Asah Otakmu! Kumpulan Soal Biologi Katabolisme Lengkap dengan Kunci Jawaban
Pahami lebih dalam proses katabolisme, inti dari bagaimana makhluk hidup menghasilkan energi! Artikel ini menyajikan kumpulan soal biologi katabolisme yang komprehensif, mencakup 20 soal pilihan ganda, 5 soal isian singkat, 5 soal uraian, dan 2 soal menjodohkan. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan penjelasan rinci, membantu Anda menguasai materi seperti glikolisis, siklus Krebs, fosforilasi oksidatif, serta perbedaan respirasi aerob dan anaerob. Latihan soal ini dirancang khusus untuk siswa SMA atau mahasiswa yang sedang mempelajari biologi, khususnya bab metabolisme. Tingkatkan pemahaman Anda tentang degradasi molekul kompleks menjadi energi ATP dan persiapkan diri menghadapi ujian dengan lebih percaya diri.
I. Soal Pilihan Ganda (20 Soal)
- Proses katabolisme yang mengubah glukosa menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH disebut…
A. Siklus Krebs
B. Glikolisis
C. Transport elektron
D. Fermentasi
E. Dekarboksilasi oksidatif
Jawaban: B
Penjelasan: Glikolisis adalah tahap awal respirasi seluler yang memecah glukosa menjadi asam piruvat, menghasilkan ATP dan NADH. - Pada tahap glikolisis, berapa net ATP yang dihasilkan dari satu molekul glukosa?
A. 1 ATP
B. 2 ATP
C. 4 ATP
D. 32 ATP
E. 36 ATP
Jawaban: B
Penjelasan: Glikolisis menghasilkan 4 ATP secara total, namun 2 ATP digunakan di awal proses, sehingga net ATP adalah 2. - Produk akhir dari glikolisis yang akan masuk ke tahap dekarboksilasi oksidatif jika tersedia oksigen adalah…
A. Glukosa
B. Asam laktat
C. Etanol
D. Asam piruvat
E. Asetil KoA
Jawaban: D
Penjelasan: Asam piruvat adalah produk akhir glikolisis yang kemudian akan diubah menjadi asetil KoA melalui dekarboksilasi oksidatif untuk masuk ke siklus Krebs. - Proses dekarboksilasi oksidatif terjadi di…
A. Sitoplasma
B. Matriks mitokondria
C. Membran luar mitokondria
D. Membran dalam mitokondria
E. Ribosom
Jawaban: B
Penjelasan: Dekarboksilasi oksidatif mengubah piruvat menjadi asetil KoA dan terjadi di matriks mitokondria. - Molekul yang berperan sebagai akseptor elektron terakhir pada rantai transpor elektron dalam respirasi aerob adalah…
A. Karbon dioksida (CO₂)
B. Air (H₂O)
C. Oksigen (O₂)
D. ATP
E. NADH
Jawaban: C
Penjelasan: Oksigen adalah akseptor elektron terakhir dalam rantai transpor elektron, yang kemudian akan membentuk air. - Siklus Krebs (siklus asam sitrat) terjadi di bagian…
A. Sitoplasma
B. Membran luar mitokondria
C. Matriks mitokondria
D. Membran dalam mitokondria
E. Ruang antar membran mitokondria
Jawaban: C
Penjelasan: Siklus Krebs adalah serangkaian reaksi yang terjadi di matriks mitokondria. - Jumlah molekul CO₂ yang dihasilkan dari satu molekul asetil KoA yang masuk ke siklus Krebs adalah…
A. 1 molekul
B. 2 molekul
C. 3 molekul
D. 4 molekul
E. 6 molekul
Jawaban: B
Penjelasan: Setiap molekul asetil KoA (2 karbon) akan dioksidasi sepenuhnya menjadi 2 molekul CO₂ dalam siklus Krebs. - Enzim utama yang berperan dalam sintesis ATP pada rantai transpor elektron adalah…
A. Amilase
B. Ligase
C. ATP sintase
D. Heksokinase
E. Piruvat kinase
Jawaban: C
Penjelasan: ATP sintase adalah kompleks protein yang menggunakan gradien proton untuk menghasilkan ATP melalui kemiosmosis. - Respirasi anaerob berbeda dengan respirasi aerob dalam hal…
A. Menghasilkan ATP
B. Membutuhkan glukosa
C. Menggunakan akseptor elektron selain oksigen
D. Menghasilkan CO₂
E. Terjadi di sitoplasma
Jawaban: C
Penjelasan: Respirasi anaerob tidak menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir, melainkan senyawa anorganik lain atau molekul organik (fermentasi). - Produk akhir dari fermentasi asam laktat adalah…
A. Etanol dan CO₂
B. Asam piruvat
C. Asetil KoA
D. Asam laktat
E. Air dan CO₂
Jawaban: D
Penjelasan: Pada fermentasi asam laktat, piruvat diubah menjadi asam laktat, umumnya terjadi pada otot saat kekurangan oksigen. - Pernyataan yang benar mengenai perbandingan energi yang dihasilkan antara respirasi aerob dan anaerob adalah…
A. Aerob menghasilkan ATP lebih sedikit dari anaerob.
B. Anaerob menghasilkan ATP lebih banyak dari aerob.
C. Aerob dan anaerob menghasilkan ATP dalam jumlah yang sama.
D. Aerob menghasilkan ATP jauh lebih banyak dari anaerob.
E. Anaerob tidak menghasilkan ATP sama sekali.
Jawaban: D
Penjelasan: Respirasi aerob menghasilkan sekitar 30-32 ATP per molekul glukosa, sedangkan anaerob hanya 2 ATP. - Tahap glikolisis berlangsung di bagian sel…
A. Matriks mitokondria
B. Membran dalam mitokondria
C. Sitoplasma
D. Nukleus
E. Retikulum endoplasma
Jawaban: C
Penjelasan: Glikolisis terjadi di sitoplasma sel, baik pada organisme prokariotik maupun eukariotik. - Senyawa yang menjadi substrat awal untuk siklus Krebs adalah…
A. Glukosa
B. Asam piruvat
C. Asetil KoA
D. Oksaloasetat
E. Suksinil KoA
Jawaban: C
Penjelasan: Asetil KoA bergabung dengan oksaloasetat untuk memulai siklus Krebs. - Pada rantai transpor elektron, energi dilepaskan secara bertahap untuk memompa ion H⁺ dari…
A. Matriks mitokondria ke sitoplasma
B. Sitoplasma ke matriks mitokondria
C. Ruang antar membran ke matriks mitokondria
D. Matriks mitokondria ke ruang antar membran
E. Membran dalam ke membran luar mitokondria
Jawaban: D
Penjelasan: Pompa proton memindahkan ion H⁺ dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, menciptakan gradien proton. - Selain glukosa, molekul organik lain yang dapat dipecah melalui jalur katabolisme untuk menghasilkan energi adalah…
A. Air dan CO₂
B. Asam amino dan asam lemak
C. Oksigen dan nitrogen
D. DNA dan RNA
E. Klorofil dan karotenoid
Jawaban: B
Penjelasan: Asam amino dan asam lemak dapat masuk ke jalur katabolisme (misalnya beta-oksidasi untuk asam lemak, deaminasi untuk asam amino) untuk menghasilkan asetil KoA atau intermediet siklus Krebs. - Apa fungsi utama NADH dan FADH₂ dalam respirasi seluler?
A. Mensintesis ATP secara langsung
B. Mengikat oksigen
C. Mentransfer elektron ke rantai transpor elektron
D. Menjadi produk akhir respirasi
E. Mempercepat siklus Krebs
Jawaban: C
Penjelasan: NADH dan FADH₂ adalah pembawa elektron berenergi tinggi yang akan mendonasikan elektronnya ke rantai transpor elektron. - Proses katabolisme lemak dimulai dengan pemecahan trigliserida menjadi…
A. Asam piruvat dan glukosa
B. Gliserol dan asam lemak
C. Asetil KoA dan CO₂
D. Asam amino dan asam nukleat
E. ATP dan NADH
Jawaban: B
Penjelasan: Trigliserida dihidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol dapat diubah menjadi gliseraldehid-3-fosfat (intermediate glikolisis), sedangkan asam lemak menjalani beta-oksidasi. - Setiap molekul NADH yang masuk ke rantai transpor elektron dapat menghasilkan sekitar berapa molekul ATP?
A. 1 ATP
B. 1,5 ATP
C. 2 ATP
D. 2,5 ATP
E. 3 ATP
Jawaban: D
Penjelasan: Secara teoritis, setiap NADH menghasilkan sekitar 2,5 ATP (sebelumnya dianggap 3 ATP). - Manakah pernyataan yang paling tepat menggambarkan istilah ‘katabolisme’?
A. Proses pembentukan molekul kompleks dari molekul sederhana.
B. Proses yang selalu membutuhkan energi dari luar.
C. Proses penguraian molekul kompleks menjadi molekul sederhana disertai pelepasan energi.
D. Proses yang hanya terjadi pada tumbuhan.
E. Proses sintesis protein.
Jawaban: C
Penjelasan: Katabolisme adalah reaksi pemecahan (degradasi) molekul besar menjadi molekul kecil yang melepaskan energi. - Jika tidak ada oksigen, asam piruvat pada sel hewan akan diubah menjadi…
A. Etanol
B. Asetil KoA
C. Asam laktat
D. CO₂ dan H₂O
E. ATP
Jawaban: C
Penjelasan: Dalam kondisi anaerobik, sel hewan melakukan fermentasi asam laktat untuk meregenerasi NAD⁺, mengubah piruvat menjadi asam laktat.
II. Soal Isian Singkat (5 Soal)
- Jumlah total molekul ATP yang dihasilkan langsung pada siklus Krebs dari satu molekul glukosa adalah…
- Enzim utama yang mengkatalisis langkah awal glikolisis, mengubah glukosa menjadi glukosa-6-fosfat adalah…
- Gradien konsentrasi ion H⁺ (proton) di seberang membran dalam mitokondria yang digunakan untuk sintesis ATP disebut…
- Proses penguraian asam lemak menjadi asetil KoA disebut…
- Molekul yang merupakan hasil akhir dari fermentasi alkohol adalah…
Jawaban: 2 ATP (atau 2 GTP yang setara dengan ATP)
Jawaban: Heksokinase
Jawaban: Kemiosmosis
Jawaban: Beta-oksidasi
Jawaban: Etanol dan Karbon dioksida (CO₂)
III. Soal Uraian (5 Soal)
- Jelaskan perbedaan mendasar antara respirasi aerob dan anaerob, serta berikan contoh proses yang termasuk ke dalamnya!
- Bagaimana peran rantai transpor elektron dalam pembentukan ATP yang efisien?
- Jelaskan jalur katabolisme glukosa dari glikolisis hingga siklus Krebs, dan sebutkan produk penting di setiap tahapnya!
- Apa yang terjadi pada molekul NADH dan FADH₂ setelah dihasilkan dalam glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs?
- Mengapa sel harus meregenerasi NAD⁺ selama fermentasi? Apa konsekuensinya jika NAD⁺ tidak diregenerasi?
Jawaban: Respirasi aerob adalah proses katabolisme yang membutuhkan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir, menghasilkan energi (ATP) dalam jumlah besar (sekitar 30-32 ATP/glukosa) dan produk akhir berupa CO₂ dan H₂O. Contoh: respirasi seluler pada sebagian besar eukariota. Respirasi anaerob adalah proses katabolisme yang tidak membutuhkan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir, melainkan menggunakan senyawa lain (seperti nitrat, sulfat) atau molekul organik (pada fermentasi). Energi yang dihasilkan jauh lebih sedikit (2 ATP/glukosa) dan produk akhir bervariasi (misalnya asam laktat, etanol). Contoh: fermentasi asam laktat pada otot, fermentasi alkohol pada ragi.
Jawaban: Rantai transpor elektron berfungsi untuk mentransfer elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH₂ secara bertahap melalui serangkaian kompleks protein. Energi yang dilepaskan selama transfer elektron ini digunakan untuk memompa ion H⁺ (proton) dari matriks mitokondria ke ruang antar membran, menciptakan gradien konsentrasi proton. Gradien ini kemudian digunakan oleh enzim ATP sintase untuk menggerakkan sintesis ATP melalui proses yang disebut kemiosmosis, di mana proton kembali masuk ke matriks mitokondria melalui ATP sintase, melepaskan energi untuk fosforilasi ADP menjadi ATP.
Jawaban: Katabolisme glukosa dimulai dengan Glikolisis, yang terjadi di sitoplasma. Satu molekul glukosa (6C) dipecah menjadi dua molekul asam piruvat (3C), menghasilkan 2 ATP (net) dan 2 NADH. Jika ada oksigen, asam piruvat akan masuk ke mitokondria dan mengalami Dekarboksilasi Oksidatif. Pada tahap ini, setiap molekul asam piruvat diubah menjadi asetil KoA (2C), melepaskan 1 CO₂ dan menghasilkan 1 NADH. Jadi, dari 2 piruvat dihasilkan 2 asetil KoA, 2 CO₂, dan 2 NADH. Selanjutnya, asetil KoA masuk ke Siklus Krebs (siklus asam sitrat) di matriks mitokondria. Setiap asetil KoA bergabung dengan oksaloasetat (4C) membentuk sitrat (6C). Selama satu putaran siklus, dihasilkan 2 CO₂, 3 NADH, 1 FADH₂, dan 1 ATP (atau GTP). Karena ada dua asetil KoA dari satu glukosa, siklus Krebs menghasilkan total 4 CO₂, 6 NADH, 2 FADH₂, dan 2 ATP.
Jawaban: Molekul NADH dan FADH₂ berfungsi sebagai pembawa elektron berenergi tinggi. Setelah dihasilkan dalam glikolisis (NADH), dekarboksilasi oksidatif (NADH), dan siklus Krebs (NADH dan FADH₂), mereka akan membawa elektron-elektron tersebut ke rantai transpor elektron yang terletak di membran dalam mitokondria. Di sana, elektron-elektron ini akan disumbangkan ke kompleks protein rantai transpor elektron, dan energi yang dilepaskan selama transfer elektron secara bertahap digunakan untuk memompa proton dan menghasilkan ATP melalui fosforilasi oksidatif.
Jawaban: Sel harus meregenerasi NAD⁺ selama fermentasi karena NAD⁺ adalah kofaktor esensial yang dibutuhkan pada tahap glikolisis. Dalam glikolisis, NAD⁺ menerima elektron dan proton untuk membentuk NADH. Jika NAD⁺ tidak diregenerasi dari NADH, pasokan NAD⁺ akan habis, dan glikolisis tidak dapat berlangsung. Akibatnya, sel tidak dapat memecah glukosa untuk menghasilkan ATP bahkan dalam jumlah kecil (2 ATP), yang esensial untuk kelangsungan hidup sel dalam kondisi anaerobik. Regenerasi NAD⁺ memungkinkan glikolisis terus berjalan, menjaga produksi ATP minimal.
IV. Soal Menjodohkan/Mencocokkan (2 Soal)
Soal 1
Jodohkanlah pernyataan di kolom kiri dengan istilah yang tepat di kolom kanan!
| Kolom Kiri | Kolom Kanan |
|---|---|
| 1. Tahap katabolisme yang menghasilkan 2 ATP (net), 2 NADH, dan 2 piruvat dari glukosa. | P. Rantai Transpor Elektron |
| 2. Proses penggunaan gradien proton untuk mensintesis ATP. | Q. Glikolisis |
| 3. Akseptor elektron terakhir pada respirasi aerob. | R. Oksigen |
| 4. Tempat terjadinya siklus Krebs. | S. Kemiosmosis |
| 5. Molekul yang merupakan bahan bakar langsung untuk siklus Krebs. | T. Matriks Mitokondria |
| U. Asetil KoA |
Kunci Jawaban:
- 1 – Q
- 2 – S
- 3 – R
- 4 – T
- 5 – U
Soal 2
Jodohkanlah molekul/proses di kolom kiri dengan lokasi kejadiannya di kolom kanan!
| Kolom Kiri | Kolom Kanan |
|---|---|
| 1. Glikolisis | P. Matriks Mitokondria |
| 2. Dekarboksilasi Oksidatif | Q. Sitoplasma |
| 3. Siklus Krebs | R. Membran Dalam Mitokondria |
| 4. Rantai Transpor Elektron | S. Ruang Antar Membran Mitokondria |
Kunci Jawaban:
- 1 – Q
- 2 – P
- 3 – P
- 4 – R