Simulasi Soal Olimpiade Biologi SMA Standar IBO : 2025 (6)

Pembahasan Soal 1

Menggunakan persamaan pertumbuhan eksponensial: \[ N(t) = N_0 \cdot e^{rt}. \] Diketahui \( N_0 = 200 \), \( r = 0.02 \) per hari, dan \( t = 50 \) hari.
Sehingga: \[ N(50) = 200 \cdot e^{(0.02 \times 50)} = 200 \cdot e^{1} \approx 200 \cdot 2.71828 \approx 543.656. \] Hasilnya sekitar 544 individu (pembulatan).

Pembahasan Soal 2

Rumus Michaelis-Menten: \[ v_0 = \frac{V_{\max}[S]}{K_m + [S]}. \] Dengan \(V_{\max} = 100\) µmol/menit, \(K_m = 50\) µM, dan \([S] = 200\) µM: \[ v_0 = \frac{100 \times 200}{50 + 200} = \frac{20000}{250} = 80 \text{ µmol/menit}. \]

Pembahasan Soal 3

Fotoreseptor cahaya biru (misalnya kriptokrom atau fototropin) akan mengalami perubahan konformasi saat menerima foton cahaya biru. Perubahan konformasi ini mengaktifkan jalur transduksi sinyal intraseluler yang memengaruhi faktor transkripsi di dalam inti sel. Akibatnya, gen-gen tertentu yang terkait dengan pertumbuhan, pemanjangan sel, atau adaptasi cahaya menjadi diaktifkan. Proses ini memungkinkan tumbuhan menyesuaikan diri secara fisiologis dan morfologis terhadap lingkungan bercahaya tertentu.

Pembahasan Soal 4

Siklus asam sitrat (Siklus Krebs) adalah jalur metabolik utama yang mengoksidasi asetil-KoA menjadi CO₂ dan H₂O, sambil menghasilkan prekursor energi untuk rantai transpor elektron. Dua molekul energi utama yang dihasilkan langsung dalam siklus ini adalah NADH dan FADH₂. Selain itu, juga dihasilkan GTP (atau ATP tergantung enzim tertentu) pada salah satu tahapan siklus.

Pembahasan Soal 5

Jarak gen A dan B = 10% → frekuensi rekombinasi = 0.10. Pada persilangan AB/ab × ab/ab:

• Gamet parental (AB dan ab): 90% (karena 100% - 10% = 90%). Masing-masing 45%.
• Gamet rekombinan (Ab dan aB): 10%. Masing-masing 5%.

• AB × ab → AaBb (45%)
• ab × ab → aabb (45%)
• Ab × ab → Aabb (5%)
• aB × ab → aaBb (5%)

• A_B_ : 45% (AaBb)
• aa bb : 45%
• A_ bb : 5% (Aabb)
• aa B_ : 5% (aaBb)

Pembahasan Soal 6

Transportasi aktif primer di sel epitel usus terutama melibatkan pompa Na⁺/K⁺-ATPase di membran basolateral, yang memompa Na⁺ keluar sel (dan K⁺ masuk) menggunakan energi ATP. Dengan demikian, gradien Na⁺ tercipta di dalam sel yang rendah dan di luar sel yang tinggi. Transportasi aktif sekunder memanfaatkan gradien Na⁺ tersebut untuk menggerakkan molekul glukosa masuk ke dalam sel melalui cotransporter (SGLT). Glukosa kemudian berdifusi ke pembuluh darah melalui transporter GLUT di membran basolateral.

Pembahasan Soal 7

Mesofil palisade yang lebih tebal dan padat biasanya menunjukkan kapasitas fotosintesis yang lebih tinggi karena lebih banyak kloroplas per unit luas daun. Hal ini sering menjadi adaptasi terhadap intensitas cahaya tinggi (misalnya di lingkungan terbuka atau ketinggian tertentu) untuk memaksimalkan penangkapan cahaya. Struktur ini juga dapat meningkatkan efisiensi penggunaan cahaya sekaligus mengurangi laju transpirasi berlebih.

Pembahasan Soal 8

• Pengaturan inisiasi translasi: Sel dapat memodifikasi faktor inisiasi eIF (eukaryotic initiation factors) untuk menstimulasi atau menghambat terjadinya inisiasi translasi.
• Pengaturan kestabilan mRNA: Melalui miRNA atau protein pengikat mRNA tertentu, laju degradasi mRNA dapat diubah sehingga memengaruhi jumlah protein yang dihasilkan.

Pembahasan Soal 9

Eutrofikasi terjadi ketika masukan nutrien (seperti fosfat dan nitrat) berlebihan ke perairan, memicu ledakan pertumbuhan alga (algal bloom). Setelah alga mati, dekomposisi masif oleh bakteri menghabiskan oksigen terlarut sehingga organisme akuatik lain kekurangan oksigen dan dapat mati. Peran alga sangat penting dalam proses ini karena pertumbuhan alga yang tidak terkendali memulai rantai peristiwa yang menurunkan kualitas air dan merusak keseimbangan ekosistem.

Pembahasan Soal 10

Auksin memicu pemanjangan sel dengan menstimulasi aktivitas pompa proton (H⁺-ATPase) di membran plasma, menyebabkan penurunan pH di dinding sel. Kondisi asam mengaktifkan enzim expansin yang melonggarkan ikatan mikrofibril selulosa, sehingga dinding sel menjadi lebih lentur. Sel yang mendapatkan auksin lebih banyak akan memanjang lebih cepat.

Pembahasan Soal 11

Di air laut, ikan salmon perlu mengeluarkan kelebihan garam dan menahan air. Ketika masuk ke air tawar, gradien osmotik berbalik: ikan harus menahan garam dan mengeluarkan air berlebih. Kelenjar klorida di insang beradaptasi dengan mengubah arah transport garam (dari sekresi ke reabsorbsi), sementara ginjal meningkatkan produksi urin encer. Perubahan hormon (seperti kortisol dan prolaktin) juga mengatur ekspresi protein transport membran pada insang untuk beradaptasi dengan lingkungan baru.

Pembahasan Soal 12

Pada larutan hipertonik, air keluar dari sel tumbuhan sehingga vakuola menyusut dan membran plasma tertarik menjauh dari dinding sel (plasmolisis). Dinding sel tetap mempertahankan bentuk luar sel, tetapi ruang antara dinding sel dan membran plasma membesar. Ini dapat mengganggu fungsi sel dan bila berlangsung lama dapat menyebabkan kematian sel.

Pembahasan Soal 13

Frekuensi fenotipe resesif (aa) = 360/1000 = 0.36, sehingga q² = 0.36 → q = 0.6. Maka p = 0.4 (karena p + q = 1). Frekuensi genotipe:

• AA = p² = (0.4)² = 0.16 = 16%
• Aa = 2pq = 2 × 0.4 × 0.6 = 0.48 = 48%
• aa = q² = (0.6)² = 0.36 = 36%

Pembahasan Soal 14

Enzim restriksi mengenali urutan nukleotida spesifik pada DNA dan memotongnya, menghasilkan ujung-ujung DNA (baik sticky ends maupun blunt ends). Prinsip ini dimanfaatkan untuk memotong DNA target dan vektor plasmid pada lokasi sama, sehingga memungkinkan penggabungan (ligasi) fragmen DNA baru ke dalam plasmid. Dua enzim lain yang umum digunakan adalah DNA ligase (untuk menyambung fragmen DNA) dan alkaline phosphatase (untuk mencegah re-ligasi vektor tanpa sisipan).

Pembahasan Soal 15

• Mikoriza: Interaksi jamur dan akar tumbuhan. Jamur membantu penyerapan air dan mineral, tumbuhan menyediakan karbohidrat hasil fotosintesis. Ini meningkatkan produktivitas dan stabilitas ekosistem.
• Polinasi oleh serangga: Serangga memperoleh nektar, tumbuhan terbantu dalam penyerbukan. Mempertahankan keanekaragaman hayati dan stabilitas komunitas tumbuhan.

Pembahasan Soal 16

Sistem imun bawaan (innate): Neutrofil dan makrofag. Neutrofil menelan (fagositosis) patogen dan sering menjadi garis pertahanan pertama. Makrofag juga melakukan fagositosis dan menginisiasi respons imun dengan menampilkan antigen.
Sistem imun adaptif: Sel B (menghasilkan antibodi) dan Sel T (terlibat dalam membantu respons imun - sel T helper, serta membunuh sel terinfeksi - sel T sitotoksik).

Pembahasan Soal 17

Endospora terbentuk saat kondisi lingkungan tidak mendukung. Bakteri membentuk struktur berdinding tebal yang mengandung materi genetik dan sedikit sitoplasma, dilapisi berbagai lapisan pelindung. Ini membuatnya tahan panas, radiasi, dan kekeringan. Ketika kondisi membaik, endospora dapat berkecambah kembali menjadi sel aktif.

Pembahasan Soal 18

Jika sumber pakan berubah menjadi biji yang lebih besar, burung dengan paruh lebih besar memiliki keuntungan selektif dan lebih banyak bertahan/berkembang biak. Hal ini akan menggeser distribusi panjang paruh ke arah yang lebih besar (seleksi terarah). Jika hanya biji ukuran ekstrem (sangat kecil atau sangat besar) yang tersedia, seleksi mungkin bersifat disruptif (dua ekstrem yang dominan).

Pembahasan Soal 19

Setiap pembelahan sel, enzim DNA polimerase tidak dapat mereplikasi bagian ujung kromosom (telomer) secara sempurna, menyebabkan pemendekan telomer. Telomerase (terutama aktif di sel germinal dan sel punca) dapat memperpanjang telomer dengan menambahkan urutan nukleotida berulang menggunakan RNA templatenya sendiri, sehingga mencegah penuaan dini pada sel tersebut.

Pembahasan Soal 20

• Fosforilasi: Penambahan gugus fosfat (biasanya oleh kinase) dapat mengubah aktivitas enzim atau protein, termasuk mengaktifkan/inaktivasi.
• Glikosilasi: Penambahan rantai karbohidrat pada protein (biasanya di retikulum endoplasma atau badan Golgi) yang penting untuk fungsi reseptor, stabilitas, dan sekresi protein.

Pembahasan Soal 21

Bakteri dan protozoa di dalam rumen memproduksi enzim selulase yang mampu memecah selulosa menjadi gula sederhana. Mikroorganisme memperoleh nutrisi, sedangkan hewan ruminansia mendapatkan asam lemak volatil (seperti asetat, propionat, butirat) yang diserap sebagai sumber energi utama. Proses fermentasi ini juga menghasilkan gas (metana dan CO₂) yang harus dikeluarkan (eruktasi).

Pembahasan Soal 22

• Transformasi: Bakteri mengambil DNA telanjang dari lingkungan.
• Transduksi: Perpindahan DNA bakteri melalui perantara virus bakteriofag.
• Konjugasi: Transfer plasmid atau DNA kromosom melalui kontak sel-sel bakteri (melalui pilus seks).

Pembahasan Soal 23

Pada model logistik, laju pertumbuhan populasi tinggi ketika populasi berukuran sedang dan menurun saat mendekati carrying capacity (K). Ketika N kecil, pertumbuhan mendekati eksponensial. Namun, saat N mendekati K, laju pertumbuhan menurun dan akhirnya berhenti di K. Rumusnya: \[ \frac{dN}{dt} = rN \left(1 - \frac{N}{K}\right). \]

Pembahasan Soal 24

Jika oksigen tidak tersedia, rantai transpor elektron tidak dapat berfungsi, sehingga NADH tidak dapat dioksidasi kembali ke NAD⁺. Sel ragi beralih ke fermentasi alkohol, yang mengubah piruvat menjadi etanol dan CO₂. Proses ini memulihkan NAD⁺ dari NADH, memungkinkan glikolisis terus berjalan untuk menghasilkan ATP (walaupun jumlahnya relatif kecil).

Pembahasan Soal 25

ADH dilepaskan ketika tubuh kekurangan air. ADH meningkatkan permeabilitas dinding tubulus pengumpul ginjal terhadap air dengan memicu penyisipan saluran akuaporin di membran sel. Ini menyebabkan lebih banyak air direabsorpsi kembali ke aliran darah, sehingga volume urin berkurang dan urin menjadi lebih pekat.

Pembahasan Soal 26

Keystone species adalah spesies yang memiliki pengaruh sangat besar terhadap struktur komunitas ekosistem, melebihi kelimpahannya. Contohnya adalah bintang laut Pisaster di zona intertidal. Ketika Pisaster dihilangkan, populasi kerang (makanannya) meledak, memicu penurunan keanekaragaman spesies lain. Ini menunjukkan bahwa satu spesies dapat menjaga keseimbangan dan keanekaragaman ekosistem.

Pembahasan Soal 27

Enhancer bekerja dengan cara berinteraksi dengan faktor transkripsi yang juga berinteraksi dengan kompleks inisiasi transkripsi di promoter. DNA dapat melingkar atau berlooping sehingga enhancer dapat melakukan kontak fisik dengan kompleks transkripsi, meski secara linear berjarak jauh dari gen yang diatur.

Pembahasan Soal 28

Apoptosis berperan dalam menghilangkan sel-sel yang tidak dibutuhkan atau berlebih selama perkembangan embrio, sehingga membentuk struktur akhir yang tepat. Contoh: Pembentukan jari tangan dan kaki pada vertebrata memerlukan eliminasi sel-sel di area webbing (selaput) melalui apoptosis.

Pembahasan Soal 29

Virus retro seperti HIV membawa RNA sebagai materi genetik dan enzim reverse transcriptase. Setelah infeksi, RNA virus ditranskripsi balik menjadi DNA komplementer, yang kemudian diintegrasikan ke dalam genom sel inang (provirus). Virus DNA konvensional langsung menggunakan DNA sebagai materi genetik tanpa tahap transkripsi balik.

Pembahasan Soal 30

Genetic drift dapat menyebabkan alel tertentu menjadi hilang secara acak, terutama di populasi berukuran kecil, sehingga menurunkan variasi genetik. Bottleneck effect terjadi ketika populasi menyusut drastis sehingga alel tertentu mungkin hilang atau menjadi sangat langka. Founder effect terjadi saat segelintir individu memulai populasi baru, membawa hanya sebagian dari variasi alel populasi asal.