Latihan Soal Biologi SMA Kelas 12 Bab 1: Enzim dan Metabolisme (bagian 2)

Soal

Seorang peneliti menemukan bahwa pada tumbuhan tertentu, laju fotosintesis sangat rendah meskipun intensitas cahaya tinggi dan semua komponen fotosistem berfungsi dengan baik. Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa NADP⁺ tidak tersedia dalam jumlah yang cukup untuk mendukung reaksi terang, meskipun rantai transpor elektron tetap aktif. Berdasarkan hasil ini, mekanisme apa yang mungkin terjadi untuk mempertahankan produksi ATP dalam situasi tersebut?
1. Aliran elektron nonsiklik akan berhenti, sehingga tidak ada ATP atau NADPH yang dihasilkan.
2. Tanaman akan memproduksi oksigen dan NADPH lebih cepat untuk mengatasi kekurangan NADP⁺.
3. Aliran elektron siklik akan digunakan untuk menghasilkan ATP tanpa memproduksi NADPH.
4. Siklus Calvin akan berhenti total karena kekurangan NADP⁺ untuk fiksasi karbon.
5. Gradien proton akan hilang karena NADP⁺ digunakan terlalu cepat dalam reaksi gelap.
Lihat pembahasan
Jawaban: C Pembahasan: Ketika NADP⁺ tidak tersedia dalam jumlah cukup, tanaman dapat beralih ke aliran elektron siklik. Dalam aliran elektron siklik, elektron yang tereksitasi di fotosistem I dikembalikan ke rantai transpor elektron, alih-alih digunakan untuk mereduksi NADP⁺ menjadi NADPH. Hal ini memungkinkan produksi ATP tetap berlangsung tanpa produksi NADPH, menjaga keseimbangan energi untuk mempertahankan proses fotosintesis meskipun NADP⁺ terbatas. Jawaban yang paling tepat adalah C.
Soal

Dalam reaksi terang fotosintesis, energi cahaya ditransduksi menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH. Proses ini melibatkan serangkaian reaksi yang terjadi di dalam tilakoid kloroplas, terutama melalui aktivitas fotosistem II dan fotosistem I. Bandingkan pernyataan-pernyataan di bawah ini mengenai peran kedua fotosistem, dan pilih kombinasi yang benar. Pernyataan: • Fotosistem II memecah air (H₂O) untuk menghasilkan elektron, proton (H⁺), dan oksigen (O₂). • Fotosistem I berperan dalam penyerapan cahaya dan membantu memindahkan elektron ke rantai transpor elektron untuk menghasilkan ATP. • Fotosistem II mengoksidasi NADP⁺ menjadi NADPH pada akhir rantai transpor elektron. • Fotosistem I mereduksi NADP⁺ menjadi NADPH, yang digunakan dalam reaksi gelap. • Fotosistem II dan fotosistem I beroperasi secara terpisah, tidak saling memengaruhi.
1. 1B, 2S, 4B
2. 1B, 4B, 5S
3. 2B, 3S, 5B
4. 1B, 3B, 5B
5. 1S, 2B, 4B
Lihat pembahasan
Jawaban: B Pembahasan: Pernyataan 1 benar karena fotosistem II memecah molekul air melalui proses fotolisis, menghasilkan elektron, proton (H⁺), dan oksigen (O₂). Pernyataan 2 salah, karena fotosistem I tidak terlibat langsung dalam menghasilkan ATP. Sebaliknya, fotosistem I berperan dalam transfer elektron yang berujung pada reduksi NADP⁺ menjadi NADPH, sedangkan ATP dihasilkan melalui gradien proton yang terbentuk dari rantai transpor elektron. Pernyataan 3 salah, karena fotosistem II tidak mengoksidasi NADP⁺; fotosistem I-lah yang berperan dalam reduksi NADP⁺ menjadi NADPH. Pernyataan 4 benar, karena fotosistem I memang berperan dalam reduksi NADP⁺ menjadi NADPH, yang penting dalam reaksi gelap (Siklus Calvin). Pernyataan 5 salah, karena fotosistem II dan fotosistem I bekerja bersama-sama dalam rantai transpor elektron, di mana elektron yang dieksitasi oleh cahaya di fotosistem II berpindah melalui rantai transpor elektron sebelum sampai ke fotosistem I. Kombinasi yang benar adalah B (1B, 4B, 5S).
Soal

Reaksi gelap, juga dikenal sebagai Siklus Calvin, berlangsung di stroma kloroplas dan menggunakan ATP serta NADPH dari reaksi terang untuk mengubah karbon dioksida menjadi glukosa. Berdasarkan proses yang terjadi selama reaksi gelap, pilih kombinasi pernyataan yang benar. Pernyataan: • Karbon dioksida (CO₂) difiksasi oleh enzim rubisko dalam Siklus Calvin untuk membentuk molekul organik tiga karbon. • ATP digunakan dalam reaksi gelap untuk mengaktifkan elektron di fotosistem I. • NADPH menyumbangkan elektron untuk mengurangi 3-fosfogliserat menjadi gliseraldehida-3-fosfat (G3P). • Glukosa dihasilkan langsung pada tahap pertama Siklus Calvin. • Regenerasi ribulosa bifosfat (RuBP) terjadi untuk menjaga agar siklus Calvin dapat terus berulang.
1. 1B, 3B, 4S
2. 2B, 3S, 5B
3. 1B, 3B, 5B
4. 1S, 4B, 5S
5. 2S, 4B, 5B
Lihat pembahasan
Jawaban: C Pembahasan: Pernyataan 1 benar karena enzim rubisko memfiksasi CO₂ menjadi molekul organik tiga karbon, 3-fosfogliserat (3-PGA), dalam tahap pertama Siklus Calvin. Pernyataan 2 salah karena ATP tidak digunakan untuk mengaktifkan elektron di fotosistem I selama reaksi gelap. ATP digunakan untuk energi dalam regenerasi ribulosa bifosfat (RuBP) dan mengubah 3-PGA menjadi gliseraldehida-3-fosfat (G3P). Pernyataan 3 benar karena NADPH menyumbangkan elektron dan energi untuk mereduksi 3-fosfogliserat menjadi gliseraldehida-3-fosfat (G3P), yang kemudian digunakan untuk membentuk gula. Pernyataan 4 salah karena glukosa tidak dihasilkan langsung dalam tahap pertama Siklus Calvin; glukosa disintesis dari dua molekul G3P setelah beberapa putaran siklus. Pernyataan 5 benar karena regenerasi ribulosa bifosfat (RuBP) sangat penting agar Siklus Calvin dapat terus berulang, memungkinkan fiksasi karbon secara berkelanjutan. Kombinasi yang benar adalah C (1B, 3B, 5B).
Soal

Seorang peneliti sedang mempelajari tumbuhan yang memiliki mutasi pada enzim rubisko. Mutasi ini menyebabkan enzim rubisko tidak efisien dalam menangkap karbon dioksida (CO₂), dan tumbuhan mengalami penurunan laju fiksasi karbon. Namun, peneliti juga mencatat bahwa meskipun fiksasi karbon terganggu, produksi ATP dan NADPH dari reaksi terang tetap normal. Berdasarkan informasi ini, manakah dari pernyataan berikut yang paling mungkin terjadi pada tumbuhan dengan mutasi ini?
1. Siklus Calvin terus beroperasi secara normal, tetapi lebih banyak CO₂ yang dihasilkan daripada yang difiksasi.
2. Karena produksi ATP dan NADPH terganggu, reaksi gelap berhenti sama sekali.
3. NADPH yang dihasilkan dari reaksi terang akan terakumulasi karena tidak dapat digunakan dalam reaksi gelap.
4. Mutasi rubisko menyebabkan tumbuhan mengubah ATP menjadi oksigen untuk mempertahankan metabolisme.
5. Rubisko yang bermutasi meningkatkan efisiensi fiksasi karbon, sehingga tumbuhan mempercepat fotosintesis.
Lihat pembahasan
Jawaban: C Pembahasan: Pada tumbuhan dengan mutasi pada enzim rubisko, fiksasi karbon dalam Siklus Calvin akan terganggu. Rubisko adalah enzim penting yang mengkatalisis reaksi antara CO₂ dan ribulosa bifosfat (RuBP) untuk memulai fiksasi karbon. Jika enzim ini tidak efisien, karbon dioksida tidak dapat difiksasi secara efektif, sehingga NADPH dan ATP yang dihasilkan dari reaksi terang tidak dapat digunakan secara optimal dalam Siklus Calvin. Akibatnya, NADPH akan terakumulasi karena tidak digunakan untuk mereduksi 3-fosfogliserat menjadi gliseraldehida-3-fosfat (G3P). Hal ini akan menghambat keseluruhan proses fotosintesis meskipun reaksi terang berjalan normal. Jawaban yang paling tepat adalah C.
Soal

Fotosintesis dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan dan internal yang memengaruhi efisiensi penyerapan cahaya, fiksasi karbon, dan produksi energi dalam tumbuhan. Berdasarkan informasi di bawah ini, identifikasikan pernyataan yang benar dan salah tentang faktor-faktor yang memengaruhi fotosintesis. Pernyataan: • Peningkatan intensitas cahaya hingga titik tertentu akan meningkatkan laju fotosintesis, tetapi setelah mencapai titik jenuh cahaya, laju fotosintesis tidak lagi meningkat. • Konsentrasi karbon dioksida (CO₂) yang lebih tinggi biasanya meningkatkan laju fotosintesis, tetapi hanya sampai batas tertentu. • Fotosintesis lebih efisien pada suhu yang sangat tinggi karena mempercepat semua reaksi enzimatik. • Kekurangan air dapat menyebabkan stomata menutup, yang membatasi difusi CO₂ dan mengurangi laju fotosintesis. • Tingkat fotosintesis biasanya lebih tinggi pada pagi hari dibandingkan pada malam hari karena adanya cahaya matahari. • Kadar oksigen yang tinggi di sekitar daun meningkatkan efisiensi fotosintesis karena oksigen berperan langsung dalam rantai transpor elektron. • Cahaya merah dan biru adalah panjang gelombang yang paling efektif untuk fotosintesis, sedangkan cahaya hijau sebagian besar dipantulkan oleh daun. • Terlalu rendahnya konsentrasi karbon dioksida dapat menyebabkan siklus Calvin melambat atau terhenti. • Dalam kondisi kekurangan nitrogen, sintesis protein yang diperlukan untuk reaksi terang dapat terganggu, sehingga mengurangi laju fotosintesis.
1. 1B, 2B, 3S, 4B, 5B, 6S, 7B, 8B, 9B
2. 1S, 2B, 3B, 4B, 6S, 7B, 8S, 9B
3. 1B, 2B, 3B, 4S, 6B, 7B, 8B, 9S
4. 1B, 3S, 5B, 6B, 7S, 8B, 9B
5. 1B, 4B, 5S, 6S, 7B, 8B, 9B
Lihat pembahasan
Jawaban: A Pembahasan: Pernyataan 1 benar: Peningkatan intensitas cahaya meningkatkan laju fotosintesis hingga mencapai titik jenuh cahaya, di mana semua pigmen fotosintetik telah digunakan secara optimal. Pernyataan 2 benar: Konsentrasi CO₂ yang lebih tinggi meningkatkan laju fiksasi karbon dalam Siklus Calvin, tetapi hanya sampai batas tertentu. Pernyataan 3 salah: Fotosintesis tidak lebih efisien pada suhu sangat tinggi. Suhu terlalu tinggi dapat merusak enzim fotosintesis dan memperlambat laju fotosintesis. Pernyataan 4 benar: Kekurangan air menyebabkan stomata menutup untuk mengurangi kehilangan air, tetapi hal ini juga membatasi masuknya CO₂ yang diperlukan untuk fotosintesis. Pernyataan 5 benar: Fotosintesis hanya terjadi pada siang hari karena memerlukan cahaya matahari sebagai sumber energi untuk reaksi terang. Pernyataan 6 salah: Oksigen tidak berperan langsung dalam rantai transpor elektron pada fotosintesis. Oksigen adalah produk sampingan dari fotolisis air, dan konsentrasi oksigen yang tinggi justru dapat menyebabkan fotorespirasi, yang mengurangi efisiensi fotosintesis. Pernyataan 7 benar: Cahaya merah dan biru adalah panjang gelombang cahaya yang paling efektif diserap oleh klorofil, sedangkan cahaya hijau sebagian besar dipantulkan oleh daun, itulah sebabnya daun tampak hijau. Pernyataan 8 benar: Konsentrasi CO₂ yang rendah akan membatasi ketersediaan substrat untuk fiksasi karbon dalam Siklus Calvin, memperlambat laju fotosintesis. Pernyataan 9 benar: Kekurangan nitrogen menghambat sintesis protein, termasuk enzim-enzim penting untuk reaksi terang seperti rubisko, sehingga laju fotosintesis menurun. Kombinasi yang benar adalah A (1B, 2B, 3S, 4B, 5B, 6S, 7B, 8B, 9B).
Soal

Seorang ilmuwan melakukan eksperimen dengan menempatkan tanaman di bawah dua kondisi berbeda: satu tanaman diletakkan di tempat terang, dan tanaman lainnya ditempatkan di tempat gelap. Setelah beberapa jam, kedua tanaman diuji menggunakan larutan yodium untuk mendeteksi keberadaan pati. Hasilnya menunjukkan bahwa tanaman di tempat terang menunjukkan perubahan warna biru gelap, sedangkan tanaman di tempat gelap tidak menunjukkan perubahan warna. Apa yang dapat disimpulkan dari hasil percobaan ini?
1. Fotosintesis terjadi hanya di tempat gelap, karena tanaman di tempat terang tidak memproduksi pati.
2. Fotosintesis tidak memerlukan cahaya, karena pati dapat terbentuk baik di tempat terang maupun gelap.
3. Pati hanya terbentuk di tempat gelap, karena tanaman menggunakan respirasi untuk menghasilkan energi.
4. Fotosintesis terjadi di tempat terang, karena tanaman di tempat terang menghasilkan pati yang dideteksi dengan uji yodium.
5. Tanaman tidak dapat menyimpan energi dalam bentuk pati di tempat gelap, karena mereka terlalu bergantung pada cahaya untuk semua proses metabolik.
Lihat pembahasan
Jawaban: D Pembahasan: Eksperimen ini menunjukkan bahwa fotosintesis hanya terjadi di tanaman yang terkena cahaya, karena tanaman di tempat terang menghasilkan pati, yang dideteksi dengan perubahan warna biru gelap oleh larutan yodium. Pati adalah produk dari fotosintesis, yang terjadi ketika karbon dioksida (CO₂) diubah menjadi glukosa dan disimpan sebagai pati dalam sel tumbuhan. Tanaman di tempat gelap tidak menghasilkan pati karena fotosintesis tidak dapat terjadi tanpa cahaya. Hal ini membuktikan bahwa cahaya merupakan faktor penting dalam fotosintesis. Oleh karena itu, kesimpulan yang benar adalah D.

← SebelumnyaBagian 1 Selesai →Bab lain di Biologi

Gratis — tolong sebarkan

Materi dan latihan di sini bisa dipakai siapa saja tanpa membayar dan tanpa mendaftar. Aplikasi Fitri Learning membawa semuanya ke HP, lengkap dengan nilai dan pembahasan, dan jalan tanpa internet setelah diunduh sekali.

Gratis, tanpa akunUnduh aplikasinya → Ilmu yang bermanfaatBagikan ke WhatsApp