Simulasi Contoh Soal Olimpiade Biologi OSN SMA : 2025 (10)

Pembahasan Soal 1

Gradien proton (H⁺) terbentuk di dalam ruang tilakoid ketika elektron bergerak melalui rantai transport elektron fotosintesis, memompa proton dari stroma ke lumen tilakoid. Perbedaan konsentrasi proton ini menciptakan potensi kimia dan listrik (proton motive force) yang memicu kompleks ATP sintase untuk mensintesis ATP dari ADP dan Pi. Proton akan kembali ke stroma melalui saluran ATP sintase, melepaskan energi untuk fosforilasi ADP menjadi ATP.

Pembahasan Soal 2

Pada sel eukariotik, akseptor elektron terakhir dalam rantai transport elektron adalah O₂ (oksigen). Oksigen menerima elektron dari kompleks IV (sitochrome c oksidase), lalu berikatan dengan proton (H⁺) membentuk H₂O. Proses ini penting karena mencegah penumpukan elektron dan menjaga aliran elektron tetap berlanjut di rantai transport elektron, memungkinkan terjadinya fosforilasi oksidatif.

Pembahasan Soal 3

Gen memiliki panjang 3000 pb, dengan satu intron sepanjang 1000 pb. Bagian yang menjadi mRNA matang adalah seluruh ekson total = 3000 - 1000 = 2000 pb. Namun, mRNA dibuat dalam bentuk untaian nukleotida (single-stranded RNA), sehingga hasilnya adalah 2000 nukleotida (nt). Dengan kata lain, panjang mRNA matang (tanpa poli-A tail) adalah 2000 nt.

Pembahasan Soal 4

Fenomena tersebut merupakan contoh seleksi alam “directional selection” (seleksi terarah), karena predator menekan satu fenotipe (kumbang terang), sehingga frekuensi alel yang terkait dengan warna gelap meningkat dan alel warna terang berkurang dari populasi.

Pembahasan Soal 5

Meskipun biomassa fitoplankton relatif kecil, laju reproduksi dan produksi biomassa fitoplankton sangat tinggi. Fitoplankton terus-menerus diperbarui dan menyediakan sumber energi stabil untuk zooplankton. Ini disebut “turnover rate” yang tinggi, sehingga walau jumlah total (biomassa) fitoplankton di suatu waktu tampak lebih sedikit, mereka dapat mensuplai energi pada tingkat yang cukup untuk mendukung populasi zooplankton.

Pembahasan Soal 6

Jarak 20 unit peta berarti 20% kemungkinan terjadinya crossing over antara gen A dan B. Oleh karena itu, kemungkinan gamet parental adalah 80% (masing-masing 40%), dan kemungkinan gamet rekombinan adalah 20% (masing-masing 10%). Rasio fenotipe keturunan hasil test cross akan mencerminkan proporsi gamet ini. Secara umum, rasio fenotipe:
- Tipe parental: 40% AaBb dan 40% aabb
- Tipe rekombinan: 10% Aabb dan 10% aaBb

Pembahasan Soal 7

Faktor transkripsi menempel pada DNA di daerah promoter atau enhancer, memfasilitasi atau menghambat perekrutan RNA polimerase. Jika faktor transkripsi merupakan aktivator, ia merekrut koaktivator atau membuka struktur kromatin sehingga transkripsi meningkat. Sebaliknya, faktor transkripsi represor menutup akses atau berinteraksi dengan corepressor sehingga menghambat terjadinya transkripsi.

Pembahasan Soal 8

Bagian bernomor 4 adalah rongga antar sel (sering disebut juga ruang substomata) yang terhubung dengan stomata. Mekanisme pertukaran gas melibatkan difusi pasif: CO₂ masuk ke dalam daun untuk fotosintesis, sedangkan O₂ dan uap air keluar. Stomata terbuka memungkinkan CO₂ masuk ke ruang antar sel, dan O₂ hasil fotosintesis berdifusi keluar melalui stomata.

Pembahasan Soal 9

Sistem imun bawaan (innate) bersifat non-spesifik dan merupakan garis pertahanan pertama yang cepat, seperti fagositosis oleh neutrofil dan makrofag. Sistem imun adaptif (adaptive) memiliki spesifisitas tinggi karena melibatkan limfosit B dan T yang mengenali antigen spesifik, serta memiliki memori imunologis untuk respon lebih cepat di infeksi berikutnya.

Pembahasan Soal 10

ADH meningkatkan permeabilitas dinding tubulus pengumpul (collecting duct) di ginjal dengan menstimulasi penambahan aquaporin ke membran sel. Aquaporin mempercepat reabsorpsi air kembali ke pembuluh darah, sehingga volume urin berkurang dan tubuh menghemat air. Target spesifiknya adalah sel principal di ductus kolektivus.

Pembahasan Soal 11

miRNA berikatan dengan mRNA target melalui sekuens komplementer, membentuk kompleks RISC (RNA-induced silencing complex). Kompleks ini dapat menghambat translasi atau menyebabkan degradasi mRNA, sehingga menurunkan level protein yang dihasilkan.

Pembahasan Soal 12

1. Missense mutation: Nukleotida berubah sehingga kodon berubah dan asam amino berbeda. Dapat mengubah struktur/ fungsi protein.
2. Nonsense mutation: Nukleotida berubah sehingga kodon menjadi kodon stop. Menghasilkan pemotongan protein secara prematur.
3. Silent mutation: Nukleotida berubah tetapi kodon tetap menghasilkan asam amino yang sama. Tidak mengubah urutan asam amino.

Pembahasan Soal 13

Salah satu contoh co-evolution adalah antara bunga dengan penyerbuknya (misalnya kolibri atau lebah). Bunga berevolusi untuk menyediakan nektar dan struktur bentuk tertentu agar memudahkan penyerbuk, sementara penyerbuk berevolusi memiliki alat mulut atau perilaku yang sesuai untuk mengambil nektar dari bunga. Masing-masing memengaruhi evolusi karakteristik satu sama lain.

Pembahasan Soal 14

Nodus sinoatrial (SA) menghasilkan impuls listrik yang menyebar ke atrium, menyebabkan atrium berkontraksi. Impuls kemudian mencapai nodus atrioventrikular (AV), lalu menyebar melalui berkas His dan serabut Purkinje ke ventrikel, memicu kontraksi ventrikel. Koordinasi aliran impuls ini membuat jantung berdenyut secara ritmis.

Pembahasan Soal 15

Allosteric regulation terjadi ketika molekul (ligan) mengikat sisi allosterik enzim (bukan sisi aktif), mengubah konformasi enzim sehingga aktivitasnya meningkat (aktivator) atau menurun (inhibitor). Contoh: Enzim fosfofruktokinase-1 (PFK-1) dalam glikolisis, diaktifkan oleh AMP (indikasi energi rendah) dan dihambat oleh ATP (indikasi energi cukup).

Pembahasan Soal 16

Floem mengangkut gula (fotosintat) dari sumber (daun) ke sink (akar, buah, biji, dsb). Gula dipompa secara aktif ke tabung saringan (sieve tube), sehingga menurunkan potensi air dan menyebabkan osmosis air ke dalam floem. Tekanan turgor yang meningkat mendorong aliran floem. Karena memerlukan pompa sukrosa/H⁺ atau mekanisme transport aktif lainnya, proses ini bersifat aktif.

Pembahasan Soal 17

Vaksin mRNA mengandung sekuens mRNA yang mengkode protein (misalnya spike protein pada virus). Setelah diinjeksi, mRNA masuk ke sel dan diterjemahkan menjadi protein virus di sitoplasma. Sistem imun mengenali protein asing ini dan membentuk respon imun adaptif (antibodi dan sel T), sehingga tubuh siap melawan infeksi virus nyata.

Pembahasan Soal 18

Tumbuhan C₄ memisahkan fiksasi karbon awal (oleh PEP karboksilase) dari siklus Calvin secara spasial. PEP karboksilase lebih efisien menangkap CO₂ pada konsentrasi rendah dan mengurangi fotorespirasi. Pada suhu dan cahaya tinggi, fotorespirasi pada tumbuhan C₃ meningkat sehingga efisiensi fotosintesis menurun, sementara tumbuhan C₄ tetap stabil berkat mekanisme konsentrasi CO₂ di sel seludang pembuluh (bundle sheath).

Pembahasan Soal 19

Etilen merangsang serangkaian reaksi biokimia dalam buah yang memicu proses pematangan, seperti pemecahan klorofil (perubahan warna), pelunakan dinding sel (buah menjadi lunak), dan peningkatan sintesis gula. Gejala yang tampak antara lain perubahan warna, rasa, dan aroma buah.

Pembahasan Soal 20

Saat impuls tiba di terminal akson, saluran kalsium (Ca²⁺) terbuka, Ca²⁺ masuk ke dalam sel presinaptik dan memicu vesikula yang berisi neurotransmiter untuk berfusi dengan membran presinaptik. Neurotransmiter kemudian dilepaskan ke celah sinaps melalui eksositosis.

Pembahasan Soal 21

Enzim bakteri termofilik memiliki ikatan non-kovalen yang lebih kuat (misalnya ikatan hidrofobik inti protein lebih kokoh) dan kadang disertai stabilisasi tambahan melalui jembatan garam (salt bridges). Struktur tersier dan kuartenernya juga lebih kaku, mencegah denaturasi pada suhu tinggi.

Pembahasan Soal 22

Contoh: Suhu. Organisme tertentu memerlukan rentang suhu optimal untuk fungsi fisiologis. Di luar rentang itu, enzim dan proses metabolik terganggu. Misalnya, spesies beruang kutub tidak mampu hidup di daerah tropis karena suhu tinggi menyebabkan stres panas dan gangguan metabolik.

Pembahasan Soal 23

1. Depolarisasi: Potensial membran naik melewati ambang (-55 mV) hingga mendekati +30 mV karena saluran Na⁺ tegangan terbuka.
2. Repolarisasi: Saluran Na⁺ menutup, saluran K⁺ terbuka sehingga K⁺ keluar, menurunkan potensial membran kembali ke nilai negatif.
3. Hiperpolarisasi: Saluran K⁺ tetap terbuka sedikit lebih lama, sehingga potensial membran sedikit di bawah -70 mV sebelum kembali ke potensial istirahat.

Pembahasan Soal 24

Variasi genetik seperti XXY (Klinefelter syndrome), X0 (Turner syndrome), atau mutasi gen SRY dapat menyebabkan perkembangan gonad dan ciri seksual yang tidak tipikal. Hal ini menciptakan fenotipe kelamin yang ambigu (interseks) karena adanya ketidaksesuaian antara kromosom seks, ekspresi gen, dan diferensiasi gonad.

Pembahasan Soal 25

• Kompetisi intraspesifik: Terjadi antar individu dalam spesies yang sama, bersaing memperebutkan sumber daya yang terbatas (misalnya makanan, ruang, pasangan).
• Kompetisi interspesifik: Terjadi antar spesies berbeda yang memperebutkan sumber daya serupa. Dapat memengaruhi kelimpahan dan distribusi spesies, membentuk struktur komunitas lewat eksklusi kompetitif atau pembagian relung.

Pembahasan Soal 26

ABA berikatan dengan reseptor di sel penjaga (guard cell), memicu peningkatan konsentrasi ion Ca²⁺ intrasel. Hal ini mengaktifkan saluran ion K⁺ dan Cl^- untuk keluar dari sel, menurunkan tekanan turgor. Akibatnya sel penjaga kehilangan air, stomata menutup, dan laju transpirasi berkurang.

Pembahasan Soal 27

Insulin menurunkan kadar glukosa darah dengan merangsang sel otot dan lemak untuk mengambil glukosa, serta merangsang penyimpanan glukosa sebagai glikogen di hati. Glukagon menaikkan kadar glukosa darah dengan memecah glikogen di hati (glikogenolisis) dan merangsang glukoneogenesis. Keduanya bekerja antagonis namun saling melengkapi untuk menjaga homeostasis glukosa.

Pembahasan Soal 28

Gastrulasi bertujuan membentuk tiga lapisan germinal pada embrio:

1. Ektoderm: Berkembang menjadi sistem saraf, epidermis.
2. Mesoderm: Berkembang menjadi otot, tulang, sistem sirkulasi, ginjal, dsb.
3. Endoderm: Berkembang menjadi saluran pencernaan, hati, pankreas, dan organ dalam lainnya.

Pembahasan Soal 29

Contoh enzim restriksi yang umum digunakan adalah EcoRI. Enzim restriksi mengenali sekuens DNA spesifik (palindrom) dan memotong kedua untai DNA di lokasi tersebut. Setelah pemotongan, fragmen DNA dapat disambungkan kembali (ligasi) dengan bantuan enzim DNA ligase, membentuk rekombinasi genetik.

Pembahasan Soal 30

Bakteri Rhizobium membentuk bintil akar pada tanaman legum. Di dalam bintil, Rhizobium menggunakan enzim nitrogenase untuk mengubah N₂ atmosfer menjadi NH₃ (amonia), yang kemudian dapat diasimilasi menjadi asam amino oleh tumbuhan. Nitrogenase bekerja optimal pada kondisi anaerob, sehingga bintil akar menyediakan lingkungan rendah oksigen bagi aktivitas enzim.