Fertilisasi adalah salah satu proses biologis paling fundamental yang menandai awal kehidupan organisme yang bereproduksi secara seksual. Proses ini melibatkan penyatuan gamet jantan (sperma) dan gamet betina (sel telur) untuk membentuk zigot, yang kemudian akan berkembang menjadi embrio. Memahami fertilisasi sangat penting dalam studi biologi, khususnya dalam genetika, embriologi, dan reproduksi. Artikel ini menyajikan kumpulan soal biologi tentang fertilisasi yang komprehensif, dirancang untuk menguji dan memperdalam pemahaman Anda. Mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga menjodohkan, setiap jenis soal akan membantu Anda meninjau konsep-konsep kunci seperti mekanisme penyatuan gamet, peran hormon, perbedaan fertilisasi internal dan eksternal, serta tahapan-tahapan penting dalam perkembangan awal. Siapkah Anda menguji pengetahuan tentang proses menakjubkan ini? Mari kita mulai!
20 Soal Pilihan Ganda Biologi Fertilisasi
- Proses penyatuan inti sel sperma dengan inti sel telur disebut dengan…
A. Ovulasi
B. Meiosis
C. Fertilisasi
D. Amitosis
Jawaban: C
Penjelasan: Fertilisasi adalah proses penyatuan gamet jantan (sperma) dan gamet betina (sel telur) untuk membentuk zigot. Ovulasi adalah pelepasan sel telur, meiosis adalah pembelahan sel untuk gamet, dan amitosis adalah pembelahan sel langsung. - Hasil dari proses fertilisasi pada manusia adalah pembentukan…
A. Gamet
B. Folikel
C. Zigot
D. Embrio
Jawaban: C
Penjelasan: Zigot adalah sel diploid pertama yang terbentuk dari penyatuan inti sperma dan inti sel telur. Embrio adalah tahap perkembangan selanjutnya setelah zigot. - Pada manusia, fertilisasi normalnya terjadi di organ reproduksi yang disebut…
A. Ovarium
B. Uterus
C. Vagina
D. Tuba Fallopi (Oviduk)
Jawaban: D
Penjelasan: Tuba Fallopi, atau oviduk, adalah tempat umum terjadinya fertilisasi pada mamalia, termasuk manusia, setelah sel telur dilepaskan dari ovarium. - Struktur pada sperma yang mengandung enzim untuk menembus lapisan pelindung sel telur adalah…
A. Flagela
B. Mitokondria
C. Akrosom
D. Nukleus
Jawaban: C
Penjelasan: Akrosom adalah organel seperti topi di kepala sperma yang mengandung enzim hidrolitik (misalnya hialuronidase dan akrosin) yang penting untuk mencerna lapisan sel telur dan memungkinkan sperma masuk. - Mekanisme yang mencegah lebih dari satu sperma membuahi satu sel telur disebut…
A. Reaksi akrosom
B. Kapasitasi
C. Polispermi
D. Reaksi kortikal (pemblokiran polispermi)
Jawaban: D
Penjelasan: Reaksi kortikal adalah respons sel telur setelah penetrasi sperma pertama, di mana butiran kortikal dilepaskan untuk mengubah zona pellucida dan mencegah sperma lain masuk, sehingga memblokir polispermi. - Fertilisasi yang terjadi di luar tubuh induk betina, seperti pada ikan dan katak, disebut fertilisasi…
A. Internal
B. Eksternal
C. Vegetatif
D. Seksual
Jawaban: B
Penjelasan: Fertilisasi eksternal terjadi ketika penyatuan sperma dan sel telur berlangsung di lingkungan luar tubuh induk, biasanya di air. - Berikut ini adalah organ yang menghasilkan sel telur pada wanita, yaitu…
A. Uterus
B. Ovarium
C. Vagina
D. Tuba Fallopi
Jawaban: B
Penjelasan: Ovarium adalah organ reproduksi wanita yang berfungsi menghasilkan sel telur (ovum) melalui proses oogenesis. - Proses pelepasan sel telur matang dari ovarium disebut…
A. Menstruasi
B. Fertilisasi
C. Ovulasi
D. Implantasi
Jawaban: C
Penjelasan: Ovulasi adalah peristiwa pelepasan sel telur sekunder yang matang dari folikel de Graaf di ovarium. - Sel yang dihasilkan dari pembelahan zigot secara mitosis dan berbentuk bola padat disebut…
A. Blastula
B. Gastrula
C. Morula
D. Embrio
Jawaban: C
Penjelasan: Morula adalah tahap awal perkembangan embrio setelah zigot mengalami pembelahan berulang dan membentuk kumpulan sel yang padat seperti buah murbei. - Salah satu fungsi utama fertilisasi adalah untuk…
A. Mengurangi jumlah kromosom menjadi haploid
B. Mempertahankan jumlah kromosom diploid spesies
C. Mempercepat proses ovulasi
D. Mengatur siklus menstruasi
Jawaban: B
Penjelasan: Gamet (sperma dan sel telur) bersifat haploid (n). Fertilisasi menggabungkan dua gamet haploid untuk membentuk zigot diploid (2n), sehingga mempertahankan jumlah kromosom spesies. - Lapisan pelindung sel telur yang tersusun dari glikoprotein dan menjadi penghalang utama bagi sperma adalah…
A. Korona radiata
B. Membran plasma
C. Zona pellucida
D. Sitoplasma
Jawaban: C
Penjelasan: Zona pellucida adalah lapisan glikoprotein non-seluler yang mengelilingi sel telur dan berperan penting dalam pengenalan sperma spesifik spesies dan pemblokiran polispermi. - Tahap perkembangan sperma yang diperlukan agar sperma siap membuahi sel telur setelah berada di saluran reproduksi wanita disebut…
A. Meiosis
B. Akrosom reaksi
C. Kapasitasi
D. Spermatozoa
Jawaban: C
Penjelasan: Kapasitasi adalah serangkaian perubahan fisiologis pada sperma yang terjadi di saluran reproduksi wanita, membuatnya mampu melakukan reaksi akrosom dan membuahi sel telur. - Berikut adalah salah satu hewan yang umumnya melakukan fertilisasi internal:
A. Ikan mas
B. Katak
C. Burung
D. Bintang laut
Jawaban: C
Penjelasan: Burung, reptil, dan mamalia umumnya melakukan fertilisasi internal, di mana penyatuan gamet terjadi di dalam tubuh induk betina. - Enzim yang terdapat dalam akrosom sperma berfungsi untuk…
A. Memberikan energi untuk pergerakan sperma
B. Melindungi sperma dari lingkungan asam
C. Mencerna lapisan sel telur
D. Mengatur pembentukan inti zigot
Jawaban: C
Penjelasan: Enzim-enzim di akrosom (misalnya hialuronidase dan akrosin) berfungsi untuk mendegradasi korona radiata dan zona pellucida, memungkinkan sperma menembus sel telur. - Peristiwa masuknya inti sperma ke dalam inti sel telur yang menghasilkan peleburan materi genetik disebut…
A. Oogenesis
B. Spermatogenesis
C. Kariogami
D. Plasmogami
Jawaban: C
Penjelasan: Kariogami adalah fusi inti haploid dari sperma dan sel telur untuk membentuk inti diploid tunggal zigot. Plasmogami adalah fusi sitoplasma. - Dampak paling signifikan dari fertilisasi terhadap materi genetik adalah…
A. Penggandaan jumlah kromosom
B. Pengurangan jumlah kromosom
C. Terbentuknya kombinasi genetik baru
D. Mutasi gen
Jawaban: C
Penjelasan: Fertilisasi menyatukan materi genetik dari dua individu (sperma dan sel telur), menciptakan kombinasi genetik baru pada zigot, yang merupakan dasar dari variasi genetik. - Setelah fertilisasi dan pembentukan zigot, zigot akan bergerak menuju uterus dan mengalami serangkaian pembelahan yang disebut…
A. Meiosis
B. Diferensiasi
C. Segmentasi (cleavage)
D. Gastrulasi
Jawaban: C
Penjelasan: Segmentasi atau cleavage adalah serangkaian pembelahan mitosis cepat yang dialami zigot tanpa pertumbuhan ukuran sel secara signifikan, menghasilkan morula dan blastula. - Yang BUKAN merupakan fungsi dari korona radiata pada sel telur adalah…
A. Melindungi sel telur
B. Menghasilkan enzim akrosom
C. Memberikan nutrisi awal pada sel telur
D. Berinteraksi dengan sperma pada tahap awal
Jawaban: B
Penjelasan: Korona radiata adalah lapisan sel folikel yang mengelilingi zona pellucida dan sel telur, berperan dalam perlindungan dan interaksi awal. Enzim akrosom dihasilkan oleh sperma, bukan oleh korona radiata. - Pada manusia, sel telur yang dibuahi akan mengalami implantasi (penanaman) di dinding…
A. Ovarium
B. Tuba Fallopi
C. Uterus (rahim)
D. Vagina
Jawaban: C
Penjelasan: Setelah fertilisasi dan beberapa kali pembelahan, embrio awal (blastokista) akan menempel atau berimplantasi di dinding rahim (uterus) untuk melanjutkan perkembangannya. - Peran utama hormon LH (Luteinizing Hormone) dalam siklus reproduksi wanita terkait fertilisasi adalah…
A. Mempersiapkan dinding rahim untuk implantasi
B. Merangsang produksi sperma
C. Memicu ovulasi
D. Mempertahankan korpus luteum
Jawaban: C
Penjelasan: Puncak kadar LH (LH surge) memicu pelepasan sel telur dari ovarium (ovulasi), yang merupakan peristiwa penting sebelum fertilisasi dapat terjadi.
5 Soal Isian Singkat Biologi Fertilisasi
- Penyatuan gamet jantan dan betina disebut …
Jawaban: Fertilisasi - Pada manusia, fertilisasi normalnya terjadi di organ reproduksi yang disebut …
Jawaban: Tuba Fallopi (Oviduk) - Mekanisme yang mencegah lebih dari satu sperma membuahi satu sel telur disebut …
Jawaban: Reaksi kortikal (pemblokiran polispermi) - Sel diploid yang terbentuk dari hasil fertilisasi disebut …
Jawaban: Zigot - Jenis fertilisasi yang terjadi di luar tubuh induk betina disebut fertilisasi …
Jawaban: Eksternal
5 Soal Uraian Biologi Fertilisasi
- Jelaskan secara berurutan tahapan-tahapan penting dalam proses fertilisasi pada manusia, mulai dari kedatangan sperma hingga pembentukan zigot.
Jawaban: Tahapan fertilisasi pada manusia:- Kapasitasi Sperma: Sperma yang baru diejakulasi belum mampu membuahi. Di dalam saluran reproduksi wanita, sperma mengalami kapasitasi, serangkaian perubahan fisiologis yang membuatnya mampu melakukan reaksi akrosom.
- Penembusan Korona Radiata: Sperma yang telah mengalami kapasitasi bergerak menembus lapisan sel-sel folikel di sekitar sel telur yang disebut korona radiata.
- Penembusan Zona Pellucida: Setelah melewati korona radiata, sperma menempel pada zona pellucida. Ikatan ini memicu reaksi akrosom, di mana enzim hidrolitik dari akrosom sperma dilepaskan untuk mencerna zona pellucida, memungkinkan sperma menembus.
- Fusi Membran Plasma: Setelah menembus zona pellucida, membran plasma kepala sperma menyatu dengan membran plasma sel telur. Seluruh sperma, atau setidaknya inti sperma, masuk ke dalam sitoplasma sel telur.
- Reaksi Kortikal dan Pencegahan Polispermi: Masuknya sperma memicu pelepasan granula kortikal dari sel telur ke ruang perivitelin. Granula ini mengubah struktur zona pellucida (zona reaction) dan membran plasma sel telur, mencegah sperma lain masuk (pemblokiran polispermi).
- Pengaktifan Sel Telur dan Pembentukan Pronukleus: Sel telur menyelesaikan pembelahan meiosis II dan membentuk pronukleus betina. Inti sperma membengkak membentuk pronukleus jantan.
- Fusi Pronukleus (Kariogami) dan Pembentukan Zigot: Pronukleus jantan dan betina bersatu, dan kromosom mereka bergabung, mengembalikan kondisi diploid dan membentuk zigot.
- Apa yang dimaksud dengan reaksi akrosom dan reaksi kortikal? Jelaskan peran masing-masing dalam keberhasilan fertilisasi.
Jawaban:- Reaksi Akrosom: Adalah serangkaian peristiwa yang terjadi pada sperma ketika bersentuhan dengan zona pellucida sel telur. Reaksi ini melibatkan pecahnya membran akrosom dan pelepasan enzim hidrolitik (seperti akrosin dan hialuronidase). Peran reaksi akrosom adalah untuk mencerna matriks zona pellucida, memungkinkan sperma menembus lapisan pelindung sel telur dan mencapai membran plasma sel telur.
- Reaksi Kortikal: Adalah respons sel telur segera setelah sperma pertama berhasil menembus membran plasmanya. Reaksi ini melibatkan pelepasan granula kortikal (vesikel kecil di bawah membran plasma sel telur) ke ruang perivitelin. Granula kortikal ini mengandung enzim yang mengubah struktur zona pellucida (mengeras dan mengubah reseptor sperma) dan membran plasma sel telur, sehingga mencegah sperma tambahan untuk masuk. Peran utama reaksi kortikal adalah untuk memblokir polispermi (pembuahan oleh lebih dari satu sperma), yang dapat menyebabkan kelainan kromosom fatal.
- Bandingkan dan kontraskan fertilisasi internal dan eksternal. Sebutkan kelebihan dan kekurangan masing-masing jenis fertilisasi beserta dua contoh organisme untuk setiap jenis.
Jawaban:
Fitur Fertilisasi Internal Fertilisasi Eksternal Definisi Penyatuan gamet terjadi di dalam tubuh induk betina. Penyatuan gamet terjadi di luar tubuh induk, biasanya di lingkungan akuatik. Lingkungan Dilindungi di dalam tubuh. Terkena lingkungan luar (misalnya air). Jumlah Gamet Biasanya lebih sedikit gamet diproduksi. Biasanya sejumlah besar gamet diproduksi. Pelindung Zigot/embrio sering dilindungi oleh induk (misalnya dalam rahim atau telur dengan cangkang). Zigot/embrio rentan terhadap predator dan perubahan lingkungan. Kesempatan Berhasil Tingkat keberhasilan fertilisasi lebih tinggi karena gamet bertemu dalam lingkungan yang terkontrol. Tingkat keberhasilan fertilisasi lebih rendah karena gamet mudah menyebar dan rentan. Kelebihan Perlindungan gamet dan embrio dari predator dan dehidrasi. Peningkatan peluang kelangsungan hidup keturunan awal. Tidak memerlukan organ reproduksi khusus untuk kopulasi. Dapat menghasilkan banyak keturunan. Kekurangan Membutuhkan organ reproduksi dan perilaku kawin yang kompleks. Produksi keturunan cenderung lebih sedikit. Ketergantungan pada lingkungan akuatik. Tingkat kelangsungan hidup gamet dan zigot rendah. Sedikit atau tanpa perlindungan orang tua. Contoh Organisme Manusia, burung, mamalia, reptil. Ikan, katak, bulu babi, kerang. - Mengapa fertilisasi dianggap sangat penting dalam mempertahankan variasi genetik suatu spesies? Jelaskan hubungannya dengan meiosis dan pembentukan gamet.
Jawaban: Fertilisasi sangat penting dalam mempertahankan variasi genetik karena ia menyatukan materi genetik dari dua individu induk yang berbeda (jantan dan betina). Proses ini bekerja bersamaan dengan meiosis, yaitu pembelahan sel yang mendahului pembentukan gamet. Selama meiosis, terjadi dua peristiwa kunci yang menciptakan variasi:- Pindah Silang (Crossing Over): Terjadi pada profase I meiosis, di mana segmen-segmen kromatid non-saudara dari kromosom homolog bertukar materi genetik, menghasilkan kombinasi alel baru pada kromosom.
- Pengelompokan Bebas (Independent Assortment): Selama metafase I meiosis, pasangan kromosom homolog berorientasi secara acak di ekuator sel. Ini berarti bahwa setiap gamet yang terbentuk akan memiliki kombinasi kromosom maternal dan paternal yang unik.
Ketika dua gamet (sperma dan sel telur), masing-masing sudah membawa kombinasi genetik yang unik dari meiosis, bersatu melalui fertilisasi, mereka membentuk zigot dengan susunan genetik yang sepenuhnya baru dan berbeda dari kedua induknya. Kombinasi acak gamet dari dua individu berbeda ini secara dramatis meningkatkan variasi genetik dalam populasi. Variasi genetik sangat penting untuk kelangsungan hidup spesies karena memungkinkan populasi untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan dan meningkatkan peluang evolusi.
- Jelaskan struktur sel telur yang berperan dalam interaksi dengan sperma sebelum fertilisasi terjadi, seperti korona radiata dan zona pellucida, dan bagaimana sperma melewatinya.
Jawaban: Sebelum fertilisasi, sel telur (ovum) dilindungi oleh beberapa lapisan yang harus ditembus oleh sperma:- Korona Radiata: Ini adalah lapisan terluar yang terdiri dari sel-sel folikel granula yang melekat pada sel telur. Sel-sel ini memberikan nutrisi dan perlindungan awal. Sperma menembus korona radiata dengan bantuan enzim hialuronidase yang terkandung dalam akrosomnya, yang mencerna matriks ekstraseluler yang mengikat sel-sel korona radiata.
- Zona Pellucida: Terletak di bawah korona radiata, ini adalah lapisan glikoprotein non-seluler yang tebal dan transparan. Zona pellucida sangat penting untuk pengenalan sperma spesifik spesies dan memicu reaksi akrosom. Ketika sperma telah melewati korona radiata dan menempel pada reseptor spesifik di zona pellucida (misalnya ZP3 pada mamalia), ini memicu reaksi akrosom pada sperma. Enzim akrosomal yang dilepaskan kemudian mencerna zona pellucida secara lokal, menciptakan jalur bagi sperma untuk bergerak maju dan akhirnya mencapai membran plasma sel telur.
Setelah menembus kedua lapisan ini, membran plasma sperma akan berfusi dengan membran plasma sel telur, memungkinkan inti sperma masuk ke dalam sel telur dan memulai proses fertilisasi yang sebenarnya.
2 Soal Menjodohkan Biologi Fertilisasi
Bagian 1
Jodohkanlah istilah di kolom kiri dengan definisi atau fungsi yang tepat di kolom kanan!
| Kolom Kiri (Istilah) | Kolom Kanan (Definisi/Fungsi) |
|---|---|
| 1. Spermatogenesis | A. Proses pembentukan sel telur |
| 2. Oogenesis | B. Penyatuan gamet jantan dan betina |
| 3. Fertilisasi | C. Proses pembentukan sperma |
| 4. Zigot | D. Sel hasil fertilisasi |
Pasangan yang Tepat:
- 1 – C
- 2 – A
- 3 – B
- 4 – D
Bagian 2
Cocokkanlah organ reproduksi dengan fungsinya dalam fertilisasi!
| Kolom Kiri (Organ) | Kolom Kanan (Fungsi Terkait Fertilisasi) |
|---|---|
| 1. Ovarium | A. Tempat fertilisasi terjadi pada manusia |
| 2. Testis | B. Menghasilkan sel telur |
| 3. Tuba Fallopi | C. Menghasilkan sperma |
| 4. Uterus | D. Tempat implantasi dan perkembangan embrio |
Pasangan yang Tepat:
- 1 – B
- 2 – C
- 3 – A
- 4 – D