilitas DNA.
2. Aktivator dan Repressor Transkripsi, yaitu protein yang berikatan pada enhancer atau silencer untuk meningkatkan atau menurunkan efisiensi transkripsi.

Pembahasan Soal 7

Pada kondisi kekurangan oksigen, otot mamalia beralih ke fermentasi laktat. Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis direduksi menjadi asam laktat oleh NADH (menghasilkan NAD⁺ kembali). Proses ini memungkinkan glikolisis terus berjalan untuk menghasilkan ATP meski tanpa oksigen.

Pembahasan Soal 8

Pada biji serealia, gibberellin yang dilepaskan dari embrio memicu sel aleuron memproduksi enzim amilase yang akan memecah pati menjadi gula sederhana. Gula ini kemudian digunakan embrio untuk pertumbuhan awal selama perkecambahan.

Pembahasan Soal 9

Bakteri Gram-positif memiliki dinding sel tebal yang tersusun terutama dari peptidoglikan, sementara bakteri Gram-negatif memiliki lapisan peptidoglikan yang lebih tipis dan memiliki membran luar tambahan. Pewarnaan Gram mempertahankan pewarna (kristal violet) lebih kuat pada Gram-positif karena lapisan peptidoglikan tebal.

Pembahasan Soal 10

Pada potongan melintang daun:

1. Palisa de (jaringan mesofil palisade),
2. Mesofil bunga karang (spongy mesophyll),
3. Berkas vaskular (terdiri dari xilem dan floem).

Pembahasan Soal 11

Hifa septat memiliki sekat (septum) di antara sel, setiap sel memiliki satu atau lebih inti. Hifa aseptat (senositik) tidak memiliki sekat, sehingga sitoplasma dan inti dapat mengalir bebas di sepanjang hifa. Keuntungan adaptatif hifa aseptat adalah aliran nutrisi cepat di seluruh hifa, sedangkan hifa septat membantu mencegah kerusakan menyebar ke seluruh hifa jika ada cedera lokal.

Pembahasan Soal 12

Teori endosimbiosis menyatakan bahwa sel eukariotik awal menelan bakteri aerob (menjadi mitokondria) dan kemudian menelan bakteri fotosintetik (menjadi kloroplas) tanpa mencerna mereka. Organisme simbiotik ini kemudian berevolusi menjadi organel yang terintegrasi dalam sel eukariotik.

Pembahasan Soal 13

Pada tanaman C₄, PEP carboxylase berfungsi di sel mesofil untuk menangkap CO₂ dan membentuk senyawa 4 karbon (oksaloasetat, kemudian malat). RuBisCO terletak di sel seludang pembuluh (bundle sheath), tempat malat diuraikan kembali menjadi CO₂ untuk siklus Calvin.

Pembahasan Soal 14

Contoh hewan dengan sistem peredaran darah terbuka adalah serangga (misalnya belalang). Dalam sistem terbuka, hemolimfa mengalir bebas di rongga tubuh dan tidak selalu di dalam pembuluh. Pada sistem tertutup (misalnya pada vertebrata), darah selalu berada di dalam pembuluh, sirkulasi lebih efisien dan tekanan darah lebih tinggi.

Pembahasan Soal 15

Dua genus bakteri nitrifier adalah Nitrosomonas (mengoksidasi NH₄⁺ menjadi NO₂^-) dan Nitrobacter (mengoksidasi NO₂^- menjadi NO₃^-). Reaksi kimianya:
Nitrosomonas: NH₄⁺ + 1.5 O₂ → NO₂^- + 2H⁺ + H₂O
Nitrobacter: NO₂^- + 0.5 O₂ → NO₃^-

Pembahasan Soal 16

Limfosit B ketika terpapar antigen akan berproliferasi menjadi sel plasma yang menghasilkan antibodi. Limfosit T helper membantu mengaktivasi limfosit B dengan mengeluarkan sitokin dan berinteraksi melalui reseptor spesifik, memperkuat respons imun humoral terhadap antigen.

Pembahasan Soal 17

Kucing jantan seharusnya hanya memiliki satu kromosom X. Bila ditemukan jantan berbulu belang oranye dan hitam (fenotipe yang biasanya terkait X-inactivation pada kucing betina), kucing tersebut kemungkinan memiliki kelainan genetik (misalnya XXY). Pada kucing dengan dua kromosom X, inaktivasi acak salah satu kromosom X di sel-sel tertentu memunculkan pola belang.

Pembahasan Soal 18

Tiga tahapan suhu utama dalam PCR:

1. Denaturasi (sekitar 95°C): Memutus ikatan hidrogen dalam DNA, memisahkan dua untai DNA.
2. Annealing (sekitar 50–65°C): Primer berikatan dengan untai DNA cetakan.
3. Extension (sekitar 72°C): Taq DNA polymerase memperpanjang primer, mensintesis untai DNA baru.

Pembahasan Soal 19

Orang dengan golongan darah A heterozigot memiliki genotipe I^A i. Orang dengan golongan darah B heterozigot memiliki genotipe I^B i. Persilangan I^A i × I^B i dapat menghasilkan keturunan: I^AI^B, I^A i, I^B i, i i. Satu di antara empat kemungkinan adalah i i (golongan darah O), sehingga peluangnya 25%.

Pembahasan Soal 20

Pada fermentasi alkohol oleh ragi, piruvat diubah menjadi asetaldehida (melepas CO₂), kemudian asetaldehida direduksi oleh NADH menjadi etanol, sambil meregenerasi NAD⁺. Reaksi sederhananya:
Piruvat → Asetaldehida + CO₂
Asetaldehida + NADH → Etanol + NAD⁺.

Pembahasan Soal 21

Wilayah DNA tempat RNA polimerase berikatan disebut promoter. Inisiasi transkripsi terjadi ketika subunit sigma dari RNA polimerase mengenali dan mengikat kotak -35 dan -10 pada promoter, kemudian membuka heliks DNA di dekat situs inisiasi transkripsi.

Pembahasan Soal 22

Pelepasan neurotransmitter dipicu oleh potensial aksi yang membuka kanal kalsium (Ca²⁺) di membran pra-sinaps. Ion Ca²⁺ yang masuk memicu vesikel neurotransmitter untuk berfusi dengan membran pra-sinaps (eksositosis) dan melepaskan neurotransmitter ke celah sinaps.

Pembahasan Soal 23

1. Lambung: mencerna makanan secara mekanik dan kimiawi (menggunakan asam lambung dan enzim protease).
2. Usus halus: tempat pencernaan lanjut (enzim dari pankreas dan empedu) dan penyerapan nutrisi (vili dan mikrovili memperluas permukaan penyerapan).
3. Usus besar: menyerap air dan mineral, serta memadatkan sisa makanan menjadi feses.

Pembahasan Soal 24

Kambium vaskular membelah secara mitosis membentuk sel ke arah dalam yang terdiferensiasi menjadi xilem sekunder dan sel ke arah luar yang terdiferensiasi menjadi floem sekunder. Inilah yang menyebabkan batang tumbuh menebal.

Pembahasan Soal 25

Pada lak operon, protein represor menempel pada operator dan mencegah transkripsi jika laktosa tidak ada. Ketika laktosa (dalam bentuk alolaktosa) hadir, ia berikatan dengan represor sehingga represor berubah bentuk dan lepas dari operator, memungkinkan RNA polimerase menyalin gen-gen pemecah laktosa.

Pembahasan Soal 26

Rasio 1:2:1 sering muncul pada pewarisan kodominansi atau dominansi tidak sempurna. Misalnya pada dominansi tidak sempurna, heterozigot menunjukkan fenotipe perantara, sehingga perbandingan fenotipe pada F₂ menjadi 1 (homozigot dominan) : 2 (heterozigot) : 1 (homozigot resesif).

Pembahasan Soal 27

Hibernasi dilakukan hewan untuk menghemat energi pada kondisi lingkungan ekstrem (biasanya suhu rendah atau ketersediaan makanan rendah). Selama hibernasi, laju metabolisme menurun, suhu tubuh turun, dan konsumsi oksigen berkurang, membantu bertahan dalam periode kekurangan sumber daya.

Pembahasan Soal 28

Protista dianggap parafiletik karena mereka tidak mencakup semua keturunan dari nenek moyang yang sama (contoh: tumbuhan, hewan, dan fungi telah dipisahkan). Dengan konsep clade, klasifikasi modern cenderung mengelompokkan organisme berdasarkan nenek moyang bersama dan semua keturunannya, sehingga Protista tidak lagi dianggap sebagai satu kingdom tunggal yang monofiletik.

Pembahasan Soal 29

Primary succession terjadi di area yang benar-benar baru tanpa tanah (misalnya baru terbentuk dari lava atau setelah gletser mundur). Organisme pionir seperti lumut dan liken memulai kolonisasi.
Secondary succession terjadi di area yang sebelumnya sudah ada kehidupan tetapi terganggu (misalnya setelah kebakaran hutan), sehingga tanah masih ada dan suksesi terjadi lebih cepat.

Pembahasan Soal 30

Pompa Na⁺/K⁺-ATPase memompa 3 Na⁺ keluar sel dan 2 K⁺ masuk sel dengan menggunakan energi dari ATP. Ini mempertahankan konsentrasi Na⁺ yang tinggi di luar sel dan K⁺ yang tinggi di dalam sel. Gradien elektrokimia ini penting untuk menjaga potensial membran istirahat dan memungkinkan propagasi impuls saraf.