Metabolisme adalah serangkaian proses biokimia kompleks yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup untuk menjaga kelangsungan hidup. Ini mencakup anabolisme (proses pembentukan molekul kompleks dari molekul sederhana yang membutuhkan energi) dan katabolisme (proses pemecahan molekul kompleks menjadi sederhana yang melepaskan energi). Memahami metabolisme, mulai dari peran enzim, respirasi seluler, hingga fotosintesis, adalah kunci dalam biologi. Kumpulan soal ini dirancang untuk menguji dan memperdalam pemahaman Anda tentang semua aspek penting metabolisme. Dengan berbagai tipe soal—pilihan ganda, isian singkat, uraian, dan mencocokkan—Anda akan mendapatkan gambaran menyeluruh tentang materi ini. Latih kemampuan analitis dan hafalan Anda untuk persiapan ujian atau sekadar mengulang materi. Mari kita taklukkan biologi metabolisme!
Contoh Soal dan Pembahasan
A. Pilihan Ganda
- Enzim adalah biokatalisator yang mempercepat reaksi kimia tanpa ikut bereaksi. Bagian enzim yang berperan sebagai tempat berikatnya substrat disebut…
- Gugus prostetik
- Kofaktor
- Sisi alosterik
- Sisi aktif
- Koenzim
Jawaban: Sisi aktif
Pembahasan: Sisi aktif (active site) adalah bagian spesifik pada enzim tempat substrat akan berikatan, membentuk kompleks enzim-substrat, dan kemudian diubah menjadi produk.
- Faktor yang tidak mempengaruhi kerja enzim adalah…
- Suhu
- pH
- Konsentrasi substrat
- Konsentrasi enzim
- Konsentrasi produk
Jawaban: Konsentrasi produk
Pembahasan: Konsentrasi produk umumnya tidak secara langsung mempengaruhi kerja enzim, meskipun akumulasi produk dapat menghambat enzim melalui inhibisi umpan balik. Faktor utama yang mempengaruhi adalah suhu, pH, konsentrasi enzim, dan konsentrasi substrat.
- Molekul pembawa energi utama yang sering disebut ‘mata uang energi’ dalam sel adalah…
- ADP
- AMP
- ATP
- NADPH
- FADH₂
Jawaban: ATP
Pembahasan: ATP (Adenosin Trifosfat) adalah molekul yang menyimpan dan mentransfer energi kimia untuk berbagai proses seluler.
- Proses pembentukan molekul kompleks dari molekul sederhana dengan membutuhkan energi disebut…
- Katabolisme
- Anabolisme
- Metabolisme
- Respirasi
- Fermentasi
Jawaban: Anabolisme
Pembahasan: Anabolisme adalah proses sintesis atau pembangunan, misalnya fotosintesis, yang memerlukan input energi.
- Persamaan umum reaksi respirasi aerob adalah…
- 6CO₂ + 6H₂O + Energi → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
- C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + Energi
- C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + Energi
- C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energi
- 6CO₂ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + O₂
Jawaban: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energi
Pembahasan: Respirasi aerobik adalah proses pemecahan glukosa dengan bantuan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi (ATP).
- Tahap awal respirasi sel yang terjadi di sitoplasma dan memecah glukosa menjadi dua molekul piruvat disebut…
- Siklus Krebs
- Transpor elektron
- Dekarboksilasi oksidatif
- Glikolisis
- Fosforilasi oksidatif
Jawaban: Glikolisis
Pembahasan: Glikolisis adalah tahap pertama respirasi sel yang tidak membutuhkan oksigen dan terjadi di sitosol (sitoplasma).
- Produk akhir dari glikolisis yang selanjutnya akan masuk ke tahap dekarboksilasi oksidatif jika ada oksigen adalah…
- Asetil-KoA
- ATP
- CO₂
- Piruvat
- Laktat
Jawaban: Piruvat
Pembahasan: Setiap molekul glukosa menghasilkan dua molekul piruvat pada akhir glikolisis. Piruvat ini akan diubah menjadi asetil-KoA sebelum masuk siklus Krebs.
- Tahap respirasi aerob yang menghasilkan sebagian besar ATP melalui proses fosforilasi oksidatif terjadi di…
- Glikolisis
- Siklus Krebs
- Dekarboksilasi oksidatif
- Rantai transpor elektron
- Membran luar mitokondria
Jawaban: Rantai transpor elektron
Pembahasan: Rantai transpor elektron adalah tahap terakhir respirasi aerob yang menghasilkan ATP dalam jumlah besar melalui kemiosmosis.
- Pada respirasi anaerob, fermentasi asam laktat terjadi pada…
- Ragi
- Bakteri pembentuk alkohol
- Sel tumbuhan
- Sel otot saat kekurangan oksigen
- Sel hati
Jawaban: Sel otot saat kekurangan oksigen
Pembahasan: Fermentasi asam laktat umumnya terjadi pada sel otot hewan ketika pasokan oksigen tidak mencukupi kebutuhan metabolisme aerobik.
- Hasil akhir fermentasi alkohol oleh ragi adalah…
- Asam laktat
- Asetil-KoA
- Piruvat
- Etanol dan CO₂
- Air dan CO₂
Jawaban: Etanol dan CO₂
Pembahasan: Fermentasi alkohol mengubah glukosa menjadi etanol dan karbon dioksida, serta menghasilkan sedikit ATP.
- Proses fotosintesis pada tumbuhan secara umum dapat dirumuskan sebagai…
- C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energi
- 6CO₂ + 6H₂O + Cahaya → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
- C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + Energi
- C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + Energi
- H₂O → H⁺ + OH⁻
Jawaban: 6CO₂ + 6H₂O + Cahaya → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
Pembahasan: Fotosintesis adalah proses anabolik di mana tumbuhan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk glukosa, menggunakan karbon dioksida dan air.
- Reaksi terang fotosintesis terjadi di bagian kloroplas yang disebut…
- Stroma
- Matriks mitokondria
- Membran tilakoid
- Krista
- Sitoplasma
Jawaban: Membran tilakoid
Pembahasan: Reaksi terang, tempat penangkapan energi cahaya dan pembentukan ATP serta NADPH, berlangsung pada membran tilakoid dalam kloroplas.
- Produk dari reaksi terang fotosintesis yang digunakan dalam reaksi gelap adalah…
- Glukosa dan O₂
- CO₂ dan H₂O
- ATP dan NADPH
- ADP dan NADP⁺
- RuBP dan PGA
Jawaban: ATP dan NADPH
Pembahasan: Energi kimia dalam bentuk ATP dan daya reduksi dalam bentuk NADPH yang dihasilkan selama reaksi terang akan digunakan untuk fiksasi karbon dioksida pada reaksi gelap (siklus Calvin).
- Proses fiksasi CO₂ pada siklus Calvin (reaksi gelap) terjadi di…
- Membran tilakoid
- Sitosol
- Matriks mitokondria
- Stroma kloroplas
- Dinding sel
Jawaban: Stroma kloroplas
Pembahasan: Siklus Calvin, tempat fiksasi karbon dioksida menjadi gula, terjadi di stroma kloroplas.
- Pernyataan yang benar mengenai peranan pigmen klorofil dalam fotosintesis adalah…
- Mengikat CO₂
- Mengubah glukosa menjadi amilum
- Menyerap energi cahaya
- Memecah molekul air
- Membentuk ATP
Jawaban: Menyerap energi cahaya
Pembahasan: Klorofil adalah pigmen fotosintetik utama yang bertanggung jawab untuk menyerap energi cahaya matahari, terutama pada spektrum merah dan biru.
- Salah satu faktor eksternal yang mempengaruhi laju fotosintesis adalah…
- Umur daun
- Jumlah klorofil
- Jenis tumbuhan
- Intensitas cahaya
- Ukuran stomata
Jawaban: Intensitas cahaya
Pembahasan: Intensitas cahaya, konsentrasi CO₂, suhu, dan ketersediaan air adalah faktor-faktor eksternal utama yang mempengaruhi laju fotosintesis.
- Senyawa yang bertindak sebagai akseptor elektron terakhir pada rantai transpor elektron dalam respirasi aerob adalah…
- NAD⁺
- FAD
- ATP
- Oksigen
- Piruvat
Jawaban: Oksigen
Pembahasan: Oksigen sangat penting dalam respirasi aerob karena berfungsi sebagai akseptor elektron terakhir, membentuk air setelah menerima elektron dan proton.
- Jumlah total molekul ATP yang dihasilkan dari respirasi aerob satu molekul glukosa secara bersih adalah sekitar…
- 2 ATP
- 4 ATP
- 10 ATP
- 30-32 ATP
- 38 ATP
Jawaban: 30-32 ATP
Pembahasan: Meskipun angka pastinya bisa bervariasi, respirasi aerob satu molekul glukosa umumnya menghasilkan sekitar 30-32 molekul ATP bersih.
- Tumbuhan C4 memiliki keunggulan dibandingkan C3 dalam efisiensi fotosintesis pada kondisi…
- Suhu rendah dan cahaya redup
- Ketersediaan air melimpah
- Suhu tinggi dan intensitas cahaya kuat
- Kadar CO₂ tinggi
- Kadar oksigen rendah
Jawaban: Suhu tinggi dan intensitas cahaya kuat
Pembahasan: Tumbuhan C4 dan CAM memiliki mekanisme khusus untuk meminimalkan fotorespirasi dan lebih efisien pada kondisi lingkungan tertentu. C4 lebih efisien pada suhu tinggi dan intensitas cahaya kuat karena mampu memisahkan fiksasi CO₂ secara spasial.
- Tahap dalam respirasi aerob yang tidak secara langsung menghasilkan ATP tetapi menghasilkan molekul pembawa elektron (NADH dan FADH₂) adalah…
- Glikolisis
- Dekarboksilasi oksidatif
- Siklus Krebs
- Rantai transpor elektron
- Fosforilasi oksidatif
Jawaban: Siklus Krebs
Pembahasan: Siklus Krebs menghasilkan ATP dalam jumlah sedikit secara langsung (melalui fosforilasi tingkat substrat), tetapi peran utamanya adalah menghasilkan NADH dan FADH₂ yang akan membawa elektron ke rantai transpor elektron untuk produksi ATP yang lebih besar.
B. Isian Singkat
- Enzim yang bekerja spesifik pada suatu substrat disebut teori…
Jawaban: Kunci-gembok atau Induksi pas - Molekul pembawa energi utama dalam sel adalah…
Jawaban: ATP (Adenosin Trifosfat) - Proses pemecahan molekul kompleks menjadi sederhana untuk menghasilkan energi disebut…
Jawaban: Katabolisme - Tahapan respirasi sel yang menghasilkan piruvat adalah…
Jawaban: Glikolisis - Gas yang dibutuhkan tumbuhan dari atmosfer untuk fotosintesis adalah…
Jawaban: CO₂ (Karbon dioksida)
C. Uraian
- Jelaskan peran enzim dalam proses metabolisme dan faktor-faktor yang mempengaruhinya!
Jawaban/Pembahasan:
Enzim berperan sebagai biokatalisator yang mempercepat laju reaksi kimia dalam sel tanpa ikut bereaksi. Enzim bekerja dengan menurunkan energi aktivasi reaksi, sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat pada suhu tubuh. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim meliputi suhu (enzim memiliki suhu optimum), pH (enzim memiliki pH optimum), konsentrasi substrat (meningkatkan laju reaksi hingga titik jenuh), konsentrasi enzim (semakin banyak enzim, semakin cepat laju reaksi), serta keberadaan aktivator dan inhibitor. - Bandingkan secara singkat proses katabolisme dan anabolisme, berikan contoh masing-masing!
Jawaban/Pembahasan:
Katabolisme adalah proses pemecahan molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana, yang biasanya melepaskan energi. Contohnya adalah respirasi seluler, di mana glukosa dipecah menjadi CO₂, H₂O, dan energi. Sedangkan anabolisme adalah proses pembentukan molekul kompleks dari molekul sederhana, yang biasanya membutuhkan energi. Contohnya adalah fotosintesis, di mana CO₂ dan H₂O diubah menjadi glukosa dengan energi cahaya. - Uraikan tahapan-tahapan utama respirasi aerob dan sebutkan lokasi terjadinya di dalam sel!
Jawaban/Pembahasan:
Respirasi aerob terdiri dari empat tahapan utama:1. Glikolisis: Terjadi di sitoplasma. Memecah satu molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat, menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH.2. Dekarboksilasi Oksidatif: Terjadi di matriks mitokondria. Mengubah piruvat menjadi asetil-KoA, menghasilkan CO₂ dan NADH.3. Siklus Krebs (Siklus Asam Sitrat): Terjadi di matriks mitokondria. Asetil-KoA dioksidasi menghasilkan CO₂, ATP (sedikit), NADH, dan FADH₂.4. Rantai Transpor Elektron (RTE) dan Fosforilasi Oksidatif: Terjadi di membran dalam mitokondria. Elektron dari NADH dan FADH₂ ditransfer melalui serangkaian protein, menghasilkan gradien proton yang digunakan untuk sintesis ATP secara besar-besaran. - Jelaskan perbedaan antara reaksi terang dan reaksi gelap dalam fotosintesis, termasuk bahan baku dan produk utamanya!
Jawaban/Pembahasan:
Reaksi terang:Terjadi di membran tilakoid kloroplas.Membutuhkan cahaya matahari sebagai sumber energi.Bahan baku utamanya adalah air (H₂O) dan energi cahaya.Produk utamanya adalah ATP, NADPH, dan O₂ (sebagai hasil samping).ATP dan NADPH akan digunakan dalam reaksi gelap.Reaksi gelap (Siklus Calvin):Terjadi di stroma kloroplas.Tidak membutuhkan cahaya secara langsung, tetapi menggunakan produk reaksi terang (ATP dan NADPH).Bahan baku utamanya adalah CO₂.Produk utamanya adalah glukosa (C₆H₁₂O₆). - Bagaimana hubungan antara fotosintesis dan respirasi seluler dalam siklus energi di biosfer?
Jawaban/Pembahasan:
Fotosintesis dan respirasi seluler adalah dua proses metabolisme yang saling melengkapi dan membentuk siklus energi di biosfer. Fotosintesis (anabolisme) dilakukan oleh organisme autotrof (tumbuhan, alga) menggunakan energi cahaya untuk mengubah CO₂ dan H₂O menjadi glukosa dan O₂. Glukosa yang dihasilkan menyimpan energi kimia. Kemudian, respirasi seluler (katabolisme) dilakukan oleh hampir semua organisme (termasuk tumbuhan itu sendiri) untuk memecah glukosa (bersama O₂) menjadi CO₂ dan H₂O, melepaskan energi kimia dalam bentuk ATP yang dapat digunakan untuk aktivitas seluler. Jadi, produk fotosintesis (glukosa dan O₂) adalah reaktan untuk respirasi, dan produk respirasi (CO₂ dan H₂O) adalah reaktan untuk fotosintesis, menciptakan siklus yang berkelanjutan.
D. Mencocokkan
- Cocokkanlah istilah-istilah metabolisme berikut dengan definisinya yang tepat!
- Glikolisis — Pemecahan glukosa menjadi piruvat
- Siklus Krebs — Rangkaian reaksi yang menghasilkan ATP, NADH, FADH₂
- Fosforilasi oksidatif — Sintesis ATP menggunakan gradien proton
- Fotosistem — Kompleks protein dan pigmen penangkap cahaya
- Rubisco — Enzim kunci fiksasi CO₂ pada siklus Calvin
- Cocokkanlah proses metabolisme berikut dengan lokasi terjadinya di dalam sel!
- Reaksi terang fotosintesis — Membran tilakoid
- Reaksi gelap fotosintesis — Stroma
- Glikolisis — Sitoplasma
- Siklus Krebs — Matriks mitokondria
- Rantai Transpor Elektron — Membran dalam mitokondria