Selami dunia menakjubkan respirasi seluler dengan kumpulan soal biologi komprehensif ini! Materi respirasi merupakan salah satu konsep fundamental dalam biologi yang menjelaskan bagaimana organisme menghasilkan energi untuk menjalankan berbagai aktivitas kehidupannya. Mulai dari proses pemecahan glukosa, peran organel penting seperti mitokondria, hingga perbedaan antara respirasi aerob dan anaerob, semua akan diulas tuntas. Kumpulan soal ini dirancang untuk siswa SMA/SMK yang ingin menguji pemahaman mereka tentang glikolisis, siklus Krebs, rantai transpor elektron, serta fermentasi. Dengan 20 soal pilihan ganda, 5 isian singkat, 5 uraian, dan 2 set soal mencocokkan, Anda akan mendapatkan gambaran lengkap tentang materi ini. Setiap soal pilihan ganda dilengkapi dengan penjelasan mendetail, membantu Anda memahami konsep dengan lebih baik. Persiapkan diri Anda untuk menghadapi ujian dan tingkatkan nilai biologi Anda!
Contoh Soal dan Pembahasan
A. Pilihan Ganda
- Proses respirasi seluler yang terjadi di sitoplasma dan menghasilkan 2 molekul piruvat, 2 ATP bersih, serta 2 NADH adalah…
- Siklus Krebs
- Glikolisis
- Transport elektron
- Dekarboksilasi oksidatif
- Fermentasi
Jawaban: Glikolisis
Pembahasan: Glikolisis adalah tahap pertama respirasi seluler yang memecah satu molekul glukosa (6 karbon) menjadi dua molekul piruvat (3 karbon) di sitoplasma, menghasilkan energi awal.
- Organel sel yang menjadi pusat utama terjadinya respirasi aerob, khususnya siklus Krebs dan rantai transpor elektron, adalah…
- Ribosom
- Retikulum endoplasma
- Mitokondria
- Lisosom
- Badan Golgi
Jawaban: Mitokondria
Pembahasan: Mitokondria dikenal sebagai ‘pembangkit tenaga’ sel karena sebagian besar ATP dihasilkan di sini melalui siklus Krebs dan rantai transpor elektron yang memerlukan oksigen.
- Akseptor elektron terakhir pada rantai transpor elektron dalam respirasi aerob adalah…
- NADH
- FADH₂
- ATP
- Glukosa
- Oksigen (O₂)
Jawaban: Oksigen (O₂)
Pembahasan: Oksigen berperan sebagai akseptor elektron terakhir di rantai transpor elektron, membentuk air (H₂O). Tanpa oksigen, rantai transpor elektron akan terhenti.
- Produk akhir dari fermentasi alkohol yang banyak dimanfaatkan dalam industri roti dan minuman beralkohol adalah…
- Asam laktat
- Asam piruvat
- Etanol dan CO₂
- Asetil KoA
- Air dan ATP
Jawaban: Etanol dan CO₂
Pembahasan: Fermentasi alkohol, yang dilakukan oleh ragi, menghasilkan etanol dan karbon dioksida. Etanol digunakan dalam minuman beralkohol dan CO₂ membuat roti mengembang.
- Reaksi C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energi (ATP) merupakan persamaan umum dari proses…
- Fotosintesis
- Fermentasi asam laktat
- Respirasi anaerob
- Respirasi aerob
- Kemosintesis
Jawaban: Respirasi aerob
Pembahasan: Persamaan ini menunjukkan oksidasi glukosa sempurna dengan kehadiran oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi (ATP).
- Apa fungsi utama NADH dan FADH₂ dalam respirasi seluler?
- Sumber energi langsung untuk sel
- Katalisator reaksi kimia
- Membawa oksigen ke mitokondria
- Membentuk piruvat
- Membawa elektron ke rantai transpor elektron
Jawaban: Membawa elektron ke rantai transpor elektron
Pembahasan: NADH dan FADH₂ adalah koenzim pembawa elektron berenergi tinggi yang dihasilkan dari glikolisis dan siklus Krebs, kemudian melepaskan elektronnya di rantai transpor elektron untuk menghasilkan ATP.
- Jumlah total molekul ATP (teoretis) yang dihasilkan dari satu molekul glukosa melalui respirasi aerob adalah sekitar…
- 2 ATP
- 4 ATP
- 8 ATP
- 30-32 ATP
- 38 ATP
Jawaban: 30-32 ATP
Pembahasan: Meskipun angka pastinya bisa bervariasi, secara teoritis satu molekul glukosa dapat menghasilkan sekitar 30-32 molekul ATP melalui respirasi aerob yang efisien.
- Tahap respirasi aerob yang mengubah asam piruvat menjadi asetil KoA dan menghasilkan CO₂ serta NADH adalah…
- Glikolisis
- Siklus Krebs
- Dekarboksilasi oksidatif
- Rantai transpor elektron
- Fermentasi
Jawaban: Dekarboksilasi oksidatif
Pembahasan: Dekarboksilasi oksidatif adalah jembatan antara glikolisis dan siklus Krebs, di mana asam piruvat kehilangan gugus karboksilnya menjadi CO₂ dan membentuk asetil KoA.
- Pada kondisi anaerob, sel otot manusia dapat melakukan fermentasi. Produk akhir dari proses ini adalah…
- Etanol
- Asetil KoA
- Asam laktat
- CO₂
- Glukosa
Jawaban: Asam laktat
Pembahasan: Saat kekurangan oksigen, sel otot mengubah piruvat menjadi asam laktat untuk meregenerasi NAD⁺, memungkinkan glikolisis terus berjalan dan menghasilkan sedikit ATP.
- Siklus Krebs atau siklus asam sitrat terjadi di bagian mitokondria yaitu…
- Membran luar mitokondria
- Membran dalam mitokondria
- Krista
- Matriks mitokondria
- Ruang antar membran
Jawaban: Matriks mitokondria
Pembahasan: Siklus Krebs berlangsung di matriks mitokondria, sedangkan rantai transpor elektron terjadi di membran dalam mitokondria.
- Manakah pernyataan yang PALING TEPAT mengenai perbedaan antara respirasi aerob dan anaerob?
- Respirasi aerob menghasilkan lebih sedikit ATP dibandingkan anaerob
- Respirasi anaerob terjadi di mitokondria, aerob di sitoplasma
- Respirasi aerob memerlukan oksigen, sedangkan anaerob tidak
- Respirasi aerob hanya terjadi pada hewan, anaerob pada tumbuhan
- Produk akhir aerob adalah asam laktat, anaerob adalah CO₂ dan H₂O
Jawaban: Respirasi aerob memerlukan oksigen, sedangkan anaerob tidak
Pembahasan: Perbedaan mendasar antara keduanya adalah kebutuhan akan oksigen. Aerob mutlak memerlukan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir, sementara anaerob tidak.
- Tahap respirasi seluler manakah yang menghasilkan sebagian besar ATP melalui kemiosmosis?
- Glikolisis
- Siklus Krebs
- Dekarboksilasi oksidatif
- Rantai transpor elektron
- Fermentasi
Jawaban: Rantai transpor elektron
Pembahasan: Rantai transpor elektron adalah tahap di mana energi dari NADH dan FADH₂ digunakan untuk memompa proton, menciptakan gradien yang kemudian digunakan oleh ATP sintase untuk menghasilkan ATP dalam jumlah besar.
- Enzim apakah yang berperan penting dalam mengubah asam piruvat menjadi asetil KoA?
- Heksokinase
- Fosfofruktokinase
- Laktat dehidrogenase
- Kompleks piruvat dehidrogenase
- ATP sintase
Jawaban: Kompleks piruvat dehidrogenase
Pembahasan: Kompleks piruvat dehidrogenase adalah kompleks multi-enzim yang mengkatalisis dekarboksilasi oksidatif piruvat, menghubungkan glikolisis dengan siklus Krebs.
- Proses pembentukan ATP yang melibatkan pemindahan gugus fosfat dari substrat langsung ke ADP disebut…
- Fosforilasi oksidatif
- Fotofosforilasi
- Fosforilasi tingkat substrat
- Kemiosmosis
- Hidrolisis ATP
Jawaban: Fosforilasi tingkat substrat
Pembahasan: Fosforilasi tingkat substrat adalah mekanisme pembentukan ATP langsung, yang terjadi selama glikolisis dan siklus Krebs, tanpa melibatkan rantai transpor elektron.
- Manakah gas yang dihasilkan sebagai produk sampingan dari siklus Krebs?
- Oksigen (O₂)
- Hidrogen (H₂)
- Nitrogen (N₂)
- Metana (CH₄)
- CO₂
Jawaban: CO₂
Pembahasan: Selama siklus Krebs, dua molekul karbon dioksida (CO₂) dilepaskan untuk setiap asetil KoA yang masuk, yang berasal dari atom karbon asetil KoA.
- Pada tumbuhan, proses respirasi juga terjadi. Gas apakah yang diserap oleh tumbuhan untuk respirasi?
- Karbon dioksida (CO₂)
- Nitrogen (N₂)
- Oksigen (O₂)
- Uap air (H₂O)
- Hidrogen (H₂)
Jawaban: Oksigen (O₂)
Pembahasan: Meskipun tumbuhan menghasilkan oksigen melalui fotosintesis, mereka juga memerlukan oksigen untuk respirasi seluler, sama seperti organisme aerob lainnya, untuk memecah glukosa dan menghasilkan energi.
- Apa peran utama ATP dalam sel?
- Menyusun struktur sel
- Membawa informasi genetik
- Membentuk membran sel
- Sumber energi langsung untuk aktivitas sel
- Mengangkut oksigen
Jawaban: Sumber energi langsung untuk aktivitas sel
Pembahasan: ATP (Adenosin Trifosfat) adalah molekul pembawa energi utama sel yang langsung digunakan untuk berbagai proses biologis seperti kontraksi otot, sintesis protein, dan transport aktif.
- Salah satu ciri-ciri respirasi anaerob adalah…
- Membutuhkan oksigen dalam jumlah besar
- Terjadi di dalam mitokondria
- Menghasilkan jumlah ATP yang jauh lebih banyak
- Menghasilkan jumlah ATP yang jauh lebih sedikit
- Memiliki siklus Krebs yang panjang
Jawaban: Menghasilkan jumlah ATP yang jauh lebih sedikit
Pembahasan: Respirasi anaerob, seperti fermentasi, hanya melalui glikolisis sehingga menghasilkan ATP dalam jumlah yang jauh lebih kecil (biasanya 2 ATP bersih) dibandingkan respirasi aerob.
- Molekul manakah yang merupakan reaktan awal untuk siklus Krebs?
- Glukosa
- Asam piruvat
- Oksigen
- Asetil KoA
- ATP
Jawaban: Asetil KoA
Pembahasan: Asetil KoA, hasil dari dekarboksilasi oksidatif piruvat, masuk ke siklus Krebs dan bergabung dengan oksaloasetat untuk membentuk sitrat.
- Jika sebuah sel tidak memiliki mitokondria yang berfungsi, jalur respirasi apa yang masih dapat berlangsung?
- Siklus Krebs saja
- Transport elektron saja
- Glikolisis dan fermentasi
- Semua tahap respirasi aerob
- Tidak ada proses respirasi sama sekali
Jawaban: Glikolisis dan fermentasi
Pembahasan: Glikolisis terjadi di sitoplasma dan tidak memerlukan mitokondria. Jika tidak ada mitokondria atau oksigen, sel akan beralih ke fermentasi untuk meregenerasi NAD⁺ dan mempertahankan glikolisis.
B. Isian Singkat
- Nama lain dari Siklus Krebs adalah siklus _________.
Jawaban: Asam Sitrat - Jumlah ATP bersih yang dihasilkan dari satu molekul glukosa pada tahap glikolisis adalah _________ molekul.
Jawaban: 2 - Molekul pembawa elektron berenergi tinggi yang dihasilkan selama glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs adalah NADH dan _________.
Jawaban: FADH₂ - Organisme yang dapat melakukan fermentasi alkohol dan sering digunakan dalam pembuatan roti adalah _________.
Jawaban: Ragi (Saccharomyces cerevisiae) - Proses pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk glukosa disebut _________, yang merupakan kebalikan dari respirasi.
Jawaban: Fotosintesis
C. Uraian
- Jelaskan perbedaan mendasar antara respirasi aerob dan respirasi anaerob, termasuk kebutuhan oksigen, lokasi, dan hasil akhir ATP.
Jawaban/Pembahasan:
Respirasi aerob memerlukan oksigen (O₂) sebagai akseptor elektron terakhir, berlangsung di mitokondria (setelah glikolisis di sitoplasma), dan menghasilkan energi dalam jumlah besar (sekitar 30-32 ATP bersih). Sementara itu, respirasi anaerob tidak memerlukan oksigen, terjadi di sitoplasma, dan menghasilkan energi dalam jumlah yang jauh lebih kecil (2 ATP bersih), dengan produk sampingan seperti asam laktat atau etanol dan CO₂. - Uraikan secara singkat tahapan-tahapan utama dalam respirasi aerob dan sebutkan lokasi spesifik terjadinya setiap tahap tersebut dalam sel.
Jawaban/Pembahasan:
1. Glikolisis: Terjadi di sitoplasma. Memecah glukosa menjadi 2 molekul piruvat.
2. Dekarboksilasi Oksidatif (DO): Terjadi di matriks mitokondria. Mengubah piruvat menjadi asetil KoA.
3. Siklus Krebs (Siklus Asam Sitrat): Terjadi di matriks mitokondria. Mengoksidasi asetil KoA, menghasilkan CO₂, ATP, NADH, dan FADH₂.
4. Rantai Transpor Elektron: Terjadi di membran dalam mitokondria (krista). Menggunakan elektron dari NADH dan FADH₂ untuk menghasilkan sebagian besar ATP melalui kemiosmosis. - Mengapa oksigen sangat penting dalam respirasi aerob? Apa konsekuensi yang terjadi jika oksigen tidak tersedia bagi sel yang biasanya melakukan respirasi aerob?
Jawaban/Pembahasan:
Oksigen sangat penting karena berfungsi sebagai akseptor elektron terakhir pada rantai transpor elektron. Oksigen menerima elektron dari kompleks protein dan proton (H⁺) untuk membentuk air (H₂O). Jika oksigen tidak tersedia, rantai transpor elektron akan terhenti karena tidak ada akseptor elektron, yang menyebabkan NADH dan FADH₂ tidak dapat dioksidasi kembali. Akibatnya, siklus Krebs dan dekarboksilasi oksidatif juga akan berhenti, dan sel akan beralih ke respirasi anaerob (fermentasi) untuk meregenerasi NAD⁺ agar glikolisis dapat terus berjalan, namun dengan produksi ATP yang sangat minim. - Jelaskan dua jenis fermentasi yang umum terjadi pada makhluk hidup, sebutkan produk akhirnya, dan berikan contoh organisme yang melakukannya.
Jawaban/Pembahasan:
1. Fermentasi Asam Laktat: Terjadi ketika piruvat diubah menjadi asam laktat tanpa pelepasan CO₂. Dilakukan oleh sel otot saat kekurangan oksigen dan beberapa bakteri. Produk akhirnya adalah asam laktat.
2. Fermentasi Alkohol: Terjadi ketika piruvat diubah menjadi asetaldehida (melepaskan CO₂) dan kemudian menjadi etanol. Dilakukan oleh ragi (Saccharomyces cerevisiae) dan beberapa bakteri. Produk akhirnya adalah etanol dan CO₂. - Bagaimana hubungan antara respirasi seluler dan fotosintesis dalam siklus energi di biosfer?
Jawaban/Pembahasan:
Fotosintesis dan respirasi seluler adalah dua proses yang saling melengkapi dalam siklus energi dan materi di biosfer. Fotosintesis (dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan beberapa bakteri) menggunakan energi cahaya, CO₂, dan H₂O untuk menghasilkan glukosa (makanan) dan O₂. Glukosa dan O₂ ini kemudian menjadi reaktan untuk respirasi seluler (dilakukan oleh hampir semua organisme). Respirasi memecah glukosa dengan bantuan O₂ untuk menghasilkan energi (ATP), CO₂, dan H₂O. CO₂ dan H₂O yang dihasilkan dari respirasi kemudian digunakan kembali oleh fotosintesis, menciptakan siklus energi dan materi yang berkelanjutan di Bumi.
D. Mencocokkan
- Cocokkanlah tahap respirasi dengan lokasi terjadinya dalam sel:
- Glikolisis — Sitoplasma
- Dekarboksilasi Oksidatif — Matriks Mitokondria
- Siklus Krebs — Matriks Mitokondria
- Rantai Transpor Elektron — Membran Dalam Mitokondria (Krista)
- Cocokkanlah molekul/istilah dengan peran atau definisinya:
- ATP — Molekul energi utama sel
- NADH/FADH₂ — Pembawa elektron berenergi tinggi
- Piruvat — Produk akhir glikolisis
- Akseptor Elektron Terakhir — Oksigen (pada respirasi aerob)