Kuasai Fotosintesis! Latihan Soal Biologi Reaksi Terang dan Gelap Lengkap dengan Pembahasan

By Posted on

Kuasai Fotosintesis! Latihan Soal Biologi Reaksi Terang dan Gelap Lengkap dengan Pembahasan

Fotosintesis, proses vital yang menopang kehidupan di Bumi, seringkali menjadi topik menantang bagi banyak siswa. Proses ini dibagi menjadi dua tahap utama: reaksi terang (bergantung cahaya) dan reaksi gelap (tidak bergantung cahaya, atau Siklus Calvin). Memahami perbedaan, produk, reaktan, serta lokasi masing-masing reaksi adalah kunci untuk menguasai biologi fotosintesis. Reaksi terang terjadi di membran tilakoid, menggunakan energi cahaya untuk memecah air (fotolisis), menghasilkan ATP, NADPH, dan O₂. Sementara itu, reaksi gelap berlangsung di stroma, menggunakan ATP dan NADPH dari reaksi terang untuk memfiksasi CO₂ menjadi glukosa. Artikel “Kuasai Fotosintesis!” ini hadir sebagai panduan komprehensif untuk membantu Anda memperdalam pemahaman melalui berbagai jenis soal biologi fotosintesis reaksi terang dan gelap. Kami menyediakan 20 soal pilihan ganda, 5 isian singkat, 5 uraian, dan 2 soal menjodohkan, lengkap dengan kunci jawaban dan pembahasan mendalam, dirancang khusus untuk meningkatkan persiapan ujian Anda.

I. Pilihan Ganda (Multiple Choice)

  1. Tempat terjadinya reaksi terang fotosintesis adalah…

    1. Stroma
    2. Membran luar kloroplas
    3. Membran tilakoid
    4. Membran dalam kloroplas
    5. Sitoplasma

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Reaksi terang fotosintesis berlangsung di membran tilakoid yang berada di dalam kloroplas. Membran ini mengandung pigmen fotosintetik seperti klorofil.

  2. Produk utama dari reaksi terang fotosintesis yang akan digunakan dalam reaksi gelap adalah…

    1. CO₂ dan H₂O
    2. Glukosa dan O₂
    3. ATP dan NADPH
    4. NADH dan FADH₂
    5. Sukrosa dan amilum

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Reaksi terang menghasilkan ATP (energi) dan NADPH (pembawa elektron berenergi tinggi) yang sangat penting untuk menjalankan reaksi gelap (Siklus Calvin) dalam pembentukan glukosa.

  3. Proses pemecahan molekul air oleh energi cahaya pada reaksi terang disebut…

    1. Glikolisis
    2. Fotolisis
    3. Fotosintesis
    4. Fosforilasi
    5. Siklus Calvin

    Kunci Jawaban: B

    Pembahasan: Fotolisis adalah proses pemecahan molekul air (H₂O) menjadi proton (H⁺), elektron (e⁻), dan gas oksigen (O₂) menggunakan energi cahaya selama reaksi terang fotosintesis.

  4. Gas yang dilepaskan sebagai hasil samping dari reaksi terang fotosintesis adalah…

  5. Karbon dioksida
  6. Nitrogen
  7. Oksigen
  8. Hidrogen
  9. Metana

Kunci Jawaban: C

Pembahasan: Oksigen (O₂) adalah produk sampingan dari fotolisis air yang terjadi pada reaksi terang dan dilepaskan ke atmosfer.

  • Enzim yang berperan penting dalam fiksasi CO₂ pada awal Siklus Calvin (reaksi gelap) adalah…

    1. Amilase
    2. Lipase
    3. Rubisco
    4. ATP sintase
    5. Sukrase

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Ribulosa-1,5-bifosfat karboksilase/oksigenase, atau lebih dikenal sebagai Rubisco, adalah enzim kunci yang mengkatalisis fiksasi karbon dioksida ke molekul RuBP pada tahap pertama Siklus Calvin.

  • Reaksi gelap (Siklus Calvin) terjadi di bagian kloroplas yang disebut…

    1. Tilakoid
    2. Grana
    3. Stroma
    4. Membran dalam
    5. Membran luar

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Stroma adalah cairan kental di dalam kloroplas yang mengelilingi grana. Di sinilah reaksi gelap fotosintesis berlangsung.

  • Manakah pernyataan yang benar mengenai peran ATP dan NADPH dalam reaksi gelap?

    1. ATP menyediakan energi dan NADPH menyediakan CO₂.
    2. ATP menyediakan elektron dan NADPH menyediakan proton.
    3. ATP menyediakan energi dan NADPH menyediakan elektron/proton.
    4. Keduanya hanya berfungsi sebagai katalis.
    5. Keduanya hanya dihasilkan pada reaksi gelap.

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: ATP menyediakan energi yang dibutuhkan untuk berbagai reaksi endergonik, sedangkan NADPH menyediakan elektron dan proton (H⁺) untuk mereduksi molekul PGA menjadi PGAL dalam Siklus Calvin.

  • Siklus Calvin memiliki tiga tahapan utama, yaitu…

    1. Glikolisis, siklus Krebs, transpor elektron
    2. Fiksasi, reduksi, regenerasi
    3. Fotolisis, fosforilasi, reduksi
    4. Siklus air, siklus karbon, siklus nitrogen
    5. Absorpsi, transpirasi, respirasi

    Kunci Jawaban: B

    Pembahasan: Tiga tahapan utama dalam Siklus Calvin adalah Fiksasi karbon (penggabungan CO₂ dengan RuBP), Reduksi (penggunaan ATP dan NADPH untuk mengubah 3-PGA menjadi G3P), dan Regenerasi (pembentukan kembali RuBP).

  • Molekul yang merupakan akseptor CO₂ pada awal Siklus Calvin adalah…

    1. Glukosa
    2. Fosfogliseraldehid (PGAL)
    3. Ribulosa-1,5-bifosfat (RuBP)
    4. Asam fosfogliserat (3-PGA)
    5. ATP

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Ribulosa-1,5-bifosfat (RuBP) adalah molekul berkarbon 5 yang mengikat CO₂ (fiksasi karbon) dengan bantuan enzim Rubisco.

  • Fotosistem I dan Fotosistem II adalah kompleks protein pigmen yang terletak di…

    1. Stroma
    2. Membran luar kloroplas
    3. Membran tilakoid
    4. Ruang antar membran
    5. Sitoplasma

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Fotosistem I (P700) dan Fotosistem II (P680) adalah bagian integral dari membran tilakoid dan berfungsi menangkap energi cahaya serta memulai aliran elektron.

  • Dalam jalur transpor elektron nonsiklik pada reaksi terang, elektron yang hilang dari Fotosistem II digantikan oleh…

    1. Elektron dari Fotosistem I
    2. Elektron dari NADPH
    3. Elektron dari ATP
    4. Elektron dari pemecahan molekul air
    5. Elektron dari CO₂

    Kunci Jawaban: D

    Pembahasan: Elektron yang dilepaskan dari P680 (Fotosistem II) digantikan oleh elektron yang berasal dari fotolisis molekul air (H₂O).

  • Peristiwa fotofosforilasi pada reaksi terang bertujuan untuk menghasilkan…

    1. Glukosa
    2. Oksigen
    3. ATP
    4. NADPH
    5. CO₂

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Fotofosforilasi adalah pembentukan ATP dari ADP dan Pi, yang digerakkan oleh energi cahaya melalui kemiosmosis selama reaksi terang fotosintesis.

  • Jika tanaman kekurangan air, proses fotosintesis yang paling pertama terganggu adalah…

    1. Fiksasi CO₂ karena stomata tertutup.
    2. Pembentukan ATP karena kurangnya elektron.
    3. Fotolisis air karena tidak ada substrat.
    4. Regenerasi RuBP karena kekurangan energi.
    5. Reduksi PGA menjadi PGAL karena kekurangan NADPH.

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Air adalah substrat langsung untuk fotolisis pada reaksi terang. Tanpa air yang cukup, fotolisis tidak dapat terjadi, menghentikan seluruh rantai reaksi terang.

  • Salah satu perbedaan utama antara fotosintesis C₃ dan C₄ adalah enzim yang memfiksasi CO₂ pertama kali. Pada tanaman C₄, enzim tersebut adalah…

    1. Rubisco
    2. ATP sintase
    3. PEP karboksilase
    4. NADP reduktase
    5. Amilase

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Tanaman C₄ menggunakan enzim PEP karboksilase untuk memfiksasi CO₂ menjadi oksaloasetat di sel mesofil, sebelum CO₂ dilepaskan ke sel seludang pembuluh untuk Siklus Calvin.

  • Senyawa 3-PGA (Asam Fosfogliserat) adalah produk stabil pertama setelah fiksasi CO₂ pada tumbuhan jenis…

    1. C₄
    2. CAM
    3. C₃
    4. C₄ dan CAM
    5. Semua jenis tumbuhan

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Pada tumbuhan C₃, CO₂ langsung difiksasi oleh RuBP menghasilkan dua molekul 3-PGA sebagai produk stabil pertamanya.

  • Pada reaksi gelap, berapa molekul CO₂ yang harus difiksasi untuk menghasilkan satu molekul glukosa (C₆H₁₂O₆)?

    1. 1
    2. 2
    3. 3
    4. 4
    5. 6

    Kunci Jawaban: E

    Pembahasan: Satu molekul glukosa memiliki 6 atom karbon. Karena setiap fiksasi CO₂ menambahkan satu atom karbon, maka dibutuhkan 6 molekul CO₂ untuk membentuk satu molekul glukosa.

  • Energi cahaya diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH pada tahap…

    1. Siklus Krebs
    2. Glikolisis
    3. Reaksi terang
    4. Reaksi gelap
    5. Fermentasi

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Reaksi terang adalah tahap di mana energi cahaya diserap oleh pigmen fotosintetik dan dikonversi menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH.

  • Faktor-faktor berikut ini yang MEMPENGARUHI laju fotosintesis, KECUALI…

    1. Intensitas cahaya
    2. Suhu
    3. Konsentrasi CO₂
    4. Ketersediaan air
    5. Kelembaban udara

    Kunci Jawaban: E

    Pembahasan: Kelembaban udara secara langsung tidak mempengaruhi laju fotosintesis sebagai reaktan atau kondisi enzimatik. Intensitas cahaya, suhu, konsentrasi CO₂, dan ketersediaan air adalah faktor penting yang langsung mempengaruhi fotosintesis.

  • Proses kemiosmosis pada fotosintesis terjadi ketika…

    1. Elektron mengalir melalui rantai transpor elektron dan memompa H⁺ ke ruang tilakoid.
    2. ATP sintase memompa H⁺ dari ruang tilakoid kembali ke stroma.
    3. Gradien H⁺ terbentuk di stroma.
    4. ATP dan NADPH digunakan dalam Siklus Calvin.
    5. CO₂ difiksasi oleh Rubisco.

    Kunci Jawaban: A

    Pembahasan: Kemiosmosis melibatkan pembentukan gradien konsentrasi proton (H⁺) di ruang tilakoid akibat aliran elektron, yang kemudian digunakan oleh ATP sintase untuk menghasilkan ATP.

  • Jika reaksi terang terhenti karena tidak ada cahaya, apa dampak langsungnya pada reaksi gelap?

    1. Reaksi gelap akan meningkatkan produksi ATP dan NADPH.
    2. Reaksi gelap akan segera berhenti karena tidak ada CO₂.
    3. Reaksi gelap akan berhenti karena kekurangan ATP dan NADPH.
    4. Reaksi gelap akan beralih menggunakan energi dari respirasi seluler.
    5. Reaksi gelap akan tetap berlangsung selama persediaan glukosa masih ada.

    Kunci Jawaban: C

    Pembahasan: Reaksi gelap sangat bergantung pada ATP (energi) dan NADPH (elektron/proton) yang dihasilkan oleh reaksi terang. Tanpa produk-produk ini, Siklus Calvin tidak dapat berjalan.

    • II. Isian Singkat (Short Answer)

    1. Nama pigmen utama yang menangkap energi cahaya pada fotosintesis adalah __________.

      Kunci Jawaban: Klorofil

    2. Molekul yang merupakan produk akhir reaksi gelap dan menjadi dasar pembentukan karbohidrat lainnya adalah __________.

      Kunci Jawaban: Glukosa (atau G3P/PGAL)

    3. Bagian kloroplas yang berbentuk tumpukan tilakoid disebut __________.

      Kunci Jawaban: Grana (atau Granum)

    4. Akseptor elektron terakhir dalam transpor elektron nonsiklik pada reaksi terang adalah __________.

      Kunci Jawaban: NADP⁺

    5. Organel sel tempat terjadinya fotosintesis adalah __________.

      Kunci Jawaban: Kloroplas

    III. Uraian (Essay)

    1. Jelaskan secara singkat perbedaan utama antara reaksi terang dan reaksi gelap fotosintesis, mencakup lokasi, input, dan output.

      Kunci Jawaban: Reaksi terang terjadi di membran tilakoid, membutuhkan cahaya dan air (H₂O) sebagai input, serta menghasilkan ATP, NADPH, dan O₂. Sedangkan reaksi gelap (Siklus Calvin) terjadi di stroma, membutuhkan CO₂, ATP, dan NADPH sebagai input, serta menghasilkan glukosa (karbohidrat). O₂ dari reaksi terang dilepaskan, sementara ATP dan NADPH dari reaksi terang digunakan di reaksi gelap.

    2. Bagaimana peranan fotolisis air dalam reaksi terang fotosintesis?

      Kunci Jawaban: Fotolisis air adalah proses pemecahan molekul air (H₂O) oleh energi cahaya. Peranannya sangat krusial karena menghasilkan elektron (e⁻) yang menggantikan elektron yang hilang dari Fotosistem II, proton (H⁺) yang berkontribusi pada gradien elektrokimia untuk sintesis ATP, dan gas oksigen (O₂) sebagai produk sampingan yang dilepaskan ke atmosfer.

    3. Sebutkan dan jelaskan secara singkat tiga tahapan utama dalam Siklus Calvin (reaksi gelap).

      Kunci Jawaban: Tiga tahapan utama Siklus Calvin adalah:1. Fiksasi Karbon: Molekul CO₂ difiksasi oleh enzim Rubisco ke molekul 5-karbon, Ribulosa-1,5-bifosfat (RuBP), membentuk senyawa 6-karbon yang tidak stabil dan segera terpecah menjadi dua molekul 3-PGA.2. Reduksi: Molekul 3-PGA direduksi menjadi Fosfogliseraldehid (G3P/PGAL) menggunakan energi dari ATP dan elektron dari NADPH yang dihasilkan pada reaksi terang. Beberapa G3P digunakan untuk membentuk glukosa.3. Regenerasi RuBP: Sisa molekul G3P digunakan untuk meregenerasi RuBP, proses ini juga membutuhkan energi dari ATP agar siklus dapat berlanjut.

    4. Mengapa ketersediaan CO₂ sangat penting untuk kelangsungan fotosintesis, terutama pada reaksi gelap?

      Kunci Jawaban: CO₂ adalah reaktan utama dalam tahap fiksasi karbon pada Siklus Calvin (reaksi gelap). Tanpa CO₂, enzim Rubisco tidak dapat memfiksasi karbon untuk memulai sintesis karbohidrat. Jika tidak ada CO₂, maka produk akhir fotosintesis berupa glukosa tidak dapat terbentuk, dan ATP serta NADPH yang dihasilkan dari reaksi terang akan menumpuk tanpa digunakan, sehingga menghambat keseluruhan proses fotosintesis.

    5. Jelaskan hubungan antara reaksi terang dan reaksi gelap dalam fotosintesis!

      Kunci Jawaban: Reaksi terang dan reaksi gelap adalah dua tahap yang saling bergantung dalam fotosintesis. Reaksi terang menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH. Produk-produk berenergi tinggi ini kemudian menjadi input vital bagi reaksi gelap. Reaksi gelap menggunakan ATP sebagai sumber energi dan NADPH sebagai sumber elektron/proton untuk mereduksi CO₂ menjadi glukosa. Tanpa produk dari reaksi terang, reaksi gelap tidak dapat berlangsung, dan sebaliknya, jika reaksi gelap tidak dapat menggunakan ATP dan NADPH, maka reaksi terang akan terhambat karena penumpukan produk.

    IV. Menjodohkan (Matching)

    Soal 1: Istilah dalam Fotosintesis

    Jodohkan istilah-istilah di kolom kiri dengan deskripsi yang sesuai di kolom kanan!

    Kolom Kiri (Istilah) Kolom Kanan (Deskripsi)
    1. Tilakoid A. Pigmen utama penangkap cahaya
    2. Stroma B. Molekul pembawa energi (adenosin trifosfat)
    3. Klorofil C. Ruang berisi cairan di kloroplas tempat reaksi gelap
    4. ATP D. Kantung bermembran tempat reaksi terang
    5. NADPH E. Koenzim pembawa elektron

    Kunci Jawaban:

    • 1 – D
    • 2 – C
    • 3 – A
    • 4 – B
    • 5 – E

    Soal 2: Proses dan Lokasi Fotosintesis

    Jodohkan proses-proses berikut dengan lokasi terjadinya!

    Kolom Kiri (Proses) Kolom Kanan (Lokasi)
    1. Fotolisis air A. Stroma
    2. Pembentukan ATP dan NADPH B. Membran tilakoid
    3. Fiksasi CO₂ oleh RuBP C. Sitoplasma
    4. Reduksi PGA menjadi PGAL D. Mitokondria
    5. Regenerasi RuBP E. Dinding sel

    Kunci Jawaban:

    • 1 – B
    • 2 – B
    • 3 – A
    • 4 – A
    • 5 – A

    Related posts:

    Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *