Kunci Jawaban Intan Pariwara Kelas 12 Biologi

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan; 2. menjelaskan pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia; 3. merencanakan dan melaksanakan percobaan tentang faktor luar yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur terhadap Tuhan karena telah diciptakan makhluk hidup yang tumbuh dan berkembang dengan baik dari kecil hingga besar; 2. bersikap jujur, terbuka, objektif, bertanggung jawab, dan memiliki rasa ingin tahu yang tinggi; 3. menghargai kerja kelompok.

Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

•

•

•

Mengamati proses pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan melalui tayangan video. Mencari informasi dari berbagai sumber dan membuat tulisan mengenai grafik sigmoid. Melakukan percobaan mengenai pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman kacang merah.

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan serta Manusia

•

•

•

•

• • • • • • • • • • • •

Mengamati pertumbuhan dan perkembangan pada hewan serta manusia melalui gambar yang disediakan. Mencari informasi dan membuat tulisan mengenai kartu menuju sehat (KMS). Membuat media power point mengenai faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada hewan serta manusia. Mencari informasi dan membuat kliping mengenai gangguan pertumbuhan dan perkembangan pada manusia.

Merencanakan dan Melaksanakan Percobaan tentang Faktor Luar yang Memengaruhi Pertumbuhan serta Perkembangan pada Tumbuhan

•

•

•

Mengamati beberapa contoh laporan percobaan mengenai faktor luar yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Membuat rancangan percobaan mengenai pengaruh suhu terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman kacang hijau. Melakukan percobaan mengenai pengaruh suhu terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman kacang hijau.

Rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur terhadap Tuhan karena telah diciptakan makhluk hidup yang mampu tumbuh dan berkembang dengan baik dari kecil hingga besar. Bersikap jujur, terbuka, objektif, bertanggung jawab, dan memiliki rasa ingin tahu yang tinggi. Menghargai kerja kelompok. Mampu menjelaskan proses pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. Mampu menganalisis dan membuat tulisan tentang grafik sigmoid. Mampu menjelaskan pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia. Mampu menyajikan tulisan mengenai kartu menuju sehat (KMS). Mampu menyajikan media power point mengenai faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia. Mampu menyajikan sebuah kliping mengenai kasus gangguan pertumbuhan dan perkembangan pada manusia. Mampu menjelaskan komponen-komponen yang ada di dalam laporan percobaan mengenai faktor luar yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. Mampu membuat rancangan percobaan mengenai pengaruh suhu terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman kacang hijau. Biologi Kelas XII Mampu menyajikan laporan percobaan mengenai pengaruh suhu terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman kacang hijau.

1

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Pertumbuhan adalah proses bertambahnya ukuran seperti volume, massa, dan tinggi pada makhluk hidup. Pertumbuhan ini bersifat irreversible yaitu tidak dapat balik seperti semula. Selain itu, pertumbuhan juga merupakan proses kuantitatif, artinya dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Sementara itu, terbentuk struktur dan fungsi organ yang kompleks serta bersifat kualitatif merupakan ciri-ciri perkembangan. 2. Jawaban: e Perkembangan merupakan proses menuju tingkat kedewasaan pada makhluk hidup. Sebagai contoh, munculnya biji tanaman setelah berbunga, serta terbentuknya akar, batang, dan daun dari perkecambahan biji. Sementara itu, bertambahnya tinggi batang suatu tanaman menjadi 15 cm dan jumlah daun suatu tanaman bertambah menjadi 10 daun menunjukkan adanya pertumbuhan. Pertumbuhan merupakan peristiwa bertambahnya jumlah dan ukuran, baik volume, massa, dan tinggi pada mahkluk hidup. 3.

Jawaban: e Berdasarkan gambar pada soal dapat dituliskan keterangan seperti berikut. 1) I = fase lag, pertumbuhan lambat dan sel-sel yang membelah hanya sedikit. 2) II = fase eksponensial, pertumbuhan mencapai maksimum, serta sel-sel aktif membelah dan mengalami elongasi. 3) III = fase stasioner, pertumbuhan terhenti atau nol, serta ukuran tumbuhan tidak mengalami perubahan. 4) IV = fase kematian, tumbuhan mengalami penuaan.

4. Jawaban: a Pada perkecambahan epigeal, ditandai dengan terangkatnya kotiledon ke atas permukaan tanah. Selain itu, pada perkecambahan epigeal bagian yang mengalami pemanjangan adalah hipokotil, kotiledon dan plumula/bakal daun terdorong ke permukaaan tanah, serta umumnya terjadi pada biji tanaman Dicotyledoneae. Sementara itu, Kotiledon tetap berada di dalam tanah dan terjadi pada biji tanaman Monocotyledoneae merupakan ciri-ciri dari perkecambahan hipogeal.

2


5. Jawaban: e Perkecambahan hipogeal ditandai dengan tertinggalnya kotiledon di dalam tanah. Biji tumbuhan yang mengalami perkecambahan hipogeal contohnya kacang kapri, jagung, dan padi. Sementara itu, kacang hijau dan kacang kedelai mengalami perkecambahan epigeal. Perkecambahan epigeal ditandai dengan terangkatnya kotiledon ke atas permukaan tanah. 6. Jawaban: b Fungsi hormon auksin sebagai berikut. 1) Memacu pembentangan dan pembelahan sel. 2) Mencegah rontoknya daun, bunga, dan buah. 3) Merangsang pembentukan akar lateral dan serabut akar. 4) Merangsang pemanjangan tunas ujung tanaman. 5) Merangsang aktivitas kambium. Adapun fungsi hormon giberelin sebagai berikut. 1) Mengakibatkan tanaman tumbuh tinggi. 2) Merangsang pembentukan enzim amilase. 3) Mengakibatkan tanaman berbunga sebelum waktunya. 4) Merangsang pertumbuhan tunas, daun, dan batang. 5) Memperbesar ukuran buah. 7. Jawaban: d Pertumbuhan primer terjadi akibat aktivitas meristem yang terdapat di ujung akar dan ujung batang. Pertumbuhan primer terjadi pada tumbuhan Monocotyledoneae, contoh pohon kelapa, rumput teki, dan pohon palem. Pada tumbuhan Dicotyledoneae, terjadi dua macam pertumbuhan yaitu pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder terjadi akibat aktivitas kambium. Contoh tumbuhan Dicotyledoneae yaitu pohon mangga, bayam, dan pohon nangka. 8. Jawaban: a Interaksi antara gas etilen dan giberelin dapat mengatur perbandingan antara bunga jantan dengan bunga betina yang terbentuk. Sementara itu, hormon auksin dan gas etilen merangsang terjadinya pembungaan. Hormon auksin dan giberelin samasama memengaruhi pembentukan jaringan pengangkut. Hormon auksin dan sitokinin bekerja secara sinergis untuk memacu pertumbuhan dan pembentukan organ pada kultur jaringan tumbuhan.

Adapun hormon giberelin dan asam absisat bekerja secara berlawanan. Hormon giberelin merangsang pertumbuhan tunas, daun, dan batang. Hormon asam absisat menghambat pembelahan sel dan merangsang terjadinya dormansi. 9. Jawaban: b Tumbuhan kerdil apabila diberi hormon giberelin akan tumbuh kembali dan menjadi tumbuhan yang normal. Hal tersebut dikarenakan hormon giberelin akan merangsang pertumbuhan batang. Sementara itu, etilen berfungsi merangsang pemasakan buah. Antokalin berfungsi merangsang pembentukan bunga. Asam absisat berfungsi dalam proses penuaan dan gugurnya daun. Asam traumalin berfungsi merangsang pembelahan sel pada bagian jaringan tumbuhan yang terluka sehingga jaringan yang rusak akan digantikan dengan jaringan baru. 10. Jawaban: a Gambar pada soal menunjukkan bahwa kecambah yang ditambah dengan hormon pertumbuhan mengalami perpanjangan pada batangnya. Hormon pertumbuhan yang memacu pertambahan panjang batang yaitu kaulokalin. Sementara itu, hormon filokalin merupakan hormon pertumbuhan yang merangsang pembentukan daun. Hormon rizokalin merupakan hormon pertumbuhan yang merangsang pembentukan akar. 11. Jawaban: d Nutriea tumbuhan dapat dibedakan menjadi unsur makro dan unsur mikro. 1) Unsur makro merupakan unsur-unsur mineral yang dibutuhkan dalam jumlah banyak. Unsurunsur tersebut meliputi karbon, hidrogen, oksigen, fosfor, kalium, nitrogen, sulfur, kalsium, dan magnesium. 2) Unsur mikro merupakan unsur-unsur mineral yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit. Unsurunsur tersebut meliputi besi, boron, mangan, molibdenum, seng, tembaga, dan klor. 12. Jawaban: c Etiolasi merupakan peristiwa pertumbuhan tumbuhan yang sangat cepat di tempat gelap. Ciriciri tumbuhan yang mengalami etiolasi sebagai berikut. 1) Batang lebih kurus dan bersifat lemah. 2) Batang tumbuh lebih panjang. 3) Batang dan daun berwarna kuning pucat. 4) Daun tidak berkembang akibat kekurangan klorofil.

13. Jawaban: a Tumbuhan berhari netral yaitu tumbuhan yang pembungaannya tidak tergantung pada lama penyinaran. Sebagai contoh, bunga mawar, bunga matahari, dan tomat. Sementara itu, gandum, kentang, dan bayam termasuk tumbuhan berhari panjang. Tumbuhan berhari panjang yaitu tumbuhan yang dapat berbunga apabila memperoleh penyinaran lebih dari 12 jam sehari. Adapun bunga aster, bunga dahlia, dan ubi jalar termasuk dalam tumbuhan berhari pendek. Tumbuhan berhari pendek yaitu tumbuhan yang dapat berbunga apabila memperoleh penyinaran selama kurang dari 12 jam sehari. 14. Jawaban: a Kelembapan udara dan tanah dapat memengaruhi pertumbuhan tumbuhan. Kelembapan udara rendah dapat meningkatkan laju transpirasi sehingga air dan unsur hara meningkat. Keadaan ini dapat memacu pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Sementara itu, kelembapan tanah yang cukup dapat meingkatkan penyerapan air sehingga mampu mempercepat pertumbuhan tumbuhan dan membantu perkecambahan biji. 15. Jawaban: d Unsur makro adalah zat yang dibutuhkan oleh tumbuhan dalam jumlah besar yang diperlukan dalam konsentrasi paling sedikit 1 gram per kilogram bobot kering tanaman. Unsur makro sama pentingnya dengan unsur mikro. Adapun unsur mikro diperlukan dalam jumlah sedikit oleh tanaman. Unsur mikro berfungsi sebagai katalis dan mencakup mangan, boron, dan zink. Unsur makro dan unsur mikro diperoleh dari dalam tanah. B. Uraian 1. Pertumbuhan adalah proses bertambahnya ukuran yang meliputi ukuran, massa, dan tinggi pada makhluk hidup. Pertumbuhan ini bersifat irreversible (tidak dapat balik seperti semula), serta bersifat kuantitatif sehingga dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Contoh pertumbuhan yaitu bertambahnya tinggi batang menjadi 10 cm dan bertambahnya jumlah daun menjadi 5 buah. Sementara itu, perkembangan adalah proses perubahan yang menyertai pertumbuhan yang menuju tingkat pematangan atau kedewasaan pada makhluk hidup. Perkembangan ini bersifat kualitatif sehingga tidak dapat diukur. Contoh perkembangan yaitu munculnya bunga sebagai alat perkembangbiakan serta terbentuknya akar, batang, dan daun dari perkecambahan biji.

Biologi Kelas XII

3

2. Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang terjadi akibat aktivitas meristem apikal. Pada pertumbuhan ini terjadi proses pembelahan dan diferensiasi sel yang mengakibatkan akar dan batang tumbuh memanjang. Sementara itu, pertumbuhan sekunder adalah pertumbuhan yang terjadi akibat aktivitas pembelahan mitosis pada jaringan meristem sekunder (meristem lateral) sehingga mengakibatkan diameter batang dan akar bertambah besar. 3. Tanaman yang diletakkan dalam kotak gelap akan bergerak ke arah datangnya cahaya karena di dalam tanaman tersebut terjadi ketidakseimbangan hormon auksin. Kerja hormon auksin akan terhambat jika terkena cahaya matahari. Jika salah satu sisi saja pada batang yang terkena cahaya matahari, persebaran auksin menjadi tidak rata. Kandungan auksin pada sisi yang terkena cahaya matahari lebih rendah daripada bagian yang tidak terkena cahaya matahari. Akibatnya, batang tumbuh membengkok menuju arah datangnya cahaya karena bagian yang tidak terkena cahaya dapat tumbuh lebih panjang. Fungsi auksin antara lain merangsang aktivitas pembentangan dan pembelahan sel, merangsang pemanjangan tunas ujung tanaman, serta merangsang pembentukan akar lateral dan serabut akar. 4. a.

b. c.

d.

4

Hormon auksin bersama hormon giberelin bekerja sama dalam pembentukan buah tanpa biji (partenokarpi) dan dalam proses perkecambahan. Hormon auksin bekerja sama dengan hormon sitokinin dalam memacu pembelahan sel. Hormon giberelin dengan gas etilen bekerja sama dalam mengatur perbandingan antara bunga jantan dengan bunga betina yang terbentuk. Hormon auksin dengan gas etilen bekerja sama dalam memacu pembungaan.


5. Kulit batang karet yang disayat dapat sembuh dan memperbaiki jaringannya karena adanya pengaruh hormon luka (asam traumalin). Hormon asam traumalin merangsang pembelahan sel pada bagian jaringan tumbuhan yang terluka sehingga jaringan yang rusak akan membentuk jaringan baru. Dengan demikian, luka pada batang pohon karet dapat tertutup oleh jaringan baru tersebut. 6. Hormon yang berperan dalam mengatasi permasalahan pada soal adalah hormon giberelin. Berhubung tanaman bunga potong dapat dibuat berbunga sepanjang tahun, maka tanaman tersebut dapat disemprotkan dengan hormon giberelin. Hormon giberelin dapat memacu pertumbuhan dan pembungaan sebelum waktunya. Dengan demikian, permintaan terhadap bunga potong dapat terpenuhi sepanjang tahun. 7. Apabila ujung batang pohon jambu dipotong, hormon auksin yang terakumulasi di ujung batang akan ikut hilang. Namun, keberadaan hormon sitokinin akan merangsang pembentukan tunas lateral sehingga akan tumbuh menjadi tunas-tunas baru ke arah lateral dan akan membentuk percabangan. 8. Tumbuhan dalam pertumbuhan dan perkembangannya memerlukan suhu optimum. Suhu optimum yaitu suhu tertentu yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk tumbuh dan berkembang dengan baik. Suhu yang terlalu tinggi atau rendah akan menghambat proses pertumbuhan dan perkembangan. Suhu optimum bagi tumbuhan yaitu berkisar 10°C–38°C. 9. Tumbuhan yang kekurangan nutriea dapat mengalami defisiensi. Defisiensi mengakibatkan pertumbuhan tanaman menjadi terhambat dan apabila berkelanjutan dapat mengakibatkan kematian. Oleh karena itu, kebutuhan tumbuhan akan nutriea harus dapat terpenuhi dengan baik. 10. Peran air dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan di antaranya membantu proses perkecambahan biji, menentukan laju fotosintesis, mengangkut unsur hara maupun hasil fotosintesis, sebagai pelarut universal, serta sebagai medium berbagai reaksi enzimatis.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c Urutan tahapan fase-fase embrionik pada hewan secara benar sebagai berikut. 1) Morulasi 2) Blastulasi 3) Gastrulasi 4) Organogenesis 2. Jawaban: b Fase embrionik pada hewan terdiri atas empat tahap sebagai berikut. 1) Fase morulasi, pada fase ini pembelahan zigot akan membentuk suatu wujud yang menyerupai buah anggur (morula). Morula mengandung banyak sel hasil mitosis yang akan berkumpul menjadi satu kesatuan. 2) Fase blastulasi, pada fase ini morula akan berkembang sampai membentuk suatu rongga pada bagian tengahnya (blastosol). 3) Fase gastrulasi, pada fase ini terbentuk gastrula yang ditandai dengan adanya tiga lapisan embrionik (ektoderm, mesoderm, dan endoderm). 4) Fase organogenesis, pada fase ini terjadi proses pembentukan berbagai organ tubuh yang berkembang dari tiga lapisan saat proses gastrulasi. 3. Jawaban: e Organ-organ yang terbentuk dari ketiga lapisan saat proses gastrulasi sebagai berikut. a) Lapisan ektoderm akan berkembang menjadi rambut, kulit, sistem saraf, dan organ indra. b) Lapisan mesoderm akan berkembang menjadi otot, rangka, organ reproduksi, organ peredaran darah, dan organ ekskresi. c) Lapisan endoderm akan berkembang menjadi organ pencernaan dan organ pernapasan. 4. Jawaban: d Keterangan dari gambar pada soal sebagai berikut. 1 = Medusa 2 = Telur 3 = Planula 4 = Polip muda 5 = Tunas dewasa 5. Jawaban: b Hewan yang mengalami tahapan metamorfosis dari telur – larva – pupa – hewan dewasa termasuk dalam metamorfosis sempurna. Contoh hewan yang mengalami metamorfosis sempurna yaitu

kupu-kupu (1), katak (3), dan nyamuk (5). Sementara itu, belalang, kecoak, dan capung mengalami metamorfosis tidak sempurna. Tahapan metamorfosis tidak sempurna yaitu dari telur – nimfa – hewan dewasa. 6. Jawaban: e Ciri-ciri pada masa remaja di antaranya yaitu tergesa-gesa dalam mengambil keputusan, emosi masih labil, mulai tertarik pada lawan jenis, suka mencari perhatian orang lain, senang meniru tokoh yang dikagumi, tidak mau diperlakukan seperti kanak-kanak, serta terjadi perubahan fisik baik perubahan internal dan eksternal. Adapun, perkembangan otot dan otak mencapai puncaknya, serta organ reproduksi tumbuh dan berkembang dengan sempurna merupakan ciri-ciri pada masa dewasa. Emosi masih berubah-ubah merupakan ciri-ciri pada masa kanak-kanak. 7. Jawaban: a Hormon tiroksin berfungsi dalam memengaruhi perkembangan mental. Hormon somatotropin berfungsi dalam merangsang pertumbuhan tulang dan otot. Hormon estrogen berfungsi merangsang munculnya tanda-tanda kelamin sekunder pada pria. Sementara itu, hormon progesteron berfungsi dalam penebalan dan perbaikan dinding uterus pada wanita. 8. Jawaban: e Perubahan fisik yang terjadi pada pria di antaranya suara menjadi berat, dada melebar dan bidang, tumbuh kumis dan jambang, jakun membesar, tumbuh rambut di sekitar kemaluan dan ketiak, kulit kencang, otot membesar, serta mengalami mimpi basah. Sementara itu, perubahan fisik yang terjadi pada wanita di antaranya suara menjadi lembut, payudara tumbuh membesar, pinggul melebar, lapisan lemak bertambah, kulit halus, tumbuh rambut di sekitar kemaluan dan ketiak, serta mengalami menstruasi. 9. Jawaban: d Masa pertumbuhan dan perkembangan manusia dibagi menjadi lima yaitu masa bayi, masa kanakkanak, masa remaja, masa dewasa, dan masa lanjut usia. Pada masa bayi organ-organ dalam tubuh mulai berproduktif dan biasanya berumur sampai lima tahun. Masa kanak-kanak ditandai dengan anak lebih aktif dan berkelakuan seperti orang nakal. Pada masa remaja ditandai dengan munculnya perubahan fisik dan psikis (perubahan

Biologi Kelas XII

5

tanda-tanda kelamin sekunder dan primer). Pada masa dewasa perubahan fisik yang terjadi benarbenar matang serta mempunyai peran dan tanggung jawab yang semakin besar. Pada masa lanjut usia ditandai dengan nonproduktifnya organorgan dalam tubuh, bersikap seperti kanak-kanak lagi, sel-sel tubuh mengalami degenerasi, mengalami menopause pada wanita, tulang rapuh dan tidak lentur, kulit semakin tipis dan kering, serta rambut mulai rontok. 10. Jawaban: c Salah satu manfaat cahaya matahari bagi pertumbuhan dan perkembangan hewan serta manusia yaitu mengaktifkan provitamin D pada kulit. Oleh karena itu, hewan dan manusia memperoleh vitamin D, yang berfungsi dalam proses pembentukan tulang. Sementara itu, menjaga elastisitas kapiler darah merupakan fungsi vitamin C. Membantu proses pembentukan eritrosit, serta dalam metabolisme sel dan pertumbuhan jaringan merupakan fungsi vitamin B12. Membantu pembentukan protrombin dalam hati merupakan fungsi vitamin K. B. Uraian 1. Pada tahap morulasi dimulai dengan zigot yang membelah secara mitosis. Pembelahan tersebut akan membentuk suatu wujud yang menyerupai buah anggur yang disebut dengan morula. Morula ini merupakan embrio pada tahap morulasi. Sementara itu, pada tahap blastulasi dimulai dari morula yang akan berkembang menjadi blastula. Morula tersebut terus mengalami pembelahan mitosis sampai terbentuk rongga pada bagian tengahnya. Pada tahap blatulasi ini dihasilkan embrio yang dinamakan dengan blastula. 2. Metamorfosis pada capung terjadi dengan metamorfosis tidak sempurna. Metamorfosis tidak sempurna terjadi melalui tahapan telur – larva (capung muda) – capung dewasa. Metamorfosis dimulai dari telur yang akan menetas menjadi larva (capung muda). Capung muda akan berkembang menjadi capung dewasa. Sementara itu, pada kupu-kupu terjadi dengan metamorfosis sempurna. Metamorfosis sempurna terjadi melalui tahapan telur – larva – pupa – hewan dewasa (kupu-kupu dewasa). Metamorfosis tersebut dimulai dari telur yang akan menetas menjadi ulat (larva). Ulat akan berubah menjadi pupa (kepompong). Selanjutnya, pupa akan berkembang menjadi kupu-kupu dewasa.

6


3. Pada masa kanak-kanak sering disebut dengan golden age karena pada masa ini pertumbuhan dan perkembangan anak berlangsung dengan cepat. Anak-anak lebih aktif dalam bersikap sehingga akan berkelakuan seperti orang nakal. Namun, sikap tersebut bukanlah sikap negatif bagi anak melainkan sikap positif bagi anak. Hal tersebut dikarenakan rasa keingintahuan anak yang semakin besar sebagai akibat dari pertumbuhan dan perkembangan otak anak dalam mengamati lingkungan sekitar. 4. Air merupakan faktor penting dalam pertumbuhan dan perkembangan hewan serta manusia. Dalam tubuh hewan dan manusia tersusun atas 70% air. Kebutuhan air tersebut harus terpenuhi secara terus-menerus. Apabila kebutuhan air tidak tercukupi, hewan dan manusia tidak akan mampu bertahan hidup. Hal tersebut disebabkan air sangat berfungsi dalam pertumbuhan dan perkembangan karena dalam air berlangsung reaksi-rekasi kimia dalam tubuh. Dengan demikian, kebutuhan air harus terpenuhi dengan baik. 5. Berdasarkan peristiwa yang terdapat pada soal dapat diketahui bahwa Riko dan Dika masih dalam masa kanak-kanak. Ciri-ciri perkembangan kedua anak tersebut dapat dituliskan seperti berikut. a. Rasa ingin tahu yang sangat besar. Dika tertarik dengan mainan milik Riko. Oleh karena itu, Dika ingin mengetahui, merasakan, dan mencoba mainan baru tersebut. b. Keinginan memiliki barang milik orang lain. Dika merebut mainan Riko dan membawanya pulang karena terdorong oleh rasa ingin memiliki mainan tersebut. c. Mulai mengenal hal-hal yang baik dan buruk. Tindakan yang dilakukan ibu Dika memberi nasihat putranya tentang perbuatan baik dan buruk membuat Dika belajar mengenai perbuatan yang boleh dilakukan dan tidak boleh dilakukan. d. Emosi masih berubah-ubah. Meskipun Riko masih kesal dengan Dika karena mainannya direbut, tetapi dengan mudah ia melupakan peristiwa tersebut dan bermain bersama kembali tanpa rasa dendam terhadap Dika.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d Sistematika penulisan laporan ilmiah sebagai berikut. a) Judul laporan b) Kata pengantar c) Daftar isi d) Pendahuluan e) Tinjauan pustaka f) Metode penelitian g) Hasil dan pembahasan h) Kesimpulan i) Daftar pustaka j) Lampiran Dengan demikian, urutan penulisan laporan ilmiah yang benar adalah 1) – 4) – 3) – 2) – 7) – 5) – 6) – 10) – 8) – 9). 2. Jawaban: e Air yang masuk memacu embrio dalam biji untuk melepas hormon giberelin. Hormon ini mendorong pelepasan enzim yang berfungsi menghidrolisis makanan cadangan membentuk energi. Hasil metabolisme ini digunakan untuk proses awal pertumbuhan embrio. 3. Jawaban: d Pertambahan panjang yang terjadi sebagai berikut. Hari 1 ke 2 = 5 – 2 = 3 cm Hari 2 ke 3 = 8 – 5 = 3 cm Hari 3 ke 4 = 15 – 8 = 7 cm Hari 4 ke 5 = 25 – 15 = 10 cm Hari 5 ke 6 = 47 – 25 = 22 cm Hari 6 ke 7 = 68 – 47 = 19 cm Jadi, pertumbuhan paling cepat terjadi pada hari 5 ke 6. 4. Jawaban: e Rumusan masalah merupakan pertanyaan mengenai ruang lingkup masalah yang akan diteliti. Berdasarkan judul tersebut, rumusan masalah yang paling tepat adalah ”Bagaimana pengaruh perendaman biji cabai dalam air hangat terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman cabai?” 5. Jawaban: a Hipotesis merupakan jawaban sementara dari percobaan yang akan dilakukan. Hipotesis perlu dibuktikan kebenarannya melalui percobaan. Hipotesis yang tepat berdasarkan percobaan dengan judul tersebut adalah “perendaman biji cabai dalam air hangat dapat mempercepat pertumbuhan dan perkembangan tanaman cabai”.

6. Jawaban: c Perkecambahan terjadi jika terpenuhi faktor-faktor penting yaitu air, kelembapan, oksigen, pH, dan suhu sesuai. Biji kacang hijau tersebut tidak berkecambah karena tidak mendapatkan cukup oksigen. Penambahan minyak pada tabung akan menutup permukaan air sehingga biji kacang hijau yang terendam dalam air tidak mendapatkan cukup oksigen. 7. Jawaban: d Cahaya matahari memang diperlukan dalam pertumbuhan tanaman sebagai faktor yang berperan penting dalam proses fotosintesis untuk menghasilkan energi bagi pertumbuhan tanaman. Namun, keberadaan cahaya dapat menghambat kerja hormon auksin sehingga tanaman yang diletakkan di tempat terang akan tumbuh lebih pendek daripada tanaman yang diletakkan di tempat gelap. 8. Jawaban: b Kandungan nutrisi beras yang tertinggi terdapat pada bagian kulit ari. Saat mencuci beras, biasanya air cucian pertama akan berwarna keruh. Warna keruh bekas cucian itu menunjukkan bahwa lapisan terluar dari beras ikut terkikis. Namun, pada bagian kulit ari masih terdapat sisa-sisa nutrisi yang sangat bermanfaat tersebut. Misalnya fosfor (P), salah satu unsur utama yang dibutuhkan. Fosfor berperan dalam memacu pertumbuhan akar dan pembentukan sistem perakaran yang baik dari benih dan tanaman muda. Nutrisi lainnya adalah zat besi yang penting bagi pembentukan zat warna hijau daun (klorofil), karbohidrat, lemak, dan protein. Selain itu, kulit ari juga mengandung vitamin, mineral, dan nutriea yang tinggi. Vitamin sangat berperan dalam proses pembentukan hormon dan berfungsi sebagai koenzim (komponen nonprotein untuk mengaktifkan enzim). 9. Jawaban: e Tanaman pada pot II tumbuh lebih cepat serta terbentuk bunga dan daunnya lebih banyak. Berarti pot II tersebut diberi hormon giberelin dan antokalin. Giberelin mengakibatkan tanaman berbunga sebelum waktunya, merangsang pertumbuhan tunas, serta merangsang pertumbuhan daun dan batang. Antokalin merangsang pembentukan bunga. Adapun auksin dan giberelin merangsang perkembangan dan perkecambahan embrio.

Biologi Kelas XII

7

10. Jawaban: c Berdasarkan data hasil pengamatan pada soal, tanaman kacang hijau yang ditanam pada tanah humus menunjukkan interval pertumbuhan yang paling tinggi pada minggu ke-5 yaitu 13 cm (dari 25 cm menjadi 38 cm). Sementara itu, interval pertumbuhan pada minggu yang lain dan pada media tumbuh yang lain menunjukkan nilai pertumbuhan yang lebih rendah dari 13 cm. 11. Jawaban: a Variabel bebas pada percobaan tersebut adalah dosis penyemprotan pupuk cair merek X. Adapun variabel terikatnya yaitu pertumbuhan tanaman terung dan tomat. Frekuensi dan waktu penyemprotan tanaman merupakan variabel kontrol. 12. Jawaban: e Untuk membuktikan hipotesis bahwa cahaya matahari menghambat pertumbuhan kecambah, maka variabel yang dibuat berbeda adalah keadaan cahaya. Oleh karena itu, ada cawan yang ditempatkan di tempat gelap dan ada cawan di tempat yang terang. Sementara itu, variabel yang dibuat sama adalah media (kapas basah). 13. Jawaban: b Peningkatan pemberian kadar hormon giberelin dapat meningkatkan jumlah bunga dan memperpendek masa pembungaan. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar giberelin, kualitas bunga semakin baik. 14. Jawaban: c Tanaman dalam pot A diletakkan dalam ruangan gelap sehingga akan mengalami etiolasi. Ciri-ciri tanaman yang mengalami etiolasi sebagai berikut. 1) Batang tumbuh lebih cepat tetapi kurus dan lemah. 2) Warna daun pucat karena kurang cahaya. 3) Daun tidak berkembang karena kekurangan klorofil. Sementara itu, tanaman dalam pot B diletakkan di tempat terbuka sehingga akan memperoleh cahaya matahari yang cukup. Ciri-ciri tanaman yang diletakkan di tempat terbuka sebagai berikut. 1) Daun berwarna hijau segar. 2) Batang lebih pendek tetapi kuat. 3) Daun lebih tebal. 15. Jawaban: b Data kuantitatif merupakan data yang dapat dinyatakan dalam bentuk angka. Sebagai contoh, panjang batang tanaman 35 cm, jumlah daun bertambah sebanyak 10 buah, dan panjang akar sekitar 10 cm. Sementara itu, warna daun hijau

8


dan permukaannya rata, serta batangnya lurus dan kuat merupakan contoh data kualitatif. Data kualitatif merupakan data yang dinyatakan dalam bentuk deskripsi dan bukan dalam bentuk angka. B. Uraian 1. Rancangan percobaan perlu dituliskan terlebih dahulu sebelum melakukan percobaan. Hal tersebut dikarenakan agar percobaan dapat berjalan dengan baik dan dapat diperoleh hasil sesuai dengan hipotesis yang diajukan. Selain itu, apabila tidak dituliskan rancangan percobaan akan mengalami kesulitan di tengah-tengah percobaan. 2. Variabel percobaan adalah faktor-faktor yang berpengaruh dalam suatu percobaan dan memiliki nilai yang dapat diubah. Variabel percobaan ada tiga macam sebagai berikut. a. Variabel bebas yaitu variabel yang memengaruhi variabel terikat dengan sengaja dibuat berbeda. b. Variabel terikat yaitu variabel yang dipengaruhi oleh variabel bebas. c. Variabel kontrol yaitu variabel yang dibuat sama untuk semua perlakuan. 3. Cara menentukan teknik percobaan dalam percobaan biologi yaitu dengan membagi percobaan dalam beberapa kelompok. Pembagian kelompok tersebut bertujuan untuk membandingkan hasil penelitian di setiap kelompok percobaan. Dalam percobaan biologi ada dua macam kelompok percobaan yaitu kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Kelompok kontrol merupakan kelompok yang tidak diberi perlakuan. Sementara itu, kelompok perlakuan merupakan kelompok yang diberi perlakuan tertentu. Hanya ada satu kelompok kontrol dalam suatu percobaan, tetapi sebaliknya kelompok perlakuan dapat lebih dari satu kelompok. 4. Laporan percobaan dikatakan baik dan ilmiah apabila format laporan tersebut disusun dengan unsur-unsur yang lengkap dan urut. Unsur-unsur laporan ilmiah yang lengkap dan urut dapat dituliskan seperti berikut. a. Judul laporan. b. Kata pengantar. c. Daftar isi. d. Pendahuluan (latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, dan manfaat penelitian). e. Tinjauan pustaka (teori, konsep, fakta-fakta, penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan topik, dan hipotesis).

f.

g. h. i. j.

Metode penelitian (alat dan bahan, waktu dan tempat pelaksanaan, cara kerja, dan cara pengambilan data). Hasil dan pembahasan. Kesimpulan. Daftar pustaka. Lampiran.

5. Data kualitatif merupakan data yang dituliskan dalam bentuk deskripsi dan bukan dinyatakan dalam angka. Data ini lebih menjelaskan pada karakteristik suatu percobaan. Sebagai contoh, warna daun dan bentuk daun tanaman kacang merah. Sementara itu, data kuantitatif merupakan data yang dituliskan dalam bentuk angka dan bukan suatu deskripsi. Data kuantitatif harus diolah dalam bentuk grafik, tabel, atau diagram. Contoh data kuantitatif yaitu tinggi batang dan jumlah daun tanaman kacang kedelai. 6. Alat merupakan semua benda yang digunakan untuk melakukan percobaan. Alat biasanya berupa perkakas atau perabot. Sebagai contoh, mikroskop, gelas ukur, dan pipet tetes. Sementara itu, bahan merupakan benda yang dibutuhkan dalam suatu percobaan atau benda yang dibutuhkan untuk membuktikan percobaan. Bahan biasanya berupa zat, senyawa, dan makhluk hidup. Sebagai contoh, air, asam cuka, hormon, dan tumbuhan. 7. a.

b.

8. a.

Berdasarkan teori, kombinasi auksin dan etilen dapat memacu pembungaan. Jadi, judul yang tepat adalah ”Pengaruh Hormon Auksin dan Etilen terhadap Jumlah Bunga Tanaman Jeruk”. Variabel bebas adalah variabel yang sengaja dibuat berbeda dan memengaruhi variabel terikat. Variabel bebas pada percobaan tersebut adalah konsentrasi etilen dan auksin. Kombinasi auksin dan etilen dapat memacu pembungaan. Jadi, variabel terikat yang mungkin adalah jumlah bunga. Kelompok perlakuan pada percobaan tersebut adalah tanaman pada polybag B, C, D, dan E. Adapun kelompok kontrol dalam percobaan tersebut adalah tanaman pada polybag A.

b.

Variabel bebas adalah variabel yang sengaja dibuat berbeda dan memengaruhi variabel terikat. Variabel bebas pada percobaan tersebut adalah jenis pupuk yang digunakan. Adapun variabel terikat adalah variabel yang dipengaruhi variabel bebas. Variabel terikat pada percobaan tersebut dapat berupa tinggi batang, diameter batang, jumlah daun, dan luas daun.

9. a.

Variabel yang dijadikan kontrol (variabel kontrol) adalah variabel yang dibuat tetap/ sama pada semua pot sehingga tidak memengaruhi variabel terikat. Adapun variabel kontrolnya adalah kondisi media tanam, umur tanaman, tinggi tanaman, kondisi suhu, kelembapan, dan pencahayaan. Tabel pengamatan yang mungkin dari percobaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.

b.

Pertambahan Tinggi Tanaman pada Hari Ke- (cm) Kelompok

Perlakuan 1

Pot I

Tanpa urea

Pot II

Ditambah urea 10%

Pot III

Ditambah urea 20%

Pot IV

Ditambah urea 30%

Pot V

Ditambah urea 40%

10. a.

b.

c.

2

3

4

5

6

dst.

Tujuan percobaan tersebut adalah untuk mengetahui pengaruh perlakuan fisik dan kimia terhadap perkecambahan biji Abrus precatorius. Hipotesis yang dapat disusun sebagai berikut. 1) Adanya perlakuan fisik berupa pengampelasan kulit biji Abrus precatorius akan mempercepat perkecambahan. 2) Adanya perlakuan kimia berupa perendaman biji Abrus precatorius dalam larutan asam cuka akan mempercepat perkecambahan. 3) Gabungan perlakuan fisik dan kimia akan memberikan pengaruh terbaik terhadap perkecambahan biji Abrus precatorius. Asam cuka dapat melunakkan kulit biji yang keras. Perendaman biji Abrus precatorius dalam larutan asam cuka akan mempercepat perkecambahan.

Biologi Kelas XII

9

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Contoh perkembangan antara lain munculnya benang sari dan putik, berkembangnya buah, dan terbentuknya biji. Adapun pertambahan panjang batang dan pembelahan jaringan meristem akar merupakan contoh pertumbuhan. 2. Jawaban: d Perkecambahan dimulai dengan imbibisi. Imbibisi merupakan proses penyerapan air yang dilakukan oleh biji. Proses ini mengakibatkan enzim dan hormon bersifat aktif sehingga terjadi proses metabolisme makanan cadangan untuk menghasilkan energi. Sel-sel embrional akan membelah sehingga kulit biji akan pecah dan muncullah daun pertama yang akan tumbuh menjadi tanaman baru. 3. Jawaban: e Keterangan gambar pada soal sebagai berikut. 1. Plumula, calon daun dan tunas. 2. Radikula, calon akar primer (bagian dari hipokotil). 3. Epikotil, calon batang. 4. Hipokotil, calon akar. 5. Kotiledon, makanan cadangan bagi kecambah. 4. Jawaban: a Pertumbuhan primer tumbuhan terjadi karena aktivitas sel-sel meristem pada ujung akar dan ujung batang. Aktivitas sel-sel tersebut mengakibatkan pertambahan panjang akar dan batang. Pertumbuhan primer terjadi pada semua tumbuhan. Adapun pertambahan diameter batang merupakan pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan ini terjadi karena aktivitas sel-sel kambium. Pembentukan lingkaran tahun pada batang tumbuhan Dicotyledoneae juga merupakan pertumbuhan sekunder. 5. Jawaban: a Fungsi hormon auksin sebagai berikut. 1) Memacu pembentangan dan pembelahan sel. 2) Merangsang pembentukan buah dan bunga. 3) Merangsang pembentukan akar lateral dan serabut akar. 4) Merangsang pemanjangan tunas ujung tanaman. 5) Merangsang aktivitas kambium. 6) Membantu pembentukan buah tanpa biji (partenokarpi). 7) Mencegah rontoknya daun, bunga, dan buah.

10


8)

Merangsang dominansi apikal, yaitu terhalangnya pertumbuhan tunas lateral oleh adanya tunas ujung tanaman. Jika tunas ujung tersebut dipotong, tunas-tunas lateral akan tumbuh. Adapun menghambat proses penuaan merupakan fungsi hormon sitokinin. Memacu pengguguran daun merupakan fungsi asam absisat. 6. Jawaban: d Interaksi antara kedua hormon yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan sebagai berikut. 1) Auksin dan etilen merangsang terjadinya pembungaan. 2) Giberelin dan etilen mengatur perbandingan bunga jantan dan betina. 3) Auksin dan giberelin memengaruhi pembentukan jaringan pengangkut. 4) Auksin dan sitokinin bekerjasama memacu pertumbuhan dan pembentukan organ pada kultur jaringan. Sementara itu, giberelin merangsang pertumbuhan tunas, daun dan batang, sedangkan asam absisat menghambat pembelahan sel dan merangsang terjadinya dormansi. 7. Jawaban: a Hormon auksin berfungsi merangsang kambium untuk membentuk xilem dan floem. Asam absisat berfungsi untuk merangsang pengguguran daun. Hormon yang mampu merangsang tanaman tumbuh sangat cepat adalah giberelin. Hormon yang mampu merangsang proses pematangan buah secara cepat adalah gas etilen. Hormon yang mampu menunda pengguguran daun adalah sitokinin. 8. Jawaban: c Faktor pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dibagi menjadi dua faktor yaitu faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal merupakan faktor yang berasal dari tubuh tumbuhan sendiri. Misalnya, gen dan hormon. Sementara itu, faktor eksternal merupakan faktor yang berasal dari luar tubuh tumbuhan. Misalnya, suhu, cahaya, air, kelembapan, dan nutriea. 9. Jawaban: c Jenis-jenis hormon beserta organ yang dipengaruhinya sebagai berikut. 1) Filokalin (I), merangsang pembentukan daun (R). 2) Rizokalin (II), merangsang pembentukan akar (P).

3) 4)

Antokalin (III), merangsang pembentukan bunga (S). Kaulokalin (IV), merangsang pembentukan batang (Q).

10. Jawaban: c Cahaya matahari yang berlebihan dapat mengakibatkan hormon auksin menjadi tidak aktif dan menghambat pembentukan hormon auksin. Sementara itu, tumbuhan yang mengalami etiolasi yaitu tumbuhan yang kekurangan cahaya. Tumbuhan yang mengalami etiolasi berbatang lurus, lemah, diameter kecil, dan daun berwarna kuning pucat. 11. Jawaban: b Lapisan yang terbentuk dalam tahap gastrulasi yaitu lapisan ektoderm, lapisan mesoderm, dan lapisan endoderm. Lapisan ektoderm dan lapisan endoderm akan berkembang menjadi organ-organ berikut. 1) Lapisan ektoderm akan berkembang menjadi rambut, kulit, sistem saraf, dan organ indra. 2) Lapisan endoderm akan berkembang menjadi organ pencernaan dan organ pernapasan. 12. Jawaban: b Hormon yang berperan dalam pertumbuhan dan perkembangan hewan adalah hormon ekdison dan juvenil, tiroksin, serta somatomedin. Hormon ekdison dan juvenil berfungsi untuk memengaruhi perkembangan fase larva dan fase dewasa. Hormon tiroksin berfungsi merangsang dimulainya proses metamorfosis. Hormon somatomedin berfungsi merangsang pertumbuhan tulang. Sementara itu, hormon somatotropin dan hormon testosteron berperan dalam proses pertumbuhan dan perkembangan manusia. 13. Jawaban: d Metamorfosis pada katak terjadi dengan sempurna. Metamorfosis katak diawali dengan telur. Telur tersebut akan menetas menjadi berudu berekor yang hidup di air. Selanjutnya, pada tubuh berudu tumbuh kaki belakang dan kaki depan. Lamakelamaan ekornya akan menyusut dan akhirnya hilang. Kemudian, berudu berkaki tersebut akan tumbuh menjadi katak muda yang mulai hidup di darat. Katak muda akan tumbuh menjadi katak dewasa. Katak dewasa akan kembali ke perairan untuk bertelur. 14. Jawaban: d Gambar pada soal menunjukkan metamorfosis kupu-kupu dalam fase kepompong atau pupa. Metamorfosis pada kupu-kupu adalah telur – ulat – kepompong/pupa – kupu-kupu dewasa. Oleh karena itu, setelah fase kepompong atau pupa terjadi fase kupu-kupu dewasa.

15. Jawaban: b Perkembangan merupakan proses menuju kedewasaan. Apabila hewan telah dewasa, sel-sel kelaminnya menjadi aktif sehingga dapat melakukan perkawinan dan menghasilkan keturunan. Sementara itu, bulu semakin lebat, ukuran badan bertambah besar, panjang kuku semakin bertambah, dan tulang hewan bertambah panjang merupakan contoh pertumbuhan. 16. Jawaban: b Gambar yang ditunjukkan pada soal merupakan gambar pada masa kanak-kanak. Pada masa kanak-kanak pertumbuhan dan perkembangan mempunyai ciri-ciri seperti berikut. 1) Emosi masih berubah-ubah. 2) Memiliki rasa ingin tahu yang besar. 3) Keinginan memiliki barang milik orang lain. 4) Mulai mengenal hal baik dan hal buruk. 5) Mampu merekam kejadian di sekitar dalam ingatan. 6) Mulai menyesuaikan diri dengan lingkungan sekitar. Adapun perkembangan otot mencapai puncak merupakan ciri pada masa dewasa. Mengalami menopause merupakan ciri pada masa lanjut usia. 17. Jawaban: d Ciri-ciri perkembangan pada masa dewasa sebagai berikut. a) Perkembangan otak dan otot telang mencapai puncaknya. b) Dalam mengambil keputusan lebih tenang dan matang. c) Ada keinginan untuk menikah atau menjalin rumah tangga. d) Mempunyai rasa bertangggung jawab. e) Organ reproduksi telah tumbuh dan berkembang dengan sempurna. f) Keadaan fisik relatif stabil. g) Telah matang secara emosional. Sementara itu, ciri-ciri perkembangan pada masa lanjut usia sebagai berikut. a) Tulang-tulang keropos (osteoporosis). b) Bertingkah seperti anak kecil untuk menarik perhatian. c) Terjadi penurunan fungsi-fungsi organ tubuh, misalnya berkurangnya kemampuan mendengar dan melihat. d) Gerakan menjadi lambat karena persendian kaku. e) Wanita lanjut usia akan mengalami menopause. 18. Jawaban: c Hormon yang memengaruhi tanda-tanda kelamin sekunder pada pria yaitu hormon testosteron.

Biologi Kelas XII

11

Sementara itu, hormon tiroksin berperan dalam proses metabolisme, pertumbuhan fisik, dan perkembangan mental. Hormon estrogen berperan dalam mengatur perkembangan organ reproduksi dan merangsang munculnya tanda-tanda kelamin sekunder pada wanita. Hormon progesteron berperan dalam penebalan dan perbaikan dinding uterus pada wanita. Hormon somatotropin berperan dalam merangsang sintesis protein, serta merangsang pertumbuhan tulang dan otot. 19. Jawaban: e Kemampuan bersosialisasi merupakan kemampuan berinteraksi dengan orang lain secara positif. Kemampuan tersebut harus dapat meningkatkan kepekaan, simpati, dan kebersamaan dengan orang lain. Salah satu contoh yang dapat dilakukan orang tua adalah mengajarkan anak agar mau bermain bersama teman-teman. Dengan anak mau bermain bersama teman-temannya, anak dapat bersosialisasi atau berkomunikasi baik dengan teman-temannya. Sementara itu, membelikan mobil remote akan membuat anak tidak mau bergaul dan berinteraksi dengan teman. Membatasi teman-teman yang bergaul dengan anak dan melarang anak tidak mengikuti kegiatan sekolah akan membuat kemampuan bersosialisasi anak kurang berkembang. Mengajarkan anak agar mengumpulkan mainannya merupakan contoh mengajarkan anak dalam bertanggung jawab. 20. Jawaban: d Perkembangan kemampuan berkomunikasi pada balita sebagai berikut. 1) Tertawa ketika dihibur. 2) Menoleh apabila ada yang memanggil. 3) Mulai berbicara meskipun belum jelas. 4) Suka berteriak-teriak tidak jelas. 5) Dapat melafalkan suatu kata. 6) Mulai mengajak berbicara dengan lingkungan sekitar. Adapun memakai baju sendiri dan makan sendiri menggunakan sendok merupakan perkembangan balita dalam kemampuan kemandirian. Berjalan sendiri ketika berumur 15 bulan merupakan perkembangan balita dalam kemampuan motorik. 21. Jawaban: d Kelompok kontrol merupakan kelompok yang tidak diberi perlakuan, yaitu pot 1. Adapun kelompok perlakuan adalah pot 2 dan pot 3. Variabel bebas adalah variabel yang sengaja dibuat berbeda dan memengaruhi variabel terikat. Pada percobaan tersebut, variabel bebas adalah pemberian pupuk urea dan pupuk kandang. Variabel kontrol merupakan faktor yang dibuat sama/konstan. Variabel kontrol pada percobaan tersebut adalah media tanam, umur dan tinggi tanaman, penyinaran

12


matahari, serta suhu. Berdasarkan percobaan tersebut kesimpulannya adalah pupuk urea yang lebih efektif dalam menambah tinggi tanaman. 22. Jawaban: e Berdasarkan grafik pertumbuhan pada soal menunjukkan bahwa pertambahan tinggi kecambah kacang hijau yang ditanam di tempat terang berlangsung lambat. Sementara itu, pertambahan tinggi kecambah kacang hijau yang ditanam di tempat gelap berlangsung cepat karena mengalami peristiwa etiolasi. Peristiwa etiolasi merupakan peristiwa pertumbuhan yang cepat di tempat gelap. Dengan demikian, dapat diambil kesimpulan bahwa cahaya memengaruhi pertumbuhan kecambah. 23. Jawaban: e Berdasarkan tabel hasil pengamatan pada soal, dapat dilihat bahwa kecambah biji kacang yang ditanam pada suhu yang berbeda-beda dapat memengaruhi pertumbuhan panjangnya. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa suhu memengaruhi proses perkecambahan. 24. Jawaban: e Dalam unsur metode penelitian, komponen yang perlu dituliskan yaitu alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian, waktu dan tempat pelaksanaan penelitian, cara kerja penelitian, serta cara pengambilan data. Sementara itu, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan latar belakang penelitian dituliskan dalam unsur pendahuluan. 25. Jawaban: a Variabel terikat adalah variabel yang dipengaruhi oleh variabel bebas. Sementara itu, variabel bebas adalah variabel yang sengaja dibuat berbeda. Pada percobaan yang dibuat Moko, variabel terikatnya adalah perkecambahan biji cabai. Variabel bebas dalam percobaan adalah perendaman dengan berbagai cara. 26. Jawaban: d Kelompok kontrol merupakan kelompok yang tidak mendapatkan perlakuan. Kelompok kontrol pada percobaan tersebut adalah kelompok IV yang tidak dilakukan perendaman biji cabai. Sementara itu, kelompok I, II, dan III merupakan kelompok perlakuan. Kelompok perlakuan adalah kelompok yang mendapatkan perlakuan tertentu. 27. Jawaban: b Salah satu fungsi hormon giberelin adalah untuk mempercepat pembungaan. Jadi, hipotesis yang tepat untuk eksperimen tersebut adalah tanaman di pot A akan berbunga lebih cepat daripada tanaman di pot B. Selain itu, giberelin juga berfungsi untuk merangsang pertumbuhan batang.

Jadi, hipotesis lainnya yaitu tanaman di pot A akan tumbuh lebih tinggi daripada tanaman di pot B. Sementara itu, percabangan pada tanaman dipengaruhi oleh hormon sitokinin. Akar yang lebat dipengaruhi oleh hormon auksin. 28. Jawaban: c Pernyataan yang sesuai dengan data hasil percobaan tersebut sebagai berikut. 1) Tanaman memiliki respons terhadap setiap perlakuan suhu berupa terjadinya pertambahan panjang batang yang berbeda-beda. 2) Suhu 0°C merupakan suhu minimum terhadap pertumbuhan tanaman X. Suhu optimum untuk memaksimalkan pertumbuhan tanaman X, yaitu berkisar antara 25°C–35°C. 29. Jawaban: c Penambahan amonium hidroksida (NH4OH) sama halnya menambahkan unsur nitrogen pada tanaman. Unsur nitrogen umumnya diserap oleh tumbuhan dalam bentuk amonia (NH3) atau nitrat (NO3–). Unsur nitrogen berperan dalam penyusunan protein, asam nukleat, klorofil, hormon, dan enzim. Jika penyusunan klorofil berlangsung sempurna, daun akan terlihat lebih hijau dan tanaman tumbuh subur. 30. Jawaban: e Rumusan masalah harus berupa pertanyaan mengenai ruang lingkup masalah yang akan diteliti. Rumusan masalah yang tepat pada percobaan tersebut adalah ”apakah hormon giberelin dapat mempercepat pembungaan tanaman wijaya kusuma?”. Sementara itu, pertanyaan a dan c tidak berhubungan dengan penelitian. Pernyataan b dan d bukan kalimat pertanyaan. B. Uraian 1. Tumbuhnya batang ke atas dari tanaman yang direbahkan dipengaruhi oleh hormon auksin. Aktivitas auksin dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi dan cahaya matahari. Tanaman yang semula tumbuh tegak jika direbahkan, auksin akan terakumulasi pada sisi bawah. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya ketidakseimbangan pembelahan sel antara bagian atas dan bagian bawah sehingga batang akan tumbuh membengkok ke atas. 2. Untuk merangsang pembungaan Bu Dewi dapat mengombinasikan auksin dengan etilen atau giberelin dengan antokalin. Kombinasi auksin dengan etilen dapat merangsang terjadinya pembungaan. Begitu pula kombinasi giberelin dengan antokalin. Giberelin mengakibatkan tanaman berbunga sebelum waktunya, me-

rangsang pertumbuhan tunas, serta merangsang pertumbuhan daun dan batang. Antokalin merangsang pembentukan bunga. 3. Klorosis diakibatkan oleh kekurangan unsur besi (Fe) dan magnesium (Mg). Kedua unsur ini berperan penting dalam pembentukan klorofil. Apabila tanaman kekurangan unsur Fe dan Mg pembentukan klorofil akan terganggu sehingga kandungan klorofil dalam daun berkurang dan mengakibatkan warna daun menguning. 4. Hormon-hormon pertumbuhan hanya bekerja selama masa pertumbuhan saja. Oleh karena itu, apabila pada masa pertumbuhan selesai, hormon pertumbuhan juga akan berhenti bekerja. 5. Perbedaan a.

b.

c.

d.

e.

Masa Remaja

Masa Dewasa

Emosi

Emosi masih labil dan Emosi sudah matang mudah terpengaruh dan dapat berpikir panjang mengenai oleh lingkungan. sesuatu yang dihadapi. Mengambil kepu- Masih tergesa-gesa Mengambil keputusan tusan dalam mengambil lebih tenang dan mantap. keputusan. Rasa tanggung Kurang bertanggung Lebih bertanggung jawab jawab jawab dan masih dan mau memikirkan memikirkan diri sendiri. orang lain. Baru mulai berfungsi Sudah mulai berfungsi Organ reproduksi dan belum tumbuh dan telah tumbuh dengan sempurna. dengan sempurna. Kemandirian Masih ingin sendiri, Sudah ingin membina belum ada keinginan rumah tangga dan sudah menikah, dan masih memikirkan masa depan bergantung dengan tanpa bergantung kepada orang tua. orang tua.

6. Hewan dan manusia sangat memerlukan oksigen. Oksigen diperlukan hewan dan manusia untuk melakukan proses dalam tubuh yaitu proses pernapasan. Proses pernapasan akan menghasilkan energi berupa ATP yang akan digunakan dalam proses metabolisme, pertumbuhan, dan aktivitas lainnya. 7. Belalang merupakan salah satu hewan yang mengalami metamorfosis tidak sempurna. Metamorfosis belalang dimulai dari telur belalang yang akan menetas menjadi nimfa. Nimfa ini tidak memiliki sayap dan struktur reproduksi. Setelah itu, nimfa akan mengalami perkembangan sehingga menjadi belalang dewasa. 8. a.

b.

Tujuan percobaan: untuk mengetahui pengaruh perbandingan pupuk NPK terhadap pembentukan daun. Rumusan masalah: perbandingan pupuk NPK manakah yang paling baik merangsang pembentukan daun tanaman Bougenvilea spectabilis?

Biologi Kelas XII

13

c.

Kesimpulan percobaan: pupuk NPK dengan perbandingan 2 : 2 : 1 memberikan pengaruh paling baik terhadap pembentukan daun Bougenvilea spectabilis.

9. Dengan mengetahui perilaku lalat buah tersebut, dapat diduga bahwa jika lahan penanaman cabai diberi mulsa plastik, lalat buah tidak dapat mengalami pupasi dalam tanah. Jadi, hipotesis yang dapat disusun adalah serangan lalat buah pada lahan yang ditutup mulsa plastik akan lebih rendah dibandingkan pada lahan yang tidak ditutup mulsa plastik. Dengan mengetahui bahwa mulsa plastik dapat menghambat perkembangan lalat buah dan menurunkan serangan lalat buah, ia dapat menyarankan petani agar memakai mulsa plastik pada penanaman cabai (Capsicum annum).

14


Variabel terikat dapat berupa jumlah buah busuk yang diserang lalat buah, sedangkan variabel bebasnya adalah pemberian mulsa plastik dan tanpa pemberian mulsa plastik. 10. a.

b.

Variabel bebas dari percobaan adalah pemberian berbagai macam jenis pupuk kandang (dari kotoran hewan) pada tanaman tomat. Sementara itu, variabel terikat dari percobaan adalah pertumbuhan dan perkembangan tanaman tomat. Rumusan masalah dari percobaan adalah ”Bagaimana pengaruh pemberian berbagai jenis pupuk kandang (dari kotoran hewan) terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman tomat?”.

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan peran enzim dalam metabolisme; 2. menjelaskan proses katabolisme; 3. menjelaskan proses anabolisme; 4. melakukan pengamatan atau percobaan tentang metabolisme. Berdasarkan kemampuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur terhadap keteraturan dan kompleksitas enzim dan proses metabolisme dalam tubuh makhluk hidup ciptaan Tuhan; 2. mengemukakan pendapat atau argumen secara ilmiah dan kritis, responsif, serta proaktif dalam diskusi maupun pengamatan; 3. melakukan percobaan tentang metabolisme dengan memperhatikan prinsip keselamatan kerja.

Metabolisme Sel

Enzim

• • •

Mendiskusikan perubahan bahan makanan setelah dikunyah. Mengidentifikasi kerja enzim pada proses pencernaan makanan. Menentukan faktor-faktor yang memengaruhi kerja enzim katalase.

Katabolisme

• • • • • •

• • • • • • • • • • • • • • •

Mendiskusikan aktivitas yang memerlukan dan menghasilkan energi. Mengidentifikasi perbedaan respirasi aerob dan anaerob. Membuat tapai beras ketan. Mengidentifikasi produk yang menerapkan proses fermentasi. Menganalisis proses katabolisme lemak dan protein. Menganalisis diet zat makanan tertentu.

Anabolisme

• • • •

Mendiskusikan mekanisme fotosintesis. Membuktikan adanya oksigen sebagai hasil fotosintesis. Membuktikan adanya karbohidrat sebagai hasil fotosintesis. Menganalisis mekanisme sintesis lemak dan protein.

Rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur terhadap keteraturan dan kompleksitas enzim dan proses metabolisme dalam tubuh makhluk hidup ciptaan Tuhan. Menerapkan pola pikir ilmiah saat melakukan pengamatan tentang metabolisme. Mengemukakan pendapat atau argumen secara ilmiah dan kritis, responsif, serta proaktif dalam diskusi maupun pengamatan. Mampu menjelaskan perubahan bahan makanan setelah dikunyah. Mampu menjelaskan kerja enzim pada proses pencernaan makanan. Mampu mendeskripsikan faktor-faktor yang memengaruhi kerja enzim katalase. Mampu mendeskripsikan aktivitas yang memerlukan dan menghasilkan energi. Mampu mengidentifikasi perbedaan respirasi aerob dan anaerob. Mampu membuat tapai beras ketan. Mampu menganalisis produk yang menerapkan proses fermentasi. Mampu menganalisis proses katabolisme lemak dan protein. Mampu menganalisis diet zat makanan tertentu. Mampu menjelaskan mekanisme fotosintesis. Mampu membuktikan adanya oksigen dan karbon dioksida sebagai hasil fotosintesis. Mampu menganalisis mekanisme sintesis lemak dan protein.

Biologi Kelas XII

15

A. Pilihan Ganda 1.

2.

Jawaban: b Enzim memiliki ciri-ciri berikut. 1) Mempercepat reaksi kimia, tetapi tidak berubah bentuk setelah reaksi selesai sehingga tidak mengubah kesetimbangan kimia. 2) Memiliki sisi katalitik dan sisi aktif. 3) Bekerja spesifik, yakni dengan sistem satu substrat satu enzim. 4) Mempercepat reaksi kimia dengan cara menurunkan energi aktivasi. Jawaban: b Berdasarkan percobaan tersebut, ekstrak hati mengandung enzim katalase yang berperan dalam penguraian H2O2 menjadi H2O dan O2. Gas X yang ditunjukkan dengan gelembung udara merupakan gas O2. Hal ini dibuktikan dengan nyala api yang membesar karena oksigen berfungsi pada proses pembakaran. Reaksi kimia yang terjadi dalam proses ini yaitu: 2H2O2  → 2H2O + O2

3.

Jawaban: b Berdasarkan grafik mekanisme kerja enzim, enzim dapat meningkatkan kecepatan reaksi dengan menurunkan energi aktivasi. Energi aktivasi adalah energi awal untuk memulai suatu reaksi.

4.

Jawaban: b Grafik pada soal menunjukkan pengaruh pH terhadap kecepatan kerja enzim. Berdasarkan grafik pada soal, enzim bekerja optimum pada lingkungan (pH) asam. Pada pH netral, enzim tidak bekerja optimum. Sementara itu, pada pH basa pengaruh kecepatan kerja enzimnya tidak digambarkan pada grafik tersebut.

5.

Jawaban: d Inhibitor kompetitif adalah molekul penghambat yang cara kerjanya bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim. Sianida yang terlarut dalam darah bersaing dengan oksigen untuk mendapatkan sisi aktif hemoglobin. Inhibitor kompetitif dapat diatasi dengan menambahkan konsentrasi substrat.

6.

Jawaban: d Tabel tersebut menunjukkan bahwa kerja enzim katalase dipengaruhi oleh suhu dan pH. Dari data terlihat bahwa gelembung paling banyak

16

Metabolisme Sel

dihasilkan pada perlakuan pH netral dan suhu 35°C. Nyala api terbentuk pada perlakuan pH netral dan suhu 35°C. Dengan demikian, kerja enzim katalase optimal pada pH netral dan suhu 35°C. 7. Jawaban: c Komponen penyusun enzim terdiri atas komponen protein dan komponen bukan protein. Komponen nonprotein disebut gugus prostetik yang terdiri atas komponen koenzim dan kofaktor, sedangkan komponen protein disebut dengan apoenzim yang hanya tersusun dari protein. 8. Jawaban: d Garam alkali merupakan salah satu zat aktivator. Zat aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara substrat dengan enzim. Dengan menambahkan zat aktivator dalam suatu reaksi yang melibatkan enzim, aktivitas enzim akan meningkat. Akibatnya, reaksi akan berlangsung lebih cepat. aktivitas enzim akan mengalami penurunan jika terdapat penurunan suhu atau perubahan pH. Enzim akan mengalami denaturasi jika enzim bekerja pada suhu di atas suhu optimum. Enzim mengalami renaturasi, artinya enzim kembali ke bentuk semula setelah mengalami denaturasi. Enzim yang memiliki kemampuan renaturasi yaitu enzim RNA-ase. Sisi aktif enzim akan berubah bentuk jika enzim berikatan dengan zat inhibitor nonkompetitif. 9. Jawaban: a Hati mengandung enzim katalase. Enzim ini berperan mengubah H2O2 menjadi H2O dan O2. Gas O2 ditunjukkan oleh adanya gelembung udara. Kesimpulan yang diperoleh dari data tersebut sebagai berikut. Semakin rendah konsentrasi substrat, kecepatan reaksi antara enzim katalase dengan H2O2 semakin lambat. Sebaliknya semakin tinggi konsentrasi substrat, kecepatan reaksi antara enzim katalase dengan H2O2 semakin cepat. Hal ini berarti kerja enzim katalase dipengaruhi oleh konsentrasi substrat. 10. Jawaban: e Jenis inhibitor yang berikatan dengan sisi alosterik enzim dan tidak bisa dihilangkan dengan penambahan substrat merupakan ciri inhibitor nonkompetitif. Inhibitor kompetitif memiliki struktur yang mirip substrat. Inhibitor ini berikatan dengan sisi aktif enzim dan dapat dihilangkan dengan penambahan substrat.

11. Jawaban: c Berdasarkan grafik pada soal, enzim renin bekerja optimal pada pH sekitar 2 (suasana asam). Adapun enzim ptialin bekerja optimal pada pH 7,5. Perubahan pH dapat mengakibatkan kerusakan pada enzim sehingga enzim menjadi tidak aktif. Dengan demikian, setiap enzim mempunyai pH optimum yang spesifik. 12. Jawaban: d Enzim katalase berfungsi mengubah H2O2 menjadi H2O dan O2. Adanya O2 ditunjukkan oleh adanya gelembung dan nyala api yang terang. Enzim katalase bekerja maksimum pada pH netral dan suhu optimum 40°C ditandai dengan banyaknya gelembung dan besarnya nyala api. Pada pH asam atau basa, kerja enzim katalase menurun, atau bahkan tidak dapat bekerja. 13. Jawaban: c 1) Enzim katalase = hidrogen peroksida → H2O + O2 2) Enzim lipase = lemak → asam lemak dan gliserol 3) Enzim amilase = amilum → glukosa 4) Enzim peptidase = polipeptida → asam amino 5) Enzim pepsin = protein → pepton

melalui proses sintesis protein. Proses tersebut berlangsung di dalam ribosom. 2.

Ion-ion Ag+, Hg2+, dan Pb2+ merupakan inhibitor nonkompetitif. Inhibitor nonkompetitif akan terikat pada sisi alosterik enzim sehingga mengubah sisi aktif enzim. Hal ini mengakibatkan substrat tidak dapat berikatan pada sisi aktif enzim. Inhibitor ini tidak dapat dihilangkan meskipun dengan penambahan substrat.

3.

Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh perubahan pH. Setiap enzim mempunyai pH yang spesifik. Perubahan pH mengakibatkan sisi aktif enzim berubah. Hal ini dapat menghalangi terikatnya substrat pada sisi aktif enzim. Selain itu, perubahan pH juga dapat mengakibatkan terjadinya proses denaturasi pada enzim sehingga aktivitas enzim menurun.

4.

Macam-macam enzim berdasarkan sifat kerjanya sebagai berikut. a. Oksidoreduktase dikenal sebagai dehidrogenase/oksidase, yaitu kelompok enzim yang mengkatalisis oksidoreduksi antara 2 substrat S dan S′. b. Transferase, yaitu kelompok enzim yang mengkatalisis pemindahan suatu gugus antara sepasang substrat S dan S′, contoh asetil-KoA + kolin → KoA + asetilkolin. c. Hidrolase, yaitu enzim yang mengkatalisis hidrolisis ikatan-ikatan ester, eter, peptida, glikosil, anhidrida asam, C-C, C-halida, atau P-N, misal asilkolin + H2O → kolin + asam. d. Liase, yaitu enzim yang mengkatalisis pembuangan gugus dari substrat dengan mekanisme selain hidrolisis dan meninggalkan ikatan rangkap, contoh aldehida-liase. e. Isomerase, yaitu semua enzim yang mengkatalisis interkonversi isomer-isomer optik, geometrik, atau posisi, contoh enzim yang mengkatalisis interkonversi aldosa dan ketosa. f. Ligase, yaitu enzim yang mengkatalisis penggabungan 2 senyawa diikuti oleh pemecahan ikatan pirofosfat pada ATP atau senyawa yang sejenis, contoh enzim yang mengkatalisis pembentukan ikatan G-S. Misal suksinat: KoA ligase (GDP) [suksinat tiokinase].

5.

Saat ekstrak hati ditambah dengan HCl dan NaOH, gelembung gas yang dihasilkan sedikit dan nyala bara api redup. Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase tidak bekerja dengan baik. Penambahan HCl akan mengakibatkan kondisi asam dan penambahan NaOH mengakibatkan kondisi basa. Enzim katalase bekerja optimal pada kondisi netral. Dalam kondisi asam atau basa, kerja enzim katalase akan terhambat.

14. Jawaban: b Perbedaan inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif sebagai berikut. No.

Inhibitor Kompetitif

Inhibitor Nonkompetitif

1.

Berikatan dengan sisi aktif enzim. Tidak mengubah sisi aktif enzim. Struktur mirip dengan substrat. Dapat dihilangkan dengan menambah substrat.

Berikatan dengan sisi alosterik enzim. Mengubah sisi aktif enzim. Struktur berbeda dengan substrat. Tidak dapat dihilangkan dengan menambah substrat.

2. 3. 4.

15. Jawaban: c Grafik tersebut menunjukkan pengaruh pH terhadap kerja enzim. Berdasarkan grafik di atas, enzim bekerja optimum pada pH netral. Pada pH asam dan basa, aktivitas enzim menurun. B. Uraian 1.

Enzim merupakan biokatalisator pada proses metabolisme makhluk hidup. Adapun sifat-sifat enzim antara lain, enzim merupakan protein, bekerja untuk mempercepat reaksi kimia tanpa ikut bereaksi, dipengaruhi oleh suhu dan pH, bekerja spesifik, bekerja bolak-balik (reversible), dan diperlukan dalam jumlah sedikit. Enzim tersusun dari protein. Enzim dibentuk dalam tubuh

Biologi Kelas XII

17

A. Pilihan Ganda 1.

Jawaban: b Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa sederhana yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Contohnya proses pemecahan karbohidrat menjadi CO2 dan H2O. Reaksi ini menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Sementara itu, anabolisme adalah proses penyusunan senyawa kompleks dari senyawa-senyawa sederhana. Reaksi ini membutuhkan energi. Contohnya penyusunan asam amino menjadi protein.

2.

Jawaban: b Bagian yang ditunjuk oleh huruf X adalah tahapan glikolisis yang terjadi di sitosol. Bagian yang ditunjuk oleh huruf Y adalah tahap transpor elektron yang terjadi di dalam mitokondria.

3.

Jawaban: c Hasil dari tiap tahap respirasi aerob sebagai berikut. 1) Glikolisis = 2 asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP 2) Dekarboksilasi oksidatif = 2 Asetil Co-A2 dan 2 CO2 3) Siklus Krebs = 4CO2, 2 TP, 6 NADH, dan 2 FADH2 4) Sistem transpor elektron, H2O dan ATP

4.

5.

Jawaban: e Bagan tersebut merupakan proses fermentasi asam laktat. Fermentasi asam laktat pada organisme tingkat tinggi terjadi jika tidak tersedia oksigen yang cukup. Glukosa akan diubah menjadi asam piruvat melalui proses glikolisis. Asam piruvat hasil glikolisis akan diubah menjadi fosfoenol piruvat. Hasilnya berupa asam laktat dan ATP. Jika tersedia cukup oksigen, akan terjadi respirasi aerob. Pada respirasi aerob asam piruvat diubah menjadi asetil Co-A selanjutnya memasuki tahap siklus Krebs dan transpor elektron. Adapun alkohol adalah hasil fermentasi alkohol. Fermentasi alkohol terjadi pada organisme tingkat rendah, misal khamir. Hasil fermentasi alkohol yaitu alkohol, CO2, dan ATP. Jawaban: d Pada proses fermentasi alkohol, glukosa (C6H12O6) dirombak menjadi asam piruvat melalui proses glikolisis (huruf X) dengan melepaskan 2 ATP dan 2 NADH. Asam piruvat mengalami

18

Metabolisme Sel

dekarboksilasi (melepas CO 2 ) membentuk asetaldehid. Selanjutnya, NADH hasil glikolisis mereduksi asetaldehid menjadi etanol (huruf Y). 6. Jawaban: e Keterangan pada gambar sebagai berikut. X = matriks mitokondria, tempat terjadinya dekarboksilasi oksidatif dan siklus Krebs. Y = krista, tempat terjadinya sistem transpor elektron. 7. Jawaban: a Jalur metabolisme yang sama-sama dimiliki oleh respirasi aerob dan anaerob adalah glikolisis. Respirasi aerob dan anerob sama-sama mengubah satu molekul glukosa menjadi 2 molekul asam piruvat melalui jalur glikolisis. Perbedaan tahap metabolismenya dapat dilihat pada skema proses respirasi aerob dan anaerob berikut. 1) Skema respirasi aerob: Glukosa → 2 asam → 2 asetil Co-A → glikolisis siklus Krebs piruvat dekarboksilasi oskidatif

4CO2 36ATP 2ATP → H2 O 6NADH Sistem 2FADH2 transpor elektron

2)

Skema respirasi anaerob: 2NAD 2NAD+

Glukosa → 2 asam glikolisis piruvat

→ 2 fosfoenol → 2asam laktat piruvat 2NAD 2NAD+

→ 2 asetal- → 2 etanol dehid

8. Jawaban: e Percobaan tersebut menunjukkan terjadinya proses fermentasi alkohol oleh ragi Saccharomyces. Hasil dari fermentasi tersebut yaitu alkohol, CO2, dan ATP. 9. Jawaban: e Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul glukosa menjadi asam piruvat dengan menghasilkan NADH dan ATP. Secara singkat, persamaan reaksinya sebagai berikut. Glukosa + 2 ADP + 2P + 2NAD → 2 asam piruvat + 2 ATP + 2 NADH 10. Jawaban: a Reaksi fermentasi asam laktat sebagai berikut. 2 ADP

2 ATP

2 NADH 2NAD+

Glukosa → 2 asam → 2 fosfoenol → 2 asam laktat piruvat piruvat 2NAD+

2 NADH

Satu molekul glukosa akan melewati tahap glikolisis dan dihasilkan 2 ATP, 2 NADH, dan 2 asam piruvat. Selanjutnya, asam piruvat membentuk fosfoenol piruvat. Dengan penambahan ion H+ dari NADH, fosfoenol piruvat membentuk asam laktat. Jadi, 2 molekul ATP yang dibebaskan dalam fermentasi asam laktat diperoleh dari tahap glikolisis di sitoplasma. 11. Jawaban: e Fermentasi adalah proses penguraian glukosa menjadi senyawa lain tanpa bantuan oksigen. Proses fermentasi dalam makhluk hidup dibedakan menjadi 2, yakni fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol. Dalam fermentasi asam laktat glukosa diubah menjadi asam piruvat, selanjutnya asam piruvat diubah menjadi fosfoenol piruvat (huruf X) dan akhirnya menjadi asam laktat. Pada fermentasi alkohol asam piruvat akan diubah menjadi asetaldehid (huruf Y). Selanjutnya, asetaldehid diubah menjadi alkohol.

B. Uraian 1.

glikolisis

Glukosa → 2 asam piruvat 2NADH

2ATP

2CO2

2NADH

2.

Reaksi deaminasi atau transaminasi adalah proses penguraian asam amino menjadi gugus amin (NH3) dan asam keto. Amonia bersifat racun bagi tubuh sehingga dikeluarkan dalam bentuk urea dalam urine. Adapun asam keto yang dihasilkan akan memasuki tahap siklus Krebs. Reaksi deaminasi sebagai berikut. Asam amino + NAD+ → asam keto + NH3

3.

Pada organisme eukariotik, oksidasi NADH dan FADH2 terjadi di dalam membran mitokondria. Namun, NADH hasil glikolisis dibentuk dalam sitosol. Akibatnya, NADH tersebut harus dimasukkan ke dalam mitokondria. Pemindahan 2 NADH hasil glikolisis tersebut memerlukan 2 ATP. Dengan demikian, jumlah total ATP yang dihasilkan sebanyak 36 ATP. Adapun pada organisme prokariotik tidak memiliki mitokondria sehingga tidak terjadi penggunaan ATP untuk pemindahan NADH ke dalam mitokondria. Jumlah total ATP yang dihasilkan sebanyak 38 ATP.

4.

Lemak merupakan energi cadangan terbesar bagi tubuh. Proses katabolisme lemak diawali dengan pemecahan lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak selanjutnya diubah menjadi asetil Co-A. Asetil Co-A selanjutnya masuk ke siklus Krebs. Adapun gliserol akan diubah menjadi PGAL (fosfogliseraldehid). PGAL selanjutnya memasuki tahap glikolisis. Energi berupa ATP akan dibebaskan melalui proses fosforilasi oksidatif dalam sistem transpor elektron. Proses fermentasi alkohol pada tapai yang dilakukan oleh khamir atau yeast sebagai berikut.

2NAD+

Glukosa → 2 asam piruvat → 2 asetaldehid → 2 etanol

13. Jawaban: b Gambar tersebut merupakan skema fermentasi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, hasil glikolisis yang berupa 2 asam piruvat akan difermentasi menjadi 2 asetaldehid (X) dengan melepaskan 2 molekul CO2 dan menghasilkan 2 etanol (Y). Proses ini menghasilkan 2 ATP. 14. Jawaban: b Jumlah molekul ATP yang dihasilkan untuk setiap 1 molekul FADH2 = 2 ATP, sedangkan jumlah molekul ATP yang dihasilkan untuk setiap 1 molekul NADH = 3 ATP. 15. Jawaban: e Karbohidrat dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana yaitu glukosa, melalui glikolisis diubah menjadi asam piruvat. Molekul protein dipecah menjadi asam amino kemudian diubah menjadi asam piruvat melalui deaminasi. Asam piruvat diubah menjadi asetil Co-A untuk masuk ke siklus Krebs. Sementara itu, lemak dipecah menjadi asam lemak dan langsung diubah menjadi asetil Co-A melalui oksidasi Beta.

2NAD+

2 fosfoenol piruvat → 2 asam laktat

12. Jawaban: d Ubi kayu mengandung pati yang merupakan polisakarida dari glukosa. Dalam proses fermentasi alkohol dari ubi kayu, mikrobia mempunyai kemampuan untuk mengubah pati menjadi gula (glukosa). Selanjutnya, glukosa ini masuk ke jalur fermentasi alkohol menghasilkan alkohol. Reaksinya sebagai berikut. glikolisis

Jika tidak tersedia oksigen dalam tubuh Animalia akan terjadi proses fermentasi asam laktat. Proses fermentasi dimulai dengan mengubah glukosa menjadi asam piruvat selanjutnya menjadi asam laktat. Reaksi yang terjadi sebagai berikut.

5.

glikolisis

2ATP

2CO2

2NADH

2NAD+

Glukosa → 2 asam piruvat → 2 asetaldehid → 2 etanol

Hasil akhir dari proses tersebut berupa etanol, CO2 dan ATP.

Biologi Kelas XII

19

A. Pilihan Ganda 1.

Jawaban: e Reaksi terang terjadi di dalam membran tilakoid (nomor 4). Reaksi gelap terjadi di dalam stroma (nomor 5). Sementara itu, nomor 1) adalah membran luar, nomor 2) adalah membran dalam, nomor 3) adalah grana. Grana merupakan tumpukan tilakoid.

2.

Jawaban: b Reaksi terang berlangsung di membran tilakoid. Peristiwa yang terjadi pada reaksi terang yaitu penguraian H2O menjadi H+ dan O2 melalui reaksi fotolisis dan pembentukan ATP dan NADPH. Adapun terbentuknya RuBP dan fiksasi CO2 olehRuBP terjadi pada reaksi gelap. Reaksi gelap berlangsung di stroma.

3.

Jawaban: a Reaksi fotolisis yaitu pemecahan molekul air yang membebaskan oksigen dan ion hidrogen. Ion hidrogen yang dibebaskan selanjutnya akan diikat oleh NADP+ dan membentuk NADPH2. Reaksi yang terjadi adalah NADP+ + 2H+ → NADPH2. 1) ADP (adenosin difosfat) merupakan molekul yang terbentuk dari ATP yang membebaskan satu P. 2) RuBP (ribulosa bifosfat): pengikat CO2 dalam reaksi gelap pada tanaman C3. 3) PEP (fosfoenol piruvat): enzim pengikat CO2 pada tanaman C4.

4.

5.

Jawaban: d Proses yang terjadi pada siklus Calvin sebagai berikut. 1) Fiksasi CO2 oleh RuBP membentuk PGA. 2) Reduksi PGA menjadi DPGA kemudian menjadi PGAL. 3) Pembentukan kembali RuBP dari PGAL. Adapun penangkapan elektron oleh NADP+ terjadi pada reaksi terang. Reaksi terang menghasilkan ATP dan NADPH 2 . Selanjutnya, ATP dan NADPH2 tersebut digunakan dalam reaksi gelap. Jawaban: b Dalam reaksi gelap (siklus Calvin) terjadi fiksasi CO2 oleh RuBP. Dengan bantuan enzim rubisco membentuk PGA (fosfogliserat). PGA selanjutnya mengalami reduksi sehingga dihasilkan PGAL dan glukosa. Pada tahap regenerasi terjadi pembentukan kembali RuBP dari PGAL.

20

Metabolisme Sel

6. Jawaban: a Produk dari reaksi terang adalah ATP, oksigen (O2), dan NADPH2. ATP dan NADPH2 selanjutnya digunakan untuk pembentukan glukosa pada reaksi gelap. Adapun oksigen dikeluarkan melalui stomata. CO2 merupakan zat yang dibutuhkan dalam siklus Calvin (reaksi gelap) yang menghasilkan glukosa. 7. Jawaban: c Siklus Calvin merupakan proses fotosintesis yang berlangsung di dalam stroma tanpa memerlukan cahaya. Urutan tahap siklus Calvin sebagai berikut. 1) Fiksasi CO2 oleh RuBP. 2) Pembentukan PGA. 3) Reduksi PGA. 4) Pembentukan PGAL. 5) Pembentukan RuBP. 8. Jawaban: b Peristiwa yang terjadi pada proses reduksi yaitu senyawa PGA menerima gugus fosfat dari ATP dan ion H+ dari NADPH2 untuk membentuk PGAL. Adapun pengikatan CO2 dari udara oleh senyawa karbon beratom C5 (RuBP) merupakan peristiwa yang terjadi pada proses fiksasi. Terbentuknya RuBP untuk melanjutkan proses pembentukan glukosa adalah peristiwa yang terjadi pada proses regenerasi. Sementara, pemakaian H dari FADH2 untuk mereduksi senyawa fosfogliseraldehid dalam pembentukan glukosa dan pelepasan CO2 dari senyawa karbon beratom C5 (RuBP) bukan termasuk dalam reaksi gelap. 9. Jawaban: c Senyawa antara yang dihasilkan dari setiap 3 molekul CO 2 yang masuk ke dalam siklus Calvin-Benson adalah asam 3-fosfogliserat, 1,3 difosfogliserat atau gliseraldehid 3-fosfat, dan RuBP. Adapun asam oksaloasetat dihasilkan pada fiksasi karbon oleh tanaman C4 dan CAM sebelum masuk ke siklus Calvin. 10. Jawaban: b Bakteri nitrat : Bakteri belerang: Bakteri metan : Bakteri besi :

Nitrosomonas dan Nitrobacter Beggiatoa dan Cladotrix Methanomonas Ferrobacillus

11. Jawaban: d Pada proses fotosintesis tumbuhan, saat transfer elektron nonsiklik, elektron yang keluar dari klorofil akan memfiksasi energi surya, untuk selanjutnya diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH2 yang berlangsung di membran tilakoid. 12. Jawaban: e Pembentukan glukosa terjadi pada tahap regenerasi siklus Calvin. Pada tahap ini molekul PGAL disusun ulang menjadi molekul RuBP dan glukosa. Reaksinya: 12 PGAL → 10 PGAL → RuBP → 2 PGAL → Glukosa Adapun PGA adalah senyawa yang terbentuk dari fiksasi CO2 oleh RuBP pada tahap fiksasi karbon.

2.

3.

13. Jawaban: b Senyawa yang diperlukan dalam reaksi gelap (siklus Calvin) yang tidak berasal dari reaksi terang adalah CO2. CO2 diambil dari udara melalui stomata. Adapun NADPH2 dan ATP berasal dari reaksi terang. Reaksi terang menghasilkan O2, NADPH2, dan ATP. 14. Jawaban: d Nitrifikasi adalah proses oksidasi amoniak menjadi nitrat melalui tahapan proses nitrifikasi dan nitratasi dengan bantuan mikrobia. Proses yang terjadi sebagai berikut.

→ 2HNO2 + energi 2NH3 + 3O2 

(nitrit)

Klorofil a paling banyak ditemukan di fotosistem II karena berperan langsung dalam proses reaksi terang. Klorofil a menyerap cahaya biru-violet dan merah dengan absorpsi maksimum panjang gelombangnya 674 nm. Adapun klorofil b paling banyak ditemukan di fotosistem I karena tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang. Klorofil b menyerap cahaya biru dan oranye serta memantulkan cahaya kuning-hijau. Klorofil b memiliki absorpsi maksimum pada panjang gelombang 455–60 nm.

Sumber energi

Cahaya

Zat kimia

Pelaku

Organisme

Organisme tidak berklorofil

3.

Bahan dasar

CO2 dan H2O

C, H, O, N, S, P (glukosa, nitrat, sulfat, fosfat)

4.

Hasil

Karbohidrat

Karbohidrat dan senyawa lain

1. 2.

a.

Contoh bakteri nitrit adalah Nitrosococcus dan Nitrosomonas, sedangkan bakteri nitrat adalah Nitrobacter dan Bactoderma. Reaksi kemosintesis pada bakteri nitrifikasi sebagai berikut!

1)

2NH3 + 3O2  → 2HNO2 + 2H2O + energi

2)

2HNO2 + O2  → 2HNO3 + energi

b.

Kegunaan bakteri nitrifikasi adalah menambat nitrogen bebas dari udara sehingga dapat diserap oleh akar tanaman dan menyuburkan tanah. Bakteri ini umumnya bersimbiosis dengan akar tanaman Leguminoseae (polong-polongan) membentuk bintil akar.

Perbedaan siklus Calvin pada tanaman tipe C4 dan CAM sebagai berikut. Pada tumbuhan C4 fiksasi karbon dilakukan di selsel mesofil dan membentuk asam malat. Sementara itu, pembentukan pati dilakukan di dalam seludang berkas pembuluh. Contoh tanaman C4 adalah jagung, tebu, dan sorghum. Tumbuhan CAM, fiksasi karbon dilakukan pada malam hari membentuk asam malat, sedangkan pembentukan pati dilakukan pada siang hari. Contoh tanaman CAM adalah kaktus.

5.

Reaksi terang adalah reaksi yang membutuhkan cahaya. Reaksi ini terjadi pada membran tilakoid. Dalam reaksi terang energi cahaya digunakan untuk memecah H 2O melalui proses fotolisis menjadi H+ dan O2. Reaksi terang menghasilkan NADPH2, ATP, dan O 2. Adapun reaksi gelap terjadi pada stroma dan berlangsung tanpa memerlukan cahaya. Proses ini memerlukan NADPH2, ATP, serta CO2. NADPH2 dan ATP diperoleh dari reaksi terang, sedangkan CO2 diperoleh dari udara. Reaksi gelap dimulai dari pengikatan CO2 oleh ribulosa bifosfat (RuBP). Pada akhir siklus dibentuk fosfogliseraldehid (PGAL) yang kemudian diubah menjadi glukosa.

15. Jawaban: b Fotosistem tersusun dari beberapa pigmen/klorofil yang berfungsi menangkap energi cahaya. Fotosintesis merupakan reaksi penyusunan glukosa. Adapun fotolisis air terjadi pada reaksi terang dengan bantuan energi cahaya. Sementara itu, fiksasi CO2 terjadi pada siklus Calvin.

1.

Kemosintesis

Pembeda

4.

(nitrat)

B. Uraian

Fotosintesis

No.

Biologi Kelas XII

21

A. Pilihan Ganda 1.

Jawaban: b Setiap enzim memiliki suhu optimum yang spesifik, misal enzim pada manusia bekerja optimal pada suhu 37°C. Enzim bersifat nonaktif pada suhu 0°C, artinya pada suhu 0°C enzim tidak bekerja, tetapi enzim tidak mengalami kerusakan. Pada suhu yang melebihi batas optimum, enzim mengalami denaturasi atau kerusakan.

2.

Jawaban: d Inhibitor nonkompetitif adalah molekul penghambat enzim yang bekerja dengan cara melekatkan diri pada luar sisi aktif sehingga bentuk sisi aktif enzim berubah dan tidak dapat berfungsi. Akibatnya, substrat tidak dapat berikatan dengan sisi aktif enzim. Inhibitor nonkompetitif tidak dapat dihilangkan meskipun dengan menambahkan substrat.

3.

Jawaban: b Menurut teori yang diutarakan oleh Fischer (Lock and Key Theory atau teori Gembok dan Kunci), substrat dapat bereaksi dengan enzim jika sesuai dengan sisi aktif enzim. Ikatan antara substrat dengan enzim membentuk ikatan yang lemah. Substrat 1 dan 4 mempunyai struktur yang sesuai dengan sisi aktif enzim sehingga keduanya dapat berikatan. Adapun substrat 2, 3, dan 5 mempunyai struktur yang tidak sesuai dengan sisi aktif enzim. Akibatnya, substrat tersebut tidak dapat berikatan dengan enzim.

4.

5.

Jawaban: c Saat ekstrak hati ditambah dengan larutan NaOH dan HCl gelembung gas yang dihasilkan sedikit. Keadaan tersebut menunjukkan bahwa enzim tidak bekerja dengan baik. Penambahan NaOH menyebabkan kondisi basa dan penambahan HCl menyebabkan kondisi asam. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa enzim katalase bekerja lebih efektif pada suasana netral. Dalam suasana basa atau asam, kerja enzim katalase akan terhambat. Jawaban: d Enzim katalase berperan menguraikan hidrogen peroksida menjadi H2O dan O2. Enzim amilase berperan menguraikan amilum menjadi glukosa. Enzim protease berperan menguraikan protein menjadi asam amino. Enzim lipase berperan menguraikan lemak menjadi asam lemak. Enzim peptidase berperan menguraikan peptida menjadi pepton. 22

Metabolisme Sel

6. Jawaban: e Berdasarkan grafik hubungan antara aktivitas enzim katalase dengan suhu menunjukkan bahwa pada suhu 40°C enzim katalase bekerja secara optimum. Apabila suhu melebihi suhu optimum yaitu 40°C, enzim katalase akan mengalami denaturasi (kerusakan) sehingga enzim tidak dapat berfungsi sebagai katalis lagi. Adapun pada suhu 0°C enzim bersifat nonaktif. 7. Jawaban: d Respirasi aerob pada organisme eukariotik terjadi melalui empat tahap yaitu glikolisis → dekarboksilasi oksidatif → siklus Krebs → sistem transpor elektron. Hasil glikolisis berupa asam piruvat memasuki tahap dekarboksilasi oksidatif dalam mitokondria. Hasilnya diubah menjadi asetil Co-A yang selanjutnya memasuki siklus Krebs. NADH dan FADH2 yang dihasilkan dari siklus Krebs akan mengalami proses fosforilasi oksidatif dalam sistem transpor elektron. Transpor elektron merupakan tahap terakhir dari respirasi aerob. 8. Jawaban: d Katabolisme merupakan reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana untuk menghasilkan energi. Salah satu proses katabolisme adalah respirasi yang melalui beberapa tahap yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan transpor elektron. Reaksi yang membutuhkan energi cahaya, melalui tahap reaksi terang, dan melalui tahap reaksi gelap atau siklus Calvin adalah peristiwa fotosintesis atau anabolisme. 9. Jawaban: a Fermentasi asam laktat menggunakan bahan baku berupa asam piruvat dari hasil glikolisis. Proses ini menghasilkan asam laktat dan ATP. Persamaan reaksinya: 10. Jawaban: d Tahapan yang menghasilkan ATP adalah tahap IV. Pada tahap ini, suksinil Co-A melepaskan coenzim A dan digantikan oleh fosfat yang berasal dari GTP. Selanjutnya fosfat tersebut akan terikat pada ADP. ADP yang sudah berikatan dengan fosfat tersebut akan membentuk ATP. Sementara itu, suksinil Ko-A yang telah melepaskan coenzim A berubah menjadi asam suksinat. Adapun tahap I merupakan tahap dekarboksilasi oksidatif yang menghasilkan asetil Ko-A, NADH, dan CO2. Asetil Co-A selanjutnya masuk ke siklus Krebs yang meliputi tahap II, III, IV, dan V. Tahap II merupakan tahap

pembentukan asam sitrat dengan mentransfer 2 atom C ke oksaloasetat yang berasal dari asetil Ko-A. Tahap III merupakan tahap pembentukan asam α-ketoglutarat yang menghasilkan NADH dan CO2. Tahap V merupakan tahap pembentukan asam malat dari asam fumarat menggunakan H2O. 11. Jawaban: a Reaksi fermentasi alkohol sebagai berikut. 2 ATP

CO2

2NADH

2NAD+

Glukosa → 2 asam → 2 asetaldehid → 2 etanol piruvat + 2 NAD

2NADH

Dua molekul ATP dihasilkan pada saat pemecahan glukosa menjadi asam piruvat. Proses ini disebut glikolisis.

direduksi membentuk PGAL. Pada bagian nomor 2 terjadi proses sintesis, yaitu pembentukan glukosa dari PGAL. 16. Jawaban: c Fotosistem II mengambil elektron hasil fotolisis. Dari fotosistem II, elektron diteruskan ke fotosistem I. Dalam proses tersebut terbentuk ATP. Pada saat yang bersamaan, fotosistem I akan melepas elektron. Elektron tersebut diteruskan ke sistem transpor elektron hingga akhirnya diikat NADP+ untuk membentuk NADPH. Untuk kejelasan lebih lanjut perhatikan jalur elektron siklik dan nonsiklik berikut.

12. Jawaban: a Oksigen yang dihasilkan pada peristiwa fotosintesis terbentuk dalam proses fotolisis. Reaksinya sebagai berikut. H2O → H+ + O2 Oksigen dikeluarkan tumbuhan melalui stomata. Sementara itu, pada reaksi gelap berlangsung fiksasi CO2 yang berlangsung pada proses siklus Calvin. 13. Jawaban: e Perbedaan fotosintesis dan respirasi sebagai berikut. No.

Fotosintesis

Respirasi

a. b.

Membutuhkan ATP. Menghasilkan oksigen.

c. d.

Tergantung cahaya. Terjadi di klorofil.

e.

Akseptor NADP+

Menghasilkan ATP. Dapat terjadi tanpa oksigen, disebut fermentasi. Tidak tergantung cahaya. Terjadi di mitokondria dan sitoplasma. Akseptor elektron: NAD+ dan FAD+

elektron:

14. Jawaban: e Pada fotofosforilasi siklik, elektron dilepaskan oleh fotosistem I (P700) lalu ditangkap akseptor elektron dan melewatkannya dalam sistem transpor elektron dan kembali ke fotosistem I (P700). Ketika elektron melalui beberapa akseptor elektron, energi yang dilepaskan digunakan untuk membentuk ADP menjadi ATP. Adapun terjadi fotolisis air, terbentuk ATP dan NADPH2, serta menghasilkan oksigen merupakan peristiwa yang terjadi pada fotofosforilasi nonsiklik dan tidak dihasilkan NADPH2 dan O2. 15. Jawaban: d Pada bagian nomor 1 terjadi proses fiksasi, yaitu penambatan CO2 oleh RuBP menjadi PGA. Proses ini dikatalis oleh enzim rubisco. Selanjutnya, PGA

17. Jawaban: a Reaksi gelap atau siklus Calvin terjadi di dalam stroma, berlangsung dalam tiga tahap. Reaksi gelap terjadi jika terdapat ATP dan NADPH. Pada reaksi gelap CO2 difiksasi oleh RuBP, kemudian dipecah menjadi PGA (fosfogliserat). PGA menerima gugus fosfat dari ATP membentuk PAGP yang akan menerima elektron dan H+ dari NADPH membentuk PGAL. Setiap 10 PGAL akan membentuk RuBP dan 2PGAL mengalami kondensasi menjadi glukosa. Sementara itu, terjadi aliran elektron pada fotosistem, pemecahan molekul air, dan penangkapan energi cahaya oleh klorofil terjadi pada reaksi terang. 18. Jawaban: c Reaksi terang terjadi di membran tilakoid. Pada reaksi terang terjadi penyerapan energi cahaya oleh klorofil dan diteruskan ke fotosistem. Reaksi ini dimulai ketika fotosistem II menyerap energi cahaya untuk memecah molekul air (fotolisis air) dengan reaksi sebagai berikut.

H2O → 2H+ + 2e– + O2 Fotosistem II (P680) akan mengambil elektron hasil fotolisis. Dari fotosistem II, elektron diteruskan ke fotosistem I (P700) melalui sistem transpor elektron. Proses tersebut akan

Biologi Kelas XII

23

membentuk ATP. Pada saat yang bersamaan, fotosistem I akan melepaskan elektron. Elektron tersebut diteruskan ke sistem transpor elektron hingga akhirnya diikat oleh NADP + untuk membentuk NADPH2. Jadi, pada reaksi terang ini dihasilkan ATP dan NADPH 2 yang akan digunakan dalam reaksi gelap. 19. Jawaban: e Respirasi anaerob oleh ragi Saccharomyches cerevisiae disebut juga fermentasi alkohol. Satu molekul glukosa pada fermentasi alkohol menghasilkan 2 molekul etanol dan 2 molekul ATP. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. glikolisis

Glukosa → 2 asam piruvat 2NAD+ 2NADH 2CO2 2 asetaldehid → 2 etanol

Fermentasi asam laktat menghasilkan 2 asam laktat dan 2 ATP. 20. Jawaban: e Glikolisis adalah proses penguraian glukosa menjadi 2 asam piruvat dan 2 NADH. Asetil Co-A merupakan hasil konversi asam piruvat dengan koenzim A pada tahap dekarboksilasi oksidatif. Asetil Co-A akan masuk ke siklus Krebs dan menghasilkan 2ATP, 4CO2, 6NADH2, dan 2FADH2. 21. Jawaban: d Makanan yang kita makan merupakan sumber energi kimia. Energi diserap oleh sistem pencernaan dalam bentuk glukosa. Glukosa diedarkan ke seluruh tubuh yang memerlukan. Selanjutnya, glukosa diubah menjadi energi yang siap digunakan yaitu ATP. ATP merupakan sumber energi bagi reaksi metabolisme tubuh. 22. Jawaban: e Fermentasi alkohol merupakan pembentukan etanol dari asam piruvat melalui dua langkah reaksi. Langkah pertama adalah pembebasan CO2 dari asam piruvat kemudian diubah menjadi asetaldehid. Langkah kedua adalah reaksi reduksi asetaldehid oleh NADH untuk membentuk etanol. 23. Jawaban: e Kandungan zat dalam makanan dapat diuji dengan beberapa reagen berikut. Zat Makanan Glukosa Protein Karbohidrat/ amilum

24

Reagen Benedict (Fehling A + B) Biuret Lugol

Metabolisme Sel

Hasil Reaksi Merah bata/ kuning Ungu Biru-tua/biru kehitaman

Berdasarkan hasil percobaan tersebut, dapat diperoleh kesimpulan berikut. 1) A → mengandung karbohidrat/amilum. 2) B → mengandung karbohidrat/amilum dan protein. 3) C → mengandung karbohidrat/amilum dan glukosa. 4) D → mengandung glukosa. Karbohidrat dapat dibedakan menjadi dua macam: 1) Karbohidrat yang mengandung banyak gula/ glukosa, contoh gula (gula pasir, gula jawa, dan gula batu). Jenis-jenis makanan tersebut berbahaya bagi penderita diabetes karena dapat meningkatkan kadar gula darah secara tiba-tiba jika dikonsumsi terlalu banyak. Gula ini akan masuk ke dalam aliran darah dengan cepat. 2) Karbohidrat yang mengandung banyak zat tepung/amilum, contoh pada roti dan kentang. Kandungan gula pada makanan tersebut lebih rendah sehingga aman dikonsumsi oleh penderita diabetes. Penderita diabetes dianjurkan mengonsumsi karbohidrat jenis ini daripada karbohidrat yang mengandung banyak gula. 24. Jawaban: e Reaksi terang terjadi pada membran tilakoid. Pada reaksi terang terjadi penangkapan energi cahaya oleh klorofil yang digunakan untuk memecah air melalui fotolisis. Reaksi ini menghasilkan ATP dan NADPH2. Kedua senyawa tersebut nantinya akan digunakan untuk pembentukan glukosa pada reaksi gelap. Pada reaksi gelap terjadi fiksasi karbon yang dilakukan oleh RuBP dan menghasilkan fosfogliserat (PGA). PGA selanjutnya direduksi menjadi fosfogliseraldehid (PGAL) dan akhirnya membentuk glukosa. 25. Jawaban: a Fotosintesis adalah proses penyusunan bahan anorganik yaitu CO2 dan H2O menjadi bahan organik yaitu karbohidrat dengan menggunakan energi cahaya yang menghasilkan produk sampingan berupa oksigen (O2). Fotosintesis terjadi dalam kloroplas. Fotosintesis membutuhkan energi sehingga disebut reaksi endergonik. Reaksi dalam fotosintesis menggunakan NADP+ sebagai akseptor elektron. 26. Jawaban: c Pada fiksasi karbon terjadi penambatan CO2 oleh RuBP (ribulosa 1,5 difosfat) yang terdiri atas 5 atom karbon menjadi fosfogliserat (PGA). Reaksi ini dikatalisis oleh enzim ribulosa bifosfat karboksilase

(Rubisco). Reaksi yang terjadi sebagai berikut. Rubisco

CO2 + RuBP → PGA 27. Jawaban: a Asam laktat merupakan senyawa yang dihasilkan oleh tubuh saat tubuh terlalu bekerja keras sementara oksigen yang tersedia sedikit jumlahnya. Asam laktat dihasilkan melalui respirasi anaerob. Apabila respirasi anaerob berlangsung dalam waktu lama, asam laktat yang dihasilkan semakin banyak. Penimbunan asam laktat dalam sel otot menyebabkan elastisitas otot berkurang. Akibatnya, akan muncul gejala kram dan kelelahan. 28. Jawaban: d Pada katabolisme lemak, lemak dipecah menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak selanjutnya diubah menjadi asetil Co-A masuk ke jalur siklus Krebs. Gliserol diubah menjadi fosfogliseraldehid dan masuk ke jalur glikolisis. 29. Jawaban: c Katabolisme protein dimulai dengan pemecahan protein menjadi asam amino yang selanjutnya mengalami proses deaminasi/transaminasi. Zat hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah asam alfa ketoglutarat, suksinil Co-A, asam fumarat, asam oksaloasetat, dan asam sitrat. Adapun asam aspartat merupakan produk dari daur urea. Asam aspartat terlibat dalam glukoneogenesis. 30. Jawaban: d Pada tahap pertama siklus Calvin, CO2 berikatan dengan ribulosa bifosfat (RuBP) membentuk dua molekul 3-fosfogliserat (PGA) dengan bantuan enzim RuBP karboksilase (Rubisco). Selanjutnya, PGA direduksi menjadi PGAL. PGAL mengalami reduksi menjadi glukosa. Pada tahap regenerasi PGAL akan dibentuk kembali menjadi RuBP. RuBP akan dimanfaatkan lagi untuk memfiksasi CO2. B. Uraian 1.

Setiap enzim mempunyai pH optimum yang spesifik. Perubahan pH mengakibatkan sisi aktif enzim berubah sehingga dapat menghalangi terikatnya substrat pada sisi aktif enzim. Selain itu, perubahan pH juga mengakibatkan proses denaturasi pada enzim. Enzim amilase di mulut hanya dapat bekerja pada pH netral. Suasana di dalam mulut bersifat netral sehingga enzim ini mampu bekerja dengan baik dalam mengubah karbohidrat menjadi glukosa. Namun, setelah enzim amilase bersama makanan menuju lambung, aktivitasnya menurun karena pH di

lambung bersifat asam. Perubahan pH ini memengaruhi efektivitas sisi aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim-substrat, serta menyebabkan enzim amilase mengalami denaturasi dan tidak mampu bekerja di dalam lambung. 2. Grafik pada soal menunjukkan pengaruh konsentrasi substrat terhadap kecepatan reaksi enzim. Grafik tersebut menggambarkan adanya penambahan substrat akan meningkatkan kecepatan reaksi substrat. Kenaikan konsentrasi substrat harus diimbangi dengan penambahan enzim agar kecepatan reaksi dapat bekerja maksimal. Pada grafik terlihat bahwa saat konsentrasi substrat naik dan tidak terjadi penambahan enzim maka kecepatan reaksi konstan atau tidak mengalami penambahan. 3. Mekanisme kerja enzim dapat dijelaskan melalui teori Gembok dan Kunci (Lock and Key Theory) dan teori Ketepatan Induksi (Induced Fit Theory). a. Lock and key Theory: Teori ini menjelaskan bahwa enzim diumpamakan sebagai gembok karena memiliki sebuah bagian kecil yang dapat berikatan dengan substrat. Bagian ini disebut sisi aktif. Adapun substrat diumpamakan sebagai kunci karena dapat berikatan secara tepat dengan sisi aktif enzim. Hubungan antara enzim dengan substrat membentuk ikatan yang lemah. b. Induced Fit Theory : Teori ini menjelaskan bahwa sisi aktif enzim dapat berubah bentuk sesuai dengan substratnya (fleksibel). 4. Respirasi aerob adalah respirasi yang membutuhkan oksigen. Proses respirasi aerob mengubah energi kimia yang terkandung dalam sari makanan (glukosa) menjadi energi kimia yang tersimpan dalam ATP. Respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak membutuhkan oksigen. Pada respirasi aerob, tahapan yang ditempuh yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan transpor elektron. Hasil akhir respirasi aerob yaitu CO 2, H2O, dan 38 ATP. Pada respirasi anaerob, tahapan yang ditempuh yaitu glikolisis dan pembentukan alkohol atau pembentukan asam laktat. Hasil akhir proses respirasi anaerob yaitu alkohol atau asam laktat, CO2, dan 2 ATP. 5. Kaktus termasuk tipe tumbuhan CAM (Crassulasean Acid Metabolism). Tumbuhan ini berbeda dengan tumbuhan lain. Stomata tumbuhan CAM membuka pada malam hari, tetapi menutup pada siang hari. Mekanisme penambatan CO2 dilakukan pada malam hari jika kondisi udara kurang menguntungkan untuk transpirasi. Karbon

Biologi Kelas XII

25

dioksida masuk ke dalam daun melalui stomata dan diikat oleh PEP karboksilase untuk membentuk asam oksaloasetat dan malat. Malat lalu dipindahkan dari sitoplasma ke vakuola tengah selsel mesofil dan terkumpul dalam jumlah besar. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. CO2 → diketooksaloasetat → malat

a.

Pada siang hari stomata tumbuhan kaktus menutup untuk mengurangi kehilangan air. Malat dan asam organik lain yang terkumpul didekarboksilasi untuk menyediakan sumber karbon. Karbon yang tersedia akan diikat oleh sel melalui daur Calvin. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. Asam piruvat Malat CO2 + RuBP → siklus Calvin → glukosa

b.

6. Siklus Calvin disebut reaksi gelap karena reaksi ini dapat berlangsung dalam kondisi gelap (tidak memerlukan energi cahaya). Namun, reaksi ini tidak selalu terjadi dalam kondisi gelap. Reaksi gelap terjadi pada stroma kloroplas. Enzim-enzim yang digunakan untuk fiksasi CO2 pada reaksi gelap tidak memerlukan cahaya, tetapi membutuhkan ATP dan NADPH2 yang dihasilkan dari reaksi terang. 7. Setiap satu molekul FADH2 akan menghasilkan 2 molekul ATP, sedangkan setiap 1 molekul NADH 2 akan menghasilkan 3 molekul ATP. Jumlah total ATP yang akan dihasilkan pada tahap transpor elektron adalah: 8 NADH2 = 8 × 3 = 24 ATP 2 FADH2 = 2 × 2 = 4 ATP –––––– + Jumlah total 28 ATP 8. Energi cahaya matahari harus diubah menjadi bentuk energi kimia agar dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi bagi makhluk hidup. Proses transformasi energi cahaya matahari dibagi menjadi tiga tahap berikut.

26

Metabolisme Sel

Energi matahari ditangkap oleh klorofil pada tumbuhan hijau. Energi cahaya diubah menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Proses fotosintesis menghasilkan karbohidrat dan molekul kompleks lainnya dari CO2 dan H2O. Hasil fotosintesis disimpan dalam molekul karbohidrat dan bahan makanan lain. Energi kimia dalam bentuk karbohidrat yang masuk ke dalam tubuh makhluk hidup akan diubah menjadi energi ikatan fosfat (ATP) melalui respirasi sel. ATP merupakan sumber energi yang siap digunakan dalam sel. Transformasi energi berlangsung dalam mitokondria.

9. Proses pembentukan bahan organik dari bahan anorganik menggunakan energi kimia disebut dengan kemosintesis. Bakteri yang berperan dalam kemosintesis disebut bakteri kemosintetik. Contoh bakteri kemosintetik adalah bakteri nitrifikasi. Bakteri nitrifikasi adalah bakteri yang mampu menyusun senyawa nitrat dari amonia yang berlangsung secara aerob di dalam tanah. Dalam bidang pertanian, nitrifikasi sangat menguntungkan karena menghasilkan senyawa yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat. Adapun bakteri pengurai/ bakteri saprofit menguraikan tumbuhan atau hewan yang mati serta sisa-sisa organisme. Bakteri tersebut menguraikan protein, karbohidrat, dan senyawa organik lain menjadi senyawa anorganik misal CO2, gas amonia, dan senyawa-senyawa lain yang lebih sederhana. Bakteri ini berperan dalam mineralisasi di alam untuk mengembalikan senyawa organik menjadi senyawa anorganik. 10. Mitokondria disebut sebagai organel penghasil energi karena dalam mitokondria terjadi proses katabolisme. Katabolisme adalah proses pemecahan molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana. Proses tersebut menghasilkan energi. Proses katabolisme yang terjadi dalam mitokondria yaitu dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan sistem transpor elektron.

A. Pilihan Ganda 1.

2.

3.

Jawaban: e Perkembangan merupakan proses perubahan yang menuju tingkat pematangan atau kedewasaan makhluk hidup. Proses ini bersifat kualitatif sehingga tidak dapat diukur. Contoh dari perkembangan yaitu munculnya bunga pada pohon jambu. Sementara itu, bertambahnya diameter batang, panjang akar, jumlah ranting, dan jumlah daun merupakan contoh pertumbuhan. Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran pada makhluk hidup dan bersifat kuantitatif. Oleh karena itu, proses pertumbuhan dapat diukur. Jawaban: d Berdasarkan grafik pada soal, pertumbuhan tumbuhan dibagi menjadi empat. 1) Fase lag (huruf P), ditandai dengan pertumbuhan lambat karena sel-sel yang membelah hanya sedikit. 2) Fase eksponensial (huruf Q), ditandai dengan pertumbuhan mencapai maksimum karena sel-sel aktif membelah dan mengalami elongasi. 3) Fase stasioner (huruf R), ditandai dengan pertumbuhan terhenti sehingga ukuran tumbuhan sudah tidak mengalami perubahan. 4) Fase kematian (huruf S), ditandai dengan tumbuhan mengalami penuaan. Jawaban: b Berikut gejala defisiensi dari beberapa unsur mineral. 1) Defisiensi boron: ujung batang mengering, cabang-cabang lateral mati, serta daun menebal, keriting, dan rapuh. 2) Defisiensi zinc: daun berwarna merah tua, akar berukuran abnormal, dan ukuran daun berkurang. 3) Defisiensi mangan: berkas pembuluh berwarna gelap, tetapi warna daun memutih dan gugur. 4) Defisiensi tembaga: terdapat bintik-bintik pada daun yang sudah mati, mengalami klorosis, dan pertumbuhan terhambat.

5)

Defisiensi magnesium: mengalami klorosis, pembelahan sel terganggu, dan tumbuhan dapat mati.

4.

Jawaban: c Perkecambahan epigeal ditandai dengan terangkatnya kotiledon ke atas permukaan tanah. Keadaan tersebut disebabkan terjadi pemanjangan pada bagian hipokotil (ruas batang di bawah kotiledon). Oleh karena itu, kotiledon dan plumula terdorong ke permukaan tanah. Contoh biji yang mengalami perkecambahan epigeal yaitu kacang hijau dan kacang kedelai. Sementara itu, kacang kapri, jagung, dan padi merupakan contoh biji yang mengalami perkecambahan hipogeal. Perkecambahan hipogeal ditandai dengan tertinggalnya kotiledon di dalam tanah.

5.

Jawaban: b Salah satu fungsi hormon auksin yaitu merangsang pembentukan akar lateral dan serabut akar. Hormon asam absisat berfungsi merangsang penutupan stomata selama tumbuhan kekurangan air. Hormon asam traumalin berperan dalam merangsang pembelahan sel pada jaringan tumbuhan yang terluka sehingga dapat menggantikan jaringan tersebut dengan jaringan baru. Adapun hormon sitokinin berfungsi merangsang pertumbuhan memanjang pada akar dan menghambat proses penuaan. Hormon giberelin berfungsi memperbesar ukuran buah dan mengakibatkan tanaman berbunga sebelum waktunya.

6.

Jawaban: c Peran enzim katalase yaitu mengubah makanan cadangan yang berupa amilum menjadi glukosa. Selanjutnya, glukosa tersebut akan dioksidasi sehingga menghasilkan energi yang digunakan dalam perkecambahan biji.

7.

Jawaban: a Pisang masak lebih cepat karena pengaruh gas etilen dari pepaya yang merangsang pematangan buah. Sementara itu, auksin berperan memacu pembentangan dan pembelahan sel untuk pertumbuhan tanaman. Giberelin berfungsi

Biologi Kelas XII

27

merangsang pertumbuhan daun dan batang. Sitokinin merangsang perkecambahan biji. Adapun asam absisat mengakibatkan dormansi pada biji. 8. Jawaban: d Tanaman padi berwarna kuning menunjukkan bahwa tanaman tersebut kekurangan unsur makro jenis nitrogen (N). Bagi tumbuhan, unsur N berguna untuk merangsang pertumbuhan khususnya batang, malai, anakan, dan buah. Apabila tanaman kekurangan unsur N, dapat mengakibatkan gangguan pada pertumbuhan buah/bulir, mengakibatkan sistem perakaran kurang baik, pertumbuhan pucuk terhambat, dan daun berwarna gelap/kelabu. Jika tumbuhan kekurangan unsur magnesium (Mg), mengakibatkan daun mengalami klorosis, daun berwarna kuning dan terdapat bercak cokelat serta kegagalan pertumbuhan dan perkembangan kuncup bunga. Jika tumbuhan kekurangan fosfor (P), sistem perakaran dan pembuahan terhambat, tulang daun berwarna merah keunguan, serta daun melengkung. Jika tumbuhan kekurangan kalium (K), mengakibatkan tepi daun menjadi kecokelatan dan robek membentuk seperti gerigi serta menurunkan daya tahan terhadap serangan hama penyakit. Jika tumbuhan kekurangan kalsium (Ca), mengakibatkan gangguan pada aktivitas meristem apikal sehingga pertumbuhannya terhambat. 9. Jawaban: d Berdasarkan gambar metamorfosis pada soal, nomor 1 yaitu katak dewasa, nomor 2 yaitu telur, nomor 3 yaitu berudu, nomor 4 yaitu berudu berekor, dan nomor 5 yaitu katak muda. Pada saat berudu katak bernapas menggunakan insang. Pada katak muda mulai bernapas menggunakan paru-paru. Dengan demikian, pergantian organ pernapasan dari insang ke paru-paru terjadi pada tahap 4 (berudu kaki) ke tahap 5 (katak muda). 10. Jawaban: d Metamorfosis pada nyamuk terjadi secara sempurna. Urutan fase metamorfosis sempurna yaitu telur – larva – pupa – imago. Sementara itu, fase pada metamorfosis tidak sempurna yaitu telur – nimfa – imago. 11. Jawaban: a Metagenesis yang terjadi pada Aurelia aurita sebagai berikut. 1) Zigot 2) Planula 3) Skifistoma 4) Strobila muda

28

Ulangan Tengah Semester 1

5) 6) 7)

Strobila dewasa Medusa muda (efira) Medusa dewasa

12. Jawaban: b Seorang perempuan yang mengalami menopause ditandai dengan tidak adanya peristiwa menstruasi. Keadaan tersebut disebabkan dalam ovarium sudah mulai berhenti memproduksi sel telur. Sementara itu, terjadinya osteoporosis ditandai dengan tulang mulai keropos. Kehamilan merupakan kondisi seorang perempuan yang memiliki janin di dalam rahimnya. Perempuan yang hamil tidak mengalami menstruasi. Pubertas merupakan tahapan perkembangan ketika alat-alat reproduksi mulai memproduksi sel kelamin dan siap bereproduksi. Ovulasi proses pematangan dan pelepasan sel telur berupa oosit sekunder di ovarium. 13. Jawaban: e Gambar yang ditunjukkan pada soal merupakan seseorang yang mengalami masa dewasa. Masamasa dewa mempunyai ciri-ciri sebagai berikut. 1) Perkembangan otot dan otak mencapai puncaknya. 2) Matang secara emosional. 3) Mempunyai rasa bertanggung jawab. 4) Mengambil keputusan lebih matang dan tenang. 5) Organ reproduksi tumbuh dan berkembang dengan sempurna. 6) Ketertarikan kepada lawan jenis lebih mengarah untuk berumah tangga. 7) Keadaan fisik relatif stabil. Adapun daya tahan tubuh terhadap penyakit menurun merupakan ciri dari masa lanjut usia. Mengambil keputusan masih tergesa-gesa merupakan ciri dari masa remaja. 14. Jawaban: b Berdasarkan uraian pada soal, Alwi termasuk dalam masa remaja (masa puber). Usia remaja secara psikologis cenderung sudah merasa dewasa dan tidak seperti anak kecil lagi. Oleh karena itu, pada masa itu anak tidak suka jika banyak diatur atau dibatasi. Pada masa remaja anak juga ingin diperlakukan seperti orang dewasa padahal secara emosional belum matang. Sementara itu, orang tua masih khawatir pada anak-anak remajanya sehingga memperlakukan anaknya seperti anak-anak yang harus diberi tahu, diatur, atau diarahkan. 15. Jawaban: b Pemberian amonium hidroksida (NH4OH) sama halnya dengan menambahkan unsur nitrogen pada tanaman. Unsur nitrogen umumnya diserap

oleh tumbuhan dalam bentuk amonia (NH3) atau nitrat (NO 3–). Unsur nitrogen berperan dalam pembentukan protein, asam nukleat, klorofil, hormon, dan enzim. Jika pembentukan klorofil berlangsung sempurna, daun akan terlihat lebih hijau dan tanaman tumbuh subur. Oleh karena itu, tanaman I daunnya lebih hijau dari daun tanaman II. 16. Jawaban: d Perkecambahan terjadi jika terpenuhi faktor-faktor penting yaitu air, kelembapan, oksigen, pH, dan suhu sesuai. Biji kacang hijau tersebut tidak berkecambah karena tidak mendapatkan cukup oksigen. Penambahan minyak pada tabung akan menutup permukaan air sehingga biji kacang hijau yang terendam dalam air tidak mendapatkan cukup oksigen. 17. Jawaban: a Variabel bebas adalah variabel yang sengaja dibuat berbeda dan memengaruhi variabel terikat. Variabel bebas pada percobaan tersebut adalah konsentrasi auksin dan giberelin. Kombinasi antara auksin dan giberelin dapat merangsang perkembangan dan perkecambahan embrio. Oleh karena itu, variabel terikat pada percobaan tersebut berupa lama perkecambahan, tinggi kecambah, dan jumlah daun. Adapun jenis biji yang dipergunakan merupakan variabel kontrol. 18. Jawaban: c Berdasarkan data pada tabel, diketahui bahwa dengan penambahan mikoriza terjadi penambahan tinggi tanaman cokelat, sengon, dan kedelai. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penambahan mikoriza dapat memacu pertumbuhan tanaman.

informasi yang dijadikan dasar, pernyataan b merupakan rumusan masalah, pernyataan c merupakan informasi tambahan, dan pernyataan d tidak berhubungan dengan eksperimen. 21. Jawaban: e Enzim bekerja mendorong laju reaksi kimia sehingga sel mampu menurunkan penggunaan energi aktivasi. Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks enzim dan substrat. 22. Jawaban: a Faktor-faktor yang merusak kerja enzim sebagai berikut. 1) pH yang ekstrem dapat mengakibatkan sisi aktif enzim berubah sehingga enzim terdenaturasi. 2) Temperatur tinggi dapat membuat enzim terdenaturasi. Hal ini karena enzim memiliki suhu optimum yang spesifik. Sementara itu, logam-logam berat seperti Ag+, Hg+, dan Pb2+ tidak merusak enzim, karena hanya menjadi inhibitor nonkompetitif. Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim, tetapi tidak merusak. Adanya inhibitor kompetitif dapat mengurangi kecepatan reaksi. 23. Jawaban: d Inhibitor kompetitif memiliki struktur yang mirip dengan substrat. Akibatnya, inhibitor dan substrat saling berkompetisi untuk berikatan dengan sisi aktif enzim. Inhibitor ini dapat dihilangkan dengan menambahkan substrat. Kecepatan reaksi akan lebih cepat apabila tidak ada inhibitor kompetitif.

19. Jawaban: c Berdasarkan grafik diketahui bahwa pemberian giberelin 75 ppm mengakibatkan pertumbuhan tinggi batang optimum. Namun, apabila kadar giberelin berlebih justru akan menghambat pertumbuhan tinggi tanaman. Pemberian giberelin kurang dari 75 ppm juga dapat memperlambat pertumbuhan tanaman. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa pemberian giberelin dalam kadar tertentu dapat memacu pertumbuhan optimal tanaman.

24. Jawaban: e Molekul yang berikatan dengan sisi aktif enzim atau inhibitor kompetitif akan menghalangi enzim berikatan dengan substrat. Kofaktor merupakan molekul yang membantu enzim dalam mengatalisis substrat. Konsetrasi substrat yang rendah tidak menghambat kerja enzim. Adapun enzim dapat bekerja optimal pada suhu ± 35–40°C. Jika suhu terlalu tinggi enzim akan mengalami kerusakan atau denaturasi. Enzim tertentu akan bekerja pada pH tertentu pula. Sebagai contoh, enzim ptialin hanya dapat bekerja di mulut dengan pH netral dan tidak dapat bekerja di lambung karena pH lambung terlalu asam.

20. Jawaban: e Hipotesis merupakan dugaan sementara hasil penelitian berdasarkan referensi yang diperoleh. Berdasarkan referensi air kelapa mengandung sitokinin. Sitokinin berperan dalam merangsang pembentukan tunas lateral yang akan menjadi cabang-cabang baru. Pernyataan a merupakan

25. Jawaban: e Salah satu sifat enzim yaitu akan bekerja secara optimal pada suhu tertentu. Berdasarkan hasil percobaan, enzim katalase bekerja optimal pada suhu 37 oC. Kondisi ini dibuktikan dengan munculnya gelembung paling banyak dan nyala api paling besar.

Biologi Kelas XII

29

26. Jawaban: a Persamaan reaksi respirasi seluler secara aerob dapat dituliskan seperti berikut. C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP Berdasarkan persamaan reaksi tersebut, diketahui bahwa untuk menguraikan 1 molekul glukosa (C 6H12O 6) diperlukan 6 molekul O 2. FADH2 dan NADH adalah hasil dari glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs. FADH2 dan NADH dibawa ke rantai transpor elektron untuk dikonversi menjadi ATP. 27. Jawaban: d Fiksasi CO2 merupakan tahap awal dari reaksi gelap (siklus Calvin). Pada tahap ini ribulosa bifosfat (RuBP) mengikat CO2 untuk membentuk 3-fosfogliserat (PGA). Reaksi ini terjadi di dalam stroma kloroplas. 28. Jawaban: e Perhatikan gambar berikut! Sisi aktif

Enzim Substrat

Kompleks enzim Enzim + produk substrat

Berdasarkan gambar tersebut dapat diketahui bahwa enzim diumpamakan sebagai gembok, sedangkan substrat diumpamakan sebagai kunci. Substrat dapat berikatan dengan enzim jika enzim memiliki sisi aktif sebagai tempat melekat substrat. Hubungan antara enzim dan substrat terjadi pada sisi aktivasi dan hubungan tersebut membentuk ikatan yang lemah. Adapun teori lainnya adalah teori Induced Fit yang menyatakan bahwa sisi aktif enzim bersifat fleksibel. Akibatnya, sisi aktif enzim dapat berubah bentuk menyesuaikan bentuk substrat. 29. Jawaban: a Proses yang terjadi dalam siklus Calvin sebagai berikut. 1) Fiksasi CO2 oleh RuBP membentuk PGA. 2) Reduksi PGA menjadi DPGA kemudian menjadi PGAL. 3) Pembentukan kembali RuBP dari PGAL. Adapun penangkapan elektron oleh NADP + terjadi pada reaksi terang. Reaksi terang menghasilkan ATP dan NADPH 2 . ATP dan NADPH2 tersebut digunakan dalam reaksi gelap.

30


30. Jawaban: a Fotosintesis adalah proses perubahan CO2 dan air menjadi bahan kimia organik menggunakan energi cahaya disertai pembebasan O2. Fotosintesis membutuhkan energi sehingga disebut reaksi endergonik. Reaksi dalam fotosintesis menggunakan NADP+ sebagai akseptor elektron. Fotosintesis terjadi dalam kloroplas. 31. Jawaban: c Dalam sistem transpor elektron oksidasi satu molekul NADH dapat menghasilkan 3 ATP. Adapun oksidasi 1 molekul FADH2 menghasilkan 2 ATP. Reaksi kimia yang terjadi sebagai berikut. 1)

NADH +

2)

FDH2 +

O 2 O 2

→ NAD+ + H2O + 3 ATP

→ FAD + H2O + 2 ATP

32. Jawaban: c Pada sel-sel otot dapat terjadi fermentasi asam laktat. Proses ini terjadi ketika tubuh melakukan aktivitas secara berlebihan. Hasil dari proses tersebut berupa asam laktat dan ATP. Timbunan asam laktat berlebihan dapat mengakibatkan otot terasa lelah dan pegal-pegal. 33. Jawaban: e Zat hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah asam alfa ketoglutarat, suksinil Co-A, asam fumarat, asam oksaloasetat, dan asam sitrat. Asam aspartat merupakan produk dari daur urea. Asam aspartat terlibat dalam glukoneogenesis. Adapun NH3 adalah zat residu dari proses deaminasi (proses pembuangan gugus amino yang menghasilkan asam keto dan NH3). 34. Jawaban: d Reaksi dekarboksilasi oksidatif merupakan reaksi pembentukan asetil Co-A. Dalam peristiwa ini asam piruvat bereaksi dengan co-enzim A dan kofaktor NAD sehingga menghasilkan NADH, asetil Co-A, dan karbon dioksida. Adapun reaksinya sebagai berikut. 2NAD+

2NADH

2C3H3O3 + 2Co-A → 2C2H3O-Co-A + 2CO2 Asam piruvat

Co-enzim A

Asetil Co-A

35. Jawaban: d Perubahan asam piruvat menjadi asetil Co-A terjadi melalui proses dekarboksilasi oksidatif. Asam piruvat melepaskan gugus karboksilat dalam bentuk CO2. Asam piruvat yang memberikan hidrogen dan elektron kepada NAD +

membentuk NADH. Selanjutnya, Ko-enzim A bergabung dengan sisa 2 atom karbon dari asam piruvat membentuk asetil Co-A. 2NAD+

anaerob, respirasi aerob, fermentasi asam laktat, dan fermentasi alkohol adalah contoh proses katabolisme. Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawasenyawa yang Iebih sederhana.

2NADH

2C3H4O3 + C0-A → 2C2H3O–Co-A + 2CO2 Asam piruvat

Co-enzim A

Asetil Co-A

36. Jawaban: e Kembalinya elektron ke kompleks sitokrom akan mengakibatkan aliran elektron siklik pada fotosistem. Peristiwa ini tidak menghasilkan NADPH, tetapi menghasilkan ATP. Dengan demikian, jumlah ATP yang dihasilkan akan lebih banyak. Pembentukan glukosa terjadi melalui siklus Calvin. 37. Jawaban: d Respirasi aerob melalui jalur siklus Krebs memiliki empat tahap, yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan sistem transpor elektron. Setelah reaksi glikolisis, tahap selanjutnya adalah dekarboksilasi oksidatif di dalam matriks mitokondria yang menghasilkan CO2 dan NADH. 38. Jawaban: c Berdasarkan skema di atas, glukosa (ditunjukkan oleh X) mengalami proses glikolisis. Pada tahap tersebut, dari satu molekul glukosa akan dihasilkan 2 asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP. Asam piruvat hasil glikolisis selanjutnya memasuki tahap pembentukan asetil Co-A atau dekarboksilasi asam piruvat dan dihasilkan asetil Co-A, CO2, dan NADH. Asetil Co-A tersebut akan memasuki siklus Krebs. Pada siklus Krebs dihasilkan CO2, ATP, NADH, dan FADH2. Selanjutnya, senyawa NADH dan FADH2 dioksidasi dalam sistem transpor elektron (ditunjuk oleh huruf Y) untuk menghasilkan ATP dengan membebaskan H2O. 39. Jawaban: e Bagian yang ditunjuk oleh huruf X adalah matriks mitokondria. Matriks mitokondria berfungsi sebagai tempat terjadinya siklus Krebs dan dekarboksilasi oksidatif. Sistem transpor elektron terjadi di membran dalam mitokondria. Tahap ini berfungsi mengoksidasi NADH atau NADPH2 dan FADH2. Siklus Calvin disebut reaksi gelap dan terjadi di dalam stroma kloroplas. 40. Jawaban: c Anabolisme merupakan proses penyusunan senyawa kompleks dari senyawa-senyawa yang Iebih sederhana. Proses tersebut memerlukan energi bebas sehingga disebut juga sebagai reaksi endergonik. Contoh dari anabolisme yaitu fotosintesis dan kemosintesis. Adapun respirasi

B. Uraian 1.

Hormon auksin dan sitokinin pada proses kultur jaringan memiliki peran sinergis yaitu sitokinin merangsang pembelahan sel (sitokinesis). Sementara auksin membantu pembentangan dan pembelahan sel. Oleh karena itu, pada kultur jaringan kedua hormon ini mempercepat pembuatan kultur-kultur baru.

2.

Adanya cahaya justru menghambat pertumbuhan tanaman. Cahaya dapat merusak auksin sehingga auksin pada bagian yang tidak terkena cahaya jumlahnya lebih banyak. Hal ini mengakibatkan pemanjangan yang tidak seimbang. Pemanjangan lebih cepat terjadi pada bagian yang tidak terkena cahaya. Akibatnya, batang tumbuh membengkok ke arah datangnya cahaya.

3.

Kesimpulan yang mungkin dari percobaan yang dilakukan Ani sebagai berikut. a. Biji kacang hijau di tabung A tidak berkecambah karena tidak terdapat air. b. Biji kacang hijau di dalam tabung C tidak berkecambah karena suhu tidak sesuai. c. Biji kacang hijau pada tabung D tidak berkecambah karena tidak tersedia oksigen.

4.

a.

b.

5.

Persamaan Katak dan kecoak sama-sama mengalami metamorfosis selama kehidupannya. Perbedaan Pada katak mengalami metamorfosis sempurna, sedangkan kecoak mengalami metamorfosis tidak sempurna. Adapun daur hidup dari kedua hewan tersebut dapat dituliskan seperti berikut. 1) Metamorfosis katak: telur – berudu – berudu berkaki – katak muda – katak dewasa. 2) Metamorfosis kecoak: telur – nimfa (kecoak muda) – imago (kecoak dewasa).

Ciri-ciri kelamin sekunder pada perempuan ditandai dengan perubahan fisik seperti berikut. a. Setiap bulan mengalami menstruasi. b. Kulit menjadi lebih halus dan lembut. c. Suara menjadi lebih lembut dan nyaring. d. Terjadi pembesaran payudara dan pinggul. e. Tumbuh rambut di ketiak dan di sekitar kemaluan.

Biologi Kelas XII

31

6. Tahap-tahap siklus Calvin sebagai berikut. a. Fiksasi Pada tahap ini ribulosa bifosfat (RuBP) mengikat CO2 untuk membentuk 3-fosfogliserat (PGA). Reaksi yang terjadi sebagai berikut. → PGA CO2 + RuBP 

b.

Reduksi Pada tahap ini PGA diubah menjadi DPGA (1,3-difosfogliserat). Selanjutnya, DPGA diubah menjadi PGAL atau G3P. Reaksinya sebagai berikut. 12ATP 12ADP

12 PGA c.

12NADPH2 12NADP+

12 DPGA

12 PGAL

Regenerasi Pada tahap ini terjadi pembentukan RuBP kembali dari PGAL. Adapun sebagian PGAL yang lain diubah menjadi glukosa. Reaksinya sebagai berikut. 12 PGAL

10 PGAL

RuBP

2 PGAL

glukosa

7. Energi yang siap digunakan oleh sel adalah ATP, sementara kandungan energi dalam lemak yang diperoleh dari bahan makanan belum berwujud ATP. Zat makanan yang kita konsumsi harus dipecah terlebih dahulu untuk menjadi energi siap pakai. Katabolisme lemak diawali dengan proses pemecahan lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Selanjutnya masuk ke tahap respirasi aerob untuk pembebasan energi. Hasil akhir proses pemecahan ini adalah ATP yang siap untuk digunakan sebagai sumber energi bagi metabolisme.

32


8. Dalam proses fotosintesis, H2O dan CO2 diubah menjadi karbohidrat dengan bantuan energi cahaya. Selanjutnya, karbohidrat tersebut akan mengalami proses respirasi dalam sel-sel makhluk hidup. Dalam proses tersebut akan dihasilkan energi CO2 dan H2O. CO2 dan H2O tersebut selanjutnya digunakan sebagai bahan baku fotosintesis. 9. Dalam proses katabolisme, lemak menghasilkan energi lebih besar daripada karbohidrat maupun protein. Dari satu gram lemak akan dihasilkan energi sebesar 9 kalori. Adapun dari satu gram karbohidrat atau protein akan dihasilkan energi sebesar 4,1 kalori. Dalam proses respirasi aerob, dari satu molekul glukosa akan dihasilkan 36 ATP. Dari satu molekul asam lemak dengan atom 6C dihasilkan 44 ATP. 10. Sistem transpor elektron terjadi di membran dalam mitokondria. Tahap ini berfungsi mengoksidasi NADH atau NADPH2 dan FADH2 dari tahap-tahap sebelumnya. Pembentukan ATP dalam sistem transpor elektron terjadi melalui reaksi fosforilasi oksidatif. Oksidasi 1 NADH dapat menghasilkan 3 ATP. Adapun oksidasi 1 FADH2 menghasilkan2 ATP sehingga hasil akhir proses tersebut adalah 38 ATP. Namun, pada organisme eukariotik ATP yang dihasilkan menjadi 36 karena 2 ATP digunakan untuk memasukkan NADH ke dalam mitokondria.

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan komponen penyusun materi genetik; 2. menjelaskan struktur dan fungsi komponen penyusun materi genetik; 3. menjelaskan peran materi genetik dalam pewarisan sifat; 4. menjelaskan peran materi genetik dalam pembentukan sifat; 5. menjelaskan proses sintesis protein. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan terhadap materi genetik sebagai ciptaan-Nya; 2. mensyukuri dan mengagumi keteraturan materi genetik beserta bioproses yang terjadi berkaitan dengan materi genetik; 3. bersikap ilmiah, bertanggung jawab, dan berani mengemukakan pendapat dengan sopan; 4. peduli terhadap keselamatan diri dan lingkungan.

Substansi Materi Genetik

Kromosom, DNA, dan Gen

•

• • • • •

Mengamati peran kromosom dalam penentuan berbagai kasus seperti penentuan status bayi dan identifikasi tersangka dalam kejahatan. Membuat bagan hubungan kromosom, DNA, dan gen. Mengamati kromosom pada kelenjar ludah Drosophila melanogaster. Mengamati struktur dan fungsi DNA serta membuat model struktur DNA. Mengamati proses replikasi DNA. Mengisolasi DNA buah.

• • • • • • • • • • • • • •

Sintesis Protein

• • •

Mengamati proses transkripsi dan translasi dalam sintesis protein. Menyimulasikan proses sintesis protein dalam pembentukan sifat. Membuat model sintesis protein.

Rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan terhadap materi genetik sebagai ciptaan-Nya. Mensyukuri dan mengagumi keteraturan materi genetik beserta bioproses yang terjadi berkaitan dengan materi genetik. Bersikap ilmiah, bertanggung jawab, dan berani mengemukakan pendapat dengan sopan. Peduli terhadap keselamatan diri dan lingkungan saat melakukan kegiatan berkaitan dengan materi genetik. Mampu menjelaskan peran kromosom dalam penentuan berbagai kasus seperti penentuan status bayi dan identifikasi tersangka dalam kejahatan. Mampu menentukan bagian-bagian kromosom. Mampu melakukan pengamatan kromosom pada kelenjar ludah Drosophila melanogaster. Mampu menjelaskan struktur, komponen, dan fungsi DNA. Mampu melakukan isolasi DNA pada buah. Mampu membuat model struktur DNA. Mampu membuat bagan hubungan kromosom, DNA, dan gen. Mampu menjelaskan proses transkripsi dan translasi dalam sintesis protein. Mampu melakukan kegiatan simulasi proses sintesis protein dalam pembentukan sifat. Mampu membuat model sintesis protein.

Biologi Kelas XII

33

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: c Berdasarkan letak sentromernya, kromosom dibedakan menjadi empat sebagai berikut. 1) Metasentrik Kromosom metasentrik memiliki sentromer yang terletak di tengah kromosom sehingga membagi lengan menjadi dua sama panjang. Kromosom metasentrik berbentuk huruf V seperti yang ditunjukkan oleh gambar A. 2) Submetasentrik Kromosom submetasentrik memiliki sentromer yang terletak hampir di tengah kromosom. Kromosom submetasentrik berbentuk huruf L seperti yang ditunjukkan oleh gambar B. 3) Akrosentrik Kromosom akrosentrik memiliki sentromer yang terletak di dekat salah satu ujung. Kromosom akrosentrik berbentuk huruf J seperti yang ditunjukkan oleh gambar C. 4) Telosentrik Kromosom telosentrik memiliki sentromer yang terletak di ujung kromosom. Kromosom telosentrik ditunjukkan oleh gambar D. 2. Jawaban: b Organisme yang memiliki formula kromosom 29 AA + XX berarti organisme tersebut memiliki 60 kromosom yang terdiri atas 58 autosom dan 2 gonosom. 3. Jawaban: c Sentromer merupakan bagian kromosom yang menyempit dan tampak lebih terang. Bagian ini berfungsi sebagai tempat melekatnya serat gelendong/spindel saat pembelahan sel. DNA merupakan tempat penyimpanan informasi genetik. Kromatin merupakan benang-benang penyusun kromosom. Telomere merupakan bagian ujungujung kromosom yang menghalangi bersambungnya ujung kromosom yang satu dengan kromosom lainnya. Adapun kromonema berupa pita spiral sebagai tempat terdapatnya kromomer. 4. Jawaban: a Nomor 1 adalah kromatid yaitu lengan kromosom. Nomor 2 adalah sentromer, yaitu bagian yang menyempit atau daerah lekukan pada kromosom. Nomor 3 adalah kromonema yaitu benang-benang spiral yang menyusun kromatid.

34


5. Jawaban: e Pasangan basa nitrogen dalam rantai DNA sebagai berikut. 1) Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T). 2) Guanin (G) selalu berpasangan dengan sitosin (S). Dalam hitungan matematis jumlah A = T dan jumlah G = S. 6. Jawaban: d Basa nitrogen penyusun DNA tersusun atas basa purin dan basa pirimidin. Purin terdiri atas guanin (G) dan adenin (A), sedangkan basa pirimidin terdiri atas timin (T) dan sitosin (C). Adapun urasil (U) merupakan salah satu basa nitrogen kelompok pirimidin penyusun RNA. 7. Jawaban: d Dalam satu nukleotida tersusun atas satu gula deoksiribosa, satu asam fosfat, dan satu basa nitrogen. 1

4

5 2 6 3

8. Jawaban: d DNA tersusun atas beberapa komponen, yaitu fosfat, gula deoksiribosa, dan basa nitrogen. Fosfat ditunjukkan oleh nomor 1 dan 2. Gula deoksiribosa ditunjukkan oleh nomor 2 dan 4. Adapun basa nitrogen ditunjukkan oleh nomor 5, 6, 7, dan 8. 9. Jawaban: c → replikasi semikonservatif → replikasi dispersif → replikasi konservatif

10. Jawaban: a Substansi genetik yang berfungsi membawa sifat menurun adalah gen. Gen terletak di dalam kromosom dan tersusun berderet secara linear. Tempat gen itu berada disebut lokus. Di dalam kromosom, gen yang sesuai berpasangan membentuk alel. Kromosom berada di dalam nukleus. Adapun protoplasma merupakan isi sel hidup yang dapat dibedakan menjadi sitoplasma dan nukleoplasma. Sitoplasma merupakan cairan yang berada di dalam sel, tetapi berada di luar inti sel. Sementara itu, nukleoplasma merupakan cairan yang berada di dalam inti sel. B.

Uraian

1. a. b.

c.

P adalah DNA dan Q adalah kromosom. Tiga komponen penyusun DNA sebagai berikut. 1) Gugusan gula (gula pentosa yang dikenal sebagai deoksiribosa). 2) Asam fosfat (penghubung dua gugusan gula). 3) Basa nitrogen (adenin dan guanin dari golongan purin serta sitosin dan timin dari golongan pirimidin). Kromosom terletak di dalam inti sel tubuh manusia.

2. Ada dua tipe kromosom dalam sel tubuh, yaitu autosom dan gonosom. a. Autosom disebut juga kromosom tubuh. Autosom tidak menentukan jenis kelamin dan umumnya disingkat A. b. Gonosom disebut juga kromosom seks. Gonosom menentukan jenis kelamin dan terdiri atas kromosom X dan Y. Kromosom XX untuk individu berjenis kelamin perempuan atau betina dan kromosom XY untuk individu berjenis kelamin laki-laki atau jantan.

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: d Sintesis protein berlangsung melalui tahap transkripsi dan translasi. Transkripsi merupakan proses pembentukan RNA yang berlangsung di dalam inti sel. Sementara itu, translasi adalah proses pembacaan kode genetik yang dibawa oleh mRNA dengan bantuan tRNA (RNA transfer). Proses ini terjadi di dalam ribosom, menghasilkan rangkaian asam amino yang disusun menjadi polipeptida.

3. Beberapa enzim yang berperan dalam replikasi DNA sebagai berikut. a. Enzim helikase berfungsi untuk menghidrolisis rantai ganda polinukleotida menjadi dua rantai tunggal mononukleotida. b. Enzim polimerase berfungsi untuk merangkai rantai-rantai mononukleotida untuk membentuk DNA baru. c. Enzim ligase berfungsi untuk menyambung ulir tunggal DNA yang baru terbentuk. 4. Struktur DNA berupa tangga tali terpilin ganda yang tersusun atas ibu tangga dan anak tangga. Bagian ibu tangga tersusun atas deretan gugusan gula pentosa dan asam fosfat, sedangkan bagian anak tangga tersusun atas dua basa nitrogen yang berpasangan antara purin dengan pirimidin, dengan pasangan yang mungkin terjadi yaitu adenin dengan timin, sedangkan guanin dengan sitosin. Antara dua basa nitrogen yang berpasangan yaitu antara adenin dengan timin serta antara guanin dengan sitosin dihubungkan oleh ikatan hidrogen. 5. Gen adalah faktor keturunan yang tersimpan di dalam setiap lokus yang khas dalam kromosom. Gen mengandung informasi genetik yang berfungsi mengatur sifat-sifat menurun tertentu. Sementara itu, alel adalah gen-gen yang terletak dalam lokus yang sama dalam kromosom homolog. Alel memiliki tugas atau peran yang berlawanan untuk satu sifat tertentu.

2. Jawaban: b Kodon start memberikan sinyal untuk dimulainya proses translasi. Ribosom akan melekat pada salah satu ujung mRNA. Di dekat perlekatan tersebut terdapat kodon start AUG yang membawa kode untuk membentuk asam amino metionin. 3. Jawaban: c DNA rantai sense : GAC AAA CAT TAC DNA rantai antisense : CTG TTT GTA ATG Hasil transkripsi (mRNA) : CUG UUU GUA AUG

Biologi Kelas XII

35

4. Jawaban: e Enzim

Fungsi

Ligase

menyambung rantai tunggal DNA yang baru terbentuk

Helikase

menghidrolisis rantai ganda polinukleotida menjadi dua rantai tunggal mononukleo tida

Polimerase

merangkai rantai-rantai mononukleotida membentuk DNA baru

5. Jawaban: c Kompleks inisiasi transkripsi terbentuk pada tahap inisiasi saat transkripsi mRNA. Kompleks inisiasi transkripsi terdiri atas RNA polimerase dan faktor transkripsi yang melekat pada promoter. 6. Jawaban: d Sintesis protein terdiri atas dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi. DNA

Ribosom

tRNA

Transkripsi dRNA

Translasi

Protein

asam amino tRNA

Transkripsi yaitu penduplikasian DNA membentuk dRNA yang berlangsung di inti sel. Translasi yaitu proses penerjemahan kode yang dibawa dRNA oleh tRNA. Asam amino-asam amino akan berjajar membentuk urutan sesuai dengan kode yang dibawa dRNA sehingga terbentuklah protein. 7. Jawaban: b DNA rantai sense : GGA AAT AGA CCG TGA DNA rantai antisense: CCT TTA TCT GGC ACT Kodon dRNA : CCU UUA UCU GGC ACU 8. Jawaban: e Perhatikan gambar di bawah ini. DNA

Transkripsi

dRNA

dRNA+ Ribosom

Polipeptida

Translasi

tRNA-asam amino tRNA

Jadi, pada diagram sintesis protein yang ditunjukkan oleh tanda X, Y, dan Z adalah tRNA, tRNA-asam amino, dan polipeptida.

36


9. Jawaban: c Sintesis protein terdiri atas dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi. Transkripsi meliputi proses duplikasi DNA membentuk dRNA dalam inti sel. Setelah itu, dRNA keluar dari inti sel dan asam-asam amino diangkut oleh tRNA dari sitoplasma. Translasi meliputi proses perangkaian asam-asam amino dalam ribosom dan terbentuklah polipeptida. Jadi, urutan yang benar adalah 1) – 3) – 2 – 5) – 4). 10. Jawaban: e Rantai sense Antisense Kodon RNAd Asam amino B.

: TAC CTA GTG CTT TAC : ATC GAT CAC GAA ATG : AUC GAU CAC GAA AUG : E B D A C

Uraian

1. Perbedaan fungsi dRNA, tRNA, dan rRNA sebagai berikut. a. dRNA (RNA duta/mRNA) berfungsi untuk membawa kode genetik (kodon) dari DNA ke ribosom. dRNA berupa rantai tunggal yang panjang. dRNA dibentuk dalam nukleus. b. tRNA (RNA transfer) berfungsi menerjemahkan kodon dari dRNA menjadi asam amino. tRNA terdapat dalam sitoplasma. c. rRNA (RNA ribosomal) berfungsi dalam sintesis protein yaitu mempermudah perekatan yang spesifik antara antikodon tRNA dengan kodon dRNA selama sintesis protein. rRNA terdapat dalam sitoplasma. 2. Proses sintesis protein dapat dibedakan menjadi dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi. a. Transkripsi Langkah transkripsi berlangsung sebagai berikut. 1) Sebagian rantai DNA membuka, kemudian disusul oleh pembentukan rantai dRNA. Rantai DNA yang mencetak dRNA disebut rantai sense/template. Pasangan rantai sense yang tidak mencetak dRNA disebut rantai antisense. 2) Pada rantai sense DNA didapati pasangan tiga basa nitrogen (triplet). Triplet ini akan mencetak triplet pada rantai dRNA yang disebut kodon. Kodon inilah yang disebut kode genetika yang berfungsi mengkodekan jenis asam amino tertentu yang diperlukan dalam sintesis protein. 3) Setelah terbentuk, dRNA keluar dari inti sel melalui pori-pori membran inti menuju ke ribosom dalam sitoplasma.

b.

Translasi Setelah dRNA keluar dari dalam inti, selanjutnya akan bergabung dengan ribosom dalam sitoplasma. Langkah berikutnya adalah penerjemahan kode genetik (kodon) yang dilakukan oleh tRNA. Caranya, tRNA akan mengikat asam amino tertentu sesuai yang dikodekan oleh kodon, lalu membawa asam amino tersebut dan bergabung dengan dRNA yang telah ada di ribosom. Langkah tersebut dilakukan secara bergantian oleh banyak tRNA yang masing-masing mengikat satu jenis asam amino.

3. Terminasi adalah tahap penghentian proses translasi setelah ribosom mencapai kodon stop. Kodon yang berperan sebagai kodon stop adalah UAA, UAG, atau UGA. Selanjutnya, polipeptida yang terbentuk dilepaskan dari ribosom ke sitoplasma.

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: c Berdasarkan letak sentromernya, kromosom dibagi menjadi empat sebagai berikut. 1) Kromosom telosentrik, hanya memiliki satu lengan, sentromernya terletak di ujung, dan berbentuk seperti batang. 2) Kromosom metasentrik, mempunyai dua lengan yang sama panjang, sentromer terletak di tengah, dan memiliki bentuk seperti huruf V. 3) Kromosom akrosentrik, mempunyai dua lengan yang tidak sama panjang, sentromer terletak di dekat ujung, dan memiliki bentuk seperti huruf J. 4) Kromosom submetasentrik, memiliki dua lengan yang hampir sama panjang, letak sentromer hampir di tengah, memiliki bentuk seperti huruf L. 2. Jawaban: b Kromosom adalah suatu struktur padat yang terdiri atas protein dan asam nukleat. Asam nukleat terdiri atas DNA dan RNA. 3. Jawaban: b Ciri-ciri DNA sebagai berikut. 1) Ditemukan dalam nukleus, yaitu dalam kromosom, mitokondria, dan kloroplas. 2) Berupa rantai ganda dan berpilin yang panjang (double helix).

4. Proses inisiasi dimulai dari promoter, yakni daerah DNA yang merupakan tempat melekatnya RNA polimerase. Promoter mencakup titik awal (start point) transkripsi yaitu nukleotida yang menunjukkan dimulainya sintesis protein (kodon start). Promoter berfungsi menentukan tempat dimulainya transkripsi dan menentukan satu rantai DNA yang akan digunakan sebagai cetakan. 5. a.

b. c.

Rantai sense DNA: GGT TCG AAG ATC GCA ATG Rantai antisense DNA: CCA AGC TTC TAG CGT TAC Urutan basa N dRNA: CCA AGC UUC UAG CGU UAC Asam amino yang terbentuk secara berurutan adalah prolin, serin, fenilalanin, dan tirosin.

3)

Fungsinya berhubungan erat dengan penurunan sifat dan sintesis protein. 4) Kadarnya tidak dipengaruhi oleh sintesis protein. 5) Basa nitrogen terdiri atas purin (adenin dan guanin) serta pirimidin ( timin dan sitosin). 6) Mengandung fosfat. 7) Komponen gulanya deoksiribosa. Ciri-ciri RNA sebagai berikut. 1) Ditemukan dalam sitoplasma, terutama di ribosom dan nukleus. 2) Berupa rantai pendek dan tunggal. 3) Fungsinya berhubungan erat dengan sintesis protein. 4) Kadarnya dipengaruhi oleh aktivitas sintesis protein. 5) Basa nitrogen terdiri atas purin (adenin dan guanin) serta pirimidin (urasil dan sitosin). 6) Mengandung fosfat. 7) Kompenen gulanya D-ribosa. 4. Jawaban: b Rantai DNA mengandung segmen-segmen yang berperan menyampaikan informasi genetik kepada keturunannya. Materi genetik tersebut adalah gen. Ekspresi gen berlangsung melalui proses sintesis protein. Sintesis protein melibatkan DNA, RNA, ribosom, asam amino, dan enzim. Sintesis protein membutuhkan bahan dasar asam amino yang berlangsung di dalam inti sel dan ribosom.

Biologi Kelas XII

37

5. Jawaban: c Pasangan basa nitrogen sebagai berikut. 1) Timin dihubungkan dengan adenin oleh dua ikatan hidrogen. 2) Guanin dihubungkan dengan sitosin oleh tiga ikatan hidrogen. 6. Jawaban: a Satu nukleotida terdiri atas satu basa nitrogen (bisa adenin, guanin, timin, atau sitosin), satu gula deoksiribosa, dan satu fosfat. C A

No.

DNA

RNA

1.

Ditemukan dalam nukleus.

Ditemukan dalam sitoplasma terutama dalam ribosom dan juga dalam nukleus.

2.

Rantai double helix.

Rantai single helix.

3.

Berperan dalam penurunan sifat dan sintesis protein.

Berperan dalam sintesis protein.

4.

Kadarnya tidak dipengaruhi oleh aktivitas sintesis protein.

Kadarnya dipengaruhi oleh aktivitas sintesis protein.

5.

Basa nitrogen terdiri atas purin dan pirimidin. – Purin: adenin (A) dan guanin (G) – Pirimidin: timin (T) dan sitosin (C)

Basa nitrogen terdiri atas purin dan pirimidin. – Purin: adenin (A) dan guanin (G) – Pirimidin: urasil (U) dan sitosin (C)

6.

Komponen gulanya deoksiribosa.

Komponen gulanya ribosa.

B

Keterangan gambar: A : basa nitrogen B : gula deoksiribosa C : fosfat

7. Jawaban: c Dalam setiap sel tubuh terdapat dua tipe kromosom yaitu autosom (kromosom tubuh) dan gonosom (kromosom seks). Kromosom seks berjumlah sepasang atau dua buah. Jumlah kromosom merpati 40 pasang. Ini berarti dalam sel tubuh merpati tersebut terdiri atas 39 pasang atau 78 buah autosom (kromosom tubuh) dan sepasang atau dua buah gonosom (kromosom seks). 8. Jawaban: e DNA dapat bersifat heterokatalitik dan autokatalitik. DNA bersifat autokatalitik karena dapat melakukan replikasi menghasilkan DNA baru. DNA bersifat heterokatalitik karena mampu membentuk RNA melalui sintesis protein. DNA tersusun atas rantai ganda yang berpilin sehingga struktur DNA tersebut disebut double helix. 9. Jawaban: b DNA tersusun atas polimer polinukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, serta membentuk ikatan seperti rantai ganda dan berpilin ke kanan. Setiap nukleotida terdiri atas komponen gula berupa deoksiribosa, basa nitrogen, dan gugus fosfat.

38

10. Jawaban: d Perbedaan struktur, fungsi, dan materi penyusun DNA dan RNA sebagai berikut.


11. Jawaban: a Tiga hipotesis tentang replikasi DNA sebagai berikut. 1) Replikasi konservatif, bentuk double helix DNA lama tetap, kemudian menghasilkan double helix baru. 2) Replikasi semikonservatif, double helix DNA memisahkan diri dan setiap pita tunggal mencetak pita pasangannya. 3) Replikasi dispersif, double helix DNA terputusputus, kemudian segmen-segmen tersebut akan membentuk segmen baru yang akan bergabung dengan segmen lama untuk membentuk DNA baru. 12. Jawaban: b Kromosom berada di dalam inti sel. Eritrosit (sel darah merah) tidak memiliki inti sel sehingga pada eritrosit tidak terdapat kromosom. Sementara itu, neuron, leukosit, sel otot lurik, dan sel otot polos memiliki inti sel yang di dalamnya mengandung kromosom. 13. Jawaban: a Katak betina betina mempunyai kromosom sebanyak 26 buah maka formula kromosomnya adalah 12AA + XX. Sementara itu, formula kromosom pada katak jantan adalah 12AA + XY.

14. Jawaban: b DNA dan RNA memiliki kesamaan pada jenis fosfat dan jenis basa purin. Adapun perbedaan antara DNA dan RNA terletak pada jenis gula, jenis basa pirimidin, fungsi, dan jenis rantai penyusunnya. Jenis gula pada DNA yaitu deoksiribosa, sedangkan pada RNA yaitu gula ribosa. Jenis basa pirimidin pada DNA yaitu timin dan sitosin, sedangkan jenis basa pirimidin pada RNA yaitu urasil dan sitosin. DNA berfungsi mewariskan sifat biologis kepada keturunannya, sedangkan RNA berfungsi menyintesis protein dari asam amino. DNA tersusun atas rantai ganda yang berpilin (double helix), sedangkan RNA tersusun atas rantai tunggal. 15. Jawaban: c DNA berfungsi mencetak RNA dan perencana sintesis protein. Sementara itu, menerjemahkan kode genetika merupakan fungsi dari RNA. Mengatur pergerakan kromosom selama pembelahan sel merupakan fungsi kinetokor. 16. Jawaban: d DNA merupakan polinukleotida yang berbentuk rantai double helix (ganda berpilin) yang panjang. Setiap nukleotida tersusun atas gula deoksiribosa, basa nitrogen, dan fosfat. Terdapat dua jenis basa nitrogen penyusun DNA yaitu basa purin dan basa pirimidin. Basa purin berupa adenin dan guanin, sedangkan basa pirimidin berupa sitosin dan timin. Sementara itu, asam nukleat yang berupa rantai tunggal dan memiliki susunan basa nitrogen berupa adenin, urasil, guanin, dan sitosin adalah RNA. 17. Jawaban: e Alel ganda merupakan beberapa alel yang menempati lokus yang sama dan memengaruhi bagian yang sama. Adapun gen-gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian pada pasangan kromosom homolog disebut alel. 18. Jawaban: a Nukleosida terdiri atas sebuah gula deoksiribosa atau gula deoksiribosa (D) dan sebuah basa nitrogen (B). Nukleosida adalah nukleotida yang tanpa fosfat. Sementara itu, nukleotida adalah nukleosida (D – B) dan fosfat (F). 19. Jawaban: b Susunan basa nitrogen pada dRNA sama dengan susunan pada DNA rantai antisense, hanya dengan mengganti basa nitrogen timin dengan urasil. Rantai antisense ATG GCC CAT GGA ATC Kodon pada RNAd AUG GCC CAU GGA AUC 20. Jawaban: a Berdasarkan letak sentromernya, kromosom dibedakan sebagai berikut. 1) Telosentrik, memiliki satu lengan , berbentuk

seperti batang, letak sentromer berada di ujung kromosom. 2) Metasentrik, memiliki dua lengan sama panjang, berbentuk seperti huruf V, dan letak sentromer berada di tengah kromosom. 3) Akrosentrik, memiliki dua lengan yang tidak sama panjang, berbentuk seperti huruf J, dan letak sentromernya di dekat ujung kromosom. 4) Submetasentrik, kedua lengan hampir sama panjang, berbentuk seperti huruf L, dan letak sentromernya hampir di tengah kromosom. 21. Jawaban: e Setiap asam amino digabungkan dengan tRNA yang sesuai oleh suatu enzim spesifik yang disebut aminoasil-tRNA sintetase (aminoacyltRNA synthetase). Adapun RNA polimerase atau sering disebut RNA transkriptase berperan dalam pembentukan RNA. Endonuklease adalah enzim yang berfungsi memotong molekul DNA. DNA polimerase merupakan sebuah enzim yang mengatalisasi reaksi polimerisasi deoksiribonukleotida menjadi rantai DNA pada proses pembentukan DNA. 22. Jawaban: e Translasi dibagi menjadi tiga tahap sebagai berikut. 1) Inisiasi, pada tahap ini terjadi pengkodean asam amino metionin. 2) Elongasi, pada tahap ini asam amino-asam amino yang baru terbentuk dengan asam amino metionin membentuk rantai polipeptida. 3) Terminasi, pada tahap ini ribosom mencapai kodon UAA, UAG, dan UGA. 23. Jawaban: a No. 1. 2. 3.

Jenis RNA

Fungsi RNA

tRNA

Menerjemahkan kodon dari dRNA menjadi asam amino. dRNA (mRNA) Membawa kodon dari DNA ke ribosom. rRNA Mempermudah perekatan spesifik antikodon tRNA dengan kodon dRNA.

24. Jawaban: b Urutan sintesis protein sebagai berikut. 1) DNA di dalam nukleus membentuk RNA duta. 2) RNA duta meninggalkan nukleus menuju sitoplasma dan melekat pada ribosom. 3) RNA transfer membawa asam amino dari sitoplasma ke ribosom sesuai kodon pada RNA duta. 4) Asam-asam amino dirangkai sesuai dengan urutan kodon pada RNA duta. 5) Kodon stop akan bertindak sebagai terminator dan terbentuklah molekul protein. 25. Jawaban: c Ciri-ciri hasil transkripsi sebagai berikut. 1) Merupakan komplemen sense.

Biologi Kelas XII

39

2) 3) 4)

T pada DNA diganti U pada RNA. Merupakan utas tunggal yang mudah terurai. Merupakan triplet-triplet basa N yang disebut kodon. Adapun komplemen antisense adalah DNA yang akan ditranslasi. 26. Jawaban: b Pada sintesis protein terjadi proses pembentukan protein dari urutan asam amino tertentu yang ditentukan oleh setiap tiga basa nitrogen pada rantai polinukleotida. Proses ini terjadi di ribosom. 27. Jawaban: c Transkripsi adalah pembentukan mRNA (messenger RNA/RNA duta) dari salah satu pita DNA dengan bantuan enzim polimerase. Proses ini dapat terjadi pada organisme prokariotik dan eukariotik. Adapun proses yang memerlukan tRNA adalah proses translasi. Proses translasi memerlukan ribosom untuk membaca kode yang ada pada mRNA dengan bantuan tRNA. 28. Jawaban: d Kodon terminasi adalah kodon yang mengakhiri sintesis protein. Kodon ini antara lain UAG dan UGA. Adapun kodon AUG adalah kodon yang digunakan untuk memulai terjadinya sintesis protein. 29. Jawaban: d Tahap translasi pada sintesis protein dimulai dari tRNA membawa asam amino yang sesuai kodon yang dibawa dRNA. Selanjutnya, asam amino saling berikatan membentuk polipeptida. Adapun pilihan jawaban 3) dan 4) termasuk dalam proses transkripsi. 30. Jawaban: e DNA rantai sense: CAC - CCT - CGT - GGT - GTA Kodon dRNA: GUG - GGA - GCA - CCA - CAU Urutan basa amino: valin - glisin - alanin - prolin histidin B.

Uraian

1. Gambar pada soal merupakan gambar struktur kromosom. Bagian A adalah sentromer yang berfungsi mengatur pergerakan kromosom selama pembelahan sel. Bagian B adalah telomer yang berfungsi menjaga stabilitas bagian ujung kromosom agar DNA di daerah tersebut tidak terurai. Adapun bagian C adalah kromonema yang berfungsi menyusun lengan kromosom.

40


2.

DNA

RNA

1.

Ditemukan dalam nukleus, yaitu dalam kromosom, mitokondria, dan kloroplas.

1.

Ditemukan dalam sitoplasma, terutama dalam ribosom dan dalam nukleus.

2.

Berupa rantai panjang dan ganda (double helix).

2.

Berupa rantai pendek dan tunggal.

3.

Fungsinya berhubungan erat dengan penurunan sifat dan sintesis protein.

3.

Fungsinya berhubungan erat dengan sintesis protein.

4.

Kadarnya tidak dipengaruhi oleh aktivitas sintesis protein.

4.

Kadarnya dipengaruhi oleh aktivitas sintesis protein.

5.

Basa nitrogen terdiri atas: • purin: adenin (A) dan guanin (G); • pirimidin: timin (T) dan sitosin (C).

5.

Basa nitrogen terdiri atas: • purin: adenin (A) dan guanin (G); • pirimidin: urasil (U) dan sitosin (C).

6.

Komponen gulanya deoksiribosa, yaitu ribosa yang kehilangan satu atom oksigen pada atom C nomor 2.

6.

Komponen gulanya D-ribosa (pentosa).

3. Gen ditulis dengan simbol huruf. Huruf kapital menunjukkan sifat gen tersebut dominan sedangkan huruf kecil menunjukkan sifat resesif. Gen yang menentukan sifat rambut keriting ditulis dengan huruf K yang menunjukkan sifat dominan dan sifat rambut lurus ditulis dengan huruf k yang menunjukkan sifat resesif. Demikian juga gen mata sipit yang ditulis dengan huruf kapital dominan terhadap gen mata lebar yang ditulis dengan huruf kecil. Jadi, orang yang berambut keriting dan bermata lebar dapat dituliskan dengan KKss atau Kkss. KKss atau Kkss adalah sifat genotipe. Adapun sifat rambut keriting-mata lebar adalah sifat fenotipe yakni sifat yang tampak dari luar. 4. Replikasi DNA merupakan proses pembuatan DNA baru. Pembentukan DNA baru terjadi melalui proses pengkopian DNA lama. Secara umum, proses replikasi DNA antara organisme prokariotik dan eukariotik tidak jauh berbeda. Replikasi pada organisme prokariotik maupun eukariotik mengikuti model teori semikonservatif. Perbedaannya terletak pada jenis dan jumlah enzim yang terlibat, kecepatan, dan kompleksitas replikasi DNA. 5. Pada gambar, bagian nomor 1 berikatan dengan fosfat dan basa nitrogen sehingga dapat diketahui bahwa bagian nomor 1 adalah gula deoksiribosa. Basa nitrogen yang ditunjuk nomor 2 dan 4 adalah basa pirimidin. Basa pirimidin terdiri atas sitosin dan timin. Pada gambar terlihat bahwa nomor 2 dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen dengan nomor 3. Timin akan selalu dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen dengan adenin sehingga dapat disimpulkan bahwa nomor 2 adalah timin (T) dari golongan pirimidin dan nomor 3 adalah adenin (A) dari golongan purin. Sementara itu, basa nitrogen

nomor 4 dihubungkan oleh tiga ikatan hidrogen dengan basa nitrogen nomor 5. Sitosin akan selalu dihubungkan oleh tiga ikatan hidrogen dengan guanin sehingga dapat disimpulkan bahwa nomor 4 adalah sitosin (C) dari golongan pirimidin dan nomor 5 adalah guanin (G) dari golongan purin. 6. Tujuan polisi memasang police line pada TKP untuk mengamankan barang bukti serta mencegah agar orang lain tidak masuk ke TKP sehingga tidak meninggalkan sidik jari di TKP. Sidik jari dapat membantu petugas forensik menemukan sidik jari pelaku kejahatan. Sidik jari sangat penting karena dapat mengetahui identitas pelaku. DNA yang digunakan untuk penyelidikan sidik jari adalah DNA mitokondria dan DNA inti sel. DNA ini diperoleh dari berbagai sumber yang memungkinkan adanya sel manusia yang menempel seperti benda yang memungkinkan mengandung bekas ludah, misal gelas bekas minum, puntung rokok, ceceran darah, rambut, dan sumber-sumber lain. Oleh karena itu, polisi segera mengamankan lokasi/TKP agar buktibukti yang tertinggal tidak rusak karena tercampur dengan DNA orang lain. 7. Pada umumnya sel tubuh normal memiliki kromosom yang selalu berpasangan. Sementara itu, kromosom dalam sel kelamin tidak berpasangan. Jadi, pada manusia dengan formulasi kromosom 46 XY berarti ia memiliki 46 kromosom autosom dan memiliki kromosom seks XY.

8. Ekspresi gen merupakan proses penerjemahan informasi yang dikode dalam urutan DNA menjadi urutan asam amino. Ekspresi gen terjadi melalui proses sintesis protein. Proses tersebut berlangsung melalui dua tahap yaitu transkripsi dan translasi. Pada tahap transkripsi urutan rantai nukleotida template (cetakan) dari DNA rantai ganda disalin untuk menghasilkan rantai RNA. Selanjutnya, terjadi sintesis polipeptida dengan urutan spesifik berdasarkan rantai RNA yang dibuat pada tahap transkripsi. Pada tahap translasi terjadi penerjemahan urutan nukleotida pada rantai RNA duta menjadi urutan asam amino untuk membentuk polipeptida. 9. Gambar pada soal menunjukkan inisiasi pada tahap translasi. Pada tahap ini, ribosom kecil mengikatkan diri pada mRNA dan tRNA inisiator. Ribosom melekat pada salah satu ujung mRNA. Di dekat pelekatan tersebut terdapat kodon start AUG (membawa kode genetik membentuk asam amino metionin). Kodon ini yang memberikan sinyal dimulainya proses translasi. 10. Apabila terjadi kesalahan dalam penerjemahan kode genetik, protein yang dibentuk juga akan keliru sehingga enzim yang dihasilkan tidak sesuai dengan keperluan tubuh. Akibatnya, akan terjadi gangguan metabolisme.

Biologi Kelas XII

41

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menganalisis proses pembelahan sel; 2. menyajikan data hasil analisis pembelahan sel. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan terhadap keteraturan siklus sel sehingga dapat tumbuh dan berkembang dengan baik; 2. bersikap ilmiah bertanggung jawab dan berani mengemukakan pendapat dengan sopan.

Pembelahan Sel

Pembelahan Amitosis, Mitosis, dan Meiosis

• • • •

Mendiskusikan perbedaan pembelahan amitosis, mitosis, dan meiosis melalui pengamatan gambar. Melakukan pengamatan tahap pembelahan mitosis pada ujung akar tumbuhan. Mengidentifikasi tahapan pembelahan meiosis melalui pengamatan gambar. Membedakan pembelahan mitosis dengan meiosis melalui pengamatan gambar.

• • • • • • • • •

42

Gametogenesis

• •

•

Menguraikan proses gametogenesis pada hewan dan tumbuhan. Membuat bagan gametogenesis yang meliputi bagan spermatogenesis, oogenesis, mikrosporagenesis, dan makrosporogenesis. Menguraikan keterkaitan antara pembelahan meiosis dengan fertilisasi dalam siklus hidup seksual manusia.

Rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan terhadap keteraturan siklus sel sehingga dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Bersikap ilmiah, bertanggung jawab, dan berani mengemukakan pendapat dengan sopan. Mampu menjelaskan pengertian dan tujuan pembelahan amitosis, mitosis, dan meiosis. Mampu mengidentifikasi tahapan pembelahan mitosis. Mampu mengidentifikasi tahapan pembelahan meiosis. Mampu menguraikan perbedaan pembelahan mitosis dan meiosis melalui pengamatan gambar. Mampu menjelaskan proses gametogesis pada hewan dan tumbuhan. Mampu membuat bagan gametogenesis. Mampu menjelaskan keterkaitan antara pembelahan meiosis dengan fertilisasi dalam siklus hidup seksual manusia.

Pembelahan Sel

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: e Pembelahan mitosis dan amitosis bertujuan untuk memperbanyak sel, sedangkan pembelahan meiosis berperan dalam menghasilkan gamet. 2. Jawaban: a Interfase merupakan tahap persiapan untuk mitosis. Interfase merupakan fase terpanjang dalam siklus sel. Pada tahap ini sel tidak menunjukkan adanya perubahan morfologi, tetapi aktif melakukan metabolisme sehingga membutuhkan banyak energi. 3. Jawaban: a Siklus sel dapat dibedakan menjadi dua, yaitu interfase dan fase mitosis. Saat interfase terjadi peningkatan aktivitas kimiawi dan replikasi DNA selanjutnya terjadi fase mitosis yang meliputi proses kariokinesis dan sitokinesis. Kariokinesis adalah pembelahan inti sel menjadi dua dan sitokinesis adalah pembelahan sitoplasma menjadi dua bagian. Setelah fase-fase tersebut dilalui, terbentuklah dua sel anakan. 4. Jawaban: b Pada tahap profase, membran inti dan anak inti menghilang serta satu kromosom menduplikasi diri menjadi sepasang kromatid. Sementara itu, pada tahap anafase benang-benang spindel memendek, sentromer membelah, dan kromatid terpisah. Terdapat tiga periode selama interfase yaitu periode tumbuh pertama, periode sintesis, dan periode tumbuh kedua. 5. Jawaban: c DNA (materi genetik) sel direplikasi (duplikasi) selama interfase sel pada fase sintesis (S). Pada fase profase dan fase sitokinesis terjadi proses pembelahan sel tanpa terjadi sintesis DNA. Pada fase G1 interfase dan fase G2 interfase tidak terjadi sintesis DNA maupun proses pembelahan sel. 6. Jawaban: c Pada profase I tahap diploten, kromosom homolog saling menjauhi sehingga terbentuk perlekatan berbentuk X yang disebut kiasma. Kiasma merupakan tempat terjadinya peristiwa pindah silang. Adanya peristiwa pindah silang dapat mengakibatkan terjadinya mutasi kromosom pada sel anakan.

7. Jawaban: a Dalam setiap sentromer ada dua kinetokor yang mengakibatkan pasangan kromatid tertarik ke arah yang berlawanan. Perlekatan kromosom homolog terjadi pada pembelahan meiosis. Sintesis protein berhenti saat memasuki profase hingga telofase. Sel memiliki masa aktif membelah yang berbedabeda, sehingga tidak seumur hidupnya membelah. Contoh mitosis yaitu saat terjadi pertumbuhan organ, penggantian sel rusak, sedangkan pembentukan spermatozoa dan ovum melalui meiosis. 8. Jawaban: a Adanya sel anakan yang haploid menjaga identitas spesies dari generasi ke generasi. Variasi genetik akan menjaga daya adaptasi individu terhadap lingkungan hidupnya. 9. Jawaban: d Sindrom Klinefelter merupakan kelainan genetik pada laki-laki yang diakibatkan oleh kelebihan kromosom X. Penderita sindrom Klinefelter memiliki kromosom seks XXY. Kelebihan kromosom X ini diakibatkan oleh peristiwa nondisjuction pada saat pembelahan meiosis, yaitu kegagalan sepasang kromosom seks untuk memisah selama proses meiosis yaitu pada tahap anafase. 10. Jawaban: c Ciri-ciri pembelahan sel pada tahap profase sebagai berikut. 1) Benang kromatin menebal dan memendek menjadi kromosom. 2) Setiap benang kromosom menggandakan diri membentuk kromatid. 3) Membran inti melebur. 4) Sentriol membentuk benang spindel. Tahap telofase yang terjadi pada sel somatik (pembelahan mitosis) akan menghasilkan sel anakan yang bersifat dipolid (2n). Pada tahap interfase terjadi aktivitas kimiawi sebagai berikut. 1) Pembentukan organel sel (fase G1). 2) Adanya replikasi DNA (fase sintesis). 3) Terjadi replikasi sentriol dan peningkatan energi cadangan (fase G2). Kromatid berada di bidang ekuator merupakan ciri tahap metafase. Kromatid menuju kutub berlawanan merupakan ciri tahap anafase.

Biologi Kelas XII

43

B.

Uraian

1. Interfase merupakan tahap persiapan untuk mitosis. Interfase merupakan fase terpanjang dari siklus sel. Pada saat interfase, sel tidak menunjukkan adanya perubahan morfologi, tetapi sel tersebut aktif melakukan metabolisme. Tahap-tahap dalam interfase sebagai berikut. a. Fase gap-1 (G1) Pada fase ini sel-sel belum mengadakan replikasi DNA sehingga DNA masih berjumlah satu salinan dan bersifat diploid (2n). b. Fase sintesis (S) Pada fase ini DNA dalam inti mengalami replikasi sehingga dihasilkan dua salinan dan diploid. c. Fase gap-2 (G2) Pada fase ini replikasi DNA sudah selesai dan sel siap mengadakan pembelahan. 2. Amitosis merupakan salah satu cara reproduksi aseksual pada organisme uniseluler, misalnya bakteri dan Protozoa. Pada pembelahan ini setiap sel membelah menjadi dua (pembelahan biner). Pembelahan inti diikuti dengan pembagian sitoplasma. Setiap sel anakan mempunyai ukuran dengan pembagian sitoplasma yang sama. Selanjutnya, diikuti dengan pembagian DNA baru. Pembelahan amitosis pada organisme uniseluler bertujuan untuk berkembang biak sehingga dapat melestarikan jenisnya. 3. Pembelahan mitosis sel hewan dan tumbuhan sebenarnya serupa. Perbedaannya ada pada saat sitokinesis serta berkaitan dengan struktur tambahan yang mengatur pergerakan kromosom. Pada sel hewan, sitokinesis dimulai dengan penggentingan pada bagian tengah membran sel,

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Pada spermatogenesis, spermatogonium tumbuh menjadi spermatosit primer melalui proses pembelahan mitosis. Selanjutnya, spermatosit primer membelah secara meiosis menjadi spermatosit sekunder. Spermatosit sekunder akan membelah secara meiosis menjadi spermatid. Spermatid akan mengalami diferensiasi menjadi sperma. Pada oogenesis, oogonium tumbuh menjadi oosit primer melalui proses pembelahan mitosis. Selanjutnya, oosit primer membelah secara meiosis menjadi oosit sekunder. Salah satu oosit primer mengalami meiosis I membentuk badan kutub primer. 44

Pembelahan Sel

antara dua kutub. Membran sel yang menggenting akhirnya membelah sel menjadi dua sel anakan. Penggentingan membran ke dalam merupakan hasil dari tarikan mikrofilamen. Pada sel tanaman, vesikel dari aparat Golgi bergabung bersama di tengah sel sehingga terbentuk bidang pembelahan. Bidang pembelahan berkembang menjadi dinding sel baru dan sel induk membelah menjadi dua sel anakan. Pada sel hewan terdapat sentriol, pada sel tumbuhan tidak. 4. Dua hal yang paling penting dalam hal ini adalah munculnya variasi genetik dan produksi sel-sel haploid (gamet). Variasi genetik sangat penting karena memungkinkan keturunannya menjadi berbeda dari orang tua, dengan mendapatkan setengah dari kromosom induk betina dan setengahnya lagi induk jantan. Variasi genetik memungkinkan organisme multiseluler untuk lebih mampu beradaptasi dengan lingkungan yang berubah-ubah. Pembelahan meiosis menghasilkan sel haploid dari sel diploid. Tanpa meiosis setiap generasi baru akan memiliki dua kali lipat jumlah kromosom dari orang tua mereka. Dengan adanya pengurangan jumlah sel kromosom gamet menjadi setengah kromosom sel induk maka pembelahan meiosis dapat mempertahankan jumlah kromosom selalu sama pada suatu individu. 5. Peristiwa yang terjadi selama tahap metafase sebagai berikut. a. Benang-benang spindel terlihat semakin jelas. b. Benang-benang spindel mengikat sentromer dari setiap kromosom. c. Kromosom berada di daerah ekuator sel. d. Setiap kromosom masih terdiri atas dua kromatid yang terkait pada sentromernya. e. Pada setiap sentromer ada dua kinetokor yang masing-masing dikaitkan dengan benang spindel.

2. Jawaban: c 1) Sel yang masih mengandung pasangan kromosom homolog yaitu oogonium dan oosit primer. Oogonium dan oosit primer belum mengalami pembelahan reduksi sehingga kromosom homolog masih berpasangan. 2) Oosit sekunder merupakan hasil meiosis I. Sel ini berisi satu pasangan kromosom. 3) Ootid merupakan hasil meiosis II. Ootid mengandung kromatid. 4) Ovum merupakan perkembangan dari ootid.

Dari bagan tampak bahwa kromosom yang mempunyai 4 lengan dengan sifat n adalah spermatosit sekunder.

3. Jawaban: c Pembelahan meiosis I

Spermatogonium (2n)

Diferensiasi

Pembelahan meiosis II

9. Jawaban: d Pembelahan meiosis terjadi pada proses gametogenesis yaitu proses pembentukan sel gamet. Sementara itu, pada proses pembentukan dan perkecambahan spora serta pembentukan daun terjadi pembelahan mitosis. Adapun zigot merupakan hasil pertemuan sel kelamin jantan dan betina. Zigot mengalami pembelahan secara mitosis.

Spermatosit primer (2n) Spermatosit sekunder Spermatid (n) (n)

Sperma (n)

4. Jawaban: d Spermatogonium dan sel spermatosit primer belum mengalami meiosis sehingga memiliki kromosom 2n, spermatid dan spermatozoid sudah mengalami meiosis sehingga memiliki kromosom n. Jumlah kromosom manusia adalah 46. 5. Jawaban: e Satu sel mikrosporosit atau sel induk mikrospora yang mengalami mikrosporogonesis akan menghasilkan 4 sel serbuk sari. Jadi, 20 sel induk mikrospora akan menghasilkan 20 × 4 = 80 serbuk sari. 6. Jawaban: b Reduksi kromosom terjadi pada saat spermatosit primer yang bersifat diploid (ditunjuk oleh nomor 2) mengalami pembelahan meiosis I membentuk dua spermatosit sekunder yang bersifat haploid (ditunjuk oleh nomor 3). 7. Jawaban: b I badan is os ei →primer m

kutub (n)

II

m ei os is

→

⎯

→

⎯

tumbuh oogonium ⎯⎯→ oosit primer ⎯ ootid → ovum (n) → (2n) (2n) oosit ⎯ sekunder badan kutub (n) sekunder (n)

8. Jawaban: a Pembelahan meiosis I

Spermatogonium (2n)

Spermatosit primer (2n)


Diferensiasi

Spermatosit sekunder Spermatid (n) (n)

Sperma (n)

10. Jawaban: d Spermatosit primer bersifat diploid karena belum mengalami meiosis. Badan polar, spermatid, dan spermatozoa merupakan hasil pembelahan meiosis yang bersifat haploid. B. Uraian 1. Spermatogenesis pada laki-laki terjadi seumur hidup. Sementara itu, oogonesis pada wanita terjadi saat wanita tersebut mengalami menopause, biasanya terjadi pada umur 45–55 tahun. 2. No.

Pembeda

1.

Jumlah sel anak yang fungsional Nama sel yang dibentuk Tempat terjadinya

2. 3.

Spermatogenesis

Oogenesis

4 Sperma Testis

1 Sel telur Ovarium

3. Proses pembentukan gamet betina pada alat kelamin betina tumbuhan disebut juga megasporogenesis. Megasporogenesis terjadi di dalam bakal buah atau ovarium dan menghasilkan megaspora. Sel induk megaspora mengalami pembelahan meiosis I dan meiosis II membentuk empat sel megaspora haploid. Pada Angiospermae, hanya satu sel megaspora yang fungsional dan tiga lainnya mengalami degenerasi. Selanjutnya, sel megaspora yang fungsional tersebut mengalami tiga kali kariokinesis menghasilkan delapan inti haploid. Selanjutnya, dari delapan inti tersebut, tiga inti di mikrofil membentuk dua sel sinergid dan satu sel telur, dua inti di tengah membentuk sel kutub, serta tiga inti di kalaza membentuk tiga sel antipoda. 4. Tidak. Bagian serbuk sari yang membuahi ovum adalah inti sperma. Serbuk sari tumbuhan ketika memasuki buluh serbuk sari mengalami perkembangan lebih lanjut. Inti serbuk sari membelah secara mitosis membentuk tiga inti haploid yaitu 1 inti vegetatif dan 2 inti generatif. Inti generatif terdiri atas 2 inti sperma. Kedua inti sperma tersebut memiliki fungsi yang berbeda. Satu inti sperma membuahi ovum dan membentuk embrio.

Biologi Kelas XII

45

Adapun inti sperma yang lain membuahi kandung lembaga membentuk endosperma yang berperan sebagai makanan cadangan. 5. Serbuk sari merupakan sel kelamin jantan tumbuhan. Pembentukan sel kelamin jantan tumbuhan disebut mikrosporogenesis. Mikrosporogenesis terjadi dalam kepala sari. Dalam

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: d Ciri-ciri tahap pembelahan profase sebagai berikut. 1) Nukleus (membran inti dan anak inti) menghilang. 2) Benang-benang kromatin membentuk kromosom. 3) Kromosom menduplikasi diri menjadi sepasang kromatid. 4) Sentriol membelah dan bergerak ke arah kutub. Di sekitar sentriol terbentuk benang-benang spindel. Tahap pembelahan berupa benang spindel memendek dan tiap-tiap kromatid yang berpasangan berpisah merupakan ciri tahap anafase. Setiap kromatid menuju bidang ekuator merupakan ciri-ciri tahap metafase. 2. Jawaban: d Meiosis menghasilkan empat sel anakan yang jumlah kromosomnya separuh dari jumlah kromosom sel induk. Jadi, sel anakan bersifat haploid. Sementara itu, mitosis menghasilkan dua sel anakan yang identik dengan sel induk (diploid). 3. Jawaban: c Peristiwa yang terjadi pada tahap diploten adalah kromosom homolog saling menjauhi sehingga terbentuk perlekatan berbentuk X yang disebut kiasma. Kromosom homolog saling berdekatan dan berpasangan terjadi pada tahap zigoten. Membran nukleus menghilang terjadi pada tahap diakinesis. Kromatin berubah menjadi kromosom terjadi pada tahap leptoten. Terbentuknya benang-benang spindel terjadi pada tahap diakinesis. 4. Jawaban: c Gambar tersebut menunjukkan pembelahan sel secara mitosis pada tahap anafase dengan ciriciri sebagai berikut. 1) Benang-benang spindel memendek. 2) Kromatid menuju kutub berlawanan. 3) Mulai terjadi sitokinesis. Pada metafase, kromosom berada di bidang ekuator. Pada tahap telofase mulai terbentuk membran inti. 46

Pembelahan Sel

kepala sari terdapat mikrosporosit (sel induk mikrospora). Mikrosporosit mengalami pembelahan meiosis I dilanjutkan meiosis II sehingga menghasilkan empat mikrospora. Mikrospora akan berkembang membentuk serbuk sari.

5. Jawaban: d Kiasma dapat diamati pada saat kromosom homolog saling menjauhi. Peristiwa ini terjadi pada tahap diploten. Pada tahap zigoten, kromosom homolog saling berdekatan dan berpasangan. Pada tahap leptoten, kromosom berubah menjadi kromomer. Pada tahap pakiten, tiap kromosom melakukan replikasi sehingga terbentuk tetrad/ bivalen. 6. Jawaban: c Ciri-ciri sel pada tahap metafase I yaitu inti dan nukleolus menghilang (2), terbentuk benangbenang spindel (4), dan kromosom homolog bergerak ke bidang ekuator. Ciri-ciri telofase I yaitu membran inti dan anak inti kembali terbentuk, sel anakan berpisah (5), dan terbentuk 2 sel anakan haploid (3). Terlihat benang-benang halus pada nukleus (1) merupakan ciri sel pada tahap profase. Kromosom homolog berpisah dan bergerak ke kutub berlawanan tanpa pemisahan sentromer (6) merupakan ciri sel pada tahap anafase I. 7. Jawaban: c Pada semua fase pembelahan sel, kromosom selalu terlihat, sedangkan pada interfase (fase istirahat) kromosom tidak terlihat. Kromosom terbentuk dari penebalan dan pemendekan kromatin yang terjadi pada awal pembelahan sel (profase). 8. Jawaban: b Pada gambar terlihat bahwa sedang terjadi proses pembelahan sel yaitu membran inti menghilang, diikuti dengan pembentukan kromosom dari benang kromatin. Terlihat pula dua sentriol yang bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Selanjutnya, setiap kromosom melakukan replikasi menjadi dua kromatid dengan sentromer yang masih menyatu. Pada tahapan terakhir tampak kromosom homolog saling menjauhi sehingga terbentuk perlekatan berbentuk X (terjadi peristiwa pindah silang). Tahapan pembelahan tersebut merupakan ciri-ciri tahap profase I pada pembelahan meiosis. Di dalam gambar tersebut tidak terlihat adanya peristiwa mutasi yang mengakibatkan pertukaran genetik atau mengganggu tahapan profase.

9. Jawaban: e 1) Pada akhir profase nukleus lenyap dan terbentuk dua pasang sentriol yang bergerak ke arah kutub berlawanan dan terdapat spindel. 2) Pada metafase II spindel menghubungkan sentromer dengan kutub pembelahan, kromatid di bidang ekuator. 10. Jawaban: c Sitokinesis adalah peristiwa terbaginya sitoplasma menjadi dua bagian. Peristiwa ini dimulai pada akhir anafase dan selesai pada akhir telofase. Pada tahap awal profase, benang-benang kromatin dalam inti sel membentuk kromosom. Pada tahap awal metafase, benang-benang spindel mengikat sentromer dari setiap kromosom. Pada tahap awal telofase, bentuk kromatid di kutub menjadi kompak. Pada akhir metafase, kromosom berada di daerah ekuator. Pada akhir telofase terjadi pembagian sitoplasma menjadi dua bagian. Peristiwa itu disebut sitokinesis. 11. Jawaban: e Kromatid telah sampai di kutub berlawanan terjadi pada tahap telofase. Peristiwa lain yang terjadi pada tahap telofase yaitu kromatid menipis dan memanjang membentuk kromatin, kumpulan kromatin membentuk anak inti, terbentuk membran nukleus di luar anak inti, dan sitokinesis selesai. 12. Jawaban: e Pada fase G1, sel mengalami pertumbuhan di mana terjadi sintesis organel-organel. Pada fase S terjadi sintesis DNA replikasi. Pada G2 sintesis DNA replikasi selesai. 13. Jawaban: a Profase I pada meiosis I meliputi 5 tahapan berikut. 1) Leptoten: kromatin memendek dan menebal (terbentuk kromosom). 2) Zigoten: sentrosom membelah menjadi dua dan bergerak ke kutub yang berlawanan. Kromosom homolog berpasangan disebut bivalen/tetrad. 3) Pakiten: tiap kromosom membelah menjadi dua kromatid (duplikasi kromosom) dan sentromer masih menyatu dan belum membelah. 4) Diploten: dua kromosom homolog yang berpasangan memisahkan diri. 5) Diakinesis: dua sentriol sampai pada kutub yang berlawanan, terbentuk spindel, membran inti, dan nukleus menghilang.

14. Jawaban: d Pada waktu meiosis I terjadi reduksi jumlah kromosom dari 2n menjadi n (22 buah menjadi 11). Pada profase II terjadi duplikasi kromosom sehingga pada saat metafase II jumlah kromosom dua kali semula yaitu 22 buah. 15. Jawaban: b Pada saat metafase kromosom berjajar di bidang ekuator (bidang pembelahan) sehingga mudah untuk diamati. Terbentuknya kromatid terjadi pada fase profase. Kromatid berubah menjadi kromatin terjadi pada fase telofase. Kromatin berubah menjadi kromosom terjadi pada fase profase. Kromosom bergerak ke kutub yang berlawanan terjadi pada fase anafase. 16. Jawaban: b Pembelahan mitosis berfungsi untuk pertumbuhan, perbaikan sel rusak, dan pergantian sel yang mati. Pembelahan mitosis meliputi kariokinesis dan sitokinesis. Pembelahan amitosis terjadi pada sel prokariotik. Pembelahan meiosis berfungsi untuk pembentukan gamet. 17. Jawaban: d Tunas tersusun dari sel-sel meristem yang aktif membelah sehingga sangat tepat untuk dijadikan bahan pengamatan pembelahan sel secara mitosis. Biji, daun, bunga, dan batang tersusun dari jaringan dewasa yang sudah tidak aktif membelah. 18. Jawaban: c Oogenesis adalah proses pembentukan sel kelamin betina. Proses ini terjadi di dalam ovarium. Oviduk merupakan tempat berlangsungnya pembuahan. Uterus (rahim) merupakan tempat perkembangan janin. Serviks merupakan leher rahim yaitu bagian bawah rahim yang menyempit. 19. Jawaban: a Sel induk telur (oogonium) mengalami pertumbuhan menjadi oosit primer. Oosit primer bermeiosis membentuk oosit sekunder dan badan kutub primer. Badan kutub primer mengalami pembelahan membentuk dua badan kutub sekunder, tetapi ada juga yang mengalami degenerasi sebelum membelah. Oosit sekunder mengalami meiosis lagi membentuk badan kutub sekunder dan ootid. Badan kutub sekunder mengalami degenerasi, sedangkan ootid berkembang menjadi ovum. 20. Jawaban: a Pada saat megasporogenesis, megasporosit mengalami meiosis I membentuk sepasang sel yang bersifat haploid. Selanjutnya, sel tersebut membentuk empat sel megaspora haploid.

Biologi Kelas XII

47

21. Jawaban: d No.

Mitosis

Meiosis

1.

Kromosom sel anak bersifat diploid (2n) Berfungsi untuk pertumbuhan Menghasilkan 2 sel anakan Sel anakan identik dengan sel induk Terjadi pada sel-sel somatis

Kromosom sel anakan bersifat haploid (n) Untuk menghasilkan sel kelamin Menghasilkan 4 sel anakan Sel anakan secara genetik tidak identik Terjadi pada sel gamet

2. 3. 4. 5.

22. Jawaban: d Pembelahan meiosis I

Spermatogonium (2n)


Diferensiasi

Spermatosit primer (2n) Spermatosit sekunder Spermatid (n) (n)

Sperma (n)

23. Jawaban: e Ciri fase profase yaitu kromosomnya menebal, membran intinya tidak tampak, dan memiliki dua sentriol yang tampak menuju ke kutub yang berbeda. Kromosom berjajar di bidang ekuator pada fase metafase. Selanjutnya kromosom homolog menuju kutub berlawanan pada fase anafase. Pada fase telofase, kromosom menipis menjadi benang kromatin dan inti sel muncul kembali. Fase interfase disebut fase istirahat. Pada saat sel diamati tampak adanya inti sel dan membran inti sel. 24. Jawaban: c Gambar tersebut menunjukkan pembelahan sel secara mitosis pada tahap metafase. Pada tahap ini terbentuk benang-benang spindel dan kromosom berada di bidang ekuator. Selanjutnya, kromatid bergerak menuju kutub-kutub yang berlawanan. Perilaku kromosom ini terjadi pada tahap anafase. Adapun kromosom berduplikasi menjadi dua kromatid terjadi pada tahap profase. Sinapsis antarkromosom homolog terjadi pada tahap profase I pada pembelahan meiosis. Kromosom tidak tampak, tetapi butiran kromosom tampak jelas merupakan ciri-ciri pembelahan meiosis pada tahap profase I.

48

Pembelahan Sel

25. Jawaban: c Serbuk sari yang sudah masak akan berkecambah dan siap membuahi sel telur. Serbuk sari tersebut mengandung satu inti vegetatif dan dua inti generatif. Dengan demikian, serbuk sari yang telah masak mengandung tiga inti haploid. 26. Jawaban: b Contoh pembelahan meiosis pada pembentukan sel spermatozoa, ovum, dan serbuk sari. Pembentukan zigot terjadi karena adanya fertilisasi atau pembuahan inti sel sperma dengan inti sel telur. Embrio terbentuk karena sel penyusun zigot mengalami pembelahan mitosis. 27. Jawaban: a Kandung lembaga yang masak terdiri dari 1 sel telur didampingi 2 sel sinergid di daerah mikrofil, 3 antipoda di kalaza, dan 2 inti kutub yang menyatu di tengah membentuk sel kutub. 28. Jawaban: c Jumlah kromosom kelamin adalah setengah jumlah kromosom sel tubuh. Setengah dari 44 adalah 22. 29. Jawaban: b Mikrosporogenesis terjadi di dalam kepala sari. Mikrosporogenesis diawali pembelahan meiosis. Mikrosporosit menghasilkan mikrospora. Mikrospora berkembang menjadi serbuk sari. Megasporosit menghasilkan megaspora yang membelah menjadi sel telur. 30. Jawaban: c Megasporosit mengalami pembelahan meiosis I dan meiosis II membentuk empat sel megaspora, tiga di antaranya kemudian mengalami degenerasi. Inti sel megaspora sisanya mengalami tiga kali kariokinesis sehingga terbentuk delapan inti haploid dalam megaspora. Selanjutnya, dari delapan inti tersebut, tiga inti di mikrofil membentuk dua sel sinergid dan satu sel telur, dua inti di tengah membentuk sel kutub, dan tiga inti di kalaza membentuk tiga sel antipoda. B.

Uraian

1. Pembelahan reduksi yaitu pembelahan sel induk diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan yang haploid (n). Setiap sel anakan mengandung separuh kromosom sel induk, yaitu haploid. Pembelahan ini terjadi pada proses pembentukan sel gamet (sel kelamin) yang terjadi pada organ reproduktif. Pada hewan dan manusia, sperma yang haploid dihasilkan di dalam testis dan dan sel telur haploid dihasilkan di dalam ovarium. Pada tumbuhan berbunga, sel gamet dihasilkan di dalam putik dan benang sari.

2. Materi genetik manusia berupa DNA yang terdiri atas gen-gen. DNA ini melekat pada protein histon dan membentuk benang-benang kromatin yang dapat menyerap warna. Kromatin dijumpai pada fase profase awal yang selanjutnya mengalami kondensasi menjadi kromosom. Kromosom ini memiliki set duplikasi sehingga terdiri atas dua sisi yang melekat pada bagian sentromer. Tiap sisi kromosom disebut kromatid karena berisi materi genetik yang identik disebut kromatid bersaudara. Kromatid dan kromosom tampak dari profase akhir hingga telofase sel dan paling jelas ketika metafase sel. 3. Pada sel hewan, sitokinesis terjadi karena adanya tarikan mikrofilamen aktif dan meiosis. Tarikan terhadap membran sel ke dalam ini membentuk alur pembelahan sehingga sel terbelah dua. Pada sel tumbuhan, sitokinesis terjadi akibat vesikel-vesikel yang membawa materi dinding sel berkumpul di tengah sel membentuk bidang ekuator. Penyatuan vesikel ini menjadi dinding sel baru. 4. Interfase terdiri atas tiga subfase, yaitu gap-1, sintesis, dan gap-2. Saat gap-1, sel melakukan sintesis DNA, organel sel diperbanyak, dan nutrisi pembentuk DNA disiapkan. Pada fase sintesis, terjadi replikasi DNA untuk keperluan pembelahan. Setelah itu, sel bersiap memasuki pembelahan sel pada gap-2. 5. Pembelahan mitosis meliputi dua proses pembelahan yang berurutan, yaitu kariokinesis dan sitokinesis. Kariokinesis merupakan pembelahan suatu inti menjadi dua, sedangkan sitokinesis merupakan pembelahan suatu sel menjadi dua sel anakan yang masing-masing mengandung inti sel.

6. Pada dasarnya, pembelahan sel dibedakan menjadi 2 macam, yaitu pembelahan sel secara langsung dan secara tak langsung. Pembelahan sel secara langsung jika proses pembelahan tidak didahului dengan pembentukan gelendong pembelahan dan penampakan kromosom. Adapun pembelahan sel secara tak langsung jika proses pembelahan didahului dengan pembentukan gelendong pembelahan dan penampakan kromosom. Pembelahan sel secara langsung disebut amitosis, sedangkan pembelahan secara tidak langsung meliputi pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis. 7. Kita dapat menemukan pembelahan mitosis pada jaringan meristem yang terletak di ujung akar, ujung batang, maupun tunas daun. Pembelahan ini mendorong pertumbuhan primer dan sekunder tanaman. Pembelahan meiosis dapat kita jumpai pada sel kelamin jantan dalam kepala sari dan sel kelamin betina pada bakal buah. Melalui meiosis, kepala sari menghasilkan serbuk sari dan bakal buah menghasilkan megaspora. 8. Tahapan pembelahan sel yang ditunjukkan pada gambar adalah tahap anafase. Peristiwa-peristiwa yang terjadi pada tahap anafase sebagai berikut. a. Benang-benang spindel memendek. b. Kromatid menuju kutub berlawanan. c. Mulai terjadi sitokinesis. 9. Tiga dari empat megaspora hasil meiosis II mengalami degenerasi akibat sitoplasma yang terbatas. Oleh karena itu, satu megaspora ini menjadi bakal kandung lembaga besar yang intinya mengalami kariokinesis 3 kali tanpa disertai sitokinesis. 10. Sentriol terbentuk pada tahap profase. Sentriol berguna dalam pembelahan sel dengan mengatur benang-benang spindel melakukan panarikan kromatid.

Biologi Kelas XII

49

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan hukum I Mendel dan hukum II Mendel; 2. mengaitkan pola-pola hukum Mendel dengan peristiwa yang ditemukan sehari-hari; 3. menjelaskan pola penyimpangan semu terhadap hukum Mendel. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur terhadap Tuhan karena telah diciptakan mengenai pola pewarisan sifat pada makhluk hidup; 2. berperilaku teliti cermat, memiliki rasa ingin tahun, objektif, jujur, terbuka, dan bertanggung jawab; 3. menghargai kerja kelompok.

Pola Pewarisan Sifat pada Hukum Mendel

Hukum Mendel

•

• •

•

•

• • • • • • • • • • •

50

Melakukan pengamatan mengenai ciri fisik yang ada pada orang tua, diri sendiri, dan teman serta mencari informasi mengenai pola pewarisan sifat menurut hukum Mendel. Melakukan demonstrasi mengenai proses pembentukan gamet menggunakan kancing genetika. Melakukan pengamatan dan percobaan mengenai simulasi persilangan monohibrid dengan sifat intermediat menggunakan baling-baling genetika. Melakukan pengamatan dan percobaan mengenai simulasi persilangan dihibrid menggunakan kancing genetika. Membuat tulisan mengenai diagram persilangan monohibrid dan dihibrid menggunakan sistem garpu serta sistem papan catur.

Penyimpangan Semu terhadap Hukum Mendel

•

•

•

Mencari informasi dari berbagai sumber mengenai penyimpangan-penyimpangan semu terhadap hukum Mendel. Melakukan demonstrasi mengenai persilangan interaksi gen pada kriptomeri menggunakan balingbaling genetika. Membuat makalah mengenai pola pewarisan sifat pada hukum Mendel berdasarkan peristiwa-peristiwa di lingkungan sekitar.

Rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur terhadap Tuhan karena telah diciptakan mengenai pola pewarisan sifat pada makhluk hidup. Berperilaku teliti, cermat, memiliki rasa ingin tahu, objektif, jujur, terbuka, kritis, dan bertanggung jawab. Menghargai kerja kelompok. Mampu menjelaskan mengenai pola pewarisan sifat dari orang tua kepada anaknya, serta menjelaskan pola pewarisan sifat menurut hukum Mendel. Mampu menjelaskan mengenai proses pembentukan gamet menggunakan kancing genetika. Mampu menyajikan laporan dan menjelaskan mengenai persilangan monohibrid menggunakan bailing-baling genetika. Mampu menyajikan laporan dan menjelaskan mengenai persilangan dihibrid menggunakan kancing genetika. Mampu menyajikan tulisan mengenai diagram persilangan monohibrid dan dihibrid menggunakan sistem garpu serta sistem papan catur. Mampu menjelaskan mengenai penyimpangan-penyimpangan semu terhadap hukum Mendel. Mampu menyajikan laporan dan menjelaskan mengenai persilangan interaksi gen pada kriptomeri menggunakan baling-baling genetika. Mampu menyajikan makalah mengenai pola pewarisan sifat pada hukum Mendel berdasarkan peristiwa-perstiwa di lingkungan sekitar.


A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: b Hukum I Mendel menjelaskan bahwa pemisahan alel secara bebas terjadi saat pembentukan gamet. Setiap gamet hanya mengandung salah satu alel yang dimiliki sel induk. Pada saat pembuahan sel telur oleh sperma, saat persilangan, dan pembentukan zigot terjadi pengelompokan gen secara bebas. Pada pembentukan sel tubuh tidak terjadi pemisahan gen dan pengelompokan gen secara bebas. 2. Jawaban: c P1 = & bbRr >< % Bbrr (keriput-tinggi) (bulat-pendek) G1 = bR Br br br F1 = Gamet bR

br

Br

br

BbRr (bulat-tinggi)

bbRr (keriput-tinggi)

Bbrr (bulat-pendek)

bbrr (keriput-pendek)

Jadi, persentase dihasilkan keturunan yang bersifat biji keriput batang pendek sebanyak 25%. 3. Jawaban: e P1 : & BBKK >< % bbkk (bulat-kuning) (keriput-hijau) G : BK bk F1 : BbKk (bulat-kuning) F2 : BbKk >< BbKk G : BK, Bk, bK, bk BK, Bk, bK, bk F2 : Gamet

BK

Bk

bK

bk

BK Bk bK bk

BBKK BBKk BbKK BbKk

BBKk BBkk BbKk Bbkk

BbKK BbKk bbKK bbKk

BbKk Bbkk bbKk bbkk

Keterangan: B_K_ = bulat-kuning B_kk = bulat-hijau bbK_ = keriput-kuning bbkk = keriput-hijau

Dari persilangan tersebut dihasilkan keturunan F2 sebanyak 3.200 dengan perbandingan fenotipe 9 : 3 : 3 : 1. Oleh karena itu, keturunann F2 = bulat-kuning : bulat-hijau : keriput-kuning : keriput-hijau 9 : 3 : 3 : 1 1.800 : 600 : 600 : 200

Jadi, jumlah biji bulat-warna kuning dan biji keriputwarna hijau adalah 1.800 dan 200.

4. Jawaban: c P = & BBMM (bulat-manis) BM G1 =

><

% bbMm (lonjong-manis) bM bm

F = BbMM (bulat-manis) BbMm (bulat-manis) Jadi, hasil keturunan dari persilangan tersebut yaitu 100% bulat manis. 5. Jawaban: e P = & BbTt (bulat-tinggi) G= BT Bt bT bt F1 =

><

% Bbtt (bulat-pendek) Bt bt

Gamet

BT

Bt

bT

bt

Bt

BBTt (bulat-tinggi)

BBtt (bulat-pendek)

BbTt (bulat-tinggi)

Bbtt (bulat-pendek)

bt

BbTt (bulat-tinggi)

Bbtt (bulat-pendek)

bbTt (kisut-tinggi)

bbtt (kisut-pendek)

B_Tt = bulat-tinggi = 3 B_tt = bulat-pendek = 3 bbTt = kisut-tinggi = 1 bbtt = kisut-pendek = 1 Jadi, hasil keturunannya sebagai berikut.

1)

Bulat-tinggi = × 160 = 60 tanaman

2)

Bulat-pendek = × 160 = 60 tanaman

3)

Kisut-tinggi = × 160 = 20 tanaman

4)

Kisut-pendek = × 160 = 20 tanaman

6. Jawaban: a P2 : % BbHh >< & BbHh (bulat-hitam) (bulat-hitam) G : BH BH Bh Bh bH bH bh bh F2 : Gamet bH Bh BH BH Bh bH bh

BBHH BBHh BbHH BbHh

bh

BbHH BbHh bbHH bbHh

BbHh Bbhh bbHh bbhh

Biologi Kelas XII

51

BBHh BBhh BbHh Bbhh

B_H_ B_hh bbH_ bbhh

= bulat-hitam = bulat-hijau = kisut-hitam = kisut-hijau

=9 =3 =3 =1

Tanaman kisut-hijau =

1 16

F2 =

× 160 = 10

7. Jawaban: a Sifat semangka besar dominan terhadap semangka kecil, sedangkan rasa manis dominan terhadap rasa masam. P1 = & BBMM >< % bbmm (besar-manis) (kecil-masam) G = BM bm F1 = BbMm (besar-manis) P2 = & BbMm >< % BbMm G = BM >< BM Bm Bm bM bM bm bm F2 = Gamet

BM

Bm

bM

bm

BM

BBMM

BBMm

BbMM

BbMm

Bm

BBMm

BBmm

BbMm

Bbmm

bM

BbMM

BbMm

bbMM

bbMm

bm

BbMm

Bbmm

bbMm

bbmm

Keturunan yang bersifat homozigot dominan (BBMM) dan homozigot resesif (bbmm)

= × 480 = 60. 8. Jawaban: d P = BbMM >< bbmm G = BM bm bM F = BbMm (bulat-merah) bbMm (lonjong-merah) Jadi, genotipe kedua induknya adalah BbMM dan bbmm. 9. Jawaban: a Persilangan dari pernyataan pada soal dapat dituliskan sebagai berikut. P1 = & HHKK >< % hhkk (hitam-kasar) (albino-halus) G = HK hk F1 HhKk (hitam-kasar) P2 = & HhKk >< % HhKk G = HK, Hk, hK, hk HK, Hk, hK, hk

52

%

HK

Hk

hK

hk

HK

HHKK (hitam-kasar)

HHKk (hitam-kasar)

HhKK (hitam-kasar)

HhKk (hitam-kasar)

Hk

HHKk (hitam-kasar)

HHkk (hitam-halus)

HhKk (hitam-kasar)

Hhkk (hitam-halus)

hK

HhKK (hitam-kasar)

HhKk (hitam-kasar)

hhKK (albino-kasar)

hhKk (albino-kasar)

hk

HhKk (hitam-kasar)

Hhkk (hitam-halus)

hhKk (albino-kasar)

hhkk (albino-halus)

&


Genotipe induk pertama adalah HHKK dan hhkk. Jadi, hasil keturunan F2 yang mempunyai genotipe sama dengan induk pertama adalah nomor 1 dan 16. 10. Jawaban: c Hasil keturunan F2 yang mempunyai fenotipe marmot rambut hitam-halus ditunjukkan oleh nomor 6, 8, dan 14. Sementara itu, nomor 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, dan 13 merupakan marmot yang berfenotipe rambut hitam-kasar. Nomor 11, 12, dan 15 merupakan marmot yang berfenotipe rambut albino-kasar. Nomor 16 merupakan marmot yang berfenotipe rambut albino-halus. B.

Uraian

1. Kacang ercis dipilih oleh Mendel sebagai bahan penelitian karena memiliki variasi sifat yang mencolok seperti dalam tabel berikut. Variasi Sifat Batang Warna bunga Letak bunga Warna buah Warna kulit biji Permukaan biji Warna biji

Sifat Dominan Tinggi Ungu Aksial Kuning Abu-abu Bulat Hijau

Sifat Resesif Rendah Putih Terminal Hijau Putih Keriput Kuning

Selain karena memiliki variasi sifat yang mencolok, kacang ercis juga memiliki sifat berumur pendek, mudah tumbuh, dan mudah melakukan pernyerbukan sendiri. 2. Berdasarkan percobaan yang dilakukan dalam hukum I Mendel, Mendel menyimpulkan bahwa pada pembentukan gamet, pasangan-pasangan gen sealel saling berpisah. Pemisahan ini berlangsung selama proses meiosis. Oleh karena itu, di dalam setiap gamet hanya terdapat satu set kromosom saja. Kesimpulan tersebut dikenal dengan hukum I Mendel atau hukum Pemisahan Gen Sealel atau hukum Segregasi Gen.

3. Back cross disebut juga dengan perkawinan balik. Perkawinan balik adalah perkawinan antara individu F1 dengan salah satu induknya. Perkawinan ini berguna untuk mencari genotipe induk. Sementara itu, test cross disebut juga dengan uji silang. Uji silang adalah perkawinan individu F1 dengan induknya yang bersifat homozigot resesif. Uji silang berguna untuk mengetahui suatu individu bersifat homozigot atau heterozigot. % MmBb MB Mb mB mb

4. P = G =

& mmBb mB mb

><

%

MB

Mb

mB

mb

mB

MmBB MmBb (merah-besar) (merah-besar)

mmBB (putih-besar)

mmBb (putih-besar)

mb

MmBb (merah-besar)

mmBb (putih-besar)

mmbb (putih-kecil)

Mmbb (merah-kecil)

Jadi, perbandingan fenotipenya adalah merahbesar : merah-kecil : putih-besar : putih-kecil = 3 : 1 : 3 : 1.

1. Jawaban: c P1 : & AAbb >< % aaBB (merah) (putih) G : Ab aB F1 : AaBb (ungu) P2 : & AaBb >< % AaBb (ungu) (ungu) F2 : 9 A_B_ = ungu 3 A_bb = merah 3 aaB_ = putih 1 aabb = putih Jadi, rasio fenotipe F2 = 9 ungu : 3 merah : 4 putih. 2. Jawaban: d 1) Kriptomeri adalah peristiwa munculnya karakter tertentu apabila gen dominan bersama-sama dengan gen dominan yang lainnya. Perbandingan fenotipenya 9 : 3 : 4. 2) Gen komplementer adalah gen yang saling melengkapi dan menimbulkan suatu sifat baru jika saling berinteraksi, tetapi tidak memunculkan sifat jika berdiri sendiri. Perbandingan fenotipenya 9 : 7.

P1 = G = F1 =

b.

%

& BBDD (lebat-licin) BD

><

% bbdd (jarang-keriput) bd

BbDd (lebat-licin) Jadi, genoitpe F1 = BbDd dan fenotipenya adalah berbuah lebat-berkulit biji licin. & BbDd >< % BbDd P2 = G = BD, Bd, bD, bd BD, Bd, bD, bd F2 = BD

Bd

bD

bd

BD

BBDD (lebat-licin)

BBDd (lebat-licin)

BbDD (lebat-licin)

BbDd (lebat-licin)

Bd

BBDd (lebat-licin)

BBdd (lebat-keriput)

BbDd (lebat-licin)

Bbdd (lebat-keriput)

bD

BbDD (lebat-licin)

BbDd (lebat-licin)

bbDD (jarang-licin)

bbDd (jarang-licin)

bd

BbDd (lebat-licin)

Bbdd (lebat-keriput)

bbDd (jarang-licin)

bbdd (jarang-keriput)

&

F1 = &

5. a.

Jadi, perbandingan genotipe F2 adalah B_D_ : B_dd : bbD_ : bbdd = 9 : 3 : 3 : 1. Sementara perbandingan fenotipe F2 adalah berbuah lebat-biji licin : berbuah lebat-biji keriput : berbuah jarangbiji licin : berbuah jarang-biji keriput = 9 : 3 : 3 : 1.

3)

4)

5)

Epistasi dominan adalah sepasang gen yang menutupi ekspresi gen lain yang tidak sealel dan bersifat dominan. Perbandingan fenotipenya 12 : 3 : 1. Epistasi dominan dan resesif adalah penyimpangan yang terjadi karena ada dua gen dominan yang keberadaannya menghambat pengaruh salah satu gen dominan tersebut. Perbandingan fenotipenya 13 : 3. Polimeri adalah interaksi gen yang bersifat kumulatif. Perbandingan fenotipenya 15 : 1.

3. Jawaban: b P = walnut (R_P_) >< pea (rrP_) F1 = walnut (R_P_) : rose (R_pp) 3 : 1 Pada persilangan antara walnut (R_P_) dengan pea (rrP_) didapatkan keturunan yang berpial rose (R_pp), maka masing-masing induk pastilah mengandung gen p, jika dituliskan: P = walnut (R_Pp) >< pea (rrPp) Persilangan tersebut menghasilkan keturunan walnut dan rose dengan rasio 3 : 1, maka genotipe induk yang walnut harus RRPp bukan RrPp karena jika RrPp maka akan diperoleh keturunan yang berfenotipe rose, pea, dan single. Biologi Kelas XII

53

4. Jawaban: e P1 = Genotipe = Gamet = F2 = Gamet

% kacang kulit hitam Hhkk Hk, hk

& kacang kulit kuning hhKk hK, hk

><

hK

hk

Hk

HhKk hitam

Hhkk hitam

hk

hhKk kuning

hhkk putih

Jadi, perbandingan keturunan dengan fenotipe hitam : kuning : putih adalah 2 : 1 : 1.

Gamet

M1M2

M 1m 2

m1 M 2

5. Jawaban: e P1 : M1M1M2M2 >< m1m1m2m2 (merah) (putih) G1 : M1M2 m1m2 F1 : M1m1M2m2 (merah) P2 : M1m1M2m2 >< M1m1M2m2 (merah) (merah) F2 : m1 m2

M1M2

M1M1M2M2 M1M1M2m2 M1m1M2M2 M1m1M2m2

M1m2

M1M1M2m2 M1M1m2m2 M1m1M2m2 M1m1m2m2

m1M 2

M1m1M2M2 M1m1M2m2 m1m1M2M2 m1m1M2m2

m1 m 2

M1m1M2m2 M1m1m2m2 m1m1M2m2 m1m1m2m2

merah

merah

merah

merah

merah

merah

merah

merah

merah

merah

merah

merah

merah

merah

merah putih

Persentase munculnya bunga warna putih adalah

× 100% = 6,25%.

6. Jawaban: b P1 : & RRPP >< (walnut) G1 : RP F1 : RrPP (walnut) P2 : & RrPP >< (walnut) RP G2 : rP F2 : Gamet RP

% rrPP (pea) rP

% Rrpp (rose) Rp rp rP

Rp

RRPp (walnut)

RrPp (pea)

rp

RrPp (walnut)

rrPp (pea)

Jadi, perbandingan hasil keturunan F2-nya adalah walnut : pea = 3 : 1.

54


7. Jawaban: e Berdasarkan uraian pada soal dapat dituliskan diagram persilangan sebagai berikut. & AAbb >< % aaBB P1 : (bunga putih) (bunga putih) G : Ab aB F1 : AaBb (bunga ungu) & AaBb >< % aabb P2 : (bunga-ungu) (bunga-putih) G : AB ab Ab aB ab F2 : AaBb = bunga ungu (25%) Aabb aaBb bunga putih (75%) aabb Berdasarkan diagram di atas, dapat diketahui kedua induk pertama memiliki fenotipe warna putih, padahal genotipenya berbeda. Apabila kedua induk tersebut disilangkan akan menghasilkan 100% bunga ungu. Keadaan tersebut dikarenakan gengen yang saling berinteraksi akan saling melengkapi dan memunculkan fenotipe tertentu yang disebut dengan gen-gen komplementer. Sementara itu, polimeri merupakan bentuk interaksi gen yang bersifat kumulatif (saling menambah). Atavisme merupakan interaksi beberapa gen yang mengakibatkan menghilangnya suatu sifat keturunan dan memunculkan suatu sifat keturunan yang berbeda dengan induknya, tetapi sifat induk akan muncul kembali pada generasi selanjutnya. Kriptomeri merupakan peristiwa munculnya karakter tertentu apabila gen dominan bersama-sama dengan gen dominan lainnya. Epistasi dan hipostasi adalah peristiwa sebuah atau sepasang gen yang menutupi ekspresi gen lain yang tidak sealel. 8. Jawaban: c Persilangan yang menunjukkan peristiwa kriptomeri antara Linnaria maroccana merah dengan putih sebagai berikut. P1 : & Aabb >< % aaBb (merah) (putih) G : Ab aB ab ab F1 : AaBb → ungu Aabb → merah aaBb → putih heterozigot aabb → putih homozigot P2 : & AaBb >< % aabb (ungu) (putih)

AB ab Ab aB ab F2 : AaBb → ungu Aabb → merah aaBb putih aabb Apabila tanaman yang dihasilkan 200 tanaman, jumlah tanaman yang berfenotipe merah sebagai berikut.

G2 :

Bunga merah =

&

× 200 = 50 tanaman.

9. Jawaban: a Polimeri merupakan bentuk interaksi gen yang bersifat kumulatif (saling menambah) dan terjadi karena adanya interaksi antara dua gen atau lebih. Kriptomeri adalah peristiwa munculnya karakter tertentu apabila gen dominan bersama-sama dengan gen dominan lainnya. Epistasi dan hipostasi adalah sebuah gen atau sepasang gen yang menutupi ekspresi gen lain yang tidak sealel. 10. Jawaban: b P : % Rrpp >< (rose) G: Rp rp F : RrPp = walnut Rrpp = rose rrPp = pea rrpp = single Jadi, keturunan yang sebanyak 25%. B.

leghorn bulu putih bergenotipe iicc di mana gen I epistasis terhadap gen C dan c serta gen cc epistasis terhadap I dan i. Proses persilangannya sebagai berikut. : % IICC >< & iicc P1 (putih) (putih) Gamet : IC ic F1 : IiCc P2 : % IiCc >< & IiCc F2 :

& rrPp (pea) rP rp = 25% = 25% = 25% = 25% memiliki fenotipe walnut

Uraian

1. Penyimpangan semu hukum Mendel adalah terjadinya suatu kerja sama berbagai sifat yang memberikan fenotipe berlainan, tetapi masih mengikuti hukum-hukum perbandingan genotipe dari Mendel. Penyimpangan ini dapat terjadi karena adanya dua pasang gen atau lebih yang saling memengaruhi dalam memberikan fenotipe pada suatu individu. Penyimpangan ini ditandai dengan berubahnya perbandingan fenotipe keturunan sehingga tidak sesuai dengan hukum Mendel. 2. Epistasi dominan dan resesif adalah penyimpangan yang terjadi karena ada dua gen dominan yang keberadaannya menghambat pengaruh salah satu gen dominan tersebut. Contoh epistasis dominan resesif terjadi pada persilangan ayam yang memiliki warna bulu berbeda-beda, misalnya leghorn bulu putih bergenotipe IICC dengan ayam

%

IC

Ic

iC

ic

IC

IICC putih

IICc putih

IiCC putih

IiCc putih

Ic

IICc putih

IIcc putih

IiCc putih

Iicc putih

iC

IiCC putih

IiCc putih

iiCC berwarna

iiCc berwarna

ic

IiCc putih

Iicc putih

iiCc berwarna

iicc putih

Catatan: Gen C = gen yang menghasilkan warna. Gen c = gen yang tidak menghasilkan warna (ayam jadi putih). Gen I = gen yang menghalangi keluarnya warna (disebut gen penghalang). Gen i = gen yang tidak menghalangi keluarnya warna. 3. Pada peristiwa atavisme, persilangan pertama menghasilkan keturunan dengan sifat yang berbeda dengan induknya. Namun, sifat induk akan muncul kembali pada persilangan antar-F2. Pada persilangan tersebut juga muncul sifat induk F1 dan sifat baru (single). Diagram perkawinan sebagai berikut. P2 : RrPp >< RrPp (walnut) (walnut) G : RP RP Rp Rp rP rP rp rp F2 :

%

RP

Rp

rP

rp

RP

RRPP walnut

RRPp walnut

RrPP walnut

RrPp walnut

Rp

RRPp walnut

RRpp rose

RrPp walnut

Rrpp rose

rP

RrPP walnut

RrPp walnut

rrPP pea

rrPp pea

rp

RrPp walnut

Rrpp rose

rrPp pea

rrpp single

&

Perbandingan fenotipe F2 = walnut : rose : pea : single = 9 : 3 : 3 : 1. Biologi Kelas XII

55

4. P1 : & M1M1M2M2 >< % m1m1m2m2 (merah-gelap) (putih) G : M1M2 m1m2 F1 : M1m1M2m2 (merah-sedang) P2 : & M1m1M2m2 >< % M1m1M2m2 (merah-sedang) (merah-sedang) G : M1M2 M1M2 M1m2 M1m2 m1M2 m1M2 m1m2 m1m2 F2 :

A.

%

M1M2

M1m2

m1M2

m1m2

M1M 2

M 1M 1 M 2M 2 (merah gelap)

M 1M 1 M 2m 2 (merah)

M 1m 1 M 2M 2 (merah)

M 1m 1 M 2m 2 (merah sedang)

M1m2

M 1M 1 M 2m 2 (merah)

M 1M 1 m 2m 2 M 1m 1 M 2m 2 (merah sedang) (merah sedang)

M 1m 1 m 2m 2 (merah muda)

m1M2

M 1m 1 M 2M 2 (merah)

M 1m 1 M 2m 2 m 1m 1 M 2M 2 (merah sedang) (merah sedang)

m 1m 1 M 2m 2 (merah muda)

m1m2

M 1m 1 M 2m 2 (merah sedang)

&

M 1m 1 m 2m 2 (merah muda)

m 1m 1 M 2m 2 (merah muda)

56

5. Kriptomeri merupakan peristiwa munculnya karakter tertentu apabila gen dominan bersamasama dengan gen dominan lainnya. Apabila gen berdiri sendiri, karakternya akan tersembunyi (kriptos). Sebagai contoh, bunga Linnaria maroccana berwarna merah disilangkan dengan warna putih akan menghasilkan bunga berwarna ungu. Warna merah ditentukan oleh pigmen hemosianin pada plasma yang asam dan warna ungu ditentukan pada plasma yang bersifat basa. Warna ungu tersebut merupakan hal yang tidak biasa karena merupakan fenotipe baru. Warna ungu merupakan sifat yang tersembunyi.

Jadi, persentase keturunan yang bergenotipe BbKk

1. Jawaban: b Persilangan pohon mangga buah bulat-manis (BBMM) dengan pohon mangga buah lonjong-asam (bbmm) menghasilkan F1 dengan fenotipe buah bulat-manis (BbMm) 100%. Persilangan sesama F1 akan menghasilkan keturunan yang mempunyai fenotipe sama dengan salah satu induknya. Keturunan F2 memiliki perbandingan fenotipe 9 : 3 : 3 : 1. Pada F2 muncul empat macam sifat, yaitu buah bulat-manis (sama dengan induk), buah lonjong-asam (sama dengan induk), buah bulatasam (perpaduan sifat dari kedua induk), dan buah lonjong-manis (perpaduan sifat dari kedua induk).

BK Bk bK bk

Merah sedang = × 480 = 180 tanaman.

m 1m 1 m 2m 2 (putih)

Pilihan Ganda

2. Jawaban: c P = & BbKk Gamet = BK Bk bK bk F1 = Gamet

Fenotipe keturunan F1 adalah merah sedang. Jadi, jumlah keturunan F2 yang bersifat merah sedang sebagai berikut.

><

% BbKk BK Bk bK bk

BK

Bk

bK

bk

BBKK BBKk BbKK BbKk

BBKk BBkk BbKk Bbkk

BbKK BbKk bbKK bbKk

BbKk Bbkk bbKk bbkk


= × 100% = 25%. 3. Jawaban: c Persilangan antarpohon mangga berbuah besarasam dan mangga berbuah kecil-manis dituliskan sebagai berikut. & BBmm >< % bbMM P1 : (besar-asam) (kecil-manis) F1 : BbMm (besar-manis) & BbMm >< % BbMm P1 : F2 : Gamet

BM

BM

BBMM (besar-manis)

BBMm BbMM (besar-manis) (besar-manis)

BbMm (besar-manis)

Bm

BBMm (besar-manis)

BBmm (besar-asam)

BbMm (besar-manis)

Bbmm (besar-asam)

bM

BbMM (besar-manis)

BbMm (besar-manis)

bbMM (kecil-manis)

bbMm (kecil-manis)

bm

BbMm (besar-manis)

Bbmm (besar-asam)

bbMm (kecil-manis)

bbmm (kecil-asam)

Bm

bM

bm

Jadi, persentase F2 yang mempunyai fenotipe kecil

dan rasa manis = × 100% = 18,75%.

4. Jawaban: c Diagram persilangan ikan hias warna merah-ekor pendek (RRpp) dengan ikan hias warna hitam-ekor panjang (rrPP) sebagai berikut. P1 : & RRpp >< % rrPP (merah-pendek) (hitam-panjang) F1 : RrPp (merah-panjang) P2 : & RrPp >< % RrPp (merah-panjang) (merah-panjang) F2 : 9 R_P_ (merah-panjang) 3 R_pp (merah-pendek) 3 rrP_ (hitam-panjang) 1 rrpp (hitam-pendek) Jadi, kemungkinan keturunan ikan hias warna

merah-ekor pendek adalah × 48 = 9 ekor. 5. Jawaban: d P = & LLBB Gamet = LB = F1 Gamet

><

% llBb lB, lb

G :

LIBB (lebar-rambut hitam)

lb

LIBb (lebar-rambut kelabu)

8. Jawaban: b P1 = % LlMm >< & LlMm (keriting-mancung) (keriting-mancung) G = LM LM Lm Lm lM lM lm lm F = Gamet

LM

Lm

lM

lm

LM

LLMM (keritingmancung)

LLMm (keritingmancung)

LlMM (keritingmancung)

LlMm (keritingmancung)

Lm

LLMm (keritingmancung)

LLmm (keritingpesek)


Llmm (keritingpesek)

lM

LlMM (keritingmancung)

LLMM (keritingmancung)

llMM (lurusmancung)

llMm (lurusmancung)

lm


Llmm (keritingpesek)

llMm (lurusmancung)

llmm (luruspesek)

Jadi, persentase fenotipe keturunannya yang bertelinga lebar-rambut hitam adalah

× 100% = 50%.

6. Jawaban: c Uji silang (test cross) bertujuan untuk mengetahui suatu individu bersifat homozigot atau heterozigot. Apabila hasil uji silang menunjukkan beberapa fenotipe keturunan, berarti individu yang diuji bersifat heterozigot. Sementara itu, individu yang diuji bersifat homozigot jika hasil uji silang menunjukkan fenotipe keturunan yang sama.

7. Jawaban: a Gen B (bulat) dominan terhadap gen b (kisut). Gen K (kuning) dominan terhadap gen k (hijau). P1 : % BbKk >< & bbkk (biji bulat-kuning) (biji kisut-hijau) G : BK bk Bk bK bk F1 : BbKk Bbkk disilangkan bbKk bbkk P2 : % Bbkk >< & bbKk (biji bulat-hijau) (biji kisut-kuning)

bK bk

F2 : BbKk Bbkk bbKk bbkk Jadi, genotipe BbKk : Bbkk : bbKk : bbkk = 1 : 1 : 1 : 1.

LB

IB

Bk bk

Persilangan dihibrid pada pernikahan Riko dan Sifa menghasilkan perbandingan fenotipe 9 : 3 : 3 : 1 yaitu: 9 L_M_ : keriting-mancung 3 L_mm : keriting-pendek 3 llM_ : lurus-mancung 1 llmm : lurus-pesek Jadi, persentase anak-anak berfenotipe rambut

keriting dan berhidung pesek sebanyak × 100% = 18,75%. 9. Jawaban: e P : BBMM (besar-manis homozigot) G : BM

><

BbMm (besar-manis heterozigot) BM Bm bM bm

F1 : BBMM = besar-manis BBMm = besar-manis BbMM = besar-manis BbMm = besar-manis Biologi Kelas XII

57

Jadi, genotipe keturunan yang dihasilkan adalah BBMM, BBMm, BbMM, dan BbMm. 10. Jawaban: d BBtt (besar-pendek)

BBTT (besar-tinggi)

Y

BBTT (besar-tinggi)

BbTT (besar-tinggi)

Z

11. Jawaban: e P : % LlMm >< & LLmm (lebar-merah (lebar-putih heterozigot) homozigot) G : LM Lm Lm lM lm F : LLMm = lebar-merah LLmm = lebar-putih LlMm = lebar-merah Llmm = lebar-putih Berdasarkan persilangan di atas, dapat diketahui beberapa hal berikut. 1) Gamet dari induk pertama LM, Lm, lM, dan lm. Gamet induk kedua yaitu Lm. 2) Termasuk persilangan dihibrid karena menyilangkan dua sifat beda yaitu bentuk daun dan warna bunga. 3) Hasil persilangan yang bergenotipe LLMm sebanyak 25%. 4) Hasil persilangan yang berfenotipe daun lebar warna bunga merah sebanyak 50%. 5) Hasil persilangan menghasilkan fenotipe berdaun lebar bunga berwarna merah dan berdaun lebar bunga berwarna putih. 12. Jawaban: c % BBKK >< & bbkk P1 : (bulat-kuning) (keriput-hijau) G : BK bk F1 : BbKk (bulat-kuning) P2 : % BbKk >< & BbKk G : BK, Bk, bK, bk BK, Bk, bK, bk F2 : 9 B_K_ = bulat-kuning 3 B_kk = bulat-hijau 3 bbK_ = keriput-kuning 1 bbkk = keriput-hijau

58


sebanyak × 2.400 = 450 tanaman. Jumlah keturunan berfenotipe keriput-hijau sebanyak

bbTT (kecil-tinggi)

BbTt (besar-tinggi)

Jadi, jumlah keturunan berfenotipe bulat-hijau

× 2.400 = 150 tanaman.

13. Jawaban: b Gen B dominan terhadap gen b (bentuk besar dominan terhadap bentuk kecil). Gen S dominan terhadap gen s (bentuk segar dominan terhadap bentuk kusut). Jadi, tanaman buah jeruk yang mewarisi gen BbSs memiliki fenotipe buah jeruk besar-segar. 14. Jawaban: b Polimeri merupakan bentuk interaksi gen yang bersifat kumulatif (saling menambah). Polimeri terjadi karena adanya interaksi antara dua gen atau lebih sehingga disebut gen ganda. Peristiwa polimeri ini mirip dengan persilangan dihibrid tidak penuh (intermediat). Sementara itu, apabila gen berdiri sendiri sehingga karakternya akan tersembunyi merupakan pernyataan dalam kriptomeri. Sepasang gen yang menutupi ekspresi gen lain yang tidak sealel disebut gen epistasis. 15. Jawaban: c Pasangan antara nama penyimpangan hukum Mendel dengan hasil perbandingan fenotipe keturunan F2 dapat dituliskan dalam tabel berikut.

I. II. III. IV. V.

Penyimpangan Hukum Mendel

Perbandingan Fenotipe

Gen-gen komplementer Polimeri Kriptomeri Atavisme Epistasi dominan

9 : 7 (R) 15 : 1 (T) 9 : 3 : 4 (P) 9 : 3 : 3 : 1 (S) 12 : 3 : 1 (Q)

16. Jawaban: c Ada tiga macam epistasi dan hipostasi yaitu epistasi dominan, epistasi resesif, serta epistasi dominan dan resesif. 1) Epistasi dominan, yaitu peristiwa yang terjadi karena adanya satu gen dominan yang bersifat epistasis. 2) Epistasi resesif, yaitu peristiwa yang terjadi karena adanya gen resesif yang epistasis terhadap gen dominan lain yang tidak sealel. 3) Epistasi dominan dan resesif, yaitu penyimpangan yang terjadi karena ada dua gen dominan yang keberadaannya menghambat pengaruh salah satu gen dominan tersebut.

17. Jawaban: e Gen komplementer merupakan gen yang saling melengkapi dan menimbulkan sifat baru jika saling berinteraksi, tetapi tidak memunculkan sifat baru jika berdiri sendiri. Gen dominan C dan P tidak menimbulkan warna saat berdiri sendiri dan memunculkan warna ungu setelah gen berinteraksi bersama-bersama (CcPp). Sementara itu, epistasis adalah sebuah atau sepasang gen yang menutupi ekspresi gen lain yang tidak sealel. Polimeri adalah interaksi gen yang bersifat kumulatif. Kriptomeri adalah munculnya karakter tertentu apakah gen dominan bersama-sama dengan gen dominan lainnya. Jika gen dominan berdiri sendiri, maka sifatnya tersembunyi. Interaksi gen dominan tersebut akan menghasilkan sifat baru. Adapun intermediat adalah sifat antara (gabungan) dan muncul karena interaksi dua gen yang sama kuat. 18. Jawaban: b Epistas merupakan gen yang menutupi sifat gen lain yang tidak sealel. Sifat gen lain tidak akan muncul jika ada gen epistasi. Jadi, gen M bersifat menutupi gen K dan k. Jika ada gen M maka sifat kuning tidak muncul. Jadi, pasangan genotipe dan fenotipe yang muncul yaitu MMKK (merah), MmKk (merah), mmKK (kuning), dan mmKk (kuning). 19. Jawaban: e P = & Hhkk >< % hhKk Gamet = Hk, hk hK, hk F1 =

=

Gamet

RP

Rp

rP

rp

rP

RrPP (walnut)

RrPp (walnut)

rrPP (pea)

rrPp (pea)

rp

RrPp (walnut)

Rrpp (rose)

rrPp (pea)

rrpp (single)

Jadi, perbandingan fenotipe keturunannya = walnut : rose : pie : single = 3 : 1 : 3 : 1. 22. Jawaban: a Dari soal tersebut dapat dituliskan persilangan sebagai berikut. P1 : & AAbb >< % aaBB (merah) (putih) G : Ab aB F1 : AaBb (ungu) P2 : & AaBb >< % Aabb (ungu) (merah) G : AB, Ab, aB, ab Ab, ab F2 : Gamet

AB

Ab

aB

ab

Ab

AABb (ungu)

AAbb (merah)

AaBb (ungu)

Aabb (merah)

ab

AaBb (ungu)

Aabb (merah)

aaBb (putih)

aabb (putih)

F2 = ungu : merah : putih = 3 : 3 : 2

Gamet

Hk

hk

hK

HhKk (hitam)

hhKk (kuning)

hk

Hhkk (hitam)

hhkk (putih)

Jadi, hasil keturunannya adalah 50% hitam, 25% kuning, dan 25% putih. 20. Jawaban: d P1 : & kelinci kelabu ><% kelinci himalaya Genotipe : Cc cch F1 : Gamet

c

ch

C

Cc (kelabu) cc (albino)

Cc h (kelabu) cc h (himalaya)

c

F1

Perbandingan fenotipe F2 = kelabu : himalaya : albino = 2 : 1 : 1. 21. Jawaban: d P = & RrPp >< % rrPp Gamet = RP, Rp, rP, rp rP, rp

23. Jawaban: e P2 : & AaBb (ungu) G : AB, Ab, aB, ab F2 :

><

% aaBB (putih) aB

Gamet

AB

Ab

aB

ab

aB

AaBB (ungu)

AaBb (ungu)

aaBB (putih)

aaBb (putih)

Apabila jumlah keturunannya sebanyak 200 tanaman, rasio fenotipe = ungu : putih = 100 : 100. 24. Jawaban: b P1 : & MMkk >< % mmKK (merah) (kuning) G : Mk mK F1 : MmKk (oranye) P2 : & MmKk >< % MmKk G : MK MK Mk Mk mK mK mk mk

Biologi Kelas XII

59

F2 : %

MK

Mk

mK

mk

MK

MMKK (oranye)

MMKk (oranye)

MmKK (oranye)

MmKk (oranye)

Mk

MMKk (oranye)

MMkk (merah)

MmKk (oranye)

Mmkk (merah)

mK

MmKK (oranye)

MmKk (oranye)

mmKK (kuning)

mmKk (kuning)

mk

MmKk (oranye)

Mmkk (merah)

mmKk (kuning)

mmkk (kuning)

&

Jadi, perbandingan fenotipenya adalah orange : merah : kuning = 9 : 3 : 4. 25. Jawaban: c & Aabb >< % aaBb P2 : (umbi lapis merah) (umbi lapis kuning) G : Ab aB ab ab F1 : % aB ab & Ab

AaBb (merah)

Aabb (merah)

ab

aaBb (kuning)

aabb (putih)

Jadi, persentase bawang umbi lapis putih sebesar 25%. B. Uraian 1. Dalam percobaan hukum II Mendel, Mendel melakukan persilangan dengan cara dihibrid. Mendel menggunakan dua sifat beda yang dimiliki oleh tanaman kacang ercis yaitu bentuk dan warna bijinya. Mendel melakukan persilangan tanaman kacang ercis berbiji bulat-warna kuning dengan tanaman kacang ercis berbiji keriput-warna hijau. Semua keturunan pertamanya akan menghasilkan tanaman kacang ercis berbiji bulat-warna kuning. Setelah itu, Mendel menyilangkan hasil keturunan pertama dengan sesamanya. Dari persilangan kedua ini, Mendel memperoleh keturunan dengan perbandingan fenotipenya 9 : 3 : 3 : 1. Fenotipe yang diperoleh Mendel yaitu tanaman kacang ercis berbiji bulatwarna kuning, berbiji bulat-warna hijau, berbiji keriputwarna kuning, dan berbiji keriput-warna hijau. 2. Genotipe adalah sifat tidak tampak yang ditentukan oleh pasangan gen dalam individu. Genotipe disimbolkan dengan huruf. Biasanya huruf pertama merupakan suatu sifat yang dominan. Simbol genotipe untuk sifat dominan ditulis dengan huruf besar, sedangkan sifat resesif dituliskan dengan huruf kecil. Berhubung individu bersifat diploid, genotipe dinyatakan dengan dua huruf. Sebagai contoh, gen H merupakan gen penentu warna hitam sehingga 60


ditulis dengan HH. Sementara itu, gen h merupakan gen penentu warna putih dan ditulis dengan hh. Adapun fenotipe merupakan sifat keturunan yang dapat diamati. Fenotipe dituliskan dengan bentuk kata-kata atau deskripsi. Sebagai contoh, bulu marmot berwarna hitam dan berwarna putih. 3. Perkawinan resiprok merupakan perkawinan kebalikan dari yang semula dilakukan. Perkawinan resiprok bertujuan untuk membuktikan bahwa induk jantan dan induk betina mempunyai kesempatan yang sama dalam pewarisan sifat. 4. Cara mengetahui genotipe bunga kertas tersebut yaitu dengan melakukan test cross (uji silang). Test cross dilakukan dengan menyilangkan individu bunga tersebut dengan induk resesif homozigot. Jika hasil uji menunjukkan fenotipe yang sama, berarti bunga tersebut bergenotipe homozigot. Jika hasil uji menunjukkan beberapa fenotipe keturunan, berarti bunga tersebut bergenotipe heterozigot. a. Jika P : bunga merah >< bunga putih (mm) F : 100% merah (Mm) maka bunga tersebut bergenotipe MM (homozigot) b. Jika P : bunga merah >< bunga putih (mm) F : 50% merah (Mm) 50% putih (mm) maka bunga tersebut bergenotipe Mm (heterozigot) 5. P1 : % BBKK >< & bbkk (besar-kuning) (kecil-merah) G : BK bk F1 : BbKk (besar-kuning) P2 : % BbKk >< & BbKk (besar-kuning) (besar-kuning) G : BK BK Bk Bk bK bK bk bk F2 : %

&

BK

Bk

bK

bk

BK

BBKK BBKk (besar-kuning) (besar-kuning)

BbKK (besar-kuning)

BbKk (besar-kuning)

Bk

BBKk BBkk (besar-kuning) (besar-merah)

BbKk (besar-kuning)

Bbkk (besar-merah)

bK

BbKK BbKk (besar-kuning) (besar-kuning)

bbKK (kecil-kuning)

bbKk (kecil-kuning)

bk

BbKk Bbkk (besar-kuning) (besar-merah)

bbKk (kecil-kuning)

bbkk (besar-merah)

Jadi, perbandingan genotipe dan fenotipe sebagai berikut. a. 9 B_K_ = 9 besar-kuning b. 3 B_kk = 3 besar-merah c. 3 bbK_ = 3 kecil-kuning d. 1 bbkk = 1 kecil-merah

6. Persilangan yang mengakibatkan keturunannya memberikan ekspresi campuran antara kedua induknya dapat terjadi karena adanya sifat intermediat. Sehingga contoh, tanaman bunga pukul empat berwarna merah (MM) disilangkan dengan warna putih (mm) dengan sifat intermediat akan menghasilkan keturunan sebagai berikut. & MM >< % mm P1 : (bunga merah) (bunga putih) F : Gamet m m

M

M

Mm (merah muda)

Mm (merah muda)

Mm (merah muda)

Mm (merah muda)

7. Gen-gen komplementer adalah gen yang saling berinteraksi dan saling melengkapi sehingga memunculkan fenotipe tertentu. Apabila ada salah satu gen tidak hadir, karakter fenotipe tersebut tidak muncul atau tidak sempurna. Contoh persilangan pada warna bunga Lathyrus odoratus. Terdapat dua gen yang saling berinteraksi dalam memunculkan pigmen bunga. P = & CCpp >< % ccPP (putih) (putih) G = Cp cP F1 = CcPp (ungu) Perbandingan fenotipe: 100% ungu Perbandingan genotipe: 100% CcPp P = & CcPp >< % CcPp (ungu) (ungu) G = CP, Cp, cP, cp CP, Cp, cP, cp F2 =

%

CP

Cp

cP

cp

CP

CCPP ungu

CCPp ungu

CcPP ungu

CcPp ungu

Cp

CCPp ungu

CCpp putih

CcPp ungu

Ccpp putih

cP

CcPP ungu

CcPp ungu

ccPP putih

ccPp putih

cp

CcPp ungu

Ccpp putih

ccPp putih

ccpp putih

&

Jadi, perbandingan fenotipe F2 = ungu : putih = 9 : 7. 8. Persilangan ayam berjengger rose dengan ayam berjengger pea dapat menghasilkan keturunan ayam berjengger walnut karena terjadinya penyimpangan hukum Mendel, yaitu peristiwa atavisme. Atavisme mengakibatkan munculnya keturunan dengan suatu sifat yang berbeda dengan induknya. Pada ayam terdapat empat tipe jengger yaitu rose, pea, walnut, dan single. Tipe rose bergenotipe RRpp dan tipe pea bergenotipe rrPP. Jengger walnut merupakan hasil interaksi dua gen dominan R dan P yang berdiri sendiri. Sementara

itu, jengger single merupakan hasil interaksi dua gen resesif r dan p. Diagram persilangan ayam berjengger rose dan pea sebagai berikut. P1 = & RRpp >< % rrPP (rose) (pea) F1 = RrPp (walnut) P2 = & RrPp >< % RrPp (walnut) (walnut) F2 = Gamet

RP

Rp

rP

rp

RP

RRPP (walnut)

RRPp (walnut)

RrPP (walnut)

RrPp (walnut)

Rp

RRPp (walnut)

RRpp (rose)

RrPp (walnut)

Rrpp (rose)

rP

RrPP (walnut)

RrPp (walnut)

rrPP (pea)

rrPp (pea)

rp

RrPp (walnut)

Rrpp (rose)

rrPp (pea)

rrpp (single)

Jadi, perbandingan fenotipe F2 adalah 9 walnut : 3 rose : 3 pea : 1 single. 9. Persilangan bunga Linnaria maroccana merah dengan putih menghasilkan warna ungu karena adanya penyimpangan semu hukum Mendel yaitu peristiwa kriptomeri. Kriptomeri adalah peristiwa munculnya karakter tertentu apabila gen dominan bersama-sama dengan gen dominan lainnya. Jika gen dominan berdiri sendiri, maka karakter tersebut akan tersembunyi. Interaksi gen dominan dari merah dan putih tersebut akan menghasilkan sifat baru yaitu ungu. 10. Diagram persilangan antara ayam berbulu putih heterozigot dengan sesamanya sebagai berikut. P1 : % IiCc >< & IiCc (putih heterozigot) (putih heterozigot) G : IC IC Ic Ic iC iC ic ic F1 : %

IC

Ic

iC

ic

IC

IICC (putih)

IICc (putih)

IiCC (putih)

IiCc (putih)

Ic

IICc (putih)

IIcc (putih)

IiCc (putih)

Iicc (putih)

iC

IiCC (putih)

IiCc (putih)

iiCC (berwarna)

iiCc (berwarna)

ic

IiCc (putih)

Iicc (putih)

IiCc (berwarna)

iicc (putih)

&

Jadi, perbandingan fenotipe keturunannya = bulu putih : bulu berwarna = 13 : 3. Biologi Kelas XII

61

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Pertumbuhan adalah proses bertambahnya ukuran (di antaranya volume, massa, dan tinggi) pada makhluk hidup. Pertumbuhan tumbuhan terjadi karena adanya pertambahan jumlah sel dan pembesaran sel. Proses ini terjadi akibat pembelahan mitosis pada jaringan yang bersifat meristematis, contoh pada ujung batang. Sementara itu, perkembangan merupakan proses perubahan yang menyertai pertumbuhan, menuju tingkat pematangan atau kedewasaan makhluk hidup. Perkembangan merupakan proses kualitatif sehingga tidak dapat diukur. Contoh perkembangan pada tumbuhan yaitu munculnya bunga sebagai alat perkembangbiakan. 2. Jawaban: a Fungsi hormon auksin yaitu merangsang pemanjangan sel terutama pada titik tumbuh dan merangsang partenokarpi, yaitu terbentuknya buah tanpa didahului pembuahan. Sementara itu, sitokinin berperan dalam merangsang pelebaran daun muda, rizokalin berfungsi untuk pembentukan akar, antokalin merangsang pembentukan bunga, dan kaulokalin berfungsi untuk merangsang pembentukan batang. 3. Jawaban: d Faktor eksternal yang memengaruhi pertumbuhan tanaman antara lain air, intensitas cahaya, dan temperatur. Air berfungsi sebagai pelarut universal dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Cahaya berfungsi sebagai sumber energi dalam fotosintesis. Suhu memengaruhi proses fotosintesis, respirasi, dan transpirasi pada tumbuhan. Sementara itu, hormon dan gen merupakan faktor internal yang memengaruhi pertumbuhan. 4. Jawaban: e Saat biji direndam dalam air, air akan masuk ke biji melalui radikula. Akibatnya, biji akan mengembang sehingga mudah pecah dan kulit biji mengelupas. Dengan demikian, biji lebih mudah berkecambah. Air juga dapat merangsang aktifnya hormon giberelin yang akan memacu aleuron untuk menyintesis amilum.

5. Jawaban: c Pertumbuhan sekunder pada tumbuhan Dicotyledoneae meliputi bertambahnya diameter akar dan batang tumbuhan. Pada saat tumbuhan mengalami pertumbuhan sekunder, tumbuhan menghasilkan kayu yang tersusun dari sel-sel lignin. Dinding sel lignin menghasilkan bahan kimia yang mendukung kekuatan kayu. 6. Jawaban: b Berdasarkan judul penelitian tersebut, dapat ditentukan beberapa variabel sebagai berikut. 1) Variabel bebas: konsentrasi auksin. 2) Variabel terikat: pertumbuhan dan perkembangan akar tanaman mangga. 3) Variabel kontrol: cahaya matahari, kadar air tanah, jenis tanah, dan kelembapan tanah. 7. Jawaban: b Pada percobaan terlihat adanya gelembunggelembung yang dihasilkan setelah potonganpotongan hati dimasukkan dalam larutan H2O2. Hal ini mengindikasikan bahwa H2O2 terhidrolisis menjadi H2O dan O2. H2O2 dihidrolisis menjadi H2O dan O2 oleh enzim katalase. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa dalam potongan hati tersebut mengandung enzim katalase. Pada percobaan (b) aktivitas enzim akan meningkat karena adanya penambahan garam alkali 4% sehingga lebih banyak menghasilkan gelembung udara (O2). Penambahan garam alkali 2–5% ke dalam reaksi yang melibatkan enzim akan menurunkan aktivitas enzim. 8. Jawaban: c Aktivitas enzim katalase meningkat pada kisaran suhu optimum (30–40°C). Aktivitas enzim katalase akan menurun jika suhunya di bawah atau di atas suhu optimum. Hal ini menunjukkan bahwa aktivitas enzim dipengaruhi oleh suhu dan jika digambarkan dengan grafik akan menghasilkan grafik seperti pilihan jawaban c. 9. Jawaban: e Reaksi penggabungan CO2 dengan fosfoenol piruvat pada reaksi gelap terjadi di dalam sel-sel mesofil daun tumbuhan C4. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. CO2 + fosfoenolpiruvat (PEP) → oksaloasetat → malat (senyawa 4C)

62

Ulangan Akhir Semester 1

(senyawa 4C)

10. Jawaban: e Fermentasi yang berlangsung di dalam sel otot adalah fermentasi asam laktat. Reaksinya sebagai berikut. 2 ATP

2NADH

Satu molekul glukosa akan menghasilkan 2 ATP. Produk akhirnya berupa asam laktat. Asam piruvat akan diubah menjadi fosfoenolpiruvat sebelum menjadi produk akhir. Prosesnya berlangsung secara anaerob sehingga tidak membutuhkan O2 dan tidak dihasilkan produk sampingan berupa CO2. 11. Jawaban: a Tumbuhan mengambil CO 2 dari udara melalui stomata. CO2 diikat oleh suatu molekul kimia di dalam stroma yang bernama ribulosa bifosfat (RuBP). Karbon dioksida dan RuBP yang berikatan akan membentuk fosfogliserat (PGA). Energi yang berasal dari ATP dan NADH akan digunakan untuk mengubah PGA menjadi fosfogliseraldehid (PGAL) yang mengandung 3 gugus C. Dua molekul PGAL akan menjadi bahan utama pembentukan glukosa yang merupakan produk utama fotosintesis, sedangkan sisanya akan menjadi RuBP kembali. 12. Jawaban: c Pembuatan tapai singkong termasuk dalam reaksi fermentasi alkohol. Reaksi yang terjadi pada fermentasi alkohol sebagai berikut. 2 NADH

2NAD+

Glukosa ⎯→ 2 asam → 2 asetaldehid ⎯→ 2 etanol piruvat

Reaksi fermentasi ini tidak melibatkan mitokondria dan berlangsung secara anaerob tanpa membutuhkan oksigen. Hasil akhirnya adalah CO2, ATP, dan etanol. 13. Jawaban: b Teori Replikasi a. Konservatif

1

2NAD+

Glukosa ⎯→ 2 asam → 2 fosfoenol ⎯→ 2 asam piruvat piruvat laktat

2CO2

14. Jawaban: c

Proses

Double helix DNA lama tetap, kemudian menghasilkan double helix baru. b. Dispersif Double helix DNA terputus-putus, kemudian segmen-segmen tersebut membentuk segmen baru yang akan bergabung dengan segmen lama untuk membentuk DNA baru. c. Semikonservatif Double helix DNA memisahkan diri dan setiap pita tunggal mencetak pita pasangannya.

2

3

Satu nukleotida terdiri atas gugus fosfat (1), gula pentosa (2), dan basa nitrogen (3). Dengan demikian, pada struktur DNA tersebut terdapat enam nukleotida. 15. Jawaban: d Ciri-ciri DNA sebagai berikut. 1) Dapat menduplikasi diri saat membelah. 2) Mengandung informasi genetik. 3) Kadarnya tetap. 4) Membentuk rantai double helix yang panjang. 5) Pada setiap nukleotida terdiri atas gugusan gula, asam fosfat, dan basa nitrogen (adenin dan guanin dari golongan purin serta sitosin dan timin dari golongan pirimidin). Adapun urasil merupakan komponen pada basa nitrogen golongan pirimidin penyusun RNA. 16. Jawaban: d Sentromer adalah daerah konstriksi (pelekukan) di sekitar pertengahan kromosom. Pada sentromer terdapat kinetokor, yaitu bagian kromosom yang merupakan tempat pelekatan benang-benang spindel selama pembelahan inti dan merupakan tempat melekatnya lengan kromosom. Sementara itu, DNA merupakan materi genetik penyusun kromosom. Kromatin merupakan benang-benang halus yang terdiri atas DNA dan protein. Telomer merupakan daerah pada kromosom yang berfungsi menjaga stabilitas bagian ujung kromosom agar DNA di daerah tersebut tidak terurai. Kromonema merupakan filamen tipis yang terbentuk pada tahap awal pemintalan kromatid. Struktur ini biasanya terlihat selama tahap profase dan kadang-kadang pada tahap interfase. 17. Jawaban: b Keterangan gambar tersebut: 1 = fosfat, 2 = gula, dan 3 = basa nitrogen. 18. Jawaban: b Rantai sense Antisense RNAd Asam amino

: : : :

AGG–GAT–CGT–TGC TCC–CTA–GCA–ACG UCC–CUA–GCA–ACG serin – leusin – alanin – treonin

19. Jawaban: b Urutan sintesis protein sebagai berikut. 1) DNA di dalam nukleus membentuk RNA duta. 2) RNA duta meninggalkan nukleus menuju sitoplasma dan melekat pada ribosom.

Biologi Kelas XII

63

3)

4) 5)

RNA transfer membawa asam amino dari sitoplasma ke ribosom sesuai kodon pada RNA duta. Asam-asam amino dirangkai sesuai dengan urutan kodon pada RNA duta. Kodon stop akan bertindak sebagai terminator dan terbentuklah molekul protein.

20. Jawaban: c Susunan basa nitrogen pada RNAd sama dengan susunan pada DNA rantai antisense, hanya dengan mengganti basa nitrogen timin dengan urasil. ATG GAT CAC GAA ATG rantai antisense AUG GAU CAC GAA AUG kodon pada RNAd 21. Jawaban: d No.

Karakter

1.

Bentuk

2.

Letak

3. 4.

Komponen gula Basa N

5.

Kadar

DNA

RNA

Rantai panjang dan susunannya double helix Dalam nukleus, kloroplas, dan mitokondria Deoksiribosa

Rantai pendek dan tunggal

Adenin, guanin, sitosin, timin Tetap

Adenin, guanin, sitosin, urasil Tidak tetap

Dalam nukleus, sitoplasma, dan ribosom Ribosa

22. Jawaban: d DNA tersusun dari gugus fosfat, gula deoksiribosa, dan basa nitrogen (adenin, guanin, timin, dan sitosin), sedangkan urasil merupakan basa pirimidin penyusun RNA. 23. Jawaban: d Profase ditandai dengan menebalnya kromosom, sedangkan metafase ditandai dengan berjajarnya kromosom di bidang pembelahan (ekuator). Kromosom menipis menjadi kromatin merupakan ciri tahap telofase. Kromosom menuju arah berlawanan merupakan ciri tahap anafase. 24. Jawaban: c Pembelahan mitosis terjadi pada sel-sel tubuh, sedangkan pembelahan meiosis terjadi pada pembelahan sel gamet. 25. Jawaban: e Pada gambar pembelahan tersebut tampak bahwa setiap kromosom haploid (berisi dua kromatid) tertarik ke bidang ekuator. Peristiwa tersebut menunjukkan tahap metafase II pada pembelahan meiosis. 26. Jawaban: a Profase adalah tahap pembelahan inti yang ditandai dengan peristiwa berikut. 1) Benang-benang kromatin membentuk kromosom.

64


2) 3)

Membran inti dan anak inti menghilang. Kromosom menduplikasi diri menjadi sepasang kromatid. Sementara itu, tahap telofase ditandai dengan peristiwa berikut. 1) Mulai terbentuk membran inti. 2) Kromatid menipis dan mulai terbentuk anak inti. 3) Sitoplasma terbagi menjadi dua bagian (sitokinesis). 27. Jawaban: c Penebalan kromosom pada sel akar bawang merah menunjukkan sel tersebut sedang mengalami tahap profase. Interfase ditandai dengan tampak jelasnya inti sel yang dibungkus membran inti. Metafase ditandai dengan kromosom yang berjajar di sepanjang bidang ekuator sel. Anafase ditandai dengan kromatid yang terpisah menuju kutub yang berlawanan. Adapun telofase ditandai dengan terbentuknya membran inti dan anak inti. 28. Jawaban: b Beberapa ciri pembelahan meiosis sebagai berikut. 1) Hanya terjadi pada sel gonad pada saat pembentukan gamet. 2) Terdapat dua tahap pembelahan, yaitu meiosis I dan meiosis II. 3) Terjadi pindah silang antara kromosom homolog yang berpasangan. 4) Jumlah kromosom sel anak separuh dari sel induk. 5) Menghasilkan empat sel baru yang haploid. Sementara itu, terjadi di semua jenis sel (sel somatik dan zigot), terjadi satu kali duplikasi dan satu kali tahap pembelahan, hasil akhir pembelahan berupa dua sel anakan yang masingmasing diploid (2n), dan jumlah kromosom identik dengan induknya merupakan ciri-ciri pembelahan mitosis. 29. Jawaban: a Tahap anafase pada meiosis II ditandai dengan kedua kromatid bergerak menuju kutub pembelahan yang berlawanan. Pada akhir anafase, membran sel mulai melekuk. Sementara itu, membran nukleus dan nukleolus mulai menghilang merupakan peristiwa yang terjadi pada profase. Terbentuknya membran nukleus merupakan peristiwa yang terjadi pada tahap metafase. Adapun terbentuknya membran nukleus dan inti serta proses pembentukan empat sel anakan merupakan peristiwa yang terjadi pada tahap telofase.

30. Jawaban: c Gambar pada soal menunjukkan proses pembelahan meiosis I. 1) Anafase I 3) Metafase I 2) Profase I 4) Telofase I Urutan tahapan pembelahan meiosis I adalah profase–metafase–anafase–telofase. Jadi urutan tahapan yang benar adalah (2) – (3) – (1) – (4).

33. Jawaban: d = % biji bulat P1 batang tinggi Genotipe = F2 =

& biji bulat batang pendek

BBRr

Bbrr

Gamet

Br

br

BR

BBRr (Bulat, tinggi)

BbRr (Bulat, tinggi)

Br

BBrr (Bulat, pendek)

Bbrr (Bulat, pendek)

31. Jawaban: c 3 C

2 1

><

Jadi, jumlah keturunan berbiji bulat batang pendek

B

2

adalah 4 × 1.250 = 625 biji.

A

Keterangan gambar: 1 : perkembangan 2 : meiosis I 3 : meiosis II A : oosit primer B : oosit sekunder C : ootid 32. Jawaban: c Persilangan dihibrid adalah persilangan dengan dua sifat beda. Hal ini berarti parental bersifat heterozigot (gamet berbeda). Seandainya induk dimisalkan bergenotipe BbKk (bulat-kuning) maka persilangan dengan sesamanya dapat dituliskan sebagai berikut. P : BbKk >< BbKk Gamet : BK, Bk BK, Bk bK, bk bK, bk %

BK

Bk

bK

bk

BK

BBKK

BBKk

BbKK

BbKk

Bk

BBKk

BBkk

BbKk

Bbkk

bK

BbKK

BbKk

bbKK

bbKk

bk

BbKk

Bbkk

bbKk

bbkk

&

Berdasarkan tabel tersebut dapat diketahui bahwa terdapat empat macam fenotipe yaitu bulat-kuning, bulat-hijau, keriput-kuning, dan keriput-hijau. Genotipe dari persilangan tersebut berjumlah 9 macam, yaitu BBKK, BBKk, BBkk, Bbkk, BbKK, BbKk, bbKK, bbKk, dan bbkk. Pada persilangan tersebut tidak ada sifat intermediat, artinya gen B dominan penuh terhadap gen b. Demikian pula gen K dominan penuh terhadap gen k. Apabila terdapat sifat intermediat, perbandingan pada F2 tidak akan menjadi 9 : 3 : 3 : 1.

34. Jawaban: d Penyimpangan yang terjadi pada persilangan tersebut yaitu epistasis dominan dan resesif. Epistasis dominan dan resesif terjadi apabila gen dominan dari pasangan gen I epistasis terhadap pasangan gen II yang bukan alelnya. Sementara itu, gen resesif dari pasangan gen II juga epistasis terhadap pasangan gen I. P = IICC >< iicc (putih) (putih) G = IC ic F1 = IiCc P2 = IiCc >< IiCc (putih) (putih) F2 = %

IC

Ic

iC

ic

IC

IICC (putih)

IICc (putih)

IiCC (putih)

IiCc (putih)

Ic

IICc (putih)

IIcc (putih)

IiCc (putih)

Iicc (putih)

iC

IiCC (putih)

IiCc (putih)

iiCC iiCc (berwarna) (berwarna)

ic

IiCc (putih)

Iicc (putih)

iiCc (berwarna)

&

iicc (putih)

Rasio fenotipe F2 antara ayam berwarna : ayam putih = 3 : 13. 35. Jawaban: P = Gamet = F1 = P2 = Gamet =

c RRpp >< rrPP Rp rP RrPp RrPp >< rrpp RrPp (walnut) Rrpp (rose) rrPp (pea) rrpp (single) Perbandingan fenotipenya adalah 1 walnut : 1 rose : 1 pea : 1 single.

Biologi Kelas XII

65

38. Jawaban: b Persilangan yang menunjukkan peristiwa kriptomeri antara bunga Linnaria maroccana merah dan putih sebagai berikut. P1 = Aabb >< aaBb (merah) (putih) G1 = Ab aB ⏐ ab ↓ ab F1 = AaBb → ungu Aabb → merah aaBb putih aabb 66


39. Jawaban: b Persilangan yang menunjukkan peristiwa komplementer pada soal sebagai berikut. P1 : BBRR >< BBrr (biru) ⏐ (putih) G1 : BR ↓ Br F1 : BBRr (biru) P2 : BBRr >< BBRr G2 : BR BR ⏐ Br ↓ Br F2 : BBRR BBRr biru BBRr BBrr → putih Persentase fenotipe

37. Jawaban: b Persilangan antara ayam berpial rose dengan atam berpial pea yang menghasilkan keturunan atam berpial rose, pea, walnut, dan single sebagai berikut. P1 = Rrpp >< rrPp (rose) (pea) ⏐ G1 = Rp ⏐ rP rp ↓ rp F1 = RrPp → walnut Rrpp → rose rrPp → pea rrpp → single Jadi, genotipe induk adalah Rrpp (rose) dan rrPp (pea).

2

Bunga putih = 8 × 360 = 90 tanaman

3

Biru = 4 × 100% = 75% 1

Putih = 4 × 100% = 25% Jadi, perbandingan persentase fenotipe adalah biru : putih = 75% : 25%. 40. Jawaban: c Diagram persilangan pada soal sebagai berikut. P1 : AaBB >< aaBb (ungu) (putih) ⏐ G1 : AB aB ⏐ aB ↓ ab F1 : AaBB AaBb ungu aaBB aaBb putih

1

sedang = 2 × 100% = 50%.

P2 = AaBb >< Aabb (ungu) (merah) G2 = AB Ab ⏐ Ab ab ⏐ aB ⏐ ab ↓ F2 = AABb AaBb ungu AaBb AAbb Aabb merah Aabb aaBb putih aabb Apabila tanaman yang dihasilkan 360 tanaman, jumlah tanaman yang berfenotipe putih sebagai berikut.

36. Jawaban: c Persilangan antara tanaman gandum berbiji merah sedang dengan tanaman gandum berbiji merah muda sebagai berikut. P1 = M1m1M2m2 >< M1m1m2m2 (merah sedang) (merah muda) ⏐ G1 = M1M2 M1m2 ⏐ M1m2 m1m2 ⏐ m1M2 ⏐ m1m2 ↓ F1 = M1M1M2m2→ merah M1M1m2m2→ merah sedang M1m1M2m2→ merah sedang M1m1m2m2→ merah muda M1m1M2m2→ merah sedang M1m1m2m2→ merah muda m1m1M2m2→ merah muda m1m1m2m2 → putih P2 = M1M1M2m2 >< m1m1m2m2 (merah) (putih) ⏐ G2 = M1M2 m1m2 ⏐ M1m2 ↓ F1 = M1m1M2m2→ merah sedang M1m1m2m2→ merah muda Jadi, persentase F2 tanaman gandum berbiji merah

aaBb >< AABb (putih) (ungu) ⏐ G2 : aB AB ⏐ ab ↓ Ab F2 : AaBB AaBb ungu AaBb Aabb → merah Jadi, fenotipe dan genotipe tanaman X dan Y secara berurutan adalah putih (aaBb) dan ungu (AABb).

P2 :

B. Uraian 1. Dormansi biji dan pertumbuhan tanaman adalah peristiwa melambatnya metabolisme pada suatu tanaman yang mengakibatkan lambatnya pertumbuhan. Dormansi dipengaruhi oleh hormon asam absisat. Hormon ini menghambat pertumbuhan tanaman dengan memperlambat proses metabolisme. Dampak positif dormansi tanaman adalah untuk melindungi tanaman dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya musim dingin atau kemarau panjang. 2. a.

b.

Jalur elektron siklik Elektron yang dilepaskan oleh fotosistem I akan ditangkap oleh akseptor elektron. Selanjutnya, elektron tersebut diteruskan menuju sistem transpor elektron. Pada akhirnya elektron akan kembali ke fotosistem I lagi. Jalur tersebut hanya menghasilkan ATP. Jalur elektron nonsiklik Reaksi ini dimulai ketika fotosistem II menyerap energi cahaya dan melepaskan elektron. Fotosistem II selanjutnya mengambil elektron dari hasil fotolisis dengan reaksi: 1

H2O → 2H+ + 2e– + 2 O2 Elektron yang dilepaskan dari fotosistem II akan diteruskan menuju sistem transpor elektron. Dalam proses tersebut terbentuk ATP, pada akhirnya elektron tersebut akan diterima oleh fotosistem I. Pada saat bersamaan, fotosistem I juga melepaskan elektron yang diteruskan ke sistem transpor elektron. Elektron tersebut akan ditangkap oleh NADP+. Ion H+ hasil fotolisis diikat NADP+ membentuk NADPH2. 3. Pada sel otot manusia, asam laktat terbentuk dari fermentasi asam laktat. Fermentasi asam laktat terjadi jika kondisi kandungan oksigen sangat sedikit. Hasil dari fermentasi asam laktat berupa asam laktat yang akan terakumulasi dalam otot

sehingga membuat otot menjadi kejang. Peristiwa ini disebut kram. Namun tumpukan asam laktat akan berkurang sedikit demi sedikit dari darah karena akan diangkut ke dalam hati yang kemudian diubah kembali menjadi asam piruvat secara aerob. Artinya kondisi otot dapat pulih kembali setelah berhenti melakukan aktivitas. 4. Rantai sense : ACG – CTC – ATA – CGC Antisense : TGC – GAG – TAT – GCG RNAd : UGC – GAG – UAU – GCG Asam amino : F – G – E – D 5. Tahap elongasi pada transkripsi merupakan proses pemanjangan mRNA. Pemanjangan terjadi saat mRNA bergerak di sepanjang pilinan ganda DNA terbuka secara berurutan. Enzim RNA polimerase menambahkan nukleotida dari molekul RNA yang sedang tumbuh di sepanjang rantai DNA. Setelah selesai mRNA akan terlepas dari cetakannya. Sementara itu, elongasi pada translasi merupakan proses pemanjangan polipeptida. Tahap ini dimulai dengan terbentuknya asam-asam amino yang berikatan dengan metionin. Molekul rRNA dari ribosom mengatalis pembentukan ikatan peptida antara asam amino yang baru dengan ujung rantai polipeptida yang sebelumnya terbentuk. Peristiwa ini terjadi hingga terbentuk polipeptida. 6. Peristiwa yang terjadi pada kromosom pada tahap profase sebagai berikut. a. Leptonema (Leptoten) Terlihat benang-benang halus di bagian inti sel dan mulai terbentuk kromosom. b. Zigonema (Zigoten) 1) Pembentukan kembaran kromosom (geminus). 2) Kromosom homolog yang berpasangan disebut bivalen, sedangkan peristiwa berpasangannya antarkromosom homolog dinamakan sinapsis. c. Pakinema (Pakiten) Geminus (kembaran kromosom) terbentuk secara sempurna. d. Diplonema (Diploten) 1) Kromosom membelah membujur sehingga setiap kelompok sinapsis terbentuk empat kromatid dan letaknya saling menjauh. Namun, pada titik-titik tertentu masih ada hubungan disebut kiasma. Adanya kiasma ini memungkinkan terjadinya pindah silang (crossing over). 2) Pasangan kromosom homolog memisahkan diri.

Biologi Kelas XII

67

e.

Diakinesis 1) Kromosom makin tebal. 2) Geminus menyebar di sepanjang inti.

7.

3. 4. 5. 6.

Ungu bulat

9

= 16 × 320 = 180 3

No. 1. 2.

Jadi, jumlah tanaman fenotipe F2 sebagai berikut.

Aspek Perbedaan

Mitosis

Meiosis

Tempat berlangsung Sel somatik Tujuan Pertumbuhan serta penggantian sel rusak atau mati Kandungan genetik Sama dengan pada sel-sel anak sel induk Jumlah sel anak Empat sel Jumlah pembelahan Satu kali Jumlah kromosom Sama dengan sel induk (diploid)

Sel kelamin Pembentukan gamet

Ub

uB

Berbeda dengan sel induk Dua sel Dua kali Setengah dari sel induk (haploid)

ub

UB

UUBB UUBb UuBB UuBb (ungu bulat) (ungu bulat) (ungu bulat) (ungu bulat)

Ub

UUBb UUbb UuBb Uubb (ungu bulat) (ungu lonjong) (ungu bulat) (ungu lonjong)

uB

UuBB UuBb uuBB uuBb (ungu bulat) (ungu bulat) (hijau bulat) (ungu bulat)

ub

UuBb Uubb uuBb uubb (ungu bulat) (ungu lonjong) (hijau bulat) (hijau lonjong)

Fenotipe F2 sebagai berikut. Ungu bulat = 9 Ungu lonjong = 3 Hijau bulat = 3 Hijau lonjong = 1

68


Hijau bulat

3

= 16 × 320 = 60 1

Hijau lonjong = 16 × 320 = 20

8. Persilangan terong berbuah ungu lonjong dengan terong berbuah hijau bulat sebagai berikut. P1 : UUbb >< uuBB (ungu lonjong) (hijau bulat) G : Ub uB UuBb F1 : (ungu bulat) P2 : UuBb >< UuBb (ungu bulat) (ungu bulat) G : UB UB Ub Ub uB uB ub ub F2 : UB

Ungu lonjong = 16 × 320 = 60

9. Persilangan antara dua genotipe kelinci kelabu sebagai berikut. P : Cc >< Ccch Gamet : C C c cch F1 : CC, Ccch, Cc, dan cchc Perbandingan genotipe = 1 CC : 1 Ccch: 1 Cc : 1 cchc Perbandingan fenotipe yang dihasilkan adalah 3 kelabu : 1 chincila. 10. Epistasis merupakan gen yang menutupi ekspresi gen lain yang tidak sealel. Persilangan tanaman pada soal sebagai berikut. P1 : RRGg >< rrGG (merah) (hijau) ⏐ G : RG rG ⏐ Rg ↓ F1 : RrGG (merah) RrGg (merah) P2 : RrGG >< RrGg (merah) (merah) G : RG RG rG Rg rG rg F2 : %

RG

Rg

rG

rg

RG

RRGG (merah)

RRGg (merah)

RrGG (merah)

RrGg (merah)

rG

RrGg (merah)

RrGg (merah)

rrGG (hijau)

rrGg (hijau)

&

Jadi, persilangan antara kedua F 1 akan menghasilkan keturunan F2 dengan perbandingan fenotipe merah : hijau = 6 : 2 = 3 : 1.

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan pengertian determinasi seks; 2. menjelaskan pengertian pautan gen; 3. menjelaskan pengertian pindah silang; 4. menjelaskan pengertian pautan seks; 5. menjelaskan pengertian gagal berpisah; 6. menjelaskan pengertian gen letal. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur terhadap Tuhan karena telah menciptakan suatu pola-pola hereditas pautan yang mengakibatkan adanya berbagai keragaman pada makhluk hidup; 2. berperilaku ilmiah, bertanggung jawab, berani serta santun dalam mengajukan pertanyaan dan pendapat; 3. peduli terhadap keselamatan diri dan lingkungan.

Pola-Pola Hereditas Pautan

Pola-Pola Pewarisan Sifat

• • •

• • •

• • • • • • • • • •

Melakukan diskusi mengenai persilangan monohibrid, persilangan dihibrid, serta penyimpangan yang terjadi pada hukum Mendel. Mencari informasi dan melakukan diskusi mengenai mekanisme penurunan jenis kelamin dari orang tua kepada anaknya. Melakukan percobaan mengenai penyajian gambar persilangan Drosophila melanogaster yang menunjukkan adanya peristiwa pindah silang. Melakukan diskusi mengenai mekanisme terjadinya peristiwa gagal berpisah. Melakukan diskusi mengenai mekanisme terjadinya peristiwa pautan seks. Mencari informasi dan membuat makalah mengenai pola-pola hereditas pautan.

Rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur terhadap Tuhan karena telah menciptakan suatu polapola hereditas pautan yang mengakibatkan adanya berbagai keragaman pada makhluk hidup. Berperilaku ilmiah, bertanggung jawab, berani serta santun dalam mengajukan pertanyaan dan pendapat. Peduli terhadap keselamatan diri dan lingkungan. Menghargai kerja individu dan kelompok serta bertanggung jawab dalam aktivitas sehari-hari. Mampu menjelaskan mengenai persilangan monohibrid, persilangan dihibrid, serta penyimpangan yang terjadi pada hukum Mendel. Mampu menyajikan tulisan mengenai mekanisme penurunan jenis kelamin dari orang tua kepada anaknya. Mampu menyajikan laporan dan diagram mengenai persilangan Drosophila melanogaster yang menunjukkan adanya peristiwa pindah silang. Mampu menyajikan tulisan mengenai peristiwa gagal berpisah. Mampu menyajikan tulisan mengenai peristiwa pautan seks. Mampu menyajikan makalah mengenai pola-pola hereditas pautan pada makhluk hidup yang meliputi makalah determinasi seks, pautan gen, pindah silang, pautan seks, gagal berpisah, dan gen letal.

Biologi Kelas XII

69

A.

P1 = & GgBb >< G1 = GB Gb gB gb F1 =

Pilihan Ganda

1. Jawaban: e P : & Cc >< % Cc G: C C c c F : CC → letal Cc Cc 75% hidup cc 2. Jawaban: e Peristiwa pindah silang merupakan pemisahan atau pertukaran bagian kromatid dari sepasang kromosom homolog sehingga terbentuk individu yang merupakan perpaduan dari kedua induknya (tipe rekombinan). Peristiwa pindah silang disebabkan karena beberapa faktor berikut. 1) Temperatur, temperatur yang kurang atau lebih dari temperatur kamar dapat memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang. 2) Umur, semakin tua umur individu semakin besar kemungkinan terjadinya pindah silang. 3) Jarak antargen, semakin jauh jarak antargen dengan gen lainnya, semakin besar kemungkinan terjadinya pindah silang. 4) Zat kimia, zat kimia tertentu dapat memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang. 5) Sinar X, penyinaran menggunakan sinar X dapat memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang. Adapun varietas kedua induk berbeda tidak memengaruhi terjadinya pindah silang.

A A

B

A

B

b

A

b

a

B

a

B

a

b

a

b

∑

NPS = ∑ = = 0,5. 4. Jawaban: a Gen G = daun berklorofil Gen g = daun tidak berklorofil Gen B = batang tinggi Gen b = batang pendek

70


3. Jawaban: c Pindah silang merupakan pertukaran sebagian gengen suatu kromatid dengan gen-gen dari kromatid pasangan homolognya. gamet parental gamet rekombinan gamet parental

% Ggbb Gb gb

Gamet

GB

Gb

GGBb (hijau-tinggi)

Ggbb GgBb (hijau-pendek) (hijau-tinggi)

gb

GgBb (hijau-tinggi)

Ggbb (hijau-pendek)

Gb

gb

gB

Ggbb (hijau-pendek) ggbb (letal)

ggBb (letal)

Perbandingan keturunan yang memiliki fenotipe hijau tinggi : hijau pendek = 3 : 3 = 1 : 1. 5. Jawaban: c P1 = & XbXb (kuning) G1 = Xb

% XBY (hitam) XB Y B b F1 = X X XbY betina kaliko jantan kuning Jadi, persentase anak kucing kaliko 50%. ><

6. Jawaban: d Berdasarkan kasus pada soal diperoleh data sebagai berikut. 1) Kupu-kupu berbadan besar-bersayap cokelat = 130. 2) Kupu-kupu berbadan besar-bersayap putih = 250. 3) Kupu-kupu berbadan kecil-bersayap cokelat = 176. 4) Kupu-kupu berbadan kecil-bersayap putih = 278. Pindah silang terjadi pada kupu-kupu berbadan besar-bersayap putih dan kupu-kupu berbadan kecil-bersayap cokelat = 250 + 176 = 426 (hasil rekombinan) 



Nilai pindah silang =   × 100%    

=   × 100%   = 0,51 × 100% = 51% 7. Jawaban: c P: & TTHh >< % ttHh (tinggi-hijau) (pendek-hijau) G: TH tH Th th

8. Jawaban: a Natalitas merupakan angka kelahiran yang memperlihatkan jumlah keturunan yang dihasilkan. Sementara itu, mortalitas merupakan angka ratarata kematian di suatu daerah. Dengan demikian, apabila dalam sutau populasi terjadi gen letal akan terjadi natalitas yang semakin kecil dan mortalitas yang semakin besar. 9. Jawaban: a ∑ NPS = ∑ × 100% +

13% = + + + × 100% 13 =

+ +

3.809 + 13X = 2.400 + 100X 3.809 – 2.400 = –13X + 100X 1.409 = 87X X = 16,19 X = 16 Jadi, jumlah keturunan yang bertipe lalat bermata ungu-sayap normal sebesar 16 ekor. 10. Jawaban: b Pindah silang merupakan pemisahan dan pertukaran bagian kromatid dari sepasang kromosom homolog. Gen letal merupakan gen yang dapat menyebabkan kematian apabila dalam keadaan homozigot. Pautan seks merupakan peristiwa terdapatnya gen dalam kromosom kelamin. Sementara itu, gagal berpisah terjadi apabila ada pasangan kromosom pada saat meiosis I dan meiosis II dapat mengalami gagal berpisah. Pautan gen terjadi akibat gen-gen terletak pada lokus yang berdekatan dalam kromosom sehingga pembentukan gamet saling berkait atau berikatan. 11. Jawaban: d P : &Kk >< % Kk (jantan) (betina) G: K, k K, k F : KK (letal) Kk (hidup) Kk (hidup) kk (hidup) Jadi, kemungkinan sifat genotipe dari ke-50 ekor keturunan tikus tersebut adalah Kk dan kk.

12. Jawaban: e Kromosom XXY merupakan kromosom yang dimiliki oleh seorang pria yang mengalami kelainan sindrom Klinefelter. Sindrom Klinefelter ini terjadi apabila ovum XX dibuahi oleh sperma Y sehingga memperoleh kromosom XXY. Oleh karena itu, seorang pria tersebut mengalami kelebihan jumlah kromosom. Apabila terjadi kelebihan atau kekurangan kromosom tersebut disebabkan karena adanya peristiwa gagal berpisah. Sementara itu, gen letal merupakan gen yang dapat menyebabkan kematian apabila gen dalam keadaan homozigot. Pautan gen terjadi akibat gen-gen terletak pada lokus yang berdekatan dalam kromosom sehingga pembentukan gamet saling berkait atau berikatan. Pautan seks merupakan peristiwa terdapatnya gen dalam kromosom kelamin. Pindah silang merupakan pemisahan dan pertukaran bagian kromatid dari sepasang kromosom homolog. 13. Jawaban: d P : & Bb >< % bb (brakidaktili) (normal) G: B b b b F1 : Bb Bb 50% brakidaktili bb 50% normal bb

F1: TtHH = tinggi-hijau TtHh = tinggi-hijau TtHh = tinggi-hijau Tthh = tinggi-putih Daun yang berwarna putih tidak dapat menghasilkan klorofil sehingga tidak dapat berfotosintesis dan akan menyebabkan kematian. Jadi, perbandingan tanaman yang hidup dengan yang tidak dapat hidup adalah 3 : 1.

14. Jawaban: c Persilangan yang dapat menghasilkan tanaman albino sebagai berikut. P : & Kk >< % Kk G : K, k K, k F : KK (normal), Kk (normal), Kk (normal), dan kk (albino) Adapun persilangan-persilangan yang lain sebagai berikut. a. P : & KK >< % KK G : K K F : KK (normal) b. P : & KK >< % Kk G : K K, k F : KK (normal) dan Kk (normal) Sementara itu, genotipe kk tidak mungkin menjadi parental untuk disilangkan. Hal tersebut dikarenakan genotipe kk menyebabkan tanaman jagung bersifat letal (tidak menghasilkan klorofil). Tanaman akan mati setelah makanan cadangan dalam endosperma kecambah jagung habis. 15. Jawaban: c Pautan gen adalah beberapa gen yang terletak dalam kromosom yang sama sehingga saat proses pembentukan gamet saling berkait atau berikatan. Hal tersebut disebabkan gen-gen terletak pada

Biologi Kelas XII

71

lokus yang berdekatan. Oleh karena itu, pada peristiwa pautan gen, dua gen atau lebih yang terletak pada satu kromosom tidak dapat memisahkan diri secara bebas. B.

Uraian

1. Gen letal resesif adalah gen-gen yang dapat mengakibatkan kematian apabila dalam keadaan homozigot resesif. Sebagai contoh, pada tanaman jagung terdapat gen G yang menentukan produksi klorofil. Sementara itu, gen g tidak mampu memproduksi klorofil. Genotipe yang mungkin terjadi yaitu HH (normal), Hh (normal), dan hh (letal). Tanaman jagung dengan gen resesif homozigot tidak memiliki kemampuan memproduksi klorofil. Oleh karena itu, tanaman akan mati setelah makanan cadangan dalam endosperma kecambah jagung habis. 2. Apabila dalam suatu populasi terjadi pindah silang akan menghasilkan keturunan dengan kombinasi baru dari sifat induknya. Adanya pindah silang mengakibatkan terbentuknya empat macam gamet yaitu dua macam gamet dengan sifat sama seperti induk (tipe parental) dan dua macam gamet dengan sifat berbeda dari induk (tipe rekombinan). 3. P1 : & redep >< % redep Genotipe : Cc Cc Gamet : C C c c F1 : % C

c

C

CC (letal)

Cc (redep)

c

Cc (redep)

cc (normal)

&

a.

b. c.

Perbandingan genotipe F1 adalah CC : 2Cc : cc. Sementara itu, perbandingan fenotipe F1 adalah letal : redep : normal = 1 : 2 : 1. Perbandingan genotipe F 1 yang hidup adalah Cc : cc = 2 : 1 Kemungkinan telur yang menetas sebagai

ayam normal adalah × 20 = 5 ekor. 4. Temperatur yang kurang atau lebih dari temperatur kamar dapat mengakibatkan kemungkinan terjadinya pindah silang semakin besar. 5. Drosophila melanogaster bermata putih selalu berkelamin jantan karena gen warna mata pada hewan tersebut terpaut pada kromosom X. Hal ini menunjukkan warna mata merah lebih dominan terhadap warna mata putih. 72


6. Berdasarkan hasil keturunannya, diperoleh data sebagai berikut. a. Jumlah tipe parental = (lalat mata merah-sayap normal) + (lalat mata ungu-sayap keriput) = 324 + 388 = 712 b. Jumlah tipe rekombinan = (lalat mata merah-sayap keriput) + (lalat mata ungu-sayap normal) = 26 + 34 = 60 c. Jumlah total keturunan = (jumlah tipe parental) + (jumlah tipe rekombinan) = 712 + 60 = 772 d. Nilai pindah silang (NPS) =

∑ ∑

× 100%

= × 100% = 0,08 × 100% = 8% Jadi, nilai pindah silang (NPS) dari hasil persilangan tersebut sebesar 8%. 7. Apabila Drosophila melanogaster memiliki kromosom X berjumlah 2 dan tidak memiliki kromosom Y, akan terbentuk Drosophila berkelamin betina. Oleh karena itu, individu betina hanya memiliki satu macam ovum yaitu ovum yang mengandung kromosom X. Sementara itu, apabila Drosophila memiliki satu kromosom X dan satu kromosom Y, akan terbentuk Drosophila berkelamin jantan. Oleh karena itu, individu jantan memiliki dua macam sperma yaitu sperma yang mengandung kromosom X dan sperma yang mengandung kormosom Y. 8. Pautan seks yang terjadi pada ayam berpengaruh pada penentuan warna bulu ayam. Warna bulu ayam ditentukan oleh gen-gen yang terpaut pada kromosom seks. Sebagai contoh, gen B pada ayam menentukan bahwa bulu ayam bergaris-garis (blorok), sedangkan gen b pada ayam menentukan bahwa bulu ayam polos. 9. Pada tipe XO, kromosom kelaminnya hanya satu yaitu kromosom X. Sementara itu, O bukanlah simbol kromosom kelamin. Jumlah kromosom sel somatis pada individu betina dengan tipe XO lebih banyak daripada jumlah pada individu jantan. Contoh makhluk hidup yang mengalami tipe XO yaitu serangga seperti belalang dan kutu daun. 10. Suatu individu dapat mengalami gen letal apabila indvidu tersebut terdapat gen-gen dalam keadaan homozigot. Dengan demikian, dapat menyebabkan individu tersebut mengalami kematian.

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: b P = Gg >< Gg G = G, g G, g F1 = GG= tanaman jagung berdaun hijau Gg= tanaman jagung berdaun hijau Gg= tanaman jagung berdaun hijau gg= bersifat letal Jadi, keturunan yang bersifat letal sebesar = 100% – 75% = 25%. 2. Jawaban: d Berdasarkan peristiwa pada soal dapat dituliskan data sebagai berikut. 1) Tipe induk = tubuh kelabu-sayap panjang dan tubuh hitam-sayap pendek. 2) Tipe rekombinan = tubuh hitam-sayap panjang dan tubuh kelabu-sayap pendek. Dengan demikian, nilai pindah silang (NPS) dari peristiwa pada soal sebagai berikut. NPS =

     

=

  +    + + + 

=

     

× 100% × 100%

× 100%

3. Jawaban: a Pada peristiwa gen V terpaut gen A dan gen v terpaut gen a maka induk bergenotipe VvAa akan menghasilkan gamet VA dan va serta induk bergenotipe vvaa akan menghasilkan gamet va. Diagram persilangan kedua induk sebagai berikut. P : % VvAa >< & vvaa G : VA va va F : VvAa vvaa Jadi, perbandingan genotipe keturunannya = VvAa : vvaa = 1 : 1. 4. Jawaban: b NPS = Σ × 100% 17% = 17 =

5. Jawaban: c P : abu-abu >< hitam sayap panjang sayap pendek Bb, Dd bb, dd G : BD, Bd, bD, dan bd F1 : BbDd = abu-abu sayap panjang Bbdd = abu-abu sayap pendek = 50 bbDd = hitam sayap panjang = 25 bbdd = hitam sayap pendek Jumlah keturunan sebanyak 1.000 ekor Jadi, persentase gen yang mengalami pindah +

× 100%

silang = = × 100% = 7,5%. 6. Jawaban: b P = & DdPp >< % DdPp Gamet = DP, Dp, dP, dp DP, Dp, dP, dp F1 = Gamet

= 0,55 × 100% = 55%

Σ + + + + + +

35.955 + 17 Y = 20.600 + 100Y 35.955 – 20.600 = –17 Y + 100Y 15.355 = 83Y Y = 185 Jadi, jumlah keturunan lalat buah bertubuh kelabusayap pendek sebesar 185 ekor.

DP

Dp

dP

dp

DP

DDPp DdPP DdPp DDPP (normal(dexter(normal(dexterbertanduk) bertanduk) bertanduk) bertanduk)

Dp

DDpp DdPp Ddpp DDPp (normal(dexter(normal(dextertidak bertanduk) bertanduk) tidak bertanduk) bertanduk)

dP

DdPp DdPP (dexter(dexterbertanduk) bertanduk)

ddPP (letal)

ddPp (letal)

dp

DdPp (dexterbertanduk)

Ddpp (dextertidak bertanduk)

ddPp (letal)

ddpp (letal)

Jadi, sapi normal-tidak bertanduk = 1, sapi normalbertanduk = 3, sapi dexter-tidak bertanduk = 2, dan sapi dexter-bertanduk = 6. 7. Jawaban: e Misalnya gen terpaut kromosom X pada laki-laki tersebut adalah G, berarti gonosom laki-laki tersebut adalah XGY. Jika dianggap bahwa lakilaki tersebut menikah dengan perempuan normal, diagram pernikahannya sebagai berikut.

Biologi Kelas XII

73

P = & XGY >< % XX G = XG X Y F = XGX (anak perempuan) XY (anak laki-laki) Jadi, sifat pada gen terpaut kromosom X pada lakilaki seluruhnya diwariskan kepada anak perempuannya. 8. Jawaban: c Peristiwa yang terjadi pada soal adalah peristiwa pindah silang, yaitu pemisahan dan pertukaran bagian kromatid dari sepasang kromosom homolog. Peristiwa ini menghasilkan kombinasi baru dari sifat induknya. Pindah silang ini umumnya terjadi pada peristiwa gametogenesis saat meiosis. Sementara itu, gen letal adalah gen yang mengakibatkan kematian jika dalam keadaan homozigot. Pautan gen adalah beberapa gen yang terletak dalam kromosom yang sama sehingga proses pembentukan gamet saling berkait atau berikatan. Gagal berpisah terjadi apabila ada pasangan kromosom pada meiosis I maupun meiosis II mengalami gagal berpisah. Determinasi seks adalah proses penentuan jenis kelamin pada makhluk hidup berdasarkan kromosom kelamin (gonosom) yang diwariskan secara bebas oleh gamet parental kepada keturunannya melalui proses meiosis. 9. Jawaban: d P : & BbGg >< % bbGg (berbiji besar(berbiji kecilberdaun hijau) berdaun hijau) G: BG bG Bg bg bG bg F1 : &

BG

Bg

bG

bg

bG

BbGG (berbiji besarberdaun hijau)

BbGg (berbiji besarberdaun hijau)

bbGG (berbiji kecilberdaun hijau)

bbGg (berbiji kecilberdaun hijau)

bg

BbGg (berbiji besarberdaun hijau)

Bbgg (letal)

bbGg (berbiji kecilberdaun hijau)

bbgg (letal)

%

Jadi, hasil perbandingan keturunan yang diharapkan hidup adalah BbGG : BbGg : bbGG : bbGg = 1 : 2 : 1 : 2. 10. Jawaban: e Kucing kaliko merupakan kucing berambut tiga yang warna bulunya tersebut terpaut pada kromosom X. Gen O menentukan warna oranye, sedangkan gen o menentukan warna hitam. Adanya gen O dan gen o menghasilkan sifat warna belang tiga yang disebut kucing kaliko. Kucing kaliko

74


selalu berkelamin betina dengan genotipe XBXb. Sementara kucing kaliko jantan, terbentuk apabila ada peristiwa gagal berpisah dan mempunyai genotipe XBXbY. Kucing kaliko jantan tersebut mengalami kelainan bertubuh lemah dan bersifat steril yang disebut dengan Klinefelter. 11. Jawaban: b P: & BbHH >< % Bbhh (bulat-hitam) (bulat-putih) G: BH Bh bH bh F1 : BBHh = letal BbHh = bulat abu-abu bbHh = bulat abu-abu bbHh = keriput abu-abu Jadi, perbandingan fenotipe keturunan yang hidup = bulat-abu-abu : keriput-abu-abu = 2 : 1. 12. Jawaban: a Pada perempuan memiliki kromosom kelamin XX, apabila mengalami peristiwa gagal berpisah akan menghasilkan 3 macam ovum yaitu ovum XX, ovum X, dan ovum 0 (tidak memiliki kromosom X). Apabila ovum 0 dibuahi sperma X akan diperoleh zigot XO, yaitu perempuan dengan kelainan sindrom Turner. Dengan demikian, sindrom Turner merupakan peristiwa kehilangan satu kromosom X. Sementara itu, XY merupakan kromosom pada laki-laki normal. Kromosom XXY merupakan kromosom seseorang yang mengalami sindrom Klinefelter. Kromosom XXX merupakan kromosom seseorang yang mengalami sindrom Metafemale. Kromososm XYY merupakan kromosom seseorang yang mengalami sindrom Jacob. 13. Jawaban: c Pengaruh jarak antara gen-gen terhadap terjadinya pindah silang yaitu semakin jauh jarak antara gen satu dengan gen lain, semakin besar pula kemungkinan terjadinya pindah silang. 14. Jawaban: c Warna rambut pada kucing kaliko dipengaruhi adanya gen B yang terpaut pada kromosom X. Oleh karena itu, munculnya kucing kaliko ini menunjukkan adanya peristiwa pautan seks. Berhubung kucing ini terpaut pada kromosom X, akibatnya kucing selalu berkelamin betina. Namun, apabila terjadi kelebihan kromosom X menjadi XXY, akan memunculkan kucing kaliko berjenis kelamin jantan. Sementara itu, gen letal adalah gen-gen yang dalam keadaan homozigot akan mengakibatkan kematian pada individu. Pautan gen adalah gen-gen dalam satu kromosom yang sama sehingga saat proses pembentukan gamet saling berkait atau berikatan. Pindah silang adalah pertukaran kromatid dari sepasang kromosom

homolog. Gagal berpisah mengakibatkan bertambah atau berkurangnya kromosom dalam sel anak. 15. Jawaban: c P : & GgLl >< % ggll G : GL, Gl, gL, gl gl F1 : GgLl (lalat buah berbadan kelabu-bersayap panjang) Ggll (lalat buah berbadan kelabu-bersayap pendek) ggLl (lalat buah berbadan hitam-bersayap panjang) ggll (lalat buah berbadan hitam-bersayap pendek) GgLl dan ggll merupakan keturunan yang mempunyai sifat seperti dengan induknya (tipe parental). Jumlah keturunan yang bertipe parental = 104 + 98 = 202. Sementara itu, Ggll dan ggLl merupakan keturunan yang mempunyai sifat dengan kombinasi dari induknya. Jumlah keturunan yang bertipe rekombinan = 34 + 22 = 56. Dengan demikian, apabila dilihat dari jumlah keturunannya, tipe parental lebih besar dari tipe rekombinan. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa gen-gen tersebut terdapat pada kromosom yang sama dan terjadi pindah silang. 16. Jawaban: a P : & ZBW >< % ZbZb (ayam bulu blorok) (ayam bulu polos) G: ZB, W Zb F1 : ZBZb (ayam berbulu blorok) ZbW (ayam berbulu polos) Jadi, perbandingan ayam berbulu blorok : ayam berbulu polos = 1 : 1. 17. Jawaban: c P = AaBbCcDd, gen C dan gen D bertautan Gamet = ABCD, AbCD, aBCD, abCD, ABcd, Abcd, aBcd, abcd Jadi, gamet yang terbentuk sebanyak 8 macam. 18. Jawaban: a Diagram persilangan dari soal sebagai berikut. P : & Ii >< % Ii (normal (normal heterozigot) heterozigot) G: I, i I, i F1 : II → normal homozigot Ii → normal heterozigot Ii → normal heterozigot ii → penderita icthyosis congenita Alel untuk penderita icthyosis congenita yaitu ii. Jadi, kemungkinan anak yang menderita penyakit

tersebut sebesar × 100% = 25%.

19. Jawaban: b P : &Yy >< % Yy (tikus berambut (tikus berambut kuning) kuning) G: Y, y Y, y F1 : YY (letal) Yy (tikus berambut kuning) Yy (tikus berambut kuning) yy (tikus normal) Jadi, keturunan tikus yang memiliki rambut kuning sebesr 50%. 20. Jawaban: b Berdasarkan uraian pada soal tersebut yang mengalami kelainan genetik hanya seluruh anggota keluarga berjenis kelamin laki-laki, sedangkan yang berjenis perempuan tidak mengalami kelainan. Hal tersebut menunjukkan adanya gen yang terpaut pada kromosom seks Y. Oleh karena itu, kelainan genetik tersebut dinamakan dengan pautan seks. Sementara itu, pautan gen adalah gen-gen dalam satu kromosom yang sama sehingga saat pembentukan gamet saling berikatan. Pindah silang adalah pertukaran kromatid dari sepasang kromosom homolog. Gagal berpisah mengakibatkan bertambah atau berkurangnya kromosom dalam sel anak. Determinasi seks merupakan proses penentuan jenis kelamin pada makhluk hidup berdasarkan kromosom kelamin (gonosom) yang diwariskan secara bebas oleh gamet parental kepada keturunannya melalui proses meiosis. 21. Jawaban: e NPS =

!

x 100%

Diketahui: Tipe rekombinan = (jumlah keturunan bertubuh abu-abu-sayap vestigeal) + (jumlah keturunan bertubuh hitamsayap normal) = 328 + 237 = 565 Tipe parental = (jumlah keturunan bertubuh abu-abu-sayap normal) + (jumlah keturunan bertubuh hitam-sayap vestigeal) = 756 + 805 = 1561 Total jumlah keturunan = 565 + 1561 = 2126 NPS =

     

× 100%

= 0,27 × 100% = 27% 22. Jawaban: a Penentuan jenis kelamin pada ayam dilakukan dengan tipe ZW. Untuk membedakan dengan tipe XX (betina) dan XY (jantan), pada tipe ini menggunaBiologi Kelas XII

75

kan Z dan W. Ayam memiliki jumlah kromosom 78 yang berarti memiliki autosom 78 – 2 = 76 (38 pasang). Oleh karena itu, kromosom betina adalah 38a + Z dan 38a + W, sedangkan kromosom jantan adalah 38a + Z. 23. Jawaban: e Faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya pindah silang yaitu umur, temperatur, jarak antara gengen, zat kimia, dan sinar X. Sementara itu, jenis kelamin dan berat badan tidak memengaruhi terjadinya peristiwa pindah silang. 24. Jawaban: d Sifat berjambul pada ayam ditentukan oleh gen dominan Cr. Perkawinan atara ayam berjambul heterozigot akan menghasilkan keturunan dengan dua macam fenotipe. Diagram perkawinannya dapat dituliskan seperti berikut. P : & Crcr >< % Crcr G : Cr, cr Cr, cr F1 : 1 CrCr = letal/mati 2 Crcr = ayam berjambul 1 crcr = ayam normal Jadi, perbandingan antara ayam berjambul : ayam normal = 2 : 1. 25. Jawaban: b Salah satu tipe penentuan jenis kelamin yaitu tipe ZW. Hewan yang penentuan jenis kelaminnya dengan tipe ZW di antaranya ngengat, itik, burung puyuh, ayam, kupu-kupu, dan beberapa jenis ika. Sementara itu, penentuan jenis kelamin pada lalat buah dengan tipe XY. Adapun penentuan jenis kelamin pada kutu daun dengan tipe XO. B.

Uraian

1. Pada kucing, gen penentu warna rambut terpaut pada kromosom X. Akibatnya, kucing kaliko selalu berkelamin betina. Namun, kadang-kadang ada kucing kaliko yang berjenis kelamin jantan. Hal tersebut terjadi karena kucing mempunyai kelebihan kromosom X sehingga susunannya berubah menjadi kromosom XXY. Perubahan susunan kromosom terjadi karena adanya nondisjunction selama induk jantannya membentuk gamet. Adapun diagram perkawinan sebagai berikut. P : & XbXb >< % XBY G : Xb XBY b X O B b F1 : X X Y XbO jantan kaliko

XMXM

betina kuning

2. P1 = & >< (betina mata merah)

76

% XmY (jantan mata putih)


G =

XM

F1 =

XMXm XMY & XMXm

P2 = G = F2

Xm Y

><

% XMY

XM XM Xm Y = XMXM : XMXm : XmY : XMY

Jadi, perbandingan fenotipe keturunannya adalah 2 betina mata merah : 1 jantan mata putih : 1 jantan mata merah. 3. a.

b.

P = & Dd >< % Dd G = D D d d F1 = DD = 1 Dd = 2 dd = 1 Perbandingan genotipe F1 = DD : Dd : dd = 1 : 2 : 1. Perbandingan fenotipe F1 = normal : dexter : letal = 1 : 2 : 1. Anak sapi dexter homozigot memiliki kaki yang sangat pendek dan muka seperti anjing bulldog. Anak sapi tersebut biasanya lahir dalam keadaan mati atau hidup dalam waktu singkat.

4. Pada lalat buah warna merah bersifat dominan terhadap warna mata putih serta gen yang bertanggung jawab atas warna mata ini terkandung dalam kromosom X dan tidak ada dalam kromosom Y. Selanjutnya, gen pembawa sifat warna ini saling berikatan dengan gen lain yang terletak pada lokus yang berdekatan dalam kromosom sama. Hal inilah yang mengakibatkan lalat buah jantan selalu bermata putih. 5. Apabila umur suatu individu semakin bertambah (semakin tua), dapat mengakibatkan kemungkinan terjadinya pindah silang juga semakin bertambah besar. Sementara itu, apabila sering melakukan penyinaran dengan sinar X dapat mengakibatkan kemungkinan terjadinya pindah silang juga semakin besar. 6. Gen untuk warna kuning pada tikus adalah Y, sedangkan untuk warna abu-abu adalah y. Tikus berambut kuning bergenotipe Yy. Persilangan antara tikus berambut kuning dengan sesamanya sebagai berikut. P : & Yy >< % Yy Genotipe : kuning kuning Gamet : Y, y Y, y

F1

: YY (letal) Yy (berambut kuning) Yy (berambut kuning) yy (berambut abu-abu) Perbandingan genotipe = YY : Yy : yy = 1 : 2 : 1. Perbandingan fenotipe = letal : berambut kuning : berambut abu-abu = 1 : 2 : 1.

7. Gen letal pada ayam redep terjadi dengan gen letal dominan. Gen letal dominan yaitu apabila gen dalam keadaan dominan homozigot akan mengakibatkan kematian individu. Sementara itu, gen letal pada tanaman jagung terjadi dengan gen letal resesif. Gen letal resesif yaitu apabila gen dalam keadaan resesif homozigot akan mengakibatkan kematian individu. 8. Penentuan jenis kelamin pada manusia secara genetik dapat dipahami sebagai berikut. a. Jika spermatozoa pembawa kromosom X (ginospermium) membuahi ovum (pembawa kromosom X), maka anak yang lahir mempunyai jenis kelamin perempuan.

b.

Jika spermatozoa pembawa kromosom Y (androspermium) membuahi ovum (pembawa kromosom X), maka anak yang lahir mempunyai jenis kelamin laki-laki.

9. Pada serangga jenis kelaminnya ditentukan dengan tipe XO. Tipe ini hanya memiliki satu kromosom kelamin saja yaitu kromosom X. Sementara itu, O bukanlah simbol kromosom kelamin. Pada sel somatis, serangga betina memiliki dua kromosom X (XX), sedangkan serangga jantan memiliki satu kromosom X (XO). Perbedaannya, pada tipe XO ini, serangga jantan tidak memiliki kromosom Y. Dengan demikian, jumlah kromosom serangga betina lebih banyak dari kromosom serangga jantan. 10. Ichthyosis congenita merupakan penyakit pada manusia yang diderita oleh bayi. Penyakit ini terjadi karena bayi lahir dengan kulit tebal dan banyak luka sobekan. Pada umumnya bayi tersebut meninggal dalam kandungan atau sewaktu dilahirkan. Penyakit ini muncul apabila bayi memiliki gen homozigot resesif (ii).

Biologi Kelas XII

77

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. mengidentifikasi sifat-sifat fisik yang diturunkan dalam satu keluarga; 2. menjelaskan macam-macam kelainan atau penyakit yang diturunkan melalui autosom dan gonosom; 3. menjelaskan sistem pewarisan golongan darah. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur terhadap keteraturan mekanisme pewarisan sifat; 2. mengemukakan pendapat atau argumen secara ilmiah dan kritis, responsif, serta proaktif dalam diskusi maupun pengamatan; 3. mau bekerja sama saat melakukan kerja kelompok.

Hereditas pada Manusia

Sifat-Sifat yang Diturunkan pada Manusia

• • • • •

• • • • • • • •

78

Menganalisis peta silsilah Ratu Victoria yang merupakan pembawa sifat hemofilia untuk mengetahui pola pewarisan sifat. Meganalisis mekanisme penentuan jenis kelamin melalui pengamatan gambar. Mengidentifikasi jenis-jenis penyakit dan kelainan yang bersifat menurun melalui pengamatan gambar. Membuat diagram persilangan golongan darah kedua orang tua untuk menentukan golongan darah yang dimiliki anak-anaknya. Membuat tulisan mengenai konsep pewarisan sifat dan golongan darah dalam menyelesaikan suatu permasalahan.

Menunjukkan rasa kagum kepada Tuhan atas keteraturan mekanisme pewarisan sifat dengan rajin beribadah sesuai dengan agamanya masing-masing. Berani mengemukakan pendapat atau argumen secara ilmiah dan kritis, responsif, serta proaktif dalam diskusi maupun pengamatan. Menerapkan sikap mau bekerja sama saat melakukan kerja kelompok. Mampu menjelaskan pola pewarisan sifat pada manusia. Mampu menguraikan mekanisme penentuan jenis kelamin pada manusia. Mampu menjelaskan jenis-jenis penyakit dan kelainan yang diturunkan melalui autosom dan gonosom. Mampu membuat diagram persilangan dalam mekanisme pewarisan jenis golongan darah darah. Mampu membuat tulisan mengenai penerapan konsep pewarisan sifat dan golongan darah dalam menyelesaikan suatu permasalahan.


A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c Wanita carrier yang bergenotipe x Hx h dapat menghasilkan 2 macam ovum, yaitu ovum xH dan ovum xh. Jika wanita ini menikah dengan laki-laki normal (xHY), ada kemungkinan anak laki-lakinya menderita hemofilia. P : xHxh >< xHY G : xH xH xh Y P : xHxH → & normal xHxh → & carrier xHY → % normal xhY → % hemofilia 2. Jawaban: d Ayah Ibu P = IAIO (A) IA IO (A) Gamet = IA IA O I IO A O F : I I (golongan darah A), IA IA (golongan darah A), IO IO (golongan darah O) 3. Jawaban: a Hemofilia merupakan kelainan yang ditentukan oleh gen resesif terpaut kromosom X. Diagram persilangan laki-laki hemofilia dengan wanita normal: P1 : XHXH >< XhY F1 : %

Xh

Y

XH

XHXh (carrier)

XHY (normal)

XH

XHXh (carrier)

XHY (normal)

&

5. Jawaban: e Penyakit atau kelainan yang diturunkan melalui gonosom adalah penyakit yang disebabkan oleh gen yang terpaut pada kromosom kelamin (kromosom X atau Y), contoh buta warna, hemofilia, dan anodontia. Adapun kelainan, seperti albino, FKU, dan anonychia adalah kelainan yang diturunkan melalui gen autosom yakni gen yang terpaut pada kromosom tubuh (AA). 6. Jawaban: d P : TtAa >< G : TA Ta tA ta F :

%

TA

Ta

tA

ta

TA

TTAA

TTAa

TtAA

TtAa

Ta

TTAa

TTaa

ttAa

Ttaa

tA

TtAA

TtAa

ttAA

ttAa

ta

TtAa

Ttaa

ttAa

ttaa

&

Perbandingan fenotipe keturunan: T_A_ (tinggi-normal) = 9 T_aa (tinggi-albino) =3 1 × 100% = 6,25% 16 ttA_ (pendek-normal) = 3 ttaa (pendek-albino) = 1 7. Jawaban: e Polidaktili adalah kelainan yang ditentukan oleh gen dominan. P1 : % Pp >< & Pp F1 : %

& Tidak ada kemungkinan lahirnya anak laki-laki hemofilia. 4. Jawaban: c FKU adalah kelainan genetik yang disebabkan oleh gen resesif. Firman Nani ph ph P = I I IPH Iph ph Gamet = I IPH Iph PH ph ph ph F : I I (carrier), I I (FKU) Jadi, kemungkinan anaknya yang menderita FKU adalah 50%.

TtAa TA Ta tA ta

P

p

P

PP (polidaktili)

Pp (polidaktili)

p

Pp (polidaktili)

pp (normal )

Kemungkinan lahir anak polidaktili adalah 75%. Jadi, dari kedelapan orang anaknya, yang kemungkinan polidaktili adalah 75% × 8 = 6 orang. 8. Jawaban: c Sifat albino ditentukan oleh alel resesif autosomal. Diagram persilangan antara laki-laki carrier albino dengan wanita carrier albino sebagai berikut. P1 = % carrier albino >< & carrier albino Genotipe = Aa AA Gamet = A,a A,A Biologi Kelas XII

79

F2

=

%

A

A

A

AA

Aa

a

Aa

aa

&

Jadi, keturunan yang dihasilkan 25% normal homozigot, 50% normal carrier albino (normal heterozigot, dan 25% albino. 9. Jawaban: d Anak bergolongan darah O memiliki genotipe IOIO. Satu gen IO berasal dari ibunya (ibunya bergenotipe IAIO) dan satu gen IO berasal dari ayahnya. Jadi, kemungkinan golongan darah ayahnya adalah golongan A (bergenotipe IAIO) golongan B (bergenotipe IBIO), dan golongan O (bergenotipe IOIO). Jadi, laki-laki itu bisa menolak tuduhan sebagai ayah anak tersebut jika dia bergolongan darah AB. 10. Jawaban: c Polidaktili ditentukan oleh gen dominan P. Penderita polidaktili heterozigot bergenotipe Pp. Diagram perkawinan sepasang suami istri yang mempunyai kelainan polidaktili heterozigot sebagai berikut. P = Pp >< Pp Gamet = P P ⏐ p ↓ p F = PP = 1 penderita polidaktili homozigot Pp = 2 penderita polidaktili heterozigot pp = 1 berjari normal Jadi, kemungkinan keturunannya bersifat polidaktili 2

heterozigot = 4 = 50%. 11. Jawaban: b 1) Penderita gangguan mental FKU tidak dapat melakukan metabolisme fenilalanin. Fenilalanin akan tertimbun dalam darah kemudian dibuang bersama urine. Asam fenil piruvat dalam fenilalanin mengakibatkan kerusakan sistem saraf. Oleh karena itu, penderita FKU tidak boleh mengonsumsi makanan/minuman yang mengandung fenilalanin. 2) Aspartam merupakan zat aditif buatan sebagai pemanis. 3) Asam sitrat merupakan zat aditif untuk memberi rasa asam dan segar pada minuman kemasan. 4) Natrium benzoat digunakan sebagai pengawet. 5) Karmoisin adalah zat pewarna makanan buatan.

80


12. Jawaban: c Orang bergolongan darah RH + mempunyai anti gen Rh, sedangkan orang bergolongan darah Rh– tidak mempunyai antigen Rh dalam eritrositnya. Jika ada antigen Rh masuk ke dalam tubuh orang bergolongan darah Rh–, dalam darah orang tersebut akan terbentuk antibodi Rh. Hal ini terjadi dalam kasus: 1) seorang bergolongan darah Rh– menerima transfusi darah Rh+; 2) seorang ibu Rh– mengandung bayi Rh+. 13. Jawaban: b Wanita normal yang ayahnya buta warna akan memiliki genotipe XXcb. Wanita tersebut menikah dengan pria normal dengan diagram perkawinan sebagai berikut. P1 : wanita XXcb >< laki-laki XY Gamet : X X Y Xcb F2 : wanita normal (XX), laki-laki normal (XY), wanita carrier (XXcb), laki-laki buta warna (XcbY) Jadi, kemungkinan akan lahir anak laki-laki buta 1

warna sebesar 4 × 100% = 25%. 14. Jawaban: c Sifat botak ditentukan oleh gen yang dipengaruhi jenis kelamin. Genotipe BB bersifat botak. Genotipe Bb pada laki-laki mengakibatkan sifat botak, tetapi pada perempuan tidak mengakibatkan sifat botak. Diagram persilangan individu bergenotipe heterozigot sebagai berikut. P1 : % Bb >< & Bb laki-laki perempuan botak tidak botak G : B B b b F1 : BB = laki-laki atau perempuan botak Bb = laki-laki botak atau perempuan tidak botak Bb = laki-laki botak atau perempuan tidak botak bb = laki-laki atau perempuan tidak botak Jadi, kemungkinan anak laki-laki mereka yang mempunyai fenotipe tidak botak adalah 25%. 15. Jawaban: d P : % PpTt >< & pptt G : PT pt Pt pT pt

F1 = PpTt Pptt ppTt pptt

= polidaktili dan perasa PTC (25%) = polidaktili dan tidak perasa PTC (25%) = normal dan perasa PTC (25%) = normal dan tidak perasa PTC (25%)

B. Uraian 1. Sifat yang tampak (fenotipe) individu ditentukan oleh genotipe. Sifat resesif sering tidak muncul saat berada dengan gen dominan lainnya. Sifat resesif tersebut dapat berupa sifat yang merugikan jika muncul. Dalam keluarga, suatu individu heterozigot jika menikah dengan sesamanya dapat memunculkan sifat resesif yang dibawanya. Jadi perkawinan kerabat dekat memungkinkan munculnya sifat-sifat resesif yang tersembunyi. Berkumpulnya sifat resesif ini memungkinkan munculnya sifat-sifat fenotipe yang merugikan. 2. Gen holandrik adalah gen penyebab kelainan yang terpaut kromosom Y. Kelainan yang disebabkan gen ini hanya diturunkan kepada anak laki-laki. Contoh kelainan yang disebabkan oleh gen holandrik yaitu hypertrychosis, hystrixgraviour, dan webbed toes. Hypertrychosis adalah tumbuhnya rambut di lubang telinga. Sifat ini dikendalikan oleh gen resesif terpaut kromosom Y. Hystrixgraviour (penyakit bulu landak) disebabkan oleh gen hg yang mengakibatkan tumbuhnya rambut panjang dan kaku di seluruh tubuh. Sifat normal dikendalikan gen Hg. Webbed toes merupakan kelainan tumbuhnya selaput pada jari terutama kaki seperti kaki katak. Penyebabnya adalah gen resesif wt, sedangkan sifat normal dikendalikan gen dominan Wt. 3. Eritoblastosis fetalis adalah penyakit anemia parah yang mengakibatkan kematian pada bayi yang dilahirkan karena di dalam darahnya hanya ada eritroblas (eritrosit yang belum matang). Penyakit ini muncul karena perkawinan perempuan Rh– dengan laki-laki Rh+, kemudian mengandung janin Rh+. Hal ini berdampak buruk pada janin. Darah janin

yang mengalir dalam tubuh ibunya melalui plasenta mengandung antigen-Rh. Keadaan tersebut merangsang terbentuknya anti-Rh. Selanjutnya, antiRh dalam darah ibu mengalir ke tubuh janin dan mengakibatkan kerusakan sel darah merah. Biasanya janin tersebut masih dapat diselamatkan hingga lahir. Pada kehamilan kedua dan berikutnya, bayi Rh+ akan menderita eritoblastosis fetalis, bayi tersebut meninggal dalam kandungan karena eritrositnya banyak yang rusak. = XHY >< XHXh 4. P1 Gamet = XH XH Y Xh F1 = XHXh XHY XHXH Xh Y Kemungkinan anak mereka: Perempuan normal XHXH = 25% Perempuan carier XHXh = 25% Laki-laki hemofilia XhY = 25% H Laki-laki normal X Y = 25% Jadi, persentase anak laki-laki yang menderita hemofilia sebesar 25%. 5. P Gamet F1 P2 Gamet

= = = = =

KKss >< kkSS Ks kS KkSs KkSs >< kkss KS ks Ks kS ks F2 = KkSs: berambut keriting bermata sipit Kkss : berambut keriting bermata lebar kkSs : berambut lurus bermata sipit kkss : berambut lurus bermata lebar Jadi, keturunan mereka yang berambut lurus dan 1

bermata sipit adalah 4 × 8 = 2 orang anak.

Biologi Kelas XII

81

F1 :

A. Pilihlah jawaban yang tepat! 1. Jawaban: e Hemofilia disebabkan oleh gen terpaut X dan bersifat resesif. P1

=

Gamet =

ayah XhY Xh

><

ibu XHXH

%

AT

At

aT

at

aT

AaTT (normalperasa PTC)

AaTt (normalperasa PTC)

aaTT (albinoperasa PTC)

aaTt (albinoperasa PTC)

at

AaTt (normalperasa PTC)

Aatt (normal-buta kecap)

aaTt (albinoperasa PTC)

aatt (albinobuta kecap)

&

XH

Y = wanita atau pria XHY = XHXh >< XHY (normal carrier) (pria normal) Gamet = XH XH h X Y h H H H h H F2 = X Y, X X , X X , X Y Kemungkinan fenotipe anak-anaknya = 75% normal (bergenotipe XHXh, XHXH, dan XHY) dan 25% hemofilia (bergenotipe XhY). F1 P2

XHXh

2. Jawaban: a Buta warna merupakan kelainan menurun yang ditentukan oleh gen resesif dan terpaut kromosom X. Anak laki-laki mewarisi gen X dari ibunya. Kelahiran anak laki-laki buta warna menunjukkan bahwa ibunya adalah carrier buta warna. Perhatikan diagram berikut. P : & XXcb >< % XY normal normal G : X X Xcb Y F1 : XX = & normal (25%) XXcb = & normal carrier (25%) XY = % normal (25%) XcbY = % buta warna (25%) 3. Jawaban: b Berdasarkan peta silsilah tersebut, orang tua X bergolongan darah O (I O I O ) dan A (I A I A ). Kemungkinan fenotipe dan genotipe X sebagai berikut. P = (IOIO) >< (IAIO) G= IO IA, IO F = IAIO (bergolongan darah A) dan (bergolongan darah O) 4. Jawaban: a P : & AaTt >< % aaTt G : AT aT At at aT at 82


Perbandingan genotipe F1 = AaTT : AaTt : Aatt : aaTT : aaTt : aatt = 1 : 2 : 1 : 1 : 2 : 1. Perbandingan fenotipe F1 = normal-perasa PTC : normal-buta kecap : albino-perasa : albino-buta kecap = 3 : 1 : 3 : 1. Persentase keturunan normal-perasa PTC 3

= 8 × 100% = 37,5% Persentase keturunan normal-buta kecap 1

= 8 × 100% = 12,5% Persentase keturunan albino-perasa PTC 3

= 8 × 100% = 37,5% Persentase keturunan albino-buta kecap 1

= 8 × 100% = 12,5% 5. Jawaban: e Misalnya gen terpaut kromosom X pada pria tersebut adalah G, berarti gonosom pria tersebut adalah XGY. Jika dianggap bahwa pria tersebut menikah dengan wanita normal, diagram pernikahannya sebagai berikut. P = XGY >< XX G = XG X Y F = XGX (anak perempuan) XY (anak laki-laki) Jadi, sifat pada gen terpaut kromosom X pada pria seluruhnya diwariskan kepada anak perempuannya. 6. Jawaban: b Buta warna dan hemofilia merupakan kelainan yang terpaut pada kromosom seks. Sementara itu, anonychia, albino, dan talasemia merupakan keturunan genetik yang tidak terpaut pada jenis kelamin. Gen-gen tersebut terletak pada autosom. 7. Jawaban: e Diagram perkawinan: P : & Bb >< % bb G : B b b

F :

Bb bb Genotipe keturunan adalah Bb dan bb. Jadi, kemungkinan fenotipe keturunan sebagai berikut. a. Anak laki-laki, sebagian botak (Bb), sebagian tidak botak (bb). b. Anak perempuan, semuanya tidak botak (Bb dan bb). 8. Jawaban: e Golongan darah anak ada yang O, berarti kedua orang tuanya bergenotipe heterozigot. Bukti: P : IAIO >< IBIO G : IA, IO IB, IO A B A O B O F1 : I I , I I , I I , IOIO Fenotipe AB, A, B, O. 9. Jawaban: b P1 : & XHXh >< % XhY G : XH Xh Xh Y H h F1 : X X = anak perempuan normal carrier XhXh = anak perempuan hemofilia XHY = anak laki-laki normal XhY = anak laki-laki hemofilia Perbandingan fenotipe F1 = anak perempuan normal carrier : anak perempuan hemofilia : anak laki-laki normal : anak laki-laki hemofilia =1:1:1:1 Pernyataan yang benar sebagai berikut. 1) 25% anak perempuan menderita hemofilia 2) 25% anak laki-laki normal 3) 25% anak perempuan normal 4) 25% anak perempuan hemofilia 10. Jawaban: e Anodontia ditentukan oleh gen a terpaut pada kromosom X. Diagram perkawinan sebagai berikut. P1 : XAXA >< XaY G : XA Xa Y F1 : XAY XAXa P2 : XAXa >< XAY G : XA XA a X Y F2 : XAXA (25%) = perempuan normal XAXa (25%) = perempuan normal carrier XaY (25%) = laki-laki anodontia XAY (25%) = laki-laki normal Jadi, persentase cucu berjenis kelamin perempuan dan tidak menderita anodontia sebesar 50%.

11. Jawaban: a Anodontia ditentukan oleh gen resesif yang terpaut kromosom X. Berdasarkan diagram perkawinan tersebut diketahui bahwa anak laki-laki mengalami kelainan anodontia dan bergenotipe XaY. Ayah normal memiliki genotipe XAY. Hal ini berarti gen pembawa sifat anodontia diperoleh dari ibu. Dengan demikian, ibu bersifat carrier anodontia dengan genotipe XAXa. 12. Jawaban: d Polidaktili merupakan kelainan genetika yang ditandai dengan banyak jari tangan atau jari kaki melebihi normal. Genotipe orang berjari normal yaitu pp, sedangkan genotipe orang penderita homofilia yaitu PP atau Pp. P : % pp >< & Pp (normal) (polidaktili) G : p P, p Pp = polidaktili (50%) F1 : pp = normal (50%) Jadi, genotipe kedua orang tua tersebut adalah pp dan Pp. 13. Jawaban: b P1 = & XHXh >< % XhY G = XH Xh h X Y H h X X = & carrier F1 = XhYh = & hemofilia XHY = % normal XhY = % hemofilia Jadi, persentase kemungkinan anak laki-laki 1

menderita hemofilia adalah 4 × 100% = 25%. 14. Jawaban: e Hemofilia adalah penyakit keturunan yang dikendalikan oleh gen resesif (h) yang terpaut kromosom X. Jika ada seorang laki-laki hemofilia, sudah bisa dipastikan bahwa genotipe dari lakilaki itu XhY. Untuk lebih jelasnya, perhatikan peta silsilah berikut ini. XHY

XHXh Wanita carrier

Laki-laki normal

XHXH atau XHxh

XhY

Wanita normal

Laki-laki hemofilia

XH Y Laki-laki normal

15. Jawaban: e Albino merupakan kelainan yang disebabkan tubuh seseorang tidak mampu memproduksi pigmen melanin sehingga rambut dan badannya putih.

Biologi Kelas XII

83

Orang normal memiliki genotipe Aa atau AA, sedangkan orang albino bergenotipe aa. Perhatikan peta silsilah pewarisan sifat albino berikut. Aa

Aa

1

2

AA

aa

AA

3

4

5

Aa

Aa

6

7

Jadi, individu pembawa sifat carrier adalah individu 1, 2, 6, dan 7. 16. Jawaban: b % XY >< & XXcb P1 = (normal) (carrier) G1 = X X Y Xcb F1 = XX = & normal XXcb = & carrier XY = % normal XcbY = % buta warna P2 = % XcbY >< &XX (buta warna) (normal) G2 = Xcb X Y F2 = XXcb = & carrier XY = % normal Fenotipe F2 yang muncul sebagai berikut. Anak wanita carrier =

1 2

Anak laki-laki normal =

× 100% = 50%. 1 2

× 100% = 50%.

17. Jawaban: e Telinga berambut merupakan sifat yang terpaut kromosom Y. Pengamatan sampai generasi keempat pada beberapa keluarga menunjukkan sifat tersebut hanya terjadi pada pria dan tidak pernah terjadi pada wanita. 18. Jawaban: a P : & XXcb >< % XY G : X X Xcb Y F1 : XX = perempuan normal XY = laki-laki normal XXcb = perempuan carrier XcbY = laki-laki buta warna Jadi, dapat diketahui bahwa sifat buta warna yang dibawa oleh ibu akan diturunkan kepada semua anak laki-lakinya.

84


19. Jawaban: b Jika dalam darah terdapat: 1) antigen A dan anti-B → golongan darah A; 2) antigen B dan anti-A → golongan darah B; 3) antigen A dan antigen B → golongan darah AB; 4) anti-A dan anti-B → golongan darah O. Seorang anak bergolongan darah AB bergenotipe IAIB dan ibu bergolongan darah A bergenotip IAIO atau IAIA, maka ayahnya pasti bergolongan dari B dengan genotip IBIO. 20. Jawaban: d P : % XBY >< & XbXb gigi gigi cokelat normal G : XB Xb Y F : XBXb = semua anak perempuan bergigi cokelat XbY = semua anak laki-laki bergigi normal B. Uraian 1. Empat faktor yang memengaruhi pindah silang sebagai berikut. P : IAIO >< IBIO G : IA IB IO IO A B F1 : I I = golongan darah AB IOIO = golongan darah O IAIO = golongan darah A IBIO = golongan darah B Jadi, anak-anak mereka kemungkinan bergolongan darah A, B, AB, dan O. 2. Sifat hemofilia ditentukan oleh gen h resesif homozigot terpaut kromosom X. Laki-laki dan perempuan berpeluang sama menderita hemofilia. Pada perkawinan perempuan carrier hemofilia dengan laki-laki hemofilia, diperoleh hasil sebagai berikut.

&

%

Xh

Y

XH

XHXh (perempuan carrier)

XH Y (laki-laki normal)

Xh

XhXh (perempuan hemofilia)

Xh Y (laki-laki hemofilia)

Namun, perempuan hemofilia jarang ditemui hidup sampai dewasa. Umumnya mereka meninggal pada saat menstruasi pertama. 3. Bayi pertama selamat, tetapi bayi kedua dan seterusnya tidak pernah selamat karena darah janin akan masuk ke darah ibu lewat plasenta yang mengakibatkan darah ibu membentuk antigen Rh+.

Jika ibu mengandung bayi kedua, darah janin akan dianggap sebagai benda asing yang akan dihancurkan oleh antigen Rh+ sehingga eritrosit bayi banyak yang rusak. Akibatnya, bayi akan meninggal dunia. 4. Diketahui: a. Anak laki-laki buta warna = XcbY b. Anak perempuan buta warna = XXcb Berdasarkan sifat genetik yang diturunkan kepada anaknya maka dapat diambil kesimpulan bahwa: a. Ayah = buta warna (XcbY) b. Ibu = carrier buta warna (XXcb) atau buta warna (XcbXcb) Diagram perkawinan sebagai berikut. a. P : & XXcb >< % XcbY G : X, Xcb Xcb, Y F1 : XXcb → & carrier XY → % normal cb cb X X → & buta warna XcbY → % buta warna b. P : & XcbCcb >< % XcbY G : Xcb Xcb Y cb F1 : X Y → % buta warna XcbXcb → & buta warna 5. Pewarisan gigi cokelat berlangsung secara bersilang karena semua anak perempuan akan menerima sifat menurun dari ayah sehingga giginya cokelat. Sementara itu, anak laki-laki menerima sifat menurun dari ibunya. Gigi cokelat mudah rusak karena kekurangan email. Kelainan genetis ini ditentukan oleh gen B yang terpaut kromosom X. P : & XbXb >< % XBY normal gigi cokelat G : Xb XB Y B b F : X X Xb Y & gigi cokelat % gigi normal 6. Diketahui: Genotipe orang nomor 5 Genotipe orang nomor 7 Genotipe orang nomor 8 Genotipe orang nomor 9 Genotipe orang nomor 10

= XHXh (wanita carrier) = XHXH (wanita normal) = XhY (pria hemofilia) = XHY (pria normal) = XHXh (wanita carrier)

Berdasarkan genotipe-genotipe tersebut dapat disusun diagram perkawinan berikut. P1 : & XhY (1) >< % XHXH (2) G1 : Xh XH Y F1 : XHXh (5) XHY (3 dan 4) P2 : % XHXh (5) >< & XHY (6) G2 : XH XH Xh Y H H F2 : X X = wanita normal (7) XHXh = wanita carrier (10) XHY = pria normal (9) XhY = pria hemofilia (8) 7. Pria buta warna menikah dengan wanita karier buta warna. Mereka mempunyai tiga orang anak, seorang anak laki-laki buta warna, seorang anak perempuan normal, dan seorang anak perempuan karier buta warna. Selanjutnya, anak laki-laki yang buta warna menikah dengan wanita normal. Keturunannya ada empat, seorang anak laki-laki normal dan tiga orang anak perempuan karier buta warna. 8. Talasemia adalah penyakit kelainan bentuk sel darah merah. Penyakit ini ditentukan oleh gen dominan. Gen dominan heterozigot (Thth) menghasilkan individu talasemia minor, sedangkan gen dominan homozigot (ThTh) menghasilkan individu talasemia mayor. Talasemia mayor bersifat letal, sedangkan talasemia minor pengaruhnya baru terlihat setelah dewasa. Jadi kedua pasangan penderita talasemia bergenotip Thth. Diagram persilangannya sebagai berikut. P1 : Talasemia >< Talasemia (Thth) (Thth) F1 : F3 : Gamet

Th

th

Th

ThTh (talasemia mayor, letal)

Thth (talasemia minor)

th

Thth (talasemia minor)

thth (normal)

Empat orang anak mereka kemungkinan menderita talasemia minor dan normal. Peluang anak yang menderita talasemia minor: 2 3

8

× 4 = 3 = 2,67

Biologi Kelas XII

85

9. Sifat fisik yang diturunkan pada manusia ditentukan oleh gen dominan atau resesif. Sifat rambut keriting dominan terhadap rambut lurus, mata sipit dominan terhadap mata lebar, warna mata cokelat dominan terhadap mata biru, hidung lurus dominan terhadap hidung bengkok, dan lidah menggulung dominan terhadap lidah tidak dapat menggulung. Jadi sifat fenotipe dan genotipe anak dan orang tuanya sebagai berikut. Orang Tua

Sifat Rambut

keriting

Kk

lurus

kk

Mata

sipit

SS/Ss

sipit

SS/Ss

Warna mata

cokelat

Cc

biru

cc

Bentuk hidung

lurus

LL/Ll

lurus

LL/Ll

Lidah

menggulung

Gg

tidak menggulung

gg


%

IA

IB

IB

IAIB (AB)

IBIB (B)

IB

IAIB (AB)

IBIB (B)

&

Anak

Fenotipe Genotipe Fenotipe Genotipe

86

10. Diagram persilangan orang tua golongan darah B homozigot dan AB sebagai berikut. P1 : &B >< % AB Genotip : IBIB IAIB F1 :

Perkawinan orang tua bergolongan darah B homozigot dan AB tidak mungkin menghasilkan anak bergolongan darah A. Jadi anak angkat tersebut adalah Nita.

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan macam mutasi berdasarkan letak sel yang mengalami mutasi, penyebabnya, dan tempat terjadinya mutasi; 2. menjelaskan dampak mutasi dalam kehidupan, baik dampak yang merugikan maupun dampak yang menguntungkan; 3. melakukan pengamatan atau percobaan tentang mutasi pada makhluk hidup. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan karena telah diciptakan suatu mekanisme mutasi yang bermanfaat bagi kehidupan manusia. 2. mengemukakan pendapat atau argumen secara ilmiah dan kritis, responsif, serta proaktif dalam diskusi maupun pengamatan. 3. melakukan kegiatan pengamatan mutasi dengan memperhatikan prinsip keselamatan kerja.

Mutasi

Macam Mutasi

• • • • • •

• • • • • • • • • •

Mendiskusikan terjadinya mutasi pada beberapa makhluk hidup. Mendiskusikan macam mutasi dan prosesnya. Mendiskusikan perbedaan mutasi gen dan mutasi kromosom. Melakukan simulasi terjadinya mutasi gen. Membuat model mutasi. Melakukan simulasi terjadinya aberasi.

Dampak Mutasi dalam Kehidupan

• • •

Mendiskusikan perbedaan kariotipe normal dengan kariotipe tidak normal pada manusia. Mengidentifikasi kelainan pada manusia akibat proses nondisjunction. Membuat kliping tentang kelainan pada makhluk hidup akibat mutasi.

Rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan karena telah diciptakan suatu mekanisme mutasi yang bermanfaat bagi kehidupan manusia. Menerapkan pola pikir ilmiah saat melakukan pengamatan tentang mutasi yang terjadi dalam kehidupan. Mengemukakan pendapat atau argumen secara ilmiah dan kritis, responsif, dan proaktif dalam diskusi maupun pengamatan. Mampu menjelaskan macam mutasi berdasarkan letak sel yang mengalami mutasi, penyebabnya, dan tempat terjadinya mutasi. Mampu menjelaskan perbedaan mutasi gen dan mutasi kromosom. Mampu melakukan simulasi terjadinya mutasi gen dan aberasi. Mampu membuat model mutasi. Mampu menjelaskan perbedaan kariotipe normal dengan kariotipe tidak normal pada manusia. Mampu mengidentifikasi kelainan pada manusia akibat proses nondisjunction. Mampu membuat kliping tentang kelainan pada makhluk hidup akibat mutasi.

Biologi Kelas XII

87

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: a Mutasi merupakan peristiwa perubahan materi genetik (DNA) pada organisme. Mutasi selain mendatangkan dampak merugikan juga mendatangkan banyak keuntungan bagi yang bisa memanfaatkan. Kelainan akibat mutasi ada yang dapat diwariskan dan ada yang tidak diwariskan pada keturunannya, bergantung pada jenis kromosom yang termutasi. Mutasi terjadi pada tingkat gen dan kromosom. Mutasi dapat terjadi pada kromosom tubuh maupun kromosom kelamin. 2. Jawaban: b Jika formaldehid terakumulasi di dalam tubuh, fraksi formaldehid akan berikatan secara stabil dengan makromolekul seperti DNA menjadi sebuah ikatan silang (cross linked). Ikatan protein ini mengakibatkan kekacauan informasi genetik yang dapat memunculkan mutasi genetik. Insektisida mengandung DDT (dichloro-diphenyltrichloroethane) yang dapat memicu mutasi genetik pada asam nukleat seperti DNA. Kedua bahan yang dapat mengakibatkan mutasi tersebut disebut mutagen. 3. Jawaban: b Euploidi adalah individu yang jumlah kromosomnya mengalami kelipatan jumlah dari jumlah set kromosom normal. Aneuploidi adalah individu dengan pengurangan atau penambahan kromosom hanya pada kromosom-kromosom tunggal di dalam suatu set kromosom. Tetrasomi, nullisomi, dan disomi merupakan macam-macam dari aneuploidi. 4. Jawaban: e Gambar pada soal terlihat bagian kromosom DEF patah dan patahan kromosom menempel pada kromosom non homolognya. Jika potongan fragmen DEF menempel pada kromosom homolognya maka disebut dengan duplikasi. Jika potongan fragmen DEF menempel kembali pada kromosom semula dengan urutan terbalik yaitu FED disebut inversi. Jika ujung-ujung kromosom homolog bergabung menjadi satu sehingga berbentuk lingkaran, disebut dengan katenasi. Jika fragmen DEF putus dan hilang disebut dengan delesi. 5. Jawaban: e Kanker kulit terjadi karena mutasi pada sel tubuh akibat radiasi sinar UV. Jenis mutasi ini disebut mutasi somatik. Mutasi somatik tidak bersifat menurun. Mutasi yang dapat diwariskan secara genetik adalah mutasi gametik. 88

Mutasi

6. Jawaban: a Mutasi diam terjadi apabila perubahan kodon tidak memberikan perubahan pada sintesis protein. Mutasi diam terjadi dalam penggantian basa sitosin dengan basa adenin karena kodon GGC dan GGA samasama mengode glisin. Peristiwa mutasi salah arti terjadi apabila terjadi perubahan kodon akibat penggantian jenis basa N sehingga menghasilkan pembentukan asam amino yang berbeda. Kondisi ini mengakibatkan protein yang dibentuk juga berubah. Adapun mutasi tanpa arti (nonsense mutation) terjadi apabila terjadi perubahan kodon asam amino menjadi kodon stop. Mutasi pergeseran kerangka terjadi jika ada pengurangan/penambahan basa N sehingga mengakibatkan pergeseran ”pembacaan” pesan pada kode genetik. 7. Jawaban: d Pada gambar terlihat bahwa terjadi duplikasi alel B sehingga susunannya berubah, semula ABCD menjadi ABBCD. Delesi adalah patahnya fragmen kromosom dan hilang. Jika fragmen patahan tersebut bergabung dengan kromosom homolognya, terjadi duplikasi. Jika fragmen patahan menempel pada kromosom nonhomolog, terjadilah translokasi. Terputusnya kromosom pada dua patahan dan patahan bergabung kembali dengan urutan terbalik disebut inversi. Adapun katenasi terjadi karena ujung kromosom homolog saling mendekat sehingga membentuk lingkaran. 8. Jawaban: c Ciri-ciri mutasi titik yaitu terjadi perubahan susunan basa nitrogen, dapat disebabkan oleh peristiwa delesi basa nitrogen, dan mutasi yang terjadi pada suatu lokus tidak memengaruhi lokus lain pada kromosom tersebut. Sementara itu, perubahan struktur dan jumlah kromosom serta terjadi perubahan susunan kromosom merupakan ciri mutasi kromosom. 9. Jawaban: d Pada gambar termasuk mutasi gen karena peristiwa insersi (adisi). Kejadian ini mengakibatkan pergeseran pembacaan pesan pada kode genetik. 10. Jawaban: a Mutasi diam terjadi apabila terjadi penggantian basa nitrogen pada kodon, tetapi tidak mengubah jenis asam amino yang diterjemahkan oleh kodon tersebut. Penggantian basa nitrogen yang tidak mengubah hasil sintesis protein di atas, kodon UAC hanya dapat diganti oleh kodon UAU yang samasama mengode tirosin. Kodon UCC mengode serin, CAC mengode histidin, UUC mengode fenilalanin, dan ACC mengode aspirin.

B.

Uraian

1. Mutasi adalah perubahan struktur materi genetis yang dapat diturunkan oleh induk kepada generasi berikutnya. Mutagen adalah sejumlah zat yang dapat mengakibatkan mutasi. Sementara itu, mutan adalah makhluk hidup yang mengalami perubahan genetik akibat peristiwa mutasi. 2. Berdasarkan penyebabnya, mutasi dapat terjadi secara alami (spontan) maupun secara buatan (induksi). Mutasi alami terjadi dengan sendirinya di alam, misal mutasi yang disebabkan oleh radiasi sinar kosmis, radiasi radioaktif alam, dan sinar UV. Mutasi alami sangat jarang terjadi. Mutasi alami dapat terjadi secara kebetulan, lambat, tetapi pasti. Sementara itu, mutasi buatan terjadi oleh campur tangan manusia. Mutasi ini sengaja dilakukan oleh manusia dengan memanfaatkan mutagen fisikawi dan kimiawi, misal kolkisin, asam nitrat, radiasi sinar gamma, serta radiasi sinar beta. 3. Asam sitrat dapat menyebabkan mutasi karena dapat menyebabkan perubahan pada basa nitrogen. Apabila asam nitrat bereaksi dengan adenin akan membentuk zat baru yang disebut hipoxantin. Zat tersebut dapat menempati kedudukan yang sebelumnya ditempati adenin dan berpasangan dengan sitosin, bukan lagi dengan timin. Proses deaminasi tersebut menyebabkan perubahan asam amino yang dibentuk.

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: b Ciri penting dari mutasi buatan adalah bersifat menguntungkan bagi manusia. Jika hasil mutasi membahayakan, manusia tidak akan melakukannya. Adapun penyebab mutasi berupa sinar kosmis, perubahan terjadi secara lambat, mutasi merugikan mutan, dan sifat mutan yang resesif dimiliki oleh mutasi alam yang terjadi tanpa campur tangan manusia. 2. Jawaban: e Kolkisin merupakan mutagen kimiawi yang mengakibatkan tanaman bersifat poliploid yang menghasilkan buah tanpa biji sehingga tanaman menjadi steril, tidak dapat diperbanyak secara generatif. Kelebihan tanaman poliploid antara lain pertumbuhannya cepat, morfologi tanaman lebih baik dibanding tanaman biasa, buah besar, lebih manis, kandungan gizi tidak turun bahkan dapat meningkat serta menghasilkan buah tanpa biji.

4. Terdapat 3 pengaruh akibat substitusi basa nukleotida pada untai DNA yaitu sebagai berikut. a. Mutasi Diam (Silent Mutation) Mutasi diam terjadi apabila adanya penggantian basa nitrogen yang tidak memengaruhi pengodean jenis asam amino. Oleh karena itu, tidak terjadi perubahan pada pembentukan protein. b. Mutasi Salah Arti (Missense Mutation) Mutasi salah arti terjadi apabila substitusi basa menghasilkan kodon yang yang mengode asam amino berbeda sehingga akan merusak hasil sintesis protein. c. Mutasi Tanpa Arti (Nonsense Mutation) Mutasi tanpa arti terjadi apabila terjadi substitusi suatu kodon untuk menyintesis suatu asam amino menjadi kodon stop. Hal ini akan mengakibatkan proses translasi terhenti lebih awal dan menghasilkan rangkaian asam amino lebih pendek. 5. Jika terjadi penggantian pada basa nitrogen ke-12 dengan basa adenin urutan rantai basa nukleotida sebagai berikut. AUC AAA GCA CAA CUC UAG Ile Lis Ala Glu Leu Stop CAA dan CAG mengode asam amino yang sama yaitu glutamin. Peristiwa ini disebut dengan mutasi diam (Silent Mutation).

3. Jawaban: d Sindrom Edwards disebabkan oleh peristiwa gagal berpisah autosom nomor 18 pada proses pembentukan sel telur. Oleh karena itu, formula kromosomnya 2n + 1. Kariotipe sindrom Edwards 45A + 18 + XX atau 45A + 18 + XY. Sindrom Down terjadi akibat kelebihan kromosom pada kromosom nomor 21 sehingga setiap sel tubuh memiliki 47 kromosom. Sindrom Jacob terjadi karena sel telur (X) dibuahi oleh sperma YY (akibat gagal berpisah). Sindrom Turner terjadi karena sel telur yang tidak mengandung kromosom X dibuahi oleh sperma yang mengandung kromosom X sehingga formula kromosomnya 2n – 1. Sindrom Klinefelter terjadi karena sel telur yang membawa kromosom X dibuahi oleh sperma yang mengandung kromosom XY atau sel telur yang membawa kromosom XX dibuahi oleh sperma yang membawa kromosom Y.

Biologi Kelas XII

89

4. Jawaban: d Sumber mutasi (mutagen) dapat berasal dari alam (mutasi alami) dan manusia (buatan). Pilihan a, b, c, dan e merupakan mutasi yang disebabkan oleh usaha manusia/sengaja dilakukan. Sementara itu, pilihan d adalah mutasi yang disebabkan oleh mutagen alami yaitu matahari. Radiasi ultraviolet sinar matahari merupakan peristiwa alami sehingga disebut mutagen alami. 5. Jawaban: b Anemia sel sabit merupakan salah satu penyakit yang diakibatkan oleh mutasi gen melalui mekanisme substitusi basa. Suatu triplet CTT pada rantai DNA hemoglobin normal mengalami mutasi gen yaitu penggantian basa T tengah pada triplet CTT dengan basa A. Kesalahan pada triplet DNA mengakibatkan kesalahan pula pada kodon mRNA yang seharusnya GAA menjadi GUA yang mengode asam amino valin. Kesalahan inilah yang mengakibatkan hemoglobin pada sel darah merah berbentuk sabit. 6. Jawaban: b Penderita Triple-X mempunyai kariotipe 44A + XXX. Sindrom ini terjadi karena fertilisasi sperma yang memiliki kromosom seks X dengan sel telur yang mengandung kromosom XX (akibat gagal berpisah saat gametogenesis). Sindrom Triple-X tidak disebabkan oleh mutasi pada sel somatik. 7. Jawaban: b Tanaman jagung albino merugikan bagi manusia karena tanaman tidak memiliki klorofil sehingga ketika makanan cadangan habis tanaman segera mati. Sementara itu, jeruk poliploid memiliki buah yang lebih unggul dibanding jeruk biasa. Mutan Drosophilla jantan mandul tidak akan menghasilkan keturunan sehingga populasi hama bisa dikendalikan. Sifat resistan tahan hama dimiliki oleh tanaman kapas hasil mutasi. Varietas baru yang merupakan persilangan dari dua tanaman yang berbeda spesies adalah tanaman pisang allopoliploid sehingga keanekaragaman genetik semakin banyak. 8. Jawaban: b Sindrom Metafemale terjadi karena sel telur yang mengandung kromosom XX (akibat gagal berpisah) dibuahi oleh sperma X. Kariotipenya 44A + XXX diderita oleh wanita. Ciri-cirinya yaitu payudara tidak berkembang, menstruasi tidak teratur dan bersifat steril, mengalami gangguan mental, serta pada umumnya tidak berumur panjang. 9. Jawaban: a Mutasi pada dasarnya mengubah susunan gen atau kromosom. Perubahan ini dapat mengakibatkan perubahan produk gen dan akhirnya perubahan 90

Mutasi

fenotipe. Perubahan tersebut dapat menguntungkan dan dapat pula merugikan. Mutasi yang menguntungkan antara lain munculnya varietas baru yang lebih unggul, baik hewan maupun tumbuhan. Sebagai contoh, padi hasil radiasi lebih tahan terhadap hama dan memiliki masa panen yang lebih cepat. Di samping memberikan hal yang menguntungkan, mutasi juga dapat merugikan di antaranya dapat mengakibatkan punahnya plasma nuftah tertentu. 10. Jawaban: a Pada budi daya semangka tanpa biji, pemberian kolkisin pada tunas dan perendaman biji semangka ke dalam kolkisin dapat mencegah terbentuknya benang-benang spindel selama mitosis. Tanpa benang spindel, kromatid-kromatid tidak dapat dipisahkan. Hal itu dapat mengakibatkan melipatgandanya jumlah kromosom, misal 3n (triploid). B.

Uraian

1. Sickle cell anemia (anemia sel sabit) merupakan salah satu penyakit yang diakibatkan oleh mutasi gen pada manusia. Penyakit anemia sel sabit ditandai dengan sel darah merah berbentuk sabit dan bersifat diturunkan kepada generasi keturunannya. Hal ini sebagai akibat adanya hemoglobin yang abnormal. Peristiwa ini dapat mengakibatkan penderitanya mengalami anemia berat, penyumbatan aliran darah, dan kerusakan organ bahkan kematian. 2. Sindrom Klinefelter terjadi karena sel telur yang membawa kromosom X dibuahi oleh sperma yang mengandung kromosom XY atau sel telur yang membawa kromosom XX dibuahi oleh sperma yang membawa kromosom Y, kariotipenya 47 XXY. Sindrom Klinefelter memiliki ciri-ciri sebagai berikut. a. Tumbuh payudara. b. Pertumbuhan rambut kurang. c. Lengan dan kaki panjang. d. Suara seperti wanita. e. Testis kecil. f. Bersifat steril. g. Tuna mental. 3. Tidak. Kanker kulit adalah salah satu penyakit yang bisa disebabkan oleh mutasi pada sel somatik yaitu sel kulit. Suatu kelainan hanya dapat diwariskan pada keturunannya apabila mutasi terjadi pada sel gamet/kelamin. Jadi, kanker kulit kemungkinan besar tidak akan diturunkan kepada anak-anaknya. 4. Jika sel telur yang tidak mengandung kromosom X dibuahi sperma yang mengandung kromosom X, akan mengakibatkan sindrom Turner sehingga formula kromosom 2n – 1.

Ciri-ciri sindrom Turner sebagai berikut. a. Kariotipe 45 XO (44 autosom + 1 kromosom X) akibat kehilangan satu kromosom X. b. Tinggi badan cenderung pendek (±120 cm). c. Leher pendek, sisi leher tumbuh tambahan daging seperti bersayap. d. Payudara dan rambut kelamin tidak tumbuh. e. Puting susu terletak berjauhan. f. Tanda kelamin sekunder tidak tumbuh. g. Mengalami keterbelakangan mental. h. Individu bersifat steril. i. Diderita oleh wanita.

5. Beberapa dampak positif mutasi sebagai berikut. a. Dapat digunakan untuk mendapatkan produk unggul suatu tanaman, misal semangka tanpa biji dengan menambahkan kolkisin. b. Dapat digunakan untuk mengembangkan penelitian-penelitian tentang kanker. c. Dapat pula dimanfaatkan untuk mengadakan penelitian mengenai penanganan suatu penyakit. Beberapa dampak negatif mutasi sebagai berikut. a. Pada mutasi tingkat tinggi dapat mengakibatkan kematian. b. Menimbulkan banyak sindrom dan penyakit. c. Beberapa penyakit akibat mutasi dapat diwariskan kepada keturunannya.

A. Pilihan Ganda jawaban yang tepat! 1. Jawaban: b Mutagen adalah suatu zat yang mengakibatkan mutasi. Mutasi sendiri adalah peristiwa perubahan materi genetik pada organisme. Individu yang mengalami mutasi disebut mutan. Mutagen ada dua jenis yaitu mutagen alami dan mutagen induksi.

kelebihan kromosom Y. Dengan demikian, penderita sindrom Jacobs memiliki kariotipe 47 XYY. Kariotipe penderita sindrom Down adalah 47 XX atau 47 XY. Kariotipe penderita sindrom Patau adalah 47 XX atau 47 XY. Kariotipe penderita sindrom Klinefelter adalah 47 XXY. Adapun kariotipe penderita sindrom Turner adalah 45 XO.

2. Jawaban: c Mutasi spontan atau mutasi alami adalah mutasi yang terjadi secara tidak sengaja atau terjadi dengan sendirinya di alam. Jadi bisa menyerang bagian tubuh manapun tidak hanya pada sel kelamin. Mutasi somatik adalah mutasi yang terjadi pada sel-sel soma (tubuh). Mutasi kromosom adalah mutasi yang terjadi pada kromosom. Adapun mutasi gametik adalah mutasi yang terjadi pada sel kelamin sehingga akan diwariskan pada keturunannya. 3. Jawaban: b Frameshift Mutations adalah suatu peristiwa pergeseran triplet pada saat translasi yang mengubah kerangka pesan genetik yang disampaikan mRNA. Peristiwa ini disebabkan oleh delesi maupun adisi basa nitrogen pada gen tunggal, bukan melalui substitusi basa. Oleh karena pergeseran yang berkelanjutan pada triplet-triplet selanjutnya maka umumnya Frameshift Mutations memberikan efek yang lebih berbahaya dibandingkan mutasi gen melalui substitusi basa nitrogen. Dampak Frameshift Mutations tidak akan merusak sentromer atau bagian kromosom, karena mutasi ini terjadi pada tingkat gen tunggal. 4. Jawaban: c Sidrom Jacobs terjadi karena sel telur X dibuahi oleh sperma YY (gagal berpisah) sehingga terjadi

5. Jawaban: d Mutasi pada sel gamet dapat diturunkan kepada keturunannya. Kemungkinan besar sel gamet ayah mengalami perubahan informasi genetik. Radiasi pada sel soma dapat mengakibatkan mutasi. Mutasi yang terjadi pada sel soma tidak diwariskan kepada keturunannya. Radiasi sinar UV hanya mengakibatkan mutasi somatik sehingga sifat hasil mutasi tidak diwariskan. 6. Jawaban: c Delesi pada mutasi kromosom adalah pengurangan bagian kromosom akibat patah dan hilang. Dengan demikian, terjadi perubahan susunan gen dan pengurangan jumlah gen dalam kromosom. Sementara itu, berkurangnya basa N pada gen dan susunan basa nitrogen berubah merupakan ciri dari delesi yang terjadi pada mutasi gen. 7. Jawaban: d a. Substitusi basa A dengan basa U pada kodon ke-3 akan tetap mengode asam amino prolin. Dalam kasus ini telah terjadi silent mutation. b. Substitusi basa A akhir dengan basa G pada kodon ke-5 akan tetap terbentuk kodon stop. Dalam kasus ini telah terjadi silent mutation. c. Substitusi basa C akhir dengan basa U pada kodon ke-4 akan tetap mengode asam amino treonin. Dalam kasus ini telah terjadi silent mutation.

Biologi Kelas XII

91

d.

e.

Substitusi basa G tengah dengan basa U pada kodon ke-2 akan mengode asam amino baru yaitu valin. Dalam kasus ini telah terjadi missense mutation. Substitusi basa A tengah dengan basa G pada kodon ke-5 akan tetap terbentuk kodon stop. Dalam kasus ini telah terjadi silent mutation.

8. Jawaban: d Inversi merupakan perubahan struktur kromosom yang disebabkan oleh patahnya kromosom yang diikuti dengan penyisipan kembali patahan tersebut dengan urutan terbalik. Pilihan jawaban a adalah peristiwa mutasi gen melalui mekanisme adisi. Pilihan jawaban b adalah peristiwa mutasi kromosom dengan mekanisme delesi. Pilihan jawaban c adalah peristiwa mutasi kromosom dengan mekanisme duplikasi. Pilihan jawaban e adalah peristiwa mutasi kromosom melalui mekanisme translokasi. 9. Jawaban: a Sindrom Klinefelter merupakan kelainan yang disebabkan oleh sel telur yang membawa kromosom X dibuahi oleh sperma yang mengandung kromosom XY atau sel telur yang membawa kromosom XX dibuahi oleh sperma yang membawa kromosom Y. Pembuahan tersebut mengakibatkan trisomi dengan kelebihan kromosom X yang diderita oleh laki-laki. Sindrom klinefelter ditandai dengan testis tidak berkembang, aspermia (bersifat steril/ mandul), suara mirip wanita, tumbuh payudara, lengan dan kaki panjang, serta tuna mental. Sementara itu, sindrom Jacobs merupakan trisomi pada kromosom seks dengan kelebihan kromosom Y pada pria. Sindrom Jacobs ditandai dengan sifat antisosial dan agresif, berperawakan tinggi, serta suka melawan hukum. Sindrom Turner terjadi akibat kehilangan satu kromosom X dan diderita oleh wanita. Sindrom Down dikarenakan oleh trisomi pada autosom nomor 21. Sindrom Down ditandai oleh kepala lebar, wajah bulat, mulut selalu terbuka, hidung besar, mata sipit, bibir tebal, dan IQ rendah. Adapun sindrom Patau dikarenakan oleh trisomi pada autosom nomor 13. Ciri-ciri sindrom Patau yaitu polidaktili, mata kecil, mempunyai celah bibir, cacat mental, dan tuli. 10. Jawaban: d Hilangnya basa U pada triplet AUG mengakibatkan pergeseran pembacaan kode genetik. Peristiwa ini disebut dengan mutasi pergeseran kerangka. 11. Jawaban: b Pada gambar terlihat ada perubahan urutan gen pada kromosom setelah mengalami mutasi. Hal ini terjadi sebagai akibat dari patahnya fragmen kromosom. Bagian kromosom AB terpotong dan

92

Mutasi

kemudian menempel kembali dengan urutan yang terbalik yaitu BA. Peristiwa ini disebut dengan inversi. Apabila patahan AB terlepas dari kromosom dan menempel pada kromosom homolognya maka terjadi duplikasi. Jika fragmen AB terpotong dari kromosom dan menghilang, kromosom menjadi kekurangan gen pada kromosomnya. Peristiwa ini disebut delesi. Apabila potongan fragmen AB melekat pada kromosom nonhomolog disebut translokasi. Katenasi terjadi apabila ujung-ujung kromosom homolog yang melekat menjadi satu dan berbentuk seperti cincin. 12. Jawaban: d Penderita sindrom Turner memiliki kromosom 45 XO, artinya telah terjadi kehilangan 1 kromosom kelamin. Peristiwa ini termasuk mutasi kromosom. Pada penderita sindrom Turner, kromosom yang hilang adalah kromosom kelamin Y. Jadi, sindrom Turner terjadi akibat mutasi kromosom tipe aneuploidi monosomi pada kromosom kelamin. 13. Jawaban: d Berdasarkan skema pada soal, terjadi adanya subsititusi guanin dengan sitosin pada kodon ke-2. Guanin merupakan basa dari purin, sedangkan sitosin merupakan basa pirimidin. Dengan demikian, terjadi substitusi purin dengan pirimidin. Peristiwa semacam ini disebut dengan transversi. Sementara itu, substitusi yang terjadi pada basa dengan golongan yang sama seperti purin dengan purin, pirimidin dengan pirimidin disebut dengan transisi. Peristiwa insersi terjadi pada tingkat gen di mana terjadi penambahan basa N. Lain halnya dengan inversi yang terjadi pada kromosom yaitu kromosom patah, kemudian patahan kromosom kembali terpasang dengan urutan terbalik. Translokasi terjadi jika bagian kromosom patah kemudian patahannya menempel pada kromosom yang bukan homolognya. 14. Jawaban: b Jika basa N yang bertanda panah diganti dengan basa sitosin, tidak akan mengubah protein yang dihasilkan karena kodon UUU dan UUC samasama menghasilkan asam amino fenilalanin. Mutasi demikian ini disebut mutasi diam. 15. Jawaban: d Perubahan genetik pada gen yang mengakibatkan terbentuknya kodon stop disebut dengan mutasi tanpa arti. Mutasi ini mengakibatkan translasi protein terhenti bukan pada tempatnya. Kodon yang berfungsi sebagai kodon stop terdiri atas 3 macam yaitu UGA, UAG, dan UAA. Adapun kodon UGC mengode sistein dan AUG mengode metionin.

16. Jawaban: e Mutasi diam termasuk mutasi gen. Mutasi gen merupakan mutasi yang terjadi pada susunan basa nukleotida pada molekul gen. Terjadinya perubahan susunan basa N dalam gen tidak mengubah hasil sintesis protein karena asam amino tetap sama disebut dengan mutasi diam. Adapun perubahan susunan gen dalam kromosom merupakan ciri mutasi kromosom. Perubahan kodon yang mengakibatkan terbentuknya kodon stop merupakan mutasi tanpa arti. 17. Jawaban: c Pada gambar ditunjukkan semula kromosom mempunyai alel ABCDEF. Kromosom tersebut mengalami pematahan sehingga terbentuk dua patahan kromosom, yaitu kromosom beralel ABC dan kromosom beralel DEF. Selanjutnya, kromosom beralel DEF bergabung dengan kromosom lain yang bukan homolognya, yaitu WXYZ sehingga terbentuk kromosom DEFWXYZ. 18. Jawaban: d Rantai DNA menjadi lebih pendek, fungsi protein yang disintesis menjadi berubah, pengkodean asam amino akan berubah merupakan pengaruh yang ditimbulkan akibat nonsense mutation. Adapun struktur kromosom menjadi rusak dan jumlah kromosom menjadi berkurang merupakan akibat adanya mutasi kromosom. 19. Jawaban: d Keadaan normal suatu individu adalah 2n (PP QQ RR), sehingga n = P Q R. Namun, karena adanya mutasi terjadi pelipatgandaan set kromosom menjadi PPPP QQQQ RRRR = 4xn. Jumlah kromosom setelah mengalami mutasi adalah 4n (tetraploid). 20. Jawaban: e Kromosom gamet hasil dari proses nondisjunction saat meiosis II adalah n + 1, n – 1, dan n. Kromosom gamet hasil nondisjunction saat meiosis I adalah n+1 dan n – 1. 21. Jawaban: a Delesi atau defisiensi terjadi ketika ada pematahan kromosom yang mengakibatkan hilangnya satu bagian kromosom. Pada gambar soal, kromosom dengan alel ABCDEFGHI mengalami pematahan menjadi tiga bagian dengan alel ABC, DEF, dan GHI. Selanjutnya, kromosom dengan alel ABC bergabung dengan kromosom beralel GHI dan kehilangan alel DEF.

22. Jawaban: b Perbedaan antara mutasi induksi dan mutasi alami sebagai berikut. No.

Mutasi Induksi

Mutasi Alam

1)

Mutagen berupa sinar X, alfa, beta, dan gamma.

2)

Perubahan terjadi secara cepat dan acak.

3)

Sengaja dibuat dengan campur tangan manusia.

4)

Menguntungkan bagi manusia.

Mutagen berupa sinar kosmis, radioaktif alam, dan sinar UV. Perubahan terjadi secara lambat tetapi pasti. Terjadi secara alami tanpa campur tangan manusia. Lebih banyak merugikan.

23. Jawaban: c Aloploipoidi adalah proses memperoleh kromosom poliploid yang berasal dari spesies yang berbeda, sedangkan apabila berasal dari spesies yang sama disebut autopoliploidi. Pengertian poliploidi sendiri adalah individu dengan jumlah set kromosom lebih dari 3n. 24. Jawaban: c Biji merupakan alat perkembangbiakan generatif bagi tumbuhan. Tanaman yang menghasilkan buah tanpa biji menyebabkan tanaman tersebut kehilangan alat perkembangbiakan generatifnya, yaitu biji. 25. Jawaban: b Hilangnya bagian dari sebuah kromosom merupakan mutasi kromosom melalui mekanisme delesi. Duplikasi merupakan rusaknya struktur kromosom karena kromosom memiliki gen-gen yang berulang. Inversi adalah kerusakan struktur kromosom karena kromosom memiliki urutan gen yang terbalik. Translokasi adalah kerusakan struktur kromosom karena pindahnya potongan sebuah kromosom ke potongan kromosom nonhomolog. Adisi adalah peristiwa penambahan basa pada rantai DNA. 26. Jawaban: c Penggantian basa nitrogen pada kodon yang mengode lisin berubah menjadi kodon stop. Peristiwa ini disebut mutasi tanpa arti. Akibatnya translasi akan dihentikan pada kodon tersebut sehingga rantai polipeptida menjadi lebih pendek dibandingkan polipeptida normal. 27. Jawaban: d Cys (sistein) dikodekan oleh kodon UGU dan UGC. Jadi, akan terjadi substitusi basa yang mengakibatkan silent mutation apabila kodon mRNA tetap mengode asam amino yang sama

Biologi Kelas XII

93

yaitu Cys. UGA merupakan kodon stop, UGG mengode triptofan, UUU mengode fenilalanin, dan UUA mengode leusin. 28. Jawaban: c Gamet yang dihasilkan pada saat gagal berpisah adalah n, n – 1, dan n + 1. Fertilisasi yang terjadi pada dua gamet n + 1 menjadikan keturunan memiliki set kromosom trisomi ganda dengan simbol (2n + 1 + 1). Fertilisasi dua gamet n – 1 menghasilkan keturunan dengan set kromosom (2n – 1 – 1) atau monosomi ganda. Jika terjadi fertilisasi antara gamet n + 1 dengan gamet n, maka akan menghasilkan keturunan trisomi (2n + 1). Jika terjadi fertilisasi antara gamet n – 1 dengan gamet n, akan menghasilkan keturunan monosomi (2n – 1).

1. Rekayasa genetika merupakan upaya mengubah susunan gen dalam kromosom untuk menghasilkan organisme dengan sifat yang menguntungkan dengan mutagen fisik seperti radiasi atau mutagen biologi seperti virus sehingga rekayasa genetika merupakan bagian dari mutasi. 2. Perubahan kromosom yang mengakibatkan mutasi ada dua macam sebagai berikut. a. Mutasi karena perubahan jumlah set kromosom (aneuploidi). Individu normal memiliki dua genom, disebut diploid. Individu dengan

94

Mutasi

%46 XY

><

normal

24,XY

22

&46 XX normal  →

Uraian

5.

 →

B.

4. Inversi parasentris adalah patahnya kromosom di dua bagian yang terletak masih dalam satu lengan dan diikuti dengan penyisipan kembali gen-gen tersebut dalam urutan terbalik. Inversi perisentris adalah patahnya kromosom di dua bagian yang terletak pada lengan berlainan dan sentromer terletak di antara dua patahan, kemudian diikuti dengan penyisipan kembali gen-gen tersebut dengan urutan terbalik.

 →

30. Jawaban: c Translokasi terjadi jika suatu bagian dari suatu kromosom berpindah ke kromosom lain yang bukan homolognya. Pada gambar ditunjukkan semula kromosom mempunyai alel 1 2 3 4 5 6 7 dan 8 9 10 11 12. Kromosom 1 2 3 4 5 6 7 mengalami pematahan di dua tempat sehingga terbentuk tiga patahan kromosom, yaitu 1, 2 3, dan 4 5 6 7. Sementara itu, kromosom 8 9 10 11 12 mengalami pematahan di satu tempat sehingga terbentuk dua patahan kromosom, yaitu 8 9 10 11 dan 12. Selanjutnya, kromosom beralel 2 3 bergabung dengan kromosom lain yang bukan homolognya, yaitu 8 9 10 11 sehingga terbentuk kromosom 8 9 10 11 2 3.

3. Penggunaan sinar radiokatif secara terus menerus dalam terapi dapat membahayakan aktifitas gen karena gen-gen yang terkena radiasi pengion akan terputus ikatannya sehingga terjadi ionisasi pada sel-sel pembentuk jaringan tubuh. ionisasi terjadi apabila elektron terlepas dari suatu atom dan bergabung dengan atom lainnya. molekul-molekul DNA yang tersususn atas atom-atom yang terionisasi dapat menyebabkan gen menjadi labil dan mudah berubah.

 →

29. Jawaban: d Auto berarti sendiri, poli = banyak, ploidi = jumlah set kromosom. Maka autopoliploidi merupakan pembentukan polipolidi dengan cara penggandaan genom sendiri akibat gangguan saat berlangsung meiosis. Alloploidi merupakan pembentukan poliploidi akibat persilangan dari dua spesies yang berbeda. Perubahan set kromosom disebut dengan aneuploidi.

b.

1 genom disebut monoploid. Individu dengan 3 genom disebut triploid. Individu dengan 4 genom disebut tetraploid. Aneuploid yang lebih dari dua genom disebut poliploid. Individu poliploid terbentuk karena saat pembentukan gamet, pembelahan berhenti pada tahap meiosis I. Tidak dilanjutkan meiosis II, sehingga gamet yang dihasilkan bukan haploid (n). Gamet tersebut dalam persilangan akan membentuk individu triploid (3n). Mutasi karena perubahan jumlah kromosom (aneusomi). Sepasang kromosom homolog gagal berpisah saat pembelahan meiosis I atau pasangan kromatid gagal berpisah saat pembelahan meiosis II. Persilangan gamet tersebut akan menghasilkan individu dengan jumlah kromosom tidak normal, yaitu n, n – 1, dan n + 1.

23X

23X

47 XXY

45 XO

(Sindrom Klinefelter)

(Sindrom Turner)

Apabila kromosom gamet jantan gagal berpisah saat fertilisasi, kemungkinan keturunan akan menderita sindrom Klinefelter atau sindrom Turner. 6. Kolkisin merupakan mutagen yang bekerja dengan menghambat kerja mikrotubulus sehingga menghambat pemisahan kromatid pada fase anafase yang akan menghasilkan individu

poliploid. Hasil mutasi bersifat menguntungkan karena biasanya individu poliploid memiliki sifat superior seperti buah tanpa biji, ukuran buah lebih besar, dan rasa buah lebih manis. 7. Apabila rantai kehilangan basa C pada kodon ke-3 maka telah terjadi mutasi gen dengan mekanisme delesi basa. Setelah mengalami mutasi gen, urutan basa dan asam amino terjemahannya akan menjadi: AUG GAC UAA AGG AAU AG Met Asp Stop Rantai yang terbentuk menjadi semakin pendek karena kodon stop muncul lebih awal. Kodonkodon setelah kodon stop menjadi tidak berguna karena tidak diterjemahkan lagi. 8. Anemia sel sabit terjadi akibat adanya penggantian basa timin menjadi adenin pada rantai DNA. Kodon pada mRNA akan mengalami perubahan pula. Salah satu kodon pada mRNA normal adalah GAA yang menghasilkan asam glutamat. Mutasi mengakibatkan kodon tersebut berubah menjadi GUA yang menghasilkan valin. Perubahan inilah yang mengakibatkan sel darah merah yang terbentuk berbentuk bulan sabit.

9. Kemungkinan terjadi mutasi gametik pada laki-laki tersebut akibat terkena radiasi yang kemudian diwariskan kepada keturunannya sehingga anak menjadi cacat. 10.

Pria normal 46A XY

23X

23Y

Wanita normal 46A XX

24XX

22 45 Y0

47 XXY

47 XXX

45 X0

Jadi kelainan yang mungkin akan diderita oleh keturunan adalah: 1) 47 XXY → Sindrom Klinefelter 2) 47 XXX → Sindrom Triple-X (Metafemale) 3) 45 X0 → Sindrom Turner 4) 45 Y0 → letal

Biologi Kelas XII

95

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Pautan gen merupakan salah satu penyimpangan terhadap hukum Mendel. Pada peristiwa pautan gen, dua gen atau lebih terletak pada satu kromosom dan tidak dapat memisahkan diri secara bebas. Akibatnya, gen-gen pembawa sifat yang terdapat pada satu kromosom tersebut akan diturunkan secara bersama-sama. Contoh peristiwa pautan gen terdapat pada pewarisan ukuran sayap dan ukuran tubuh Drosophila. 2. Jawaban: b Metode determinasi seks pada lebah madu mengikuti tipe haploid-diploid. Lebah madu jantan terjadi karena peristiwa partenogenesis, yaitu terbentuknya individu dari sel telur tanpa didahului pembuahan. Oleh karena itu, lebah madu jantan bersifat haploid (n). Sel telur (haploid) yang dibuahi oleh sel sperma (haploid) akan menghasilkan lebah madu betina (lebah ratu dan lebah pekerja). Dengan demikian, lebah madu jantan bersifat haploid dan lebah madu betina bersifat diploid. 3. Jawaban: e Faktor-faktor yang memengaruhi pindah silang sebagai berikut. 1) Umur Semakin tua individu, semakin besar kemungkinan terjadinya pindah silang. 2) Sinar X Penyinaran menggunakan sinar X dapat memperbesar kemungkinan pindah silang. 3) Zat kimia Zat kimia tertentu dapat memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang. 4) Temperatur Temperatur yang kurang atau lebih dari temperatur kamar memperbesar kemungkinan pindah silang. 5) Jarak antara gen-gen Semakin jauh jarak satu gen dengan gen lainnya, semakin besar kemungkinan terjadinya pindah silang. Dengan demikian, faktor yang tidak memengaruhi pindah silang yaitu ukuran tubuh.

96


4. Jawaban: a Diagram perkawinan antara kucing jantan berwana kuning dengan kucing betina berwarna hitam sebagai berikut. P : % XbY >< & XBXB (kuning) (hitam) G : Xb, Y XB B b F1 : X X = betina kaliko XBY = jantan hitam Jadi, persentase anak kucing berwarna kuning sebesar 0%. 5. Jawaban: b Diagram persilangan antara tanaman jagung bergenotipe GgBb dengan GGbb sebagai berikut. Diketahui : Gen G : daun berklorofil Gen g : daun tidak berklorofil Gen B : batang tinggi Gen b : batang pendek P : % GgBb >< & GGbb (hijau-tinggi) (hijau-tinggi) G : GB Gb Gb gB gb F1 :

Gb

GB

Gb

gB

gb

GGBB (hijautinggi)

GGbb (hijaupendek)

GgBb (hijautinggi)

Ggbb (hijaupendek)

Jadi, perbandingan fenotipe pada keturunannya adalah hijau-tinggi : hijau-pendek = 1 : 1. 6. Jawaban: c Pada peristiwa gen V terpaut gen A dan gen v terpaut gen a maka induk bergenotipe VvAa akan menghasilkan gamet VA dan va serta induk bergenotipe vvaa akan menghasilkan gamet va. Diagram persilangan Drosophila melanogaster tersebut sebagai berikut. P : % VvAa >< & vvaa G : VA dan va va

F1 : VvAa = Drosophila melanogaster sayap panjang-badan lebar vvaa = Drosophila melanogaster sayap pendek-badan sempit Jadi, perbandingan genotipe keturunannya = VvAa : vvaa = 50% : 50%. 7. Jawaban: a Diagram perkawinan antara ayam bergenotipe Cc dengan sesamanya sebagai berikut. P : Cc >< Cc (creeper) (creeper) G : C, c C, c F1 : CC = letal (mati) Cc = creeper Cc = creeper cc = normal Jadi, persentase kemungkinan keturunannya yang 1

akan mati sebesar 4 × 100% = 25%. 8. Jawaban: c Diagram persilangan sepasang suami istri bergolongan darah B heterozigot sebagai berikut. P : Ayah >< Ibu IBIO IBIO G : IB dan IO IB dan IO F1 : IBIO (golongan darah B) IBIB (golongan darah B) IOIO (golongan darah O) Jadi, kemungkinan golongan darah anak-anaknya adalah B dan O. 9. Jawaban: a Sifat albino ditentukan oleh alel resesif autosomal. Diagram persilangan antara laki-laki normal dengan wanita normal yang ayahnya menderita albino sebagai berikut. P : & albino >< % normal aa AA F1 : Aa (carrier albino) P2 : % normal >< & carrier albino AA Aa G : A dan A A dan a F2 : % A A & A

AA

AA

a

Aa

Aa

Jadi, kemungkinan keturunannya yang menderita albino sebesar 0%. 10. Jawaban: b Diagram persilangan antara Drosophila melanogaster jantan mata merah-sayap panjang heterozigot dengan Drosophila melanogaster betina mata ungu-sayap pendek sebagai berikut.

% mata merah- >< & mata ungusayap panjang sayap pendek PpKk ppkk G : PK, Pk, pK, pk pk F1 : PpKk = mata merah-sayap panjang Ppkk = mata merah-sayap pendek = 28 ppKk = hmata ungu-sayap panjang = 18 ppkk = mata ungu-sayap pendek Jumlah keturunan sebanyak 678 ekor. Jadi, persentase gen yang mengalami pindah P :

silang sebesar

(28 + 18) 678

× 100% = 6,78%.

11. Jawaban: d Diagram persilangan antara perempuan carrier hemofilia dengan laki-laki normal sebagai berikut. P : & XHXh >< % XHY G : XH dan Xh XH dan Y F1 : XHXH = normal XHXh = carrier hemofilia XHY = normal XhY = hemofilia Jadi, persentase anak yang lahir normal dengan anak yang menderita hemofilia = 3 : 1 atau 75% : 25%. 12. Jawaban: a Buta warna merupakan kelainan menurun yang ditentukan oleh gen resesif dan terpaut kromosom X. Anak laki-laki mewarisi gen X dari ibunya. Kelahiran anak laki-laki buta warna menunjukkan bahwa ibunya normal carrier. Perhatikan diagram persilangan berikut. P : & XCBXcb >< % XCBY CB cb G : X dan X XCB dan Y CB CB F1 : X X = perempuan normal (25%) XCBXcb = perempuan normal carrier (25%) XCBY = laki-laki normal (25%) XcbY = laki-laki buta warna (25%) 13. Jawaban: e Dentinogenesis inperfecta merupakan kelainan pada manusia yang ditandai dengan keadaan tulang gigi berwarna putih seperti air susu. Kelainan ini disebabkan oleh gen Dt. Sementara itu, gigi normal ditentukan oleh gen resesif dt. Perhatikan diagram persilangan berikut. P : & DtDt >< % dtdt G : Dt dt F1 : Dtdt = menderita dentinogenesis inperfecta (100%). 14. Jawaban: a kebotakan merupakan kelainan yang ditentukan oleh gen B, sedangkan gen b bersifat normal. Genotipe kebotakan sebagai berikut. BB : laki-laki dan perempuan mengalami kebotakan Bb : laki-laki mengalami kebotakan, perempuan normal

Biologi Kelas XII

97

bb : laki-laki dan perempuan normal Diagram persilangan antara suami mengalami kebotakan (genotipe homozigot) dengan istri normal (genotipe heterozigot) sebagai berikut. P : % BB >< & Bb botak normal G : B B dan b F1 : BB : anak laki-laki dan perempuan mengalami kebotakan Bb : anak laki-laki mengalami kebotakan, anak perempuan normal Jadi, persentase anak laki-laki normal sebesar 0%. 15. Jawaban: b Diagram perkawinan antara kucing jantan berwana hitam dengan kucing betina kaliko sebagai berikut. P : % XBY >< & XBXb (hitam) (kaliko) G : XB, Y XB, Xb B B F1 : X X = betina hitam XBXb = betina kaliko XBY = jantan hitam XbY = jantan kuning Peluang munculnya anak kucing yang memiliki 1

rambut seperti induk betina (kaliko) = 4 × 100% = 25%. 16. Jawaban: e Botak, polidaktili, anadontia, dan talasemia merupakan penyakit atau kelainan pada manusia yang diwariskan kepada keturunanya melalui pola hereditas. Sementara itu, hipermetropi tidak diwariskan kepada keturunanya melalui pola hereditas. Hipermetropi (rabun dekat) merupakan kelainan mata karena memendeknya jarak lensa dengan retina sehingga bayangan jatuh di belakang retina. 17. Jawaban: d Penderita gigi cokelat mempunyai gigi berwarna cokelat dan mudah rusak karena kurang email. Penyakit ini disebabkan oleh gen dominan B yang terpaut kromosom-X. Alelnya yang bersifat resesif b menentukan gigi normal. Diagram persilangan antara perempuan bergigi cokelat yang memiliki ibu bergigi normal dengan laki-laki bergigi normal sebagai berikut. P : & XBXb >< % XbY G : XB dan Xb Xb dan Y B b F1 : X X = perempuan bergigi cokelat XbXb = perempuan bergigi normal XBY = laki-laki bergigi cokelat XbY = laki-laki bergigi normal Berdasarkan hasil persilangan tersebut diketahui bahwa separuh anak laki-lakinya bergigi cokelat.

98


18. Jawaban: b Seorang perempuan yang ayahnya menderita hemofilia kemungkinan bersifat carrier hemofilia. Diagram persilangan antara perempuan carrier hemofilia dengan laki-laki normal sebagai berikut. P : & XHXh >< % XHY G : XH dan Xh XH dan Y H H F1 : X X = normal XHXh = carrier hemofilia XHY = normal XhY = hemofilia Jadi, persentase anak yang menderita hemofilia sebesar 25%. 19. Jawaban: a Faktor pembawa sifat ukuran sayap dan ukuran abdomen pada lalat buah terletak pada kromosom yang sama dan diturunkan bersama-sama. Dengan kata lain, gen yang mengatur ukuran sayap bertaut dengan gen yang mengatur ukuran abdomen. Gen B (sayap panjang) dominan terhadapa gen b (sayap pendek) dan gen V (abdomen lebar) dominan terdapat gen v (abdomen sempit). Dengan demikian, gen dominan akan selalu berpasanagan dengan gen dominan (B dan V) dan gen resesif akan selalu berpasangan dengan gen resesif (b dan v). 20. Jawaban: b Albino merupakan kelainan akibat tubuh tidak mampu memproduksi pigmen kulit (melanin). Penderita albino bergenotipe aa, orang normal bergenotipe AA, dan orang normal carrier bergenotip Aa. Normal carrier berarti orang tersebut normal akan tetapi memiliki gen yang dapat menyebabkan keturunannya albino. Berdasarkan peta silsilah pada soal diketahui bahwa dari perkawinan individu 1 dengan 2 dihasilkan anak albino. Dengan demikian, kemungkinan genotipe individu 1 dan 2 adalah normal carrier. Perhatikan diagram persilangan berikut! Aa

Aa

1

2

AA

aa

AA

3

1

5

Aa

Aa

6

7

21. Jawaban: a Penyakit atau kelainan yang diturunkan melalui kromosom tubuh disebabkan oleh gen yang terpaut pada kromosom tubuh (autosomal), contoh albino, FKU, dan anonychia. Sementara itu, kelainan seperti buta warna, hemofilia, dan anodontia diturunkan melalui gen yang terpaut pada kromosom kelamin (kromosom X atau Y).

22. Jawaban: b Sindrom Edwards terjadi akibat gagal berpisah pada autosom nomor 18 ketika pembentukan sel telur, sehingga kariotipenya 45 A + 18 + XX atau 45 A + 18 + XY. Ciri-ciri yang dimiliki oleh penderita sindrom Edwards sebagai berikut. 1) Tulang tengkorak lonjong dan rahang bawah rendah. 2) Kedudukan telinga rendah dan tidak wajar 3) Dada pendek dan lebar. Sementara itu, sisi leher tumbuh tambahan daging seperti bersayap dan puting susu terletak berjauhan merupakan ciri penderita sindrom Turner. Adapun air liur selalu menetes dan lidah menjulur serta mempunyai gigi kecil-kecil dan jarang merupakan ciri penderita sindrom Down. 23. Jawaban: a Gambar pada soal menunjukkan kromosom A B C D E. Kromosom tersebut mengalami pematahan pada fragmen E. Fragmen E tersebut menghilang sehingga kromosom mengalami perubahan menjadi kromosom mutan yang baru yaitu kromosom A B C D. Peristiwa patah dan hilangnya fragmen tertentu pada kromosom dinamakan delesi. Inversi terjadi ketika kromosom patah di dua tempat yang diikuti dengan penyisipan kembali gen-gen pada kromosom yang sama dengan urutan terbalik. Katenasi terjadi karena ujung kromosom homolog saling berdekatan sehingga membentuk lingkaran. Duplikasi terjadi jika ada penambahan sebagian gen dari kromosom homolog. Translokasi terjadi jika suatu bagian dari satu kromosom pindah ke kromosom lain yang bukan homolognya. 24. Jawaban: b Diagram persilangan antara Drosophila jantan abuabu sayap panjang heterozigot dengan Drosophila betina hitam sayap pendek sebagai berikut. P : % abu-abu >< & hitam sayap panjang sayap pendek PpHh pphh G : PH, Ph, pH, ph ph F1 : PpKk = abu-abu sayap panjang = 965 Ppkk = abu-abu sayap pendek = ? ppKk = hitam sayap panjang = 206 ppkk = hitam sayap pendek = 944 Jumlah keturunan sebanyak 2.300 ekor, sedangkan nilai pindah silang sebesar 17% Jadi, jumlah individu abu-abu sayap pendek sebanyak 2.300 – (965 + 206 + 944) = 185 ekor. Persentase gen yang mengalami pindah silang sebesar

(185 + 206) 2.300

× 100% = 17%.

25. Jawaban: a Peristiwa pada soal menunjukkan terjadinya mutasi gen. Pada soal, nukleotida G pada kodon ke-5 digantikan oleh nukleotida C. Peristiwa ini disebut substitusi. Substitusi adalah penggantian salah satu nukleotida dengan nukleotida lain yang mempunyai basa nitrogen berbeda. Duplikasi adalah terjadinya pengulangan sebagian rantai nukleotida. Insersi adalah terjadinya penambahan atau penyisipan nukleotida dalam rantai nukleotida. Inversi adalah terpisahnya sebagian nukleotida yang diikuti penggabungan kembali nukleotida tersebut dengan posisi terbalik. Delesi adalah hilangnya sebagian nukleotida dalam rantai nukleotida. 26. Jawaban: d Sindrom Turner disebabkan oleh sel telur yang tidak mengandung kromosom X dibuahi oleh sperma yang mengandung kromosom X sehingga kariotipenya 45 XO. Peristiwa tersebut terjadi akibat nondisjunction pada kromosom seks induk betina. 27. Jawaban: a Genotipe golongan darah pada manusia sebagai berikut. A : IAIA dan IAIO B : IBIB dan IBIO AB : IAIB O : IOIO Apabila suami bergolongan darah A, sedangkan istri bergolongan darah B, dan anak pertama mereka bergolongan darah O, maka kemungkinan genotipe keduanya yaitu suami IAIO dan istri IBIO. Perhatikan diagram persilangan berikut! P : IAIO >< IBIO golongan A golongan B (heterozigot) (heterozigot) G : IA IB IO IO F1 : IA IB : golongan AB IA IO : golongan A IB IO : golongan B IO IO : golongan O Dengan demikian, genotipe yang tidak mungkin dimiliki oleh anak kedua yaitu IAIA. 28. Jawaban: d Sindrom Klinefelter disebabkan oleh sel telur yang mengandung kromosom X dibuahi oleh sperma yang membawa kromosom XY, atau sel telur yang mengandung kromosom XX dibuahi oleh sperma yang membawa kromosom Y sehingga kariotipenya 47, XXY. Sindrom Klinefelter diderita oleh laki-laki tetapi memiliki tanda-tanda seperti perempuan. Ciri-ciri penderita sindrom Klinefelter sebagai berikut.

Biologi Kelas XII

99

1) Payudara tumbuh besar. 2) Suara seperti wanita. 3) Testis berukuran kecil. 4) Bersifat steril (mandul). 5) Lengan dan kaki panjang. Sementara itu, IQ rendah (± 40) dan jarak kedua mata melebar merupakan ciri penderita sindrom Down. Adapun memiliki sifat kasar dan sangat agresif merupakan ciri penderita sindrom Jacob. 29. Jawaban: d Orang nomor 2 bergenotipe XC Y Orang nomor 4 bergenotipe XC Xc Orang nomor 5 bergenotipe Xc Y Orang nomor 6 bergenotipe XC Xc Orang nomor 7 bergenotipe XC Y Orang nomor 8 bergenotipe XC Xc Orang nomor 10 bergenotipe Xc Xc Seorang laki-laki normal (2) menikah dengan wanita carrier (1) dan melahirkan anak laki-laki buta warna, anak perempuan carrier buta warna. Berdasarkan data tersebut, maka kemungkinan genotipe wanita pada no. 1 adalah XC Xc (carrier buta warna). Perkawinan antara pria nomor 2 dan wanita nomor 1 sebagai berikut. P = XC Y >< XC Xc Gamet = XC XC Y Xc C C F1 = X X (keturunan nomor 3) XC Xc (keturunan nomor 4) XC Y Xc Y (keturunan nomor 5) Berdasarkan persilangan tersebut, keturunan nomor 3 bergenotipe XC XC (normal). Perkawinan antara pria nomor 5 dan wanita nomor 6 sebagai berikut. P = Xc Y >< XC Xc Gamet = X c XC Y Xc F1 = XC Xc (keturunan nomor 8) Xc Xc (keturunan nomor 10) XC Y (keturunan nomor 7) Xc Y (keturunan nomor 9) 30. Jawaban: b Genotipe golongan darah pada manusia sebagai berikut. A : IAIA dan IAIO B : IBIB dan IBIO AB : IAIB O : IOIO Berdasarkan peta silsilah pada soal tersebut, apabila individu nomor 1 bergolongan darah A (IAIO) dan diperoleh keturunan dengan golongan darah AB, A, dan B maka individu nomor 2 memiliki golongan darah yang mengandung gen IB dan IO.

100


Dengan demikian akan terjadi pertemuan antara gen-gen yang dapat menghasilkan golongan darah A, B, dan AB. Perhatikan diagram persilangan berikut! P : IAIO >< IBIO golongan A golongan B (heterozigot) (heterozigot) G : IA IB O I IO A B F1 : I I golongan AB IA IO golongan A IB IO golongan B IO IO golongan O 31. Jawaban: d Pada kucing, warna rambut terpaut pada kromosom X. Akibatnya, kucing kaliko selalu berkelamin betina dengan genotipe XBXb. Namun, pada kasus tertentu kadang-kadang ditemukan kucing kaliko jantan dengan genotipe XBXbY. Hal ini terjadi akibat peristiwa nondisjuntion. Nondisjunction adalah peristiwa di mana kromosom kelamin (gonosom) tidak mengadakan pemisahan ke kutub yang berlawanan pada waktu meiosis. Pautan seks adalah peristiwa terpautnya sesuatu sifat pada kromosom seks. Pindah silang adalah peristiwa bertukarnya bagian kromosom satu dengan kromosom lainnya yang sehomolog, ataupun dengan kromosom yang berbeda (bukan homolognya). Gen letal atau gen kematian adalah gen yang dalam keadaan homozigotik dapat mengakibatkan kematian individu yang memilikinya. Pautan gen adalah beberapa gen yang terletak dalam kromosom yang sama, saat proses pembentukan gamet saling berikatan. 32. Jawaban: a Gambar pada soal menunjukkan kromosom mengalami pematahan pada bagian CD. Selanjutnya, kromosom CD terlepas dan hilang, sedangkan kromosom AB dan EFG bergabung membentuk kromosom mutan ABEFG. Peristiwa ini disebut delesi. Delesi merupakan peristiwa mutasi yang terjadi karena adanya pematahan bagian tertentu pada kromosom sehingga mengakibatkan hilangnya bagian kromosom yang patah tersebut. 33. Jawaban: a Mutasi pada manusia dapat menyebabkan berbagai kelainan. Duplikasi kromosom X pada seorang laki-laki yang menghasilkan susunan kariotipe XXY akan menyebabkan terjadinya sindrom Klinefelter (47 XXY). Sindrom Edwards merupakan kelainan yang disebabkan adanya gagal berpisah pada autosom nomor 18 sehingga penderitanya memiliki rumus kromosom 45 A + 18 + XX atau 45 A + 18 + XY. Sindrom Patau merupakan

kelainan yang disebabkan adanya trisomi pada autosom nomor 13 sehingga penderita memiliki rumus kromosom 47 XX atau 47 XY. Sindrom Down merupakan kelainan yang disebabkan adanya trisomi pada autosom nomor 21 sehingga penderita memiliki rumus kromosom 47 XX atau 47 XY. Sindrom Turner merupakan kelainan akibat kehilangan satu kromosom sehingga rumus kromosom penderitanya adalah 45 XO. 34. Jawaban: e Pada lalat buah, jenis kelamin ditentukan oleh perbandingan kromosom X terhadap kromosom tubuh. Individu jantan memiliki perbandingan X A

= 0,5, sedangkan betina memiliki perbandingan

X A

= 1. Kromosom Y menentukan fertilitas individu. 3

AAXXX : 2 → individu betina super 2

AAXXY : 2 → betina 2

AAXX

: 2 → betina

AAXY

: 2 → jantan fertil

AAXO

: 2 → jantan steril

1

1

35. Jawaban: c HH = p2, Hh = 2pq, hh = q2 Frekuensi gen penderita penyakit hemofilia (bergenotipe hh): q2 =

10 25.000

q = 0,0004 = 0,02 p+q=1 p=1–q p = 1 – 0,02 p = 0,98 Jadi, gen pembawa penyakit hemofilia adalah 2pq = 2 · (0,98 × 0,02) = 0,04. 36. Jawaban: a Pada skema dalam soal terdapat dua kromosom yang mengalami pematahan. Selanjutnya, kedua patahan kromosom bergabung lagi dengan kromosom yang lain sehingga mengakibatkan perubahan susunan alel. Kromosom pertama yang awalnya mempunyai susunan alel ABCDEFG menjadi ABCDENO dan kromosom kedua yang awalnya mempunyai susunan HIJKLMNO menjadi HIJKLMFG. Peristiwa ini disebut translokasi. Inversi terjadi jika kromosom patah di dua tempat

kemudian diikuti dengan penyisipan kembali gengen pada kromosom yang sama dengan urutan terbalik. Delesi terjadi jika ada pematahan kromosom yang mengakibatkan hilangnya satu bagian kromosom. Sementara itu, duplikasi terjadi jika ada penambahan bahan kromosom sehingga suatu bagian kromosom terdapat lebih dua kali dalam satu sel diploid yang normal. Adapun untuk peristiwa mutasi transisi dapat terjadi jika ada pergantian suatu purin (adenin dan guanin) oleh purin yang lain atau suatu pirimidin (timin dan sitosin) oleh pirimidin yang lain. 37. Jawaban: a Translokasi terjadi jika bagian dari suatu kromosom menempel pada kromosom yang bukan homolognya. Dari peristiwa translokasi ini akan terbentuk kromosom baru. Mutasi ini mengakibatkan perubahan banyak gen dalam kromosom sehingga memicu terjadinya kelainan pada individu. Salah satu kelainan akibat translokasi adalah sindrom Down. Ukuran kromosom nomor 21 dari penderita sindrom ini hanya sepertiga kromosom aslinya. Sementara itu, bagian kromosom yang lain menempel pada kromosom yang bukan homolognya. Delesi dapat terjadi jika ada suatu alel yang hilang dari kromosomnya. Jika alel yang hilang tersebut berpindah menuju kromosom homolognya, disebut sebagai duplikasi. Peristiwa delesi atau duplikasi dapat mengakibatkan sindrom Turner, yaitu hilangnya satu kromosom X sehingga hanya mempunyai 45 kromosom 22AAXO. Delesi juga terjadi pada penderita sindrom Cry-du-Chat. Jumlah kromosom penderita sindrom Cry-du-Chat adalah 47, tetapi salah satu lengan pendek pada autosom nomor 5 mengalami delesi. Sindrom Klinefelter dan sindrom Jacob terjadi akibat peristiwa duplikasi. Inversi adalah peristiwa terputusnya kromosom di dua tempat dan patahan tersebut dapat bergabung kembali dengan urutan terbalik. Adapun transisi adalah mutasi yang terjadi ketika suatu purin diganti oleh purin yang lain atau suatu pirimidin oleh pirimidin yang lain. 38. Jawaban: d Delesi terjadi ketika ada pematahan kromosom yang mengakibatkan hilangnya satu bagian kromosom. Pada awalnya kromosom mempunyai alel ABCD–EFG. Kromosom tersebut mengalami pematahan dan kehilangan satu bagian kromosomnya (gen B) sehingga terbentuk alel ACD–EFG. Duplikasi terjadi jika terdapat penambahan bahan kromosom sehingga suatu bagian kromosom terdapat lebih dari dua kali dalam satu sel diploid yang normal. Pada awalnya kromosom mempunyai alel ABCD–EFG. Selanjutnya, gen B

Biologi Kelas XII

101

hasil proses delesi bergabung dengan kromosom lain yang bukan homolognya yaitu ABCD–EFG sehingga terbentuk kromosom ABBCD–EFG. Sementara itu, katenasi terjadi karena ujung kromosom homolog saling berdekatan sehingga membentuk lingkaran. Duplikasi terjadi jika ada penambahan bahan kromosom sehingga suatu bagian kromoson terdapat lebih dua kali dalam sel diploid yang normal. Crossing over (pindah silang) terjadi apabila ada pertukaran sebagian gen-gen suatu kromatid dengan gen-gen dari kromatid pasangan homolognya.

Dengan demikian, tidak ada keturunan F1 yang bersifat letal (CC). 2. Besarnya nilai pindah silang (NPS) dari persilangan lalat buah tersebut sebagai berikut.

39. Jawaban: c Katenasi terjadi apabila ujung kromosom homolog saling berdekatan sehingga membentuk lingkaran. Transversi terjadi apabila terjadi penggantian suatu purin oleh pirimidin atau penggantian suatu pirimidin oleh purin. Transisi terjadi jika ada penggantian suatu purin (adenin dan guanin) oleh purin yang lain atau suatu primidin (timin dan sitosin) oleh pirimidin yang lain. Translokasi terjadi apabila ada suatu bagian dari satu kromosom pindah ke kromosom lain yang bukan homolognya. Adapun inversi terjadi ketika kromosom patah di dua tempat yang diikuti dengan penyisipan kembali gen-gen pada kromosom yang sama dengan urutan terbalik.

3. Polidaktili ditentukan oleh gen dominan P. Penderita polidaktili dapat bergenotipe Pp (heterozigot) atau PP (homozigot). Sepasang suami istri yang mengalami kelainan polidaktili dapat memiliki anak dengan jari-jari normal apabila genotipe keduanya bersifat heterozigot. Perhatikan diagram persilangan berikut! P : % Pp >< & Pp G : P dan p P dan p F1 : PP = 1 penderita polidaktili homozigot Pp = 2 penderita polidaktili heterozigot pp = 1 berjari normal Dengan demikian, pasangan tersebut dapat memiliki anak dengan jari-jari normal apabila genotipe keduanya bersifat heterozigot.

40. Jawaban: d Inversi terjadi ketika kromosom patah di dua tempat yang diikuti dengan penyisipan kembali gen-gen pada kromosom yang sama dengan urutan terbalik sehingga awal kromosom ABCDEF-GHI menjadi ABGFED-CHI. Sementara itu, translokasi terjadi jika suatu bagian dari satu kromosom pindah ke kromosom lain yang bukan homolognya dan duplikasi terjadi jika ada penambahan bahan kromosom sehingga satu bagian kromosom terdapat lebih dari dua kali dalam satu sel diploid yang normal. Sedangkan delesi terjadi ketika ada pematahan kromosom yang mengakibatkan hilangnya satu bagian kromosom. Katenasi terjadi karena ujung kromosom homolog saling berdekatan sehingga membentuk lingkaran.

4. Cuping terpisah ditentukan oleh gen G, sedangkan cuping melekat ditentukan oleh gen g. Diagram persilangan tersebut sebagai berikut. P1 : & gg >< % GG G : g G F1 : Gg (cuping telinga terpisah) P2 : % Gg >< & gg G : G dan g g F2 : Gg (cuping telinga terpisah) gg (cuping telinga melekat)

B. Uraian 1. Diagram perkawinan antara ayam creeper (Cc) dengan ayam normal (cc) sebagai berikut. P : Cc >< cc (creeper) (normal) G : C, c c F1 : Cc = creeper cc = normal Jadi, perbandingan fenotipe F1-nya yaitu ayam creeper (Cc) : ayam normal = 50% : 50%.

102


Jumlah tipe rekombinan

NPS = Jumlah total keturunan × 100% =

(16 + 22) 773

× 100%

= 4,90% Dengan demikian, kekuatan pindah silang (crossing over) antargen sebesar 4,90%.

5. Carrier albino memiliki genotipe Aa. Diagram persilangan dari pernikahan tersebut sebagai berikut. P : % Aa >< & Aa G : A dan a A dan a F1 : 1 AA (normal) 2 Aa (carrier albino) 1 Aa (albino) Jadi, kemungkinan anak-anaknya 1 normal, 2 carrier albino, dan 1 albino. 6. Manusia melakukan mutasi buatan karena mutasi ini bersifat menguntungkan, yaitu dapat memunculkan poliploidi pada tanaman yang mengakibatkan karakter unggul sehingga mutu meningkat. Contoh mutasi buatan yang menguntungkan ini adalah buah apel, jeruk, anggur, serta semangka dengan rasa

buah lebih enak dan tanpa biji. Selain itu, jenis tanaman padi, gandum, dan jagung memiliki ketahanan yang lebih tinggi dari suatu jenis hama. 7. Bayi tidak akan mewarisi penyakit kanker kulit yang diderita ibunya karena jenis mutasi pada kanker kulit adalah mutasi somatik. Mutasi somatik terjadi pada sel tubuh, bukan pada sel gamet sehingga mutasi tidak diwariskan secara genetik. 8. Pada pasangan suami istri yang memiliki faktor rhesus berbeda, kelahiran anak pertama dapat selamat, sedangkan pada kelahiran selanjutnya akan terjadi kelainan (kematian). Hal ini karena dalam plasenta ibu sudah terbentuk banyak zat antirhesus positif yang dapat menggumpalkan antigen rhesus dari janin kedua yang dikandungnya. Penggumpalan ini disebabkan antibodi pada darah ibu jumlahnya sangat banyak. Akibatnya, sebagian antibodi dapat masuk ke tubuh fetus atau janin melalui plasenta. Darah janin akan mengalami kerusakan yang disebut eritroblastosis fetalis. Gejala-gejala bayi yang menderita eritroblastosis fetalis, yakni tubuh sangat pucat dan kuning serta hati dan limfa membengkak. Penyakit ini dapat mengakibatkan kematian pada bayi.

9. Penderita albino sangat menderita ketika terkena sengatan sinar matahari karena dia tidak mempunyai pigmen melanin yang berfungsi melindungi kulit dari radiasi matahari. Penderita albino diharuskan menggunakan sunscreen ketika terkena sinar matahari untuk melindungi kulit. Baju penahan sinar matahari juga merupakan alternatif lain untuk melindungi kulit dari sinar matahari yang berlebihan. 10. a.

b.

Mutasi yang Menguntungkan Mutasi dapat memberikan dampak yang menguntungkan apabila mutasi mampu menghasilkan keturunan yang khas dan semakin adaptif pada suatu individu atau populasi. Mutasi dapat menghasilkan organisme unggul, contoh tanaman poliploidi yang dapat menghasilkan buah besar tanpa biji, masa panen yang relatif singkat, serta produktivitasnya tinggi. Contoh lain dari mutasi yang menguntungkan adalah pemanfaatan sinar X yang mampu menghambat perkembangan sel-sel kanker. Mutasi yang Merugikan Mutasi yang merugikan merupakan mutasi yang mengakibatkan suatu individu atau populasi tidak adaptif bahkan letal. Mutasi yang merugikan umumnya terjadi akibat mutasi alam atau mutasi spontan. Pada manusia, mutasi yang merugikan ini ada yang diteruskan kepada keturunannya (diwariskan) dan tidak diteruskan kepada keturunannya (tidak diwariskan).

Biologi Kelas XII

103

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan perkembangan teori evolusi; 2. menjelaskan terjadinya evolusi melalui bukti-bukti evolusi; 3. menjelaskan proses terjadinya evolusi. Berdasarkan kemampuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan atas diciptakannya makhluk hidup; 2. mensyukuri dan mengagumi keteraturan proses yang berlangsung di alam; 3. bersikap ilmiah, bertanggung jawab, dan berani mengemukakan pendapat dengan sopan.

Evolusi

Perkembangan Teori Evolusi Darwin

•

•

•

Mengamati berbagai bentuk paruh burung finch serta mengaitkannya dengan radiasi adaptif. Mengamati fenomena evolusi melalui berbagai gambar evolusi pada makhluk hidup dan mengaitkannya dengan kenyataan sekarang. Mengidentifikasi perbedaan antara teori evolusi Darwin dengan teori intelligent design.

• • • • • • • • • •

104

Evolusi

Petunjuk Adanya Evolusi dan Mekanisme Evolusi

• •

•

•

Melakukan diskusi mengenai fosil dan peranannya dalam evolusi. Mengamati perkembangan evolusi suatu makhluk hidup dan menyajikannya dalam bentuk pohon evolusi. Menjelaskan tentang hukum HardyWeinberg dan perannya dalam penentuan evolusi pada suatu populasi. Menjelaskan tentang isolasi geografi dan radiasi adaptif serta mengaitkannya dengan pembentukan spesies baru dalam mekanisme evolusi.

Rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan atas diciptakannya makhluk hidup. Mensyukuri dan mengagumi keteraturan proses yang berlangsung di alam. Bersikap ilmiah, bertanggung jawab, dan berani mengemukakan pendapat dengan sopan. Mampu menjelaskan tentang berbagai bentuk paruh burung finch serta penyebab terbentuknya dan kaitannya dengan radiasi adaptif. Mampu menjelaskan fenomena evolusi berdasarkan gambar makhluk hidup yang diamati dan mengaitkanya dengan kenyataannya sekarang. Mampu menjelaskan perbedaan antara teori evolusi Darwin dan teori intelligent design. Mampu menjelaskan tentang fosil dan peranannya dalam mempelajari evolusi makhluk hidup. Mampu menjelaskan tentang pohon evolusi. Mampu menjelaskan tentang hukum Hardy-Weinberg serta perannya dalam menentukan peristiwa evolusi pada suatu populasi. Mampu menjelaskan tentang mekanisme pembentukan spesies baru dalam evolusi melalui proses isolasi geografi dan radiasi adaptif.

A. Pilihan Ganda 1.

Jawaban: a Beberapa hal pokok dalam teori evolusi Darwin sebagai berikut. 1) Di muka bumi ini tidak ada individu yang benarbenar sama. Hal ini terbukti dengan adanya variasi dalam satu keturunan seayah dan seibu, meskipun keduanya kembar identik. 2) Setiap populasi berkecenderungan untuk bertambah banyak. Hal ini karena setiap makhluk hidup mempunyai kemampuan berkembang biak. 3) Suatu individu harus berjuang mempertahankan hidup agar mampu berkembang biak karena untuk berkembang biak dibutuhkan makanan dan ruangan yang cukup. 4) Pertambahan populasi tidak berjalan terusmenerus karena terjadi seleksi alam sehingga hanya individu yang mampu bertahan saja yang akan berkembang biak dan dapat melangsungkan kehidupannya.

2.

Jawaban: b Berbagai bentuk paruh dipengaruhi oleh jenis makanannya. Berbagai bentuk kaki Aves dipengaruhi oleh tempat hidupnya.

3.

Jawaban: c Berdasarkan fakta tersebut, fakta nomor 1) dan 4) bukanlah dasar teori evolusi, sedangkan merupakan dasar teori evolusi ditunjukkan oleh nomor 2) dan 3). Selain itu, fakta yang lain yaitu embriologi perbandingan, rekaman fosil, sisa-sisa alat dalam tubuh, petunjuk secara biokimia, dan perbandingan fisiologi.

4.

Jawaban: c Salah satu ilmuwan yang memengaruhi pemikiran Darwin dalam mengemukakan teori evolusi adalah J.B de Lamarck. Lamarck berpendapat bahwa organ tubuh suatu organisme yang sering digunakan akan mengalami perkembangan dan menyesuaikan diri secara morfologis maupun fisiologis. Sementara itu, organ yang tidak digunakan akan mengalami reduksi.

5.

Jawaban: e Banyaknya populasi ngengat berwarna cerah karena berakhirnya revolusi industri di Inggris yang diikuti dengan menurunnya tingkat polusi udara karena asap industri. Udara yang sebelumnya kotor kembali bersih. Pohon-pohon

tempat hinggap ngengat tidak lagi berwarna gelap karena asap kegiatan industri. Dengan demikian ngengat berwarna gelap menjadi mudah dilihat sehingga populasinya menurun. Hal ini menunjukkan bahwa makhluk hidup yang lebih dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan akan mampu bertahan dan mendominasi. Peristiwa ini dikenal dengan seleksi alam. 6.

Jawaban: d Seleksi alam yang dimaksud dalam teori evolusi adalah bahwa makhluk hidup yang tidak mampu beradaptasi dengan lingkungannya lama-kelamaan akan punah. Sementara itu, makhluk hidup yang mampu beradaptasi dengan lingkungannya dapat bertahan hidup. Selain itu, makhluk hidup akan saling bersaing untuk mempertahankan hidupnya. Contoh seleksi alam massal terjadi pada ngengat Biston betularia. Ngengat putih sebelum terjadinya revolusi industri jumlahnya lebih banyak daripada ngengat hitam karena udara masih bersih. Namun sebaliknya, revolusi industri membuat udara menjadi pekat dan sisa karbon banyak menutupi dinding sehingga ngengat hitam lebih bisa bertahan dari pemangsa. Akhirnya populasi ngengat putih menurun. Hal ini juga bisa terjadi pada hewan yang tidak mampu memperoleh pasangan (berkembang biak) sehingga punah. Berbeda dengan seleksi alam, perbedaan bentuk paruh burung pemakan biji dengan burung pemakan cacing menunjukkan adanya adaptasi. Pada proses adaptasi, terjadi perubahan morfologi dalam jangka waktu lama untuk menyesuaikan diri pada perubahan lingkungan.

7.

Jawaban: a Ada beberapa teori yang muncul sebelum teori evolusi Darwin. Beberapa teori tersebut memengaruhi pola pikir Darwin dalam mengembangkan teori evolusi. Salah satunya adalah teori yang dikemukakan oleh Charles Lyell. Lyell berpendapat bahwa batuan, pulau, dan benua selalu mengalami perubahan. Kecenderungan kenaikan jumlah penduduk lebih cepat daripada kenaikan produksi pangan merupakan teori yang dikemukakan oleh Malthus. Makhluk hidup menyesuaikan diri baik secara fisiologis dan morfologis merupakan teori yang dikemukakan oleh Lamarck. Sementara itu, Cuvier berpendapat bahwa setiap periode sejarah bumi selalu diakhiri bencana yang mengakibatkan makhluk hidup musnah.

Biologi Kelas XII

105

8. Jawaban: a Variasi merupakan perbedaan antarindividu sejenis baik warna, bentuk, maupun kemampuan beradaptasi. Variasi merupakan hasil dari perkawinan makhluk hidup. 9. Jawaban: b Pada percobaan tersebut diketahui bahwa muncul fenotipe yang memiliki variasi berbeda dengan spesies di alam liar. Hal ini dapat memengaruhi keberlangsungan evolusi karena terjadi perubahan fenotipe akibat adanya perubahan lingkungan (mutasi induksi). Akan tetapi, tidak semua mutasi dapat diwariskan pada keturunannya. Mutasi yang terjadi pada sel soma (sel tubuh) tidak akan diwariskan. Sementara itu, mutasi yang terjadi pada sel-sel kelamin akan diwariskan kepada keturunannya. Jika mutasi selalu terjadi pada sel kelamin dari generasi ke generasi dapat mengakibatkan susunan gen dalam kromosom generasi pendahulu sangat berbeda dengan generasi berikutnya. Peristiwa itu memungkinkan timbulnya individu atau spesies baru yang memiliki fenotipe sangat berbeda dengan generasi pendahulunya. 10. Jawaban: c Makhluk hidup yang berasal dari satu spesies yang hidup pada satu tempat setelah mengalami penyebaran ke tempat lain sifatnya dapat berubah. Contohnya bentuk paruh burung finch yang ditemukan Darwin di kepulauan Galapagos. Dari pengamatannya tampak berbagai burung finch memiliki bentuk paruh dan ukuran yang berbeda serta menunjukkan mempunyai hubungan dengan burung finch yang ada di Amerika Selatan. Burung itu berkembang biak dan keturunannya yang mempunyai sifat sesuai dengan lingkungan akan bertahan hidup, sedangkan yang tidak dapat bertahan akan mati. Oleh karena lingkungan yang berbeda, burung-burung itu menyesuaikan diri dengan jenis makanan yang ada di Galapagos. Akhirnya terbentuklah 14 spesies burung finch yang berbeda dalam bentuk dan ukuran paruhnya. B. Uraian 1.

Teori evolusi Darwin didasarkan atas kenyataan bahwa spesies berkembang biak dalam jumlah yang banyak. Perkembangbiakan secara kawin menghasilkan variasi sifat-sifat yang menurun

106

Evolusi

dalam populasi. Tidak semua variasi populasi dapat bertahan hidup, misalnya saat melawan predator, mendapat makanan, dan sebagainya. Oleh karena itu, hanya variasi yang cocok dengan lingkungannya saja yang dapat hidup dan mewariskan sifat-sifat kepada keturunannya. Keturunan yang cocok hidup inilah yang dapat berkembang biak dan menguasai habitatnya, sedangkan yang tidak cocok akan mati dan punah (terseleksi oleh alam). 2.

Dalam suatu perkawinan memungkinkan dihasilkan keturunan yang bervariasi. Akan tetapi, keturunan tersebut tidak semuanya mampu beradaptasi dengan lingkungan. Misalnya adaptasi terhadap suhu, tidak semua makhluk hidup mampu menyesuaikan diri dengan lingkungan tersebut. Varian yang adaptif akan mampu mempertahankan hidup, sedangkan varian yang tidak adaptif akan terseleksi. Oleh karena itu, pada kenyataannya hanya varian tertentu saja yang dapat ditemui sekarang.

3.

Menurut Darwin, makhluk hidup terjadi karena adanya proses evolusi dari makhluk hidup sebelumnya. Sementara itu, teori intelligent design berpendapat bahwa makhluk hidup berubah dari masa ke masa karena sudah dirancang sebelumnya dan tidak terjadi dengan sendirinya.

4.

Evolusi adalah proses perubahan pada makhluk hidup yang berlangsung sedikit demi sedikit dan memerlukan waktu yang lama. Konsep evolusi menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari spesies yang sama yang hidup di masa lalu. Adanya pengaruh kondisi yang berbeda-beda mengakibatkan setiap spesies dapat mengalami mutasi, migrasi gen, rekombinasi genetik, seleksi alam, atau isolasi reproduksi sehingga terbentuk spesies-spesies baru.

5.

Beberapa kriteria yang diperlukan untuk membuktikan teori intelligent design sebagai berikut a. Pembuktian harus melalui panca indra dan logika murni. Para penganut teori Darwinisme tidak mudah diyakinkan bahwa fenomena alam yang terjadi memang sudah dirancang sebelumnya. b. Diperlukan adanya pengetahuan mengenai penjelasan yang berupa deskriptif kualitatif. 3. Diperlukan penguatan berupa analisis kuantitatif.

A. Pilihan Ganda 1.

Jawaban: e Domestikasi dengan perkawinan silang bukan merupakan petunjuk adanya evolusi. Petunjuk adanya evolusi adalah dari penemuan fosil, anatomi perbandingan homologi dan analogi, embriologi perbandingan, variasi dalam spesies, alat-alat tubuh yang tersisa, perbandingan fisiologi, dan petunjuk secara biokimia.

2.

Jawaban: e Salah satu petunjuk adanya evolusi adalah analogi dan homologi struktur tubuh makhluk hidup. Struktur analogi merupakan struktur yang memiliki bentuk dasar tubuh berbeda, tetapi memiliki fungsi yang sama. Sebaliknya jika bentuk dasar tubuh sama, tetapi fungsi berbeda disebut homologi.

3.

4.

5.

6.

Jawaban: e Seleksi alam adalah seleksi yang terjadi pada organisme yang hidup di alam. Makhluk yang terseleksi oleh alam disebabkan kemampuan adaptasinya terhadap lingkungan rendah sehingga populasinya akan berkurang. Contoh seleksi alam terdapat pada peristiwa berkurangnya populasi belalang warna cokelat di padang rumput hijau. Hal itu diakibatkan warna belalang cokelat terlalu menyolok dibanding belalang hijau di dalam habitat tersebut. Pemangsa lebih mudah melihat belalang cokelat dan memangsanya sehingga populasinya berkurang.

7.

Jawaban: b Gen PTC = T, gen non PTC = t Individu PTC memiliki genotipe TT dan Tt Individu non PTC memiliki genotipe tt TT + Tt = 64% = 0,64 tt = 100% – 64% = 36% = 0,36

Jawaban: b Homologi merupakan makhluk hidup yang mempunyai organ tubuh dengan bentuk dasar sama, tetapi fungsi berbeda seperti sayap burung dengan tungkai depan paus. Sedangkan I, III, IV, dan V memiliki struktur berbeda namun fungsi sama, hal ini disebut dengan analogi. Jawaban: c Seorang ahli anatomi dari Jerman bernama R. Weidersheim menyatakan ada beberapa alat tubuh yang tersisa pada manusia. Beberapa alat tubuh yang tersisa di antaranya sebagai berikut. 1) Gigi taring runcing 2) Umbai cacing 3) Otot penggerak telinga 4) Tulang ekor 5) Selaput mata pada sudut mata sebelah dalam 6) Rambut pada dada 7) Buah dada pada laki-laki Jawaban: d Seleksi alam menyatakan bahwa makhluk hidup yang lebih mampu menyesuaikan diri dengan kondisi alam habitatnya akan mendominasi dengan cara memiliki keturunan yang mampu bertahan hidup. Sebaliknya makhluk hidup yang tidak mampu beradapatsi akan punah. Misalnya, kupu-kupu bersayap cerah tidak mampu beradaptasi setelah perkembangan industri sehingga kupu-kupu bersayap cerah punah. Hal ini karena kupu-kupu bersayap cerah lebih mudah dilihat predatornya.

gen non PTC = t = = 0,6 gen PTC = T = 1 – t = 1 – 0,6 = 0,4 Frekuensi individu PTC homozigot = TT = (0,4)2 = 0,16 Frekuensi individu PTC heterozigot = 2Tt = 2 × 0,4 × 0,6 = 0,48 Perbandingan frekuensi genotipe TT : Tt : tt = 0,16 : 0,48 : 0,36 = 4 : 12 : 9 8.

Jawaban: d Urutan fosil kuda dari yang paling tua hingga paling muda sebagai berikut.

Hyracotherium

Mesohypus

Pliohypus

9.

Meryhtpus

Equus

Jawaban: c Albino merupakan gen resesif Diketahui: Jumlah penduduk = 10.000 orang Penderita albino = 16% • Frekuensi genotipe penderita albino = aa Frekuensi genotipe carrier albino = Aa Frekuensi genotipe normal = AA Frekuensi A = p, a = q

Biologi Kelas XII

107

• • • •

Frekuensi genotipe aa = q2 = 16% = 0,16

a.

q = = 0,4 p+q=1 p = 1 – 0,4 = 0,6 Persentase orang normal (AA) adalah AA = p2 = (0,6)2 = 0,36 = 36% Persentase orang normal carrier albino Aa = 2(pq) = 2(0,6 × 0,4) = 0,48 = 48% Jadi jumlah orang carrier albino adalah 48% × 10.000 = 4.800 orang

10. Jawaban: d Hukum Hardy-Weinberg berlaku jika memenuhi persyaratan antara lain ukuran populasi cukup besar, populasi terisolasi, tidak terjadi mutasi atau jika terjadi harus seimbang, perkawinan secara acak artinya pemilihan alel tidak dilakukan secara sengaja/tidak diatur.

b.

c.

d.

e.

4.

B. Uraian 1.

Evolusi konvergensi terjadi karena adanya modifikasi dari kutub gen. Pada evolusi konvergensi tidak pernah dihasilkan organisme baru, tetapi hanya menghasilkan variasi sehingga populasi terakhir menunjukkan perbedaan yang jelas dengan nenek moyangnya.

2.

Alat-alat tubuh yang tersisa pada hakikatnya sudah tidak berguna lagi, tetapi masih terdapat dalam tubuh dan berjumlah banyak. Alat-alat tubuh yang tersisa merupakan hasil dari proses evolusi yang lama. Contoh sisa alat-alat tubuh tersebut yaitu umbai cacing, tulang ekor, gigi taring, payudara pada laki-laki, otot penggerak telinga, rambut pada dada, dan selaput mata di sudut mata sebelah dalam.

3.

Darwin menyatakan bahwa fosil yang ditemukan pada lapisan batuan muda berbeda dengan fosil yang terdapat pada lapisan batuan yang lebih tua dan menunjukkan suatu bentuk perkembangan. Dari studi yang dilakukan dapat dicatat beberapa perubahan dari nenek moyang kuda (Eohippus) yang hidup 58 juta tahun yang lalu menuju ke bentuk kuda modern sekarang (Equus), sebagai berikut.

108

Evolusi

5.

Tubuh bertambah besar, dari sebesar kucing hingga sebesar kuda sekarang. Leher makin panjang, kepala makin besar, jarak antara ujung mulut hingga bagian mata menjadi makin jauh. Perubahan dari geraham depan dan belakang dari bentuk yang sesuai untuk makan daun menjadi bentuk yang sesuai untuk makan rumput. Bertambah panjangnya anggota tubuh hingga dapat dipakai untuk berlari cepat, tetapi bersamaan dengan itu kemampuan rotasi tubuh menurun. Adanya reduksi jari kaki dari lima menjadi satu, yaitu jari ketiga yang selanjutnya memanjang, kemudian disokong teracak.

Faktor-faktor yang mengakibatkan adanya binatang endemik sebagai berikut. a. Adaptasi terhadap lingkungan Hewan endemik seperti komodo memiliki tingkat adaptasi yang tinggi terhadap isolasi geografis yang menciptakan habitat khusus bagi hewan tersebut. Reptil karnivora seperti komodo beradaptasi secara morfologi, fisiologi, dan perilaku terhadap lingkungannya sehingga bisa bertahan hingga ratusan tahun di pulau komodo. b.

Seleksi alam Perubahan kondisi geografis dan ketersediaan pangan tetap membuat komodo mampu bertahan dari seleksi alam yang terjadi.

c.

Isolasi geografi Perubahan lingkungan membuat komodo terisolasi secara geografis dari habitat lainnya di luar pulau komodo, sehingga hewan tersebut tidak mampu untuk melakukan persebaran di luar habitat aslinya dan melakukan pertukaran gen.

a.

Genotipe laki-laki buta warna XcbY Frekuensi alel CB untuk normal adalah p dan frekuensi alel cb untuk buta warna adalah q. Maka laki-laki buta warna = XcbY atau cb = q q = 4% q = 0,04 jika p + q = 1, maka p = 1 – q p = 1 – 0,04 p = 0,96

b.

Wanita buta warna XcbXcb atau cbcb cbcb = q2 = (0,04)2 = 0,0016 Jadi persentase wanita buta warna adalah = 0,0016 × 100% = 0,16%

A. Pilihan Ganda 1.

Jawaban: d Menurut Darwin, nenek moyang jerapah ada yang berleher pendek dan ada yang berleher panjang. Oleh karena terjadi bencana kekeringan, lingkungan pun berubah dan berlangsunglah proses seleksi alam. Jerapah berleher pendek tidak dapat mencari makan dengan menjangkau daun-daun di pohon sehingga tidak bisa bertahan hidup. Sebaliknya jerapah berleher panjang tetap dapat memperoleh makanan dari daun-daun di pohon sehingga dapat bertahan hidup. Karena mampu bertahan hidup maka jerapah tersebut mampu berkembang biak dan mewariskan sifat adaptif yaitu leher panjang pada generasi berikut. Itulah sebabnya semua jerapah sekarang berleher panjang.

2.

Jawaban: c Berbagai jenis makhluk hidup mempunyai organ tubuh yang bentuk dasarnya sama, tetapi fungsinya berbeda, hal ini disebut homologi. Homologi dijumpai pada tungkai depan makhluk hidup. Contohnya: kaki depan kuda dengan tangan manusia. Fungsi tungkai depan manusia yaitu tangan untuk memegang, sedangkan kuda untuk berjalan.

3.

Jawaban: e Petunjuk evolusi: 1) Fosil yang merupakan suatu makhluk hidup yang telah mati dan mengalami proses secara fisika dan kimia dalam waktu yang lama sehingga mengalami proses pembatuan. 2) Perbandingan morfologi yang meliputi struktur homologi yaitu suatu struktur yang sama tapi memiliki fungsi yang berbeda, dan struktur analogi yaitu suatu bagian tubuh pada spesies yang berbeda tapi sama struktur dan fungsinya. 3) Perbandingan biokimia. 4) Perbandingan embriologi.

c.

Wanita carrier XCBXcb atau CBcb CBcb = 2pq = 2 × 0,96 × 0,04 = 0,0768 Jadi, persentase wanita carrier adalah = 0,0768 x 100% = 7,68%

4.

Jawaban: b Pokok pemikiran Darwin tentang evolusi didasari oleh fakta-fakta berikut. 1) Tidak ada individu yang sama persis, meskipun kembar. 2) Setiap populasi cenderung selalu meningkat. Pemikiran ini sangat dipengaruhi oleh buku Robert Malthus tentang perkembangan populasi dan ketersediaan pangan. 3) Untuk mampu berkembang biak, makhluk hidup perlu makanan dan ruang yang cukup. Oleh karena itu, makhluk hidup senantiasa bersaing untuk memperoleh ruang dan makanan. 4) Lingkungan dapat mengakibatkan perubahan struktur tubuh spesies. Hal ini dipengaruhi oleh pemikiran evolusi geologis Charles Lyell.

5.

Jawaban: e Seleksi alam adalah suatu proses di mana individuindividu tertentu yang mampu beradaptasi akan terus hidup dan mempunyai keturunan. Mutasi gen dapat mengubah posisi nukleotida penyusun DNA yang mengakibatkan banyak kematian, cacat, dan abnormalitas. Terjadinya mutasi dipengaruhi oleh faktor luar dan faktor dalam (rekombinasi gen). Jadi, seleksi alam, mutasi, dan rekombinasi gen dapat mengakibatkan variasi pada makhluk hidup. Sementara itu, suhu, tanah, dan makanan tidak mengakibatkan terjadinya variasi pada makhluk hidup.

6.

Jawaban: d Kelelawar beradaptasi pada habitatnya dengan memiliki sistem sonar yang baik. Sifat unggul untuk beradaptasi tersebut akan diwariskan kepada generasi berikutnya. Sifat-sifat unggul atau menguntungkan ini semakin lama akan terakumulasi dan mengubah suatu individu menjadi spesies yang berbeda dengan nenek moyangnya. Berdasarkan proses inilah akan terbentuk spesies baru.

Biologi Kelas XII

109

7. Jawaban: e Sifat baru yang menguntungkan jika dapat beradaptasi dengan lingkungannya akan terus hidup dan mewariskan mutasi yang dialaminya kepada keturunannya. Mutasi merupakan salah satu mekanisme evolusi yang sangat penting dalam proses pembentukan spesies baru dengan sifat-sifat yang lebih baik. 8. Jawaban: e Perubahan-perubahan yang terjadi sepanjang evolusi kuda sebagai berikut. 1) Ukuran tubuh yang semakin besar. 2) Leher yang semakin panjang. 3) Bentuk geraham yang semakin besar. 4) Jumlah jari kaki dari lima menjadi dua. 5) Email gigi yang menebal. 9. Jawaban: b Ontogeni adalah perkembangan individu mulai dari sel telur yang dibuahi hingga individu tersebut mati. Sementara itu, filogeni adalah proses perkembangan organisme dari filum yang sederhana sampai yang kompleks. 10. Jawaban: a Homologi adalah organ-organ yang memiliki kesamaan struktur, tetapi fungsinya berbeda. Contoh tangan manusia dan sayap kelelawar. 11. Jawaban: e Fosil merupakan salah satu petunjuk adanya evolusi. Namun fosil memiliki kelemahan sebagai petunjuk evolusi karena fosil yang ditemukan tidak selalu menggambarkan urutan filogeni yang utuh. Selain itu, fosil yang ditemukan tidak pernah utuh. Fosil terkubur dalam berbagai lapisan batuan yang dalam. Penemuan fosil dapat memberikan informasi tentang kehidupan di masa lalu. Umur fosil dapat diketahui berdasarkan taksiran umur lapisan batuan tempat fosil ditemukan dan berdasarkan waktu paruh radioaktif. 12. Jawaban: e Setelah industri berkembang, pohon-pohon menjadi berwarna gelap karena terkena oleh asap dari pabrik industri. Peristiwa ini mengakibatkan ngengat Biston betularia berwarna cerah mudah terlihat oleh pemangsanya saat hinggap di pohon. Akibatnya, populasi ngengat Biston betularia berwarna cerah semakin menurun. Sementara itu, ngengat Biston betularia berwarna gelap bisa tersamar dengan pohon yang dihinggapinya dan terhindar dari pemangsanya. Akibatnya, populasi ngengat Biston betularia berwarna gelap terus meningkat.

110

Evolusi

13. Jawaban: e Burung puyuh memiliki bentuk dan warna tubuh yang menyerupai tanah sebagai habitatnya. Oleh karena itu, burung puyuh menjadi tersamar sehingga tidak terlihat oleh pemangsanya. Akibatnya, burung puyuh tetap dapat bertahan hidup sehingga populasinya meningkat. Peristiwa ini menunjukkan bahwa alam melakukan seleksi terhadap makhluk hidup yang hidup di dalamnya. Makhluk hidup yang mampu beradaptasi akan tetap lestari, sedangkan makhluk hidup yang tidak mampu beradaptasi akan terseleksi dan akhirnya punah. 14. Jawaban: c Albino merupakan gen resesif Diketahui: Penduduk albino (aa)= 9% Penduduk normal (AA dan Aa) = 91% – Frekuensi genotipe penderita albino = aa – Frekuensi genotipe carrier albino = Aa – Frekuensi genotipe normal = AA – Frekuensi A = p, a = q – Frekuensi genotipe aa = q2 = 9% = 0,09 q =

= 0,30

Jadi, Frekuensi gen albino (gen a) sebesar 0,30. 15. Jawaban: b

Orang albino = aa = = 0,0004 a=

= 0,02 A+a=1 A = 1 – 0,02 = 0,98 Jadi, frekuensi gen A = 0,98 dan a = 0,02 Orang pembawa sifat albino (Aa) Aa = 2 Aa = 2 × 0,98 × 0,02 = 0,0392 = 3,92% Berarti dalam populasi 10.000 orang terdapat carrier albino sebanyak 10.000 × 0,0392 = 392 orang. 16. Jawaban: e Hukum Hardy-Weinberg berlaku jika memenuhi persyaratan berikut. 1) Jumlah populasi cukup besar. 2) Populasi terisolasi. 3) Tidak terjadi mutasi dan migrasi. 4) Tidak ada seleksi alam. 5) Terjadi perkawinan secara acak, setiap individu memiliki kesempatan yang sama untuk kawin dengan individu lain pasangan jenisnya. Oleh karena itulah setiap individu seharusnya memiliki keberlangsungan hidup (viabilitas) dan kesuburan (fertilitas) yang sama.

17. Jawaban: c Frekuensi individu albino = aa = q2 = 4% = 0,04 Frekuensi gen albino = q = = 0,2 Frekuensi gen normal = A = p = 1 – q = 1 – 0,2 = 0,8 Frekuensi individu pembawa = Aa = 2pq = 2 × 0,8 × 0,2 = 0,32 = 32% 18. Jawaban: c Misal p = frekuensi untuk alel LM q = frekuensi untuk alel LN Menurut Hukum Hardy-Weinberg: p2LMLN + 2pqLMLN + q2LNLN q2 =

Jumlah individu normal heterozigot = 0,0768 × 10.000 = 768 Jadi, jumlah individu normal homozigot dan normal heterozigot = 9.216 + 768 = 9.984. 20. Jawaban: c Normal homozigot = AA = p2 Normal heterozigot = Aa =2pq Resesif homozigot/albino = aa = q2 Jumlah penduduk = 100 Frekuensi individu albino = q2 q2 = 9% = 0,09 Frekuensi gen albino = q q = = 0,3 Frekuensi gen normal = p =1–q = 1 – 0,3 = 0,7 Frekuensi individu normal homozigot = p2 p2 = (0,7)2 = 0,49

= 0,04

= 0,2 p+q=1 p = 1 – 0,2 = 0,8 Jadi, frekuensi alel LM = p = 0,8. Frekuensi alel LN = q = 0,2. Jadi, frekuensi alel LM dan LN berturut-turut adalah 0,8 dan 0,2.

q=

19. Jawaban: e Jumlah penduduk 10.000 orang. Jumlah individu albino 16 orang. Frekuensi individu albino = q2 q2

=

B. Uraian 1.

Fosil dapat digunakan sebagai petunjuk evolusi, membantu merekonstruksi kehidupan masa lalu, dan mempelajari sejarah evolusi manusia. Adanya evolusi ditunjukkan oleh adanya perubahan struktur fosil secara berangsur-angsur dari sedimen batuan tua ke sedimen batuan muda.

2.

a. b.

= 0,0016

= 0,16% c.

Frekuensi gen albino = q q = = 0,04 Frekuensi gen normal = p q = 1– q = 1 – 0,04 = 0,96 Frekuensi individu normal homozigot = p2 p2 = (0,96)2 = 0,9216 Jumlah individu normal homozigot = 0,9216 × 10.000 = 9.216 Frekuensi individu normal heterozigot = 2pq = 2 × 0,96 × 0,04 = 0,0768

d.

3.

Di muka bumi ini tidak ada individu yang benar-benar sama. Setiap populasi berkecenderungan untuk bertambah banyak karena setiap makhluk hidup mempunyai kemampuan untuk berkembang biak. Suatu individu harus berjuang mempertahankan hidup agar mampu berkembang biak karena untuk berkembang biak dibutuhkan makanan dan ruangan yang cukup. Pertambahan populasi tidak berjalan terusmenerus karena terjadi seleksi alam sehingga hanya individu yang mampu bertahan saja yang akan berkembang biak dan dapat melangsungkan kehidupannya.

Katak A memiliki warna yang kontras dengan tempat hidupnya, sedangkan katak B mempunyai warna yang menyerupai warna tempat hidupnya. Oleh karena itu, katak A akan lebih mudah tertangkap oleh predatornya. Jika tidak diimbangi dengan kemampuan reproduksi yang tinggi dan kemampuan bergerak yang cepat, katak A akan mengalami seleksi alam dan punah. Warna katak

Biologi Kelas XII

111

B menyerupai warna tempat hidupnya sehingga tidak mudah terdeteksi oleh predatornya. Cara adaptasi ini mengimbangi kemampuan geraknya yang lebih lambat dibanding katak A. Oleh karena itu, katak ini dapat bertahan terhadap proses seleksi alam. 4. Sebelum berkembangnya revolusi industri di Inggris, ngengat Biston betularia berwarna cerah lebih banyak daripada yang berwarna gelap. Namun, setelah berlangsungnya revolusi industri, ternyata ngengat yang berwarna gelap lebih banyak daripada yang berwarna cerah. Hal ini dikarenakan sebelum revolusi industri pohon di habitatnya masih bersih sehingga ngengat berwarna cerah lebih adaptif, akibatnya sulit untuk dilihat predator. Ketika berlangsung revolusi industri dan sesudahnya, pohon dan daun habitat ngengat tersebut tertutup oleh jelaga. Akibatnya, ngengat berwarna gelap lebih adaptif sehingga sulit dilihat predator. 5. Makhluk hidup yang berasal dari satu spesies yang hidup pada satu tempat setelah mengalami penyebaran ke tempat lain sifatnya dapat berubah. Perubahan itu terjadi karena di tempat yang baru makhluk hidup tersebut harus beradaptasi demi kelestariannya. Contohnya mengenai bentuk paruh burung finch yang ditemukan Darwin di Kepulauan Galapagos. Dari pengamatannya tampak burung-burung finch tersebut memiliki bentuk paruh dan ukuran yang berbeda, dan menunjukkan hubungan dengan burung finch yang ada di Amerika Selatan. Mungkin karena sesuatu hal burung itu bermigrasi ke Galapagos. Mereka menemukan lingkungan yang baru yang berbeda dengan lingkungan hidup moyangnya. Burung itu kemudian berkembang biak dan keturunannya yang mempunyai sifat sesuai dengan lingkungan akan bertahan hidup, sedang yang tidak akan mati. Oleh karena lingkungan yang berbeda, burung-burung itu menyesuaikan diri dengan jenis makanan yang ada di Galapagos. Akhirnya terbentuklah 14 spesies burung finch yang berbeda dalam bentuk dan ukuran paruhnya. 6. Perkembangan embrio antara berbagai makhluk hidup yang berbeda (misal ayam, ikan, reptil, kambing, dan manusia) pada umumnya terdapat persamaan. Mereka semua berasal dari zigot, morula, blastula, gastrula, dan perkembangan embrional selanjutnya yang pola perkembangannya sama. Mereka hanya berbeda setelah tahap diferensiasi dan spesialisasi jaringan embrional menjelang janin siap menetas atau dilahirkan. Ini berarti semua makhluk hidup memiliki asal-usul

112

Evolusi

ontogeni yang sama. Ontogeni adalah perkembangan individu dari satu sel menjadi individu dewasa. Dengan demikian, homolgi embriologi memberikan ide bahwa ontogeni merupakan petunjuk adanya evolusi. 7. Mutasi gen adalah perubahan informasi genetik yang terjadi dalam organisme. Mutasi dapat mengubah posisi nukleotida penyusun DNA. Mutasi gen dapat mengakibatkan terjadinya evolusi. Mutasi yang terjadi pada sel-sel kelamin makhluk hidup akan diwariskan kepada keturunannya. Gen yang bermutasi akan selalu ada dalam setiap sel keturunan. Kadang-kadang mutasi tersebut menimbulkan sifat baru yang menguntungkan. Jika sifat baru tersebut dapat beradaptasi dengan lingkungannya, individu tersebut akan terus hidup dan mewariskan mutasi yang dialaminya pada keturunannya. Jika mutasi seperti ini terjadi terus-menerus pada keturunannya, lama-kelamaan akan muncul spesies baru dengan susunan gen yang sama sekali berbeda dengan susunan gen nenek moyangnya. 8. Spesiasi adalah proses pembentukan spesies baru. Bencana alam seperti glasiasi dan vulkanisasi mengakibatkan terjadinya perubahan lingkungan. Akibatnya, makhluk hidup yang tidak dapat beradaptasi akan punah. Kepunahan massal ini menimbulkan relung-relung kosong. Relung merupakan tempat hidup dan interaksi suatu organisme. Suatu spesies selalu menempati relung tertentu. Jika ada relung yang kosong, akan ada sejumlah organisme yang mengisinya. Organisme yang berhasil menempati relung yang kosong yaitu organisme yang paling memenuhi persyaratan relung tersebut. Organisme tersebut berbeda dengan organisme sebelumnya. 9. Jumlah mutasi gen yang menguntungkan yang mungkin terjadi sebagai berikut. a. Pada satu individu

= × 1.000 ×

b.

= Pada tiap generasi

= × 200.000.000 = 2.000 c. Selama spesies itu ada (5.000 generasi) = 2.000 × 5.000 = 10.000.000 Jadi, kemungkinan terjadi mutasi menguntungkan ada 10.000.000 dalam 5.000 generasi.

10. kk = q2 = q2 = 0.0009 q=

a.

q = 0,03 p + q = 1 maka p = 1 – q p = 1 – 0,03 p = 0,97

b.

Orang yang normal bergenotipe KK = p2 = (0,97)2 = 0,9409 Sehingga orang yang normal berjumlah = 0,9409 × 10.000 = 9.409 orang Orang yang bergenotipe Kk = 2 pq = 2 × 0,97 × 0,03 Sehingga jumlah orang yang carrier adalah = 0,0582 × 10.000 = 582 orang

Biologi Kelas XII

113

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan tentang prinsip-prinsip bioteknologi yang menerapkan bioproses dalam menghasilkan produk baru untuk meningkatkan kesejahteraan manusia dalam berbagai aspek kehidupan; 2. merencanakan dan melakukan percobaan dalam penerapan prinsip-prinsip bioteknologi konvensional untuk menghasilkan produk dan mengevaluasi produk yang dihasilkan. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. mengembangkan bioteknologi sesuai ajaran agama dan etika moral sebagai wujud rasa syukur terhadap Tuhan karena telah dianugerahi pola pikir ilmiah; 2. berperilaku ilmiah, bertanggung jawab, serta berani dan santun dalam mengajukan pertanyaan dan pendapat; 3. peduli terhadap keselamatan diri dan lingkungan.

Bioteknologi

Pengertian dan Prinsip Dasar Bioteknologi serta Jenis-Jenis Biotekonologi

• •

•

Mendefinisikan pengertian, prinsip dasar, dan jenis-jenis bioteknologi. Mengidentifikasi produk-produk bioteknologi beserta prinsip dasar bioteknologi yang digunakan dalam pembuatan produk bioteknologi tersebut. Menyimulasikan langkah-langkah DNA rekombinan yang diterapkan dalam bioteknologi modern.

Produk Bioteknologi dan Dampaknya bagi Kehidupan

•

•

• •

• • • • • • • • •

Menganalisis dampak positif dan dampak negatif produkproduk bioteknologi yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan. Membuat kliping mengenai produk-produk bioteknologi yang disertai penjelasan mengenai prinsip dasar, teknik yang digunakan, dan dampaknya bagi kehidupan. Menganalisis dampak pemanfaatan tanaman transgenik bagi lingkungan. Membuat produk bioteknologi konvensional yang bermanfaat di bidang pangan.

Rajin beribadah sebagai wujud rasa syukur kepada Tuhan atas dianugerahinya pola pikir ilmiah sehingga dapat menciptakan berbagai produk bioteknologi yang bermanfaat bagi kehidupan. Menerapkan perilaku ilmiah, bertanggung jawab, serta berani dan santun dalam mengajukan pertanyaan dan pendapat. Peduli terhadap keselamatan diri dan lingkungan. Mampu menjelaskan pengertian, prinsip dasar, dan jenis-jenis bioteknologi. Mampu menguraikan produk-produk bioteknologi beserta prinsip dasar bioteknologi yang digunakan dalam pembuatan produk bioteknologi tersebut. Mampu menyimulasikan langkah-langkah DNA rekombinan yang diterapkan dalam bioteknologi modern. Mampu menjelaskan dampak positif dan dampak negatif produk-produk bioteknologi yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan. Mampu menguraikan dampak pemanfaatan tanaman transgenik bagi lingkungan. Mampu membuat produk bioteknologi konvensional yang bermanfaat di bidang pangan.

114

Bioteknologi

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: a Rekayasa genetika merupakan biteknologi tingkat molekuler, karena mengubah susunan DNA. DNA merupakan susunan kimia tingkat molekuler. Kloning, hibridoma, bayi tabung, dan stem cell merupakan bioteknologi tingkat sel. 2. Jawaban: a Aplikasi bioteknologi umumnya melibatkan peran mikroorganisme sebagai agen biologi. Namun, tidak semua aplikasi bioteknologi melibatkan peran mikroorganisme. Kultur jaringan, fusi protoplasma, dan fertilisasi in vitro tidak melibatkan peran mikroorganisme sebagai agen biologi. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan secara vegetatif dengan menumbuhkan jaringan maupun sel tumbuhan dalam suatu media buatan secara aseptik. Fusi protoplasma merupakan proses penggabungan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dari organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik. Fertilisasi in vitro adalah fertilisasi yang dilakukan di dalam laboratorium dengan media khusus. Adapun teknik DNA rekombinan menggunakan plasmid bakteri sebagai vektor. 3. Jawaban: b Ciri dari bioteknologi modern yaitu melibatkan peran plasmid sebagai vektor, ditujukan untuk menghasilkan organisme transgenik, dan manipulasi dilakukan pada susunan gen dalam kromosom. Sementara itu, ciri dari bioteknologi konvensional adalah teknik dan peralatannya masih relatif sederhana dan hasil yang diperoleh tidak dapat diramalkan. 4. Jawaban: d Antibodi monoklonal merupakan hibrid dari sel limfosit B yang dimanfaatkan untuk menghasilkan antibodi dan sel kanker yang dimanfaatkan kecepatan pembelahannya. Dengan kecepatan pembelahan yang tinggi limfosit B dapat menghasilkan antibodi dalam jumlah besar dan dalam waktu singkat. 5. Jawaban: c Untuk mendapatkan bibit bebas virus dalam jumlah besar dan dalam waktu yang singkat dapat didapatkan dengan teknik kultur jaringan. Rekayasa genetika adalah mengubah susunan gen sehingga keturunan yang dihasilkan tidak mirip dengan induknya. Fusi protoplasma atau hibridoma adalah penggabungan dua sel yang berbeda.

Kloning atau transplantasi atau pencangkokan nukleus digunakan untuk menghasilkan individu yang secara genetik identik dengan induknya. 6. Jawaban: c Pada teknik kultur jaringan perkembangan tanaman yang dilalui adalah eksplan–kalus–plantlet. Eksplan adalah bagian tumbuhan yang ditumbuhkan dalam media kultur. Potongan bagian tumbuhan yang ditanam tersebut kemudian akan membentuk kalus yaitu massa sel yang belum terdiferensiasi. Kalus kemudian akan berkembang menjadi tanaman lengkap yang disebut plantlet. 7. Jawaban: a 1) Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tumbuhan secara vegetatif buatan yang didasari oleh sifat totipotensi. Setiap sel tumbuhan memiliki kemampuan untuk tumbuh menjadi individu baru jika ditempatkan pada lingkungan yang sesuai. 2) Teknologi plasmid atau teknik DNA rekombinan adalah teknologi yang menggunakan plasmid bakteri sebagai vektor. Teknologi ini mengubah susunan DNA sehingga diperoleh susunan DNA baru yang mampu mengekspresikan sifat-sifat yang diinginkan. Teknik ini digunakan untuk menghasilkan tanaman transgenik. 3) Teknologi hibridoma atau fusi protoplasma adalah proses penggabungan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dari organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik. Teknik ini dapat digunakan untuk menghasilkan organisme transgenik. 4) Inseminasi buatan atau kawin suntik adalah inseminasi dengan bantuan manusia. Metode ini dilakukan dengan menyuntikkan sperma ke tubuh betina. Sperma yang digunakan dapat berupa sperma segar maupun sperma beku yang disimpan di bank sperma. Inseminasi buatan umumnya dikembangkan untuk peternakan hewan. Dengan metode ini, perkawinan hewan ternak betina dengan jantan unggul dapat dilakukan dengan mudah karena tidak perlu mempertemukan hewan jantan dan betina secara langsung. 8. Jawaban: e Enzim restriksi berfungsi memotong segmen DNA. Plasmid merupakan vektor gen dalam rekayasa genetika. DNA rekombinan merupakan DNA gabungan hasil rekayasa genetika. Enzim

Biologi Kelas XII

115

Protoplasma diisolasi dengan cara dihilangkan dinding selnya. Protoplasma yang diperoleh kemudian diuji viabilitasnya (aktivitas hidupnya) dengan cara melihat aktivitas organel. Fusi protoplasma dilakukan dalam suatu medan listrik. Setelah sel-sel tadi mengalami fusi, tahap selanjutnya adalah menyeleksi protoplasma yang dihasilkan. Setiap sel mempunyai spesifikasi tertentu. Protoplasma yang terseleksi kemudian dibiakkan. Fusi protoplasma pada sel hewan dan manusia sangat berguna terutama untuk menghasilkan hibridoma. Hibridoma merupakan hasil fusi yang terjadi antara sel pembentuk antibodi dan sel mieloma. Adapun pencangkokan gen atau DNA yang telah diisolasi ke dalam plasmid bakteri yang telah dipotong dengan enzim endonuklease restriksi. Pengisolasian DNA dari suatu organisme dengan memotongnya menjadi segmen-segmen kecil menggunakan enzim endonuklease restriksi merupakan tahapan proses dari teknik DNA rekombinan.

endonuklease ligase berfungsi menggabungkan segmen DNA atau dapat disebut juga sebagai lem biologi. 9. Jawaban: b Urutan proses rekayasa genetika sebagai berikut. 1) Isolasi DNA dan pemetaan DNA pankreas serta plasmid bakteri. 2) Pemotongan segmen DNA pankreas. 3) Penggabungan DNA pankreas dengan plasmid bakteri. 4) Memasukkan DNA rekombinan ke sel bakteri. 5) Mengulturkan bakteri pada media kultur. 10. Jawaban: d Sifat totipotensi dimanfaatkan dalam teknik kultur jaringan. Dalam kultur jaringan akan dihasilkan tanaman lengkap yang sifatnya sangat mirip dengan induknya karena merupakan hasil dari reproduksi vegetatif. Tanaman dengan sifat baru dan tanaman tahan hama merupakan produk dari rekayasa genetika. Sel yang merupakan gabungan dari dua sel yang berbeda merupakan produk dari hibridoma. 11. Jawaban: a RNA dicetak oleh DNA sehingga keberadaannya dipengaruhi oleh DNA. Dengan demikian, DNA merupakan faktor penting dalam proses sintesis protein atau ekspresi gen. Dalam DNA tersimpan gen-gen yang akan diekspresikan. Rantai tunggal nukleotida adalah RNA. 12. Jawaban: c Enzim yang diperlukan untuk memotong gen yang diinginkan dan membuka plasmid bakteri adalah enzim restriksi. Adapun ligase berfungsi sebagai penyambung DNA hasil isolasi ke dalam vektor. Polimerase berfungsi untuk membuka rantai double heliks DNA dalam proses sintesis protein. Enzim protease berfungsi memecah protein menjadi asam amino. Enzim katalase berperan dalam menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen sehingga tidak membahayakan sel-sel tubuh. 13. Jawaban: c Pada proses fusi protoplasma, sel tumbuhan yang telah dihilangkan dinding selnya diuji viabilitasnya untuk mengetahui aktivitas hidupnya. Selanjutnya, dilakukan elektrofusi. Protoplasma yang telah bergabung menjadi satu diseleksi dan yang baik akan dikulturkan menjadi tumbuhan dewasa. 14. Jawaban: e Sel hibridoma merupakan hasil dari teknik fusi protoplasma, yaitu penggabungan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dari organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik. Hal ini akan mengakibatkan kedua sel akan tertarik satu sama lain dan akhirnya mengalami fusi (melebur). 116

Bioteknologi

15. Jawaban: a Pembuatan vaksin dengan teknologi DNA rekombinan dilakukan dengan mengisolasi gen yang mengkode senyawa penyebab penyakit (antigen) dari mikroba yang bersangkutan. Selanjutnya, gen ini disisipkan pada plasmid mikroba sejenis yang telah dilemahkan (tidak berbahaya). Mikroba ini menjadi tidak berbahaya karena telah dihilangkan bagian yang menimbulkan penyakit, misal lapisan lendirnya. Mikroba yang telah disisipi gen ini akan membentuk antigen murni. Bila antigen ini disuntikkan pada manusia, sistem kekebalan manusia akan membuat senyawa khas yang disebut antibodi. Munculnya antibodi ini akan mempertahankan tubuh dari pengaruh senyawa asing (antigen) yang masuk dalam tubuh. Adapun menyuntikkan mikroba patogen yang sudah dilemahkan ke tubuh sehat agar terbentuk antibodi adalah proses vaksinasi konvensional. B.

Uraian

1. Kelebihan bioteknologi modern yaitu hasilnya dapat diramalkan, tidak terkendala oleh kondisi alam, diperoleh dalam waktu yang singkat, dan perbaikan sifat genetik dapat dilakukan secara terarah. Kelemahan bioteknologi modern yaitu biaya produksi mahal, memerlukan teknologi dan peralatan yang canggih, serta pengaruh jangka panjang belum diketahui. 2. Tahapan proses bayi tabung sebagai berikut. a. Mengambil sel ovum dan sel sperma. b. Mempertemukan sel sperma dan sel ovum dalam cawan petri yang kondisinya telah disesuaikan dengan oviduk.

c.

d. e. 3. a.

b. c. d. e.

Setelah proses fertilisasi berhasil akan terbentuk zigot dan kemudian membentuk blastula. Pada fase blastula inilah embrio siap untuk ditanamkan ke rahim ibu. Merawat janin dalam kandungan hingga lahir. Isolasi DNA dan pemetaan DNA sehingga diketahui DNA mana yang akan dipotong dan digabungkan. Pemotongan segmen DNA target menggunakan enzim restriksi. Penyisipan DNA target ke dalam plasmid menggunakan enzim ligase. Memasukkan DNA rekombinan tersebut ke dalam sel bakteri. Membiakkan sel bakteri.

4. Plasmid adalah rantai DNA melingkar di luar kromosom bakteri. Sifat-sifat plasmid sebagai berikut. a. Dapat mereplikasi diri. b. Dapat berpindah ke sel bakteri lain.

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: c Saccharomyces cereviseae mampu menghasilkan protein dari sel tunggal (PST), pengembang roti dengan menghasilkan CO 2 melalui proses fermentasi glukosa, dan berperan dalam proses pembuatan tapai melalui proses fermentasi. Yoghurt memanfaatkan mikroorganisme berupa Lactobacillus bulgaricus. Tempe memanfaatkan mikroorganisme berupa jamur Rhizopus sp. 2. Jawaban: e Insulin dapat dihasilkan oleh sel bakteri melalui teknik DNA rekombinasi, yaitu melalui penyambungan/penyisipan DNA sel pankreas dengan plasmid sel bakteri, selanjutnya sel bakteri tersebut dibiakkan dalam media untuk menghasilkan banyak bakteri yang mengandung insulin. 3. Jawaban: a Teknik fusi protoplasma adalah menggabungkan dua sel dari jaringan yang sama atau sel dari organisme yang berbeda. Contoh penerapan teknik fusi protoplasma untuk menghasilkan produk yang bermanfaat bagi manusia adalah pengembangan sel hibridoma yang diperoleh dengan menggabungkan sel-sel limfosit B dan sel mieloma yang telah dihilangkan dinding selnya dalam suatu medan listrik. Sel hibridoma bertujuan untuk memproduksi

c.

Merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu. d. Sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk. Alasan plasmid digunakan sebagai vektor dalam DNA rekombinan karena plasmid dapat berikatan dengan gen, mampu memperbanyak diri, dan mengekspresikan gen tersebut. Selain plasmid, vektor dapat berupa DNA virus. 5. Hibridoma merupakan hasil fusi antara sel pembentuk antibodi dengan sel mieloma. Sel pembentuk antibodi adalah sel limfosit B, sedangkan sel mieloma adalah sel kanker. Sel hibridoma yang dihasilkan dapat membelah secara tidak terbatas seperti sel kanker, tetapi juga menghasilkan antibodi seperti sel limfosit B. Setiap sel hibridoma menghasilkan antibodi yang sifatnya khas sehingga hibridoma yang dihasilkan harus diseleksi terlebih dahulu. Selanjutnya, tiap sel hibrid dibiakkan untuk menghasilkan antibodi.

antibodi monoklonal. Adapun susu yang mengandung laktoferin, kain alami sintetis, produksi insulin, dan produksi vaksin transgenik dilakukan dengan teknik DNA rekombinan. Susu yang mengandung laktoferin diproduksi dengan menyisipkan gen laktoferin manusia pada sapi perah. Kain alami sintetis diproduksi dengan mengembangkan gen bakteri yang mengkode enzim sintesis poliester untuk menghasilkan kain alami dengan tekstur halus dan kuat. Produksi insulin dilakukan dengan menyisipkan gen pengode insulin ke dalam plasmid bakteri. Produksi vaksin transgenik dilakukan dengan menyisipkan gen pengode antigen pada plasmid. 4. Jawaban: b Plasmid digunakan untuk menghasilkan tanaman transgenik karena plasmid mampu mereplikasi dirinya sendiri. Plasmid merupakan untaian DNA yang berbentuk sirkuler di luar kromosom sehingga mengandung gen, dan mampu mengekspresikan gen-gen yang dimiliki. Selain itu, plamid Ti mampu bergabung dengan sel tumbuhan. Plasmid berbentuk sirkuler dan tidak menjadi DNA kromosom. 5. Jawaban: c Padi disisipi gen nif/gen fiksasi nitrogen yang diambil dari bakteri Rhizobium sehingga padi transgenik mampu mengikat nitrogen sendiri. Gen delta endotoksin dari Bacillus thuringiensis menghasilkan

Biologi Kelas XII

117

racun yang dapat membunuh serangga. Gen HLF digunakan untuk memproduksi laktoferin. Thiobacillus ferrooxidans digunakan untuk membersihkan pencemaran logam. Azzola pinnata merupakan tanaman paku yang bersimbiosis dengan Anabaena untuk memperoleh nitrogen. 6. Jawaban: b Buah tomat dapat membusuk karena adanya pengaruh etilen. Melalui rekayasa genetika, aktivitas gen penghasil etilen dihambat agar tidak menghasilkan etilen sehingga buah tetap segar dalam waktu lama. 7. Jawaban: b 1) Kalus merupakan massa sel yang belum terdiferensiasi. 2) Eksplan merupakan jaringan tumbuhan yang digunakan pada teknik kultur jaringan. 3) Plantet merupakan tanaman kecil hasil kultur jaringan. 4) Plasmid merupakan rantai DNA melingkar di luar kromosom bakteri. 8. Jawaban: d Antibodi monoklonal hanya mampu menghasilkan satu jenis antibodi sehingga hanya mampu menyerang satu jenis antigen. Antibodi multiklonal mampu menghasilkan lebih dari satu jenis antibodi sehingga mampu menyerang banyak antigen. Banyaknya antibodi yang dihasilkan inilah yang mengakibatkan antibodi multiklonal tidak tepat sasaran karena tidak menyerang pada satu penyakit secara tepat. 9. Jawaban: a Pseudomonas putida mampu memutuskan ikatan karbon pada rantai minyak bumi, sehingga pencemaran tumpahan minyak di laut dapat teratasi. Asam sulfat dihasilkan oleh Thiobacillus ferrooxidans untuk mengikat logam. 10. Jawaban: b Yoghurt dan keju merupakan produk pangan dari olahan susu dengan bantuan bakteri. Keju dan yoghurt dibuat dengan bantuan campuran bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. Bakteri tersebut memfermentasi laktosa menjadi asam laktat serta menciptakan kondisi menguntungkan untuk pertumbuhan Lactobacillus bulgaricus. 11. Jawaban: a Gen somatotropin sapi yang disisipkan pada Eschericia coli akan menghasilkan bovin somatotropin yang apabila ditambahkan pada makanan ternak dapat meningkatkan produksi daging dan susu ternak.

118

Bioteknologi

12. Jawaban: a Produk kesehatan hasil rekayasa genetika seperti insulin mempunyak keseimbangan sendiri yang tidak diduga sebelumnya. Keseimbangan tersebut tidak sesuai dengan homeostatis dalam tubuh. Hal ini dapat mengakibatkan timbulnya gejala-gejala lain dari suatu penyakit, misalnya terjadi alergi. 13. Jawaban: b Pembuatan tanaman transgenik merupakan penerapan teknik DNA rekombinan, yaitu dengan menyisipkan gen antihama tertentu ke dalam kromosom tanaman tersebut. Kloning transfer inti atau fusi protoplasma adalah teknik penggabungan dua sel jaringan yang sama atau dua sel dari organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik. Kultur jaringan adalah teknik perbanyakan secara vegetartig dengan menumbuhkan jaringan maupun sel tumbuhan dalam suatu media buatan secara aseptik. Fertilisasi in vitro adalah pembuahan yang dilakukan di luar tubuh induknya. Selanjutnya, setelah terjadi pembuahan, embrio dimasukkan ke dalam rahim induk. Adapun kloning atau transplantasi nukleus digunakan untuk menghasilkan individu yang secara identik sama dengan induknya. 14. Jawaban: e Dampak negatif yang mungkin timbul dari hilangnya plasma nutfah adalah berkurangnya keanekaragaman hayati. Hal ini karena penemuan organisme transgenik menimbulkan kecenderungan masyarakat untuk membudidayakan organisme yang bersifat unggul saja sehingga mengakibatkan hilangnya plasma nutfah. 15. Jawaban: e Tanaman transgenik adalah tanaman yang telah diubah susunan gennya dalam kromosom sehingga mempunyai sifat yang menguntungkan sesuai dengan yang dikehendaki, misalnya tanaman kapas transgenik antiserangga. Tanaman ini dapat menimbulkan ancaman terhadap lingkungan dengan menimbulkan kerusakan pada ekosistem. Jika tanaman transgenik ditanam bersama dengan tanaman sejenis nontransgenik dikhawatirkan akan terjadi pencemaran gen. Pencemaran ini terjadi apabila tanaman transgenik menyerbuki tanaman nontransgenik, akibatnya pada tanaman nontransgenik mengalami mutasi yang mengakibatkan tanaman tersebut mati atau memiliki ciri seperti yang dimiliki oleh tanaman transgenik. Hal ini mengakibatkan berkurangnya keanekaragaman tanaman tersebut (hilangnya plasma nutfah lokal).

B.

Uraian

1. Kapas antiserangga mampu menghasilkan protein delta endotoksin. Protein ini akan bereaksi dengan enzim yang diproduksi oleh lambung serangga. Reaksi ini akan mengubah enzim tersebut menjadi racun. Akibatnya, serangga yang memakan tanaman tersebut akan mati karena keracunan. Jika serangga-serangga yang ada di alam mati, organisme-organisme pemakan serangga akan ikut punah juga, misal burung pemakan serangga. Hal ini akan menyebabkan rantai makanan yang ada di alam terganggu dan keseimbangan ekosistem tidak terjaga. 2. Aplikasi bioteknologi di bidang kesehatan antara lain sebagai berikut. a. Antibiotik, produksi antibiotik dilakukan secara konvensional yaitu dengan mengembangbiakkan organisme penghasil antibiotik, misal Penicillium notatum dan Penicillium chrysogenum. Selanjutnya, zat yang dihasilkan oleh mikroba diekstrak. Antibiotik berfungsi untuk membunuh bakteri. b. Insulin, hormon insulin berguna pagi penderita diabetes melitus untuk menurunkan kadar gula. Hormon ini diproduksi dengan cara menyisipkan gen pembentuk insulin dari manusia ke plasmid bakteri. c. Antibodi monoklonal, diperoleh dengan teknik hibridoma/fusi protoplasma, sehingga menghasilkan sel hibrid yang memiliki sifat dari kedua sel yang digabungkan yaitu sel kanker dan limfosit B. Antibodi monoklonal menghasilkan satu macam antibodi, yang berfungsi untuk membunuh sel kanker, penetral racun, dan mendeteksi keberadaan HCG.

A.

Pilihan Ganda

1. Jawaban: c Bioteknologi modern lebih menggunakan kajian ilmiah rekayasa genetika, biokimia, dan biomolekuler. Kegiatan pada soal yang menggunakan prinsip ilmiah adalah kloning domba Dolly (biomolekuler), tomat Flavr Savr (rekayasa genetika), dan produksi antibodi monoklonal (biomolekuler).

3. Contoh produk bioteknologi konvensional. Bahan Mentah

Mikroorganisme

Produk

1. 2. 3. 4.

Kedelai Kedelai Kedelai Ampas tahu

Rhizopus oryzae Aspergillus oryzae Aspergillus wentii Neurospora crassa

5.

Ketan/singkong

Sacharomyces cerevisiae

Tempe Taoco Kecap Oncom merah Tapai

No.

Contoh produk bioteknologi modern. a. Vaksin transgenik b. Padi transgenik c. Tembakau yang resistan terhadap virus d. Bunga antilayu dan buah tahan busuk e. Tanaman kapas antiserangga f. Kain ”alami” sintetis g. Insulin h. Antibodi monoklonal 4. Penggunaan organisme transgenik secara seragam akan mengakibatkan tergusurnya organisme lokal sehingga dapat mengakibatkan hilangnya plasma nutfah lokal (alami). Oleh karena itu, pembudidayaan organisme transgenik dapat mengakibatkan punahnya organisme lokal. 5. Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin dibedakan menjadi dua yaitu vaksin konvensional dan vaksin rekombinan. Vaksin konvensional dapat berupa virus/bakteri yang dilemahkan maupun dimatikan, atau pengambilan racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut. Kelemahan vaksin konvensional adalah jika virus atau bakteri yang dilemahkan aktif kembali, akan mengakibatkan penyakit yang lebih fatal. Sementara itu, vaksin rekombinan/vaksin transgenik merupakan produk bioteknologi modern/ rekayasa genetika dengan teknik DNA rekombinan untuk menyisipkan gen yang mengode antigen pada plasmid. Vaksin rekombinan berupa protein rekombinan yang bersifat imunogenik.

2. Jawaban: b Pembuatan kecap dilakukan dengan metode bioteknologi konvensional yang menggunakan mikroorganisme berupa jamur Aspergillus sp. Pembuatan roti menggunakan jamur S a c c h a r o m y ces cerevisiae. Pembuatan tempe menggunakan jamur Rhizopus sp. Pembuatan yoghurt menggunakan bakteri asam laktat yaitu Streptococcus thermophillus.

Biologi Kelas XII

119

3. Jawaban: b Bahan I II III IV V

Susu Kedelai Kedelai Singkong Susu

Mikroorganisme Streptococcus sp. Rhizopus sp. Aspergillus sp. Saccharomyces sp. Streptococcus sp.

Produk yang Dihasilkan Yoghurt Tempe Kecap Tapai Krim asam

4. Jawaban: c Bioteknologi merupakan pemanfaatan organisme dan proses biologi untuk menghasilkan produk ataupun jasa yang bermanfaat bagi manusia. Perkembangan bioteknologi sangat ditentukan oleh berbagai bidang ilmu sperti mikrobiologi, biologi sel, biologi molekuler, biokimia, dan genetika. Pada bioteknologi konvensional melibatkan proses fermentasi dan pada bioteknologi modern melibatkan proses rekayasa genetika yang menghasilkan organisme transgenik. Prinsip dasar rekayasa genetika dapat berupa kultur jaringan, kloning, teknik bayi tabung, DNA rekombinan, dan fusi protoplasma. 5. Jawaban: b Contoh penerapan bioteknologi konvensional yaitu: 1) pembuatan alkohol dengan Saccharomyces sp., 2) produk nata de coco dengan Acetobacter xylinum, dan 3) produksi tempe dengan jamur Rhizopus oryzae. Adapun produk kentang dengan kadar pati meningkat 20% dan produksi hormon somatotropin dengan memanfaatkan E. coli merupakan contoh hasil produksi yang menerapkan bioteknologi modern. 6. Jawaban: b Kedelai jika difermentasi menggunakan jamur Aspergillus oryzae akan menghasilkan kecap. Ketan atau singkong jika difermentasi menggunakan Saccharomyces akan menghasilkan tapai. Susu jika difermentasi menggunakan Lactobacillus bulgaricus akan menghasilkan keju. Rhizopus dimanfaatkan dalam proses fermentasi kedelai menjadi tempe. 7. Jawaban: d Langkah-langkah dalam proses DNA rekombinan sebagai berikut. 1) Mengidentifikasi dan mengisolasi DNA yang dikehendaki. 2) Mengekstrak plasmid dari sel bakteri. 3) Menggabungkan potongan gen yang dikehendaki dengan plasmid. 4) Memasukkan plasmid yang telah disisipi gen baru ke dalam sel bakteri. 5) Membiakkan bakteri dalam tabung reaksi. 120

Bioteknologi

8. Jawaban: e Kloning atau transplantasi nukleus adalah proses untuk menghasilkan individu yang secara genetik identik dengan induknya. Proses kloning dilakukan pada tingkat sel. Proses kloning dilakukan dengan memasukkan inti sel donor ke dalam sel telur yang telah dihilangkan inti selnya. Selanjutnya, sel telur diberi kejutan listrik atau zat kimia untuk memacu pembelahan sel. 9. Jawaban: c DNA rekombinan adalah teknik mengubah susunan DNA suatu organisme dengan cara menyisipkan gen asing ke organisme sehingga diperoleh sifat yang tidak dimiliki sebelumnya. Pada proses DNA rekombinan segmen DNA yang dikehendaki kemudian dimasukkan ke dalam suatu vektor (pembawa). Vektor pada proses ini dapat berupa plasmid atau DNA virus. 10. Jawaban: c Eksplan adalah bagian tumbuhan yang ditumbuhkan dalam media kulutur. Eksplan yang sering yang digunakan merupakan bagian tumbuhan yang memiliki sel-sel yang aktif membelah yaitu sel meristem yang terdapat di ujung akar atau batang. 11. Jawaban: e Antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil. Dengan demikian, antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendeteksi adanya kehamilan. Antibiotik digunakan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme penyebab penyakit. Protein sel tunggal dan mikoprotein digunakan sebagai makanan sumber protein. Bovin somatotropin digunakan untuk meningkatkan produksi daging dan susu ternak. 12. Jawaban: b Prinsip dari bioteknologi konvensional adalah penggunaan agen biologi (mikroorganisme) dengan teknik sederhana tanpa melalui rekayasa genetika untuk tujuan tertentu, misal pengolahan produk makanan. Proses yang terjadi di dalam bioteknologi konvensional umumnya adalah fermentasi. Sementara itu, rekayasa genetika dan manipulasi DNA merupakan ciri-ciri dari bioteknologi modern. 13. Jawaban: b Contoh produk bioteknologi modern dengan proses rekayasa genetika terhadap mikroorganisme adalah produksi vaksin transgenik dengan bakteri patogen dan produksi insulin dengan bakteri Escherichia coli yang dilakukan dengan teknik DNA rekombinan. Tujuan teknik DNA rekombinan adalah untuk melakukan

manipulasi gen sehingga dihasilkan organisme yang memiliki sifat-sifat baru sesuai yang diharapkan. Organisme yang dihasilkan disebut organisme transgenik. Adapun produksi antibiotik dengan bakteri Streptomyces griceus, produksi metanol dengan bakteri Methanobacterium sp, dan produksi yoghurt dengan bakteri Lactobacillus bulgaricus merupakan produk bioteknologi konvensional tanpa melakukan manipulasi pada susunan gen dalam kromosom bakteri tersebut. Manipulasi dilakukan pada kondisi lingkungan dan media tumbuh dengan menggunakan peralatan sederhana. 14. Jawaban: a Proses kloning dilakukan dengan cara memasukkan inti sel donor yang berasal dari sel somatis ke dalam sel telur yang telah dihilangkan inti selnya. Fusi sel merupakan teknik penggabungan dua sel yang berasal dari jaringan berbeda sehingga menghasilkan hibrid yang memiliki sifat kedua sel tersebut. Hibridoma merupakan hasil antara sel pembentuk antibodi sel (limfosit B) dengan sel mieloma (sel kanker). Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif buatan yang didasarkan pada sifat totipotensi tumbuhan. Rekayasa genetika merupakan teknik manipulasi pada susunan kromosom makhluk hidup untuk menghasilkan organisme transgenik. 15. Jawaban: c Insulin diproduksi dengan menerapkan teknik DNA rekombinan. Adapun tahap-tahapnya sebagai berikut. Gen insulin dipotong dengan enzim endonuklease restriksi yang berperan sebagai ”gunting biologi”. Segmen gen insulin kemudian dimasukkan ke dalam suatu vektor yang berupa plasmid bakteri. Transplantasi gen insulin dilakukan dengan cara menyambung gen insulin ke dalam DNA plasmid vektor dengan menggunakan enzim ligase. DNA rekombinan kemudian dimasukkan ke dalam sel bakteri atau virus. Sel bakteri atau virus tersebut kemudian melakukan replikasi dengan cara membelah diri sehingga diperoleh DNA rekombinan dalam jumlah banyak. 16. Jawaban: a Agrobacterium tumefaciens dapat dijadikan sebagai vektor pada proses DNA rekombinan karena mempunyai plasmid Ti (tumor inducing) yang dapat bergabung dengan DNA tumbuhan. 17. Jawaban: e Interferon adalah protein yang dibentuk secara alami oleh sel-sel imun, misal sel darah putih dan fibroblas. Secara komersial, interferon diproduksi

menggunakan teknologi DNA rekombinan atau transplantasi gen. Kloning atau transfer inti dilakukan dengan cara memasukkan inti sel donor yang berasal dari sel somatis ke dalam sel telur yang telah dihilangkan inti selnya. Fusi protoplasma merupakan teknik penggabungan dua sel yang berasal dari jaringan berbeda sehingga menghasilkan hibrid yang memiliki sifat kedua sel tersebut. Hibridoma merupakan hasil antara sel pembentuk antibodi sel (limfosit B) dengan sel mieloma (sel kanker). 18. Jawaban: a Mikroorganisme yang berperan untuk mengatasi masalah pencemaran lingkungan adalah Pseudomonas putida dan Thiobacillus ferrooxidans. Pseudomonas putida digunakan untuk mengatasi masalah tumpahan minyak bumi di laut karena bakteri tersebut memiliki gen yang mampu menguraikan ikatan hidrokarbon pada minyak bumi. Bakteri Thiobacillus ferrooxidans digunakan untuk mengurangi pencemaran limbah bahan tambang karena bakteri tersebut mampu mengoksidasi belerang yang mengikat berbagai logam dengan membentuk logam sulfida. Logam tersebut kemudian dapat dilepaskan kembali ke lingkungan. Adapun Bacillus thuringiensis dimanfaatkan sebagai bioinsektisida. Gen delta endotoksin dari bakteri ini disisipkan ke dalam tanaman kapas sehingga menghasilkan tanaman kapas transgenik yang tahan hama. Sementara itu, bakteri Escherichia coli merupakan bakteri yang banyak digunakan sebagai vektor dalam teknik DNA rekombinan. 19. Jawaban: b Produksi PST dapat mengurangi pencemaran limbah karena substrat yang digunakan sebagai medium tumbuh mikroba penghasil PST ini dapat berupa limbah. 20. Jawaban: a Pada umumnya bioteknologi memberi manfaat bagi kesejahteraan manusia. Namun, di sisi lain bioteknologi juga dapat memberikan dampak negatif bagi lingkungan, misalnya pada kebijakan budi daya tanaman kapas transgenik di Sulawesi yang mendapat tanggapan pro dan kontra dari masyarakat. Masyarakat yang menerima kebijakan ini karena melihat keuntungan penerapan teknologi kapas transgenik yang memiliki sifat unggul yaitu tahan hama sehingga menghemat penggunaan insektisida. Namun kebijakan tersebut juga mendapat penolakan dari masyarakat yang khawatir akan dampak negatif yang ditimbulkan pada ekosistem. Penanaman kapas transgenik dikhawatirkan akan menggeser kapas lokal sehingga akan mengurangi keanekaragaman kapas lokal.

Biologi Kelas XII

121

21. Jawaban: b Pemanfaatan bakteri Thiobacillus ferrooxidans digunakan untuk mengurangi pencemaran limbah bahan tambang. Hal ini disebabkan karena bakteri tersebut mampu mengoksidasi belerang yang mengikat berbagai logam dengan membentuk logam sulfida yang dapat dilepaskan kembali ke lingkungan dan dimanfaatkan oleh manusia. Bakteri ini digunakan dalam pemurnian logam dari bijihnya. Penggunaan bakteri dalam pemurnian logam dapat mengurangi dampak pencemaran limbah bahan tambang. Bakteri yang berperan menguraikan tumpahan minyak di laut adalah Pseudomonas putida. Bakteri ini memiliki gen yang mampu menguraikan ikatan hidrokarbon pada minyak bumi. Adapun pengolahan limbah plastik dengan jamur Cladosporium resinae. Pengolahan limbah peternakan menjadi biogas dilakukan dengan memanfaatkan bakteri methanogen yang mampu menguraikan limbah ternak menjadi gas metan. Pengolahan limbah pabrik minyak goreng sawit menjadi biodiesel dilakukan dengan proses metanolisis melalui serangkaian proses pencucian dengan air panas secara bertingkat dan katalis asam basa. 22. Jawaban: b Pupuk superfosfat merupakan salah satu pupuk organik yang dibuat melalui teknologi Bio-SP menggunakan mikrobia pelarut fosfat. Teknologi tersebut memberi dampak positif bagi lingkungan yaitu mengurangi penggunaan asam organik sehingga dapat mengurangi pencemaran lingkungan dan menghemat biaya produksi. 23. Jawaban: c Bakteri hasil rekayasa genetika memiliki susunan gen dan kromosom yang telah berubah. Jika bakteri transgenik ini lepas ke lingkungan dikhawatirkan dapat menimbulkan penyakit infeksi baru yang belum ada obatnya. 24. Jawaban: b Salah satu teknik yang dapat dilakukan dalam bioteknologi adalah dengan kultur jaringan. Kultur jaringan dapat dilakukan dengan memanfaatkan sifat totipotensi sel pada jaringan. Hasil dari kultur jaringan akan menghasilkan sifat organisme yang identik dengan induknya sehingga tidak mengalami pergeseran gen dominan maupun resesif. Akan tetapi, kultur jaringan juga memiliki risiko yang dapat berdampak buruk yaitu sel-sel semakin tidak adaptif terhadap lingkungan apabila proses aklimatisasi yang tidak sesuai. 25. Jawaban: e Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif dengan menumbuhkan jaringan maupun sel tumbuhan dalam suatu media buatan secara aseptik. Teknik ini didasarkan

122

Bioteknologi

pada sifat totipotensi tumbuhan. Teknik ini memberikan implikasi positif bagi kehidupan manusia berupa hasil bibit tanaman dengan jumlah banyak dan waktu yang singkat. Selain itu, sifat individu baru yang dihasilkan dari teknik kultur jaringan memiliki sifat yang sama dengan induknya. Adapun tanaman poliploid yang berukuran besar dapat diperoleh dengan teknik radiasi. Sementara itu, tanaman transgenik dengan kualitas unggul, misal tanaman yang tahan penyakit dan hama serta memiliki jaringan yang kukuh dapat diperoleh dengan teknik DNA rekombinan. 26. Jawaban: b Penyakit fibrosis sistik dapat diatasi dengan memanfaatkan bioteknologi, yaitu dengan cara memasukkan gen yang mengkode ATT dari orang sehat ke dalam DNA virus. Selanjutnya, virus tersebut diinfeksikan pada paru-paru pasien. Virus akan mengirimkan gen normal ke dalam selsel pasien. Dengan demikian, sel-sel pasien dapat membuat protein ATT sehingga pasien dapat bernapas dengan lebih normal. 27. Jawaban: b Organisme transgenik memiliki sifat-sifat unggul sehingga para petani lebih senang mengembangbiakkan organisme transgenik. Hal ini dapat mengakibatkan organisme asli yang merupakan sumber plasma nutfah semakin tersisih dan akhirnya bisa punah. 28. Jawaban: b Tumbuhan memiliki sifat totipotensi yang tinggi maksudnya setiap sel tumbuhan mempunyai kemampuan untuk tumbuh menjadi individu baru apabila ditempatkan pada lingkungan yang sesuai. Sifat totipotensi tumbuhan dimanfaatkan dalam teknik kultur jaringan. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif buatan yang bertujuan untuk memperoleh bibit tanaman yang sifatnya identik dengan induknya dalam jumlah besar dan dalam waktu singkat. 29. Jawaban: d Teknik rekayasa genetika dilakukan dengan melakukan manipulasi pada susunan gen atau kromosom makhluk hidup sehingga dihasilkan organisme transgenik. Prinsip dasar rekayasa genetika antara lain DNA rekombinan dan fusi protoplasma. Dalam DNA rekombinan diperlukan adanya enzim endonuklease restriksi yang berfungsi sebagai “gunting biologi”, enzim ligase yang berfungsi sebagai “lem biologi”, dan plasmid. Dalam fusi protoplasma diperlukan adanya sel yang mampu berfusi. Sementara itu, teknik fermentasi sangat mendukung perkembangan bioteknologi konvensional. Dalam bioteknologi konvensional tidak ada rekayasa genetika.

30. Jawaban: c a, b, d, dan e bisa menimbulkan dampak negatif dari bioteknologi, misal organisme hasil kloning belum tentu baik atau aman untuk dikembangkan. Demikian juga dengan dibebaskannya pakar melakukan rekombinan yang dapat memberikan dampak negatif seperti hasil rekombinannya menghasilkan sifat baru yang merugikan.

hewan ternak unggul dapat dilakukan dengan mudah karena tidak perlu mempertemukan hewan jantan dan betina secara langsung. 4. Persamaannya adalah kedua-duanya sama akan menigkatkan kekebalan tubuh dalam melawan kuman penyakit. Perbedaannya sebagai berikut. Vaksin Transgenik

B. Uraian 1. Penyakit keturunan dapat diobati dengan cara terapi gen. Contoh panyakit keturunan yang dapat diobati dengan terapi gen adalah fibrosis sistik, dan Adenosine Deaminase Deficiency (ADD) yaitu penyakit penderita tidak memiliki ketahanan tubuh. Terapi gen dilakukan dengan cara menyisipkan gen normal ke penderita melalui vektor virus. Virus akan mentrasfer gen normal ke sel target, sehingga penderita mampu mensintesis protein yang diinginkan. Terapi gen tidak mengubah genom pada seluruh sel tubuh hanya merubah genetik dari sel target, misal sel targetnya adalah paru-paru atau limpa. 2. Bovin Somatotropin adalah produk rekayasa genetika. Langkah rekayasa genetika sebagai berikut. a. Memetakan DNA, mengisolasi DNA, dan plasmid. b. Memotong gen pengkode somatotropin menggunakan enzim retriksi dan juga memotong bagian plasmid. c. Menyisipkan gen pengkode somatotropin ke plasmid, terbentuklah DNA rekombinan. d. Memasukkan plasmid yang telah disisipi gen pengkode somatotropin ke dalam sel bakteri E.coli. e. Mengkulturkan bakteri E.coli tersebut dan menjadikannya sebagai produk suplemen ternak. 3. Fertilisasi in vitro adalah fertilisasi dengan bantuan manusia untuk mempertemukan ovum dan sel sperma di luar tubuh hewan. Hasil fertilisasi ditumbuhkembangkan dalam media khusus hingga menjadi embrio. Embrio hasil pembuahan selanjutnya diimplantasi ke dalam rahim hewan betina. Embrio akan berkembang dalam rahim sampai waktunya dilahirkan. Metode ini dapat digunakan pada manusia dan dikenal dengan nama bayi tabung. Adapun teknik inseminasi buatan atau kawin suntik yaitu sperma dimasukkan dalamrahin hewan betina untuk membantu terjadinya fertilisasi di dalam tubuh hewan betina menggunakan alat injeksi. Sperma yang digunakan dapat berupa sperma segar maupun sperma beku yang disimpan di bank sperma. Dengan teknik ini, perkawinan

Antibodi Monoklonal

Menggunakan teknik reka- Fusi protoplasma/hibridoma yasa genetika Menggunakan virus non- Gabungan dari dua sel yang patogen yang disisipi DNA berbeda sifat yaitu limfosit B dan kanker virus patogen Memicu peningkatan kekebalan tubuh secara mandiri sehingga tubuh dapat menghasilkan antibodi sendiri

Antibodi dihasilkan dari sel hibrid yang diproduksi dan dikulturkan di luar tubuh. Selanjutnya, antibodi disuntikkan ke dalam tubuh sehingga tubuh tidak memproduksi antibodi sendiri

5. Kelebihan teknik kultur jaringan sebagai berikut. a. Tidak memerlukan lahan yang luas. b. Dapat digunakan untuk mengembangbiakkan bibit tanaman transgenik. c. Dapat menghasilkan bibit tanaman bebas virus dari tanaman yang sudah terinfeksi virus. d. Dapat menghasilkan bibit tanaman yang memiliki sifat identik dengan induknya. e. Dapat menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dan dalam waktu yang relatif singkat. 6. Mikroorganisme penghasil PST memiliki beberapa keunggulan sebagai berikut. a. Mempunyai kemampuan berkembang biak yang relatif cepat. b. Mempunyai kandungan protein yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan sumber protein lainnya (hewan/tumbuhan). c. Dapat menggunakan substrat limbah sebagai media tumbuh. 7. Protein sel tunggal yang berasal dari Saccharomyces cerevisiae tidak dapat digunakan sebagai makanan sumber protein bagi manusia. PST dari S. cerevisiae hanya digunakan sebagai suplemen makanan ternak. Hal ini disebabkan karena protein yang dihasilkan oleh mikrobia tersebut mengandung asam nukleat tinggi dan tubuh manusia tidak mempunyai enzim yang cukup untuk memetabolismenya. 8. Perbedaan fertilisasi in vitro dan kloning adalah fertilisasi in vitro merupakan fertilisasi dengan bantuan manusia di mana ovum dan sel sperma dipertemukan di luar tubuh hewan dan ditumbuh-

Biologi Kelas XII

123

kan dalam media kultur yang disesuaikan seperti kondisi rahim. Sementara itu, pada kloning embrio berasal dari ovum yang telah dihilangkan inti selnya, kemudian diinjeksikan inti sel tubuh. Ovum yang berisi inti sel tubuh diberi kejutan listrik untuk merangsang pembelahan sehingga terbentuk klon embrio. Adapun persamaan kloning dan fertilisasi in vitro terdapat pada implantasi embrio yang dihasilkan ke dalam rahim sehingga berkembang menjadi calon organisme yang diinginkan. 9. Dampak negatif bioteknologi sebagai berikut. a. Produk bioteknologi yang berupa makanan dapat menimbulkan alergi. Gen asing yang disisipkan pada organisme yang menjadi makanan manusia dapat menyebabkan alergi pada individu tertentu. b. Hilangnya plasma nutfah. Plasma nutfah atau kenekaragaman makhluk hidup dapat musnah akibat budi daya hewan atau tumbuhan yang unggul saja.

124

Bioteknologi

c.

Kerusakan ekosistem. Gangguan terhadap kondisi normal lingkungan dapat mengakibatkan rusaknya ekosistem. Misalnya kapas Bt selain mengakibatkan matinya ulat yang memakannya juga dapat mengakibatkan kematian serangga lainnya.

10. Pemanfaatan mikrobiologi ternyata mampu mengubah suatu senyawa menjadi sumber energi alternatif, misalnya bakteri Methanobacterium mampu memfermentasi feses hewan ternak menghasilkan gas metana yang dijadikan sumber energi alternatif. Selain itu, khamir Saccharomyces cereviseae mampu memfermentasi gula tebu dan menghasilkan etanol. Etanol murni disebut bagasse.

Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Penyakit malaria disebabkan parasit yang berupa Plasmodium yang hidup dalam darah. Plasmodium ini dapat ditularkan melalui gigitan nyamuk Anopheles sp. Nyamuk Anopheles sp. bertelur di air. Telur ini akan menetas menjadi jentik-jentik setelah satu atau dua hari. Oleh karena itu, cara pembasmian nyamuk yang paling tepat adalah dengan memutus siklus hidupnya. Pemutusan siklus hidup nyamuk dapat dilakukan dengan cara menguras bak mandi minimal seminggu dua kali serta mengubur tempat-tempat yang dapat digenangi oleh air. Dengan demikian, jentik-jentik tersebut tidak dapat berkembang menjadi nyamuk dewasa. Jadi, pencegahan penyakit malaria yang paling tepat yaitu dengan mencari faktor penyebabnya dan memberantasnya dengan cara yang tepat. Melepas predator nyamuk Anopheles bukanlah usaha yang tepat karena nyamuk Anopheles dapat berkembang biak dengan cepat sehingga memerlukan predator yang cukup banyak. Pilihan c, d, dan e bukanlah usaha pencegahan, tetapi lebih diutamakan cara penanganan penderita malaria. 2. Jawaban: a Bakteri Rhizobium leguminosarum berperan dalam siklus nitrogen sebagai bakteri pengikat nitrogen. Bakteri ini bersimbiosis dengan akar tanaman Leguminosae (kacang-kacangan). Bakteri Rhizobium mampu mengikat nitrogen (terutaman N2) bebas di udara dan mereduksinya menjadi senyawa amonia. Tumbuhan dapat menyerap nitrogen dalam bentuk amonia. Nitrogen diperlukan oleh tanaman untuk pertumbuhan dan perkembangannya. 3. Jawaban: c Rhizopus stolonifer tumbuh pada roti basi. Hifanya yang disebut juga stolon tumbuh di permukaan roti dengan cepat. Rhizopus oryzae merupakan jamur yang berperan dalam pembuatan tempe. Aspergillus niger merupakan jamur yang digunakan untuk membuat asam sitrat. Saccharomyces cerevisiae berperan dalam pembuatan tapai. Volvariella volvacea digunakan sebagai bahan makanan.

4. Jawaban: a Cumi-cumi, kerang, dan bekicot merupakan kelompok hewan bertubuh lunak. Memiliki kaki di kepala dan memiliki kantong tinta merupakan ciriciri cumi-cumi. Tubuhnya ditutupi oleh cangkang merupakan salah satu ciri kerang dan bekicot. Selain itu, bekicot juga bergerak menggunakan perutnya. 5. Jawaban: d Terumbu karang merupakan sumber daya alam kelautan yang bersifat dapat diperbarui. Meskipun dapat diperbarui, tetapi jika pengambilan terumbu karang dilakukan secara tidak terkendali akan mengakibatkan populasinya semakin menurun. Padahal ekosistem terumbu karang memiliki keanekaragaman makhluk hidup yang tinggi. Terumbu karang merupakan habitat beberapa macam biota laut. Jika terumbu karang mengalami kerusakan, banyak biota laut yang tidak mampu bertahan hidup. Oleh karena itu, usaha yang diperlukan untuk melestarikan terumbu karang di Kepulauan Wakatobi antara lain menjadikan daerah Wakatobi sebagai daerah tujuan wisata bahari dengan fasilitas yang tidak merusak terumbu karang dan sebagai daerah perlindungan bawah air. Sementara itu, menjual karang dan ikan warnawarni dengan harga yang mahal dapat mengakibatkan pengambilan terumbu karang semakin merajalela sehingga akan mengakibatkan populasinya menurun. Melestarikan terumbu karang dengan melarang siapa pun menjamah dan mendekatinya bukanlah tindakan bijaksana karena terumbu karang merupakan pemandangan yang sangat indah sehingga dapat dijadikan wisata bawah air. Jika adanya larangan untuk menjamah maupun mendekati, terumbu karang tidak dapat dijadikan sebagai wisata bawah air. 6. Jawaban: c Araucaria cunninghammi dan Pinus contorta termasuk dalam subdivisio Gymnospermae kelas Coniferinae. Gnetum gnemon termasuk dalam subdivisio Gymnospermae kelas Gnetinae. Tumbuhan lain yang termasuk dalam subdivisio Gymnospermae adalah Cycas rumphii yang

Biologi Kelas XII

125

termasuk dalam kelas Cycadinae. Ciri khas subdivisio Gymnospermae adalah bijinya tidak dilindungi oleh daun buah tetapi tersusun dalam strobilus. Singkong, padi, kacang kapri, dan jagung termasuk dalam subdivisio Angiospermae yang memiliki ciri khas bijinya dilindungi oleh daun buah. 7. Jawaban: a Cacing pita bertelur di dalam tubuh manusia. Proglotid akhir yang mengandung telur masak akan lepas dari rangkaian proglotid serta keluar dari usus inang bersama feses. Apabila proglotid akhir termakan oleh sapi, telurnya akan menetas dan keluarlah larva yang disebut heksakan (onkosfer). Larva heksakan akan menembus dinding usus sapi menuju jaringan otot dan jaringan lainnya. Heksakan berkembang menjadi sisteserkus di dalam jaringan ini. Apabila manusia memakan daging sapi yang mengandung sisteserkus, sisteserkus tersebut akan berkembang menjadi cacing pita dewasa di dalam usus. Selanjutnya, daur hidup cacing terulang lagi. 8. Jawaban: a Ciri khas yang dimiliki oleh filum Chordata adalah mempunyai chorda dorsalis atau notochord yang memanjang sebagai sumbu tubuh. Filum Chordata dibagi menjadi empat subfilum yaitu Hemichordata, Urochordata, Cephalochordata, dan Vertebrata. Gambar pada soal menunjukkan gambar badak, duyung, dan rusa. Hewan-hewan tersebut termasuk dalam subfilum Vertebrata. Vertebrata mempunyai tulang belakang yang memanjang dari kepala sampai ekor. 9. Jawaban: a Di dalam ekosistem terjadi hubungan yang saling memengaruhi antarkomponennya. Peningkatan populasi suatu komponen ekosistem secara tidak terkendali mengakibatkan terganggunya keseimbangan ekosistem. Misalnya peningkatan populasi eceng gondok di suatu perairan secara pesat akan memengaruhi komponen abiotik dan biotik lainnya. Eceng gondok yang mati akan diuraikan oleh mikroorganisme. Mikroorganisme membutuhkan oksigen untuk menguraikan eceng gondok tersebut. Semakin banyak eceng gondok yang mati berarti semakin banyak oksigen yang digunakan oleh mikroorganisme untuk menguraikan eceng gondok. Akibatnya, kandungan oksigen terlarut dalam sungai tersebut menjadi berkurang (DO rendah). Biota yang berada di sungai tersebut menjadi kekurangan oksigen sehingga banyak yang tidak dapat bertahan hidup. 10. Jawaban: b Unsur nitrogen sebagian besar terdapat di atmosfer dalam bentuk gas nitrogen (N2). Nitrogen di atmosfer akan diikat oleh bakteri, misalnya bakteri Rhizobium

126

Latihan Ujian Nasional

yang hidup dalam akar tumbuh-tumbuhan kacangkacangan. Nitrogen ini merupakan komponen utama asam amino yang nantinya digunakan untuk menyusun protein dalam tubuh makhluk hidup. Nitrogen berpindah dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya melalui rantai makanan. Setelah makhluk hidup mati, protein yang ada di dalam tubuhnya akan diuraikan oleh mikroorganisme menjadi senyawa amonium dan amonia melalui proses amonifikasi. Selanjutnya, senyawa amonium dan amonia kemudian dirombak oleh bakteri nitrit menjadi ion nitrit. Ion nitrit selanjutnya dirombak oleh bakteri nitrat menjadi ion nitrat. Konversi amonia menjadi nitrit selanjutnya diubah menjadi nitrat disebut proses nitrifikasi. Nitrogen dalam bentuk ion nitrat akan diserap oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhan nitrogennya dan juga akan digunakan bakteri tanah untuk memperoleh nitrogen. Selanjutnya, oleh bakteri denitrifikasi, nitrat diubah menjadi amonia kembali. Amonia diubah menjadi nitrogen yang akan dilepas ke udara dan akan diikat oleh bakteri Rhizobium yang hidup pada akar tumbuhan kacang-kacangan. Jadi, nomor 1 dan 2 menunjukkan proses nitrifikasi, nomor 3 dan 4 menunjukkan proses denitrifikasi, nomor 5 menunjukkan fiksasi nitrogen, dan nomor 6 menunjukkan proses amonifikasi. 11. Jawaban: b Kegiatan industri dan kegiatan manusia dapat menimbulkan peningkatan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer bumi. Peningkatan konsentrasi karbon dioksida ini menimbulkan efek rumah kaca. Efek rumah kaca merupakan gejala peningkatan suhu di permukaan bumi. Hal ini terjadi karena sebagian besar radiasi matahari yang sampai ke bumi tidak dapat dipantulkan ke ruang angkasa. Proses nitrifikasi terganggu dan hujan asam dapat terjadi karena adanya peningkatan oksida sulfur atau oksida nitrogen di udara. Terbentuknya lubang ozon terjadi karena adanya peningkatan CFC. Terjadinya asfiksi atau gangguan pengangkutan oksigen dalam sel tubuh karena tubuh keracunan gas sianida atau gas karbon monoksida. 12. Jawaban: a Unsur C, H, O, N, dan S merupakan komponen kimia dalam jumlah besar dalam protoplasma sel. Persentase unsur tersebut dalam protoplasma adalah C = 10,5%, H = 10,0%, O = 76%, N = 2,5%, dan S = 0,2%. Adapun unsur-unsur seperti Zn, Cu, Ca, Fe, Mg, dan Mn merupakan komponen kimia dalam jumlah yang sangat sedikit di dalam protoplasma.

13. Jawaban: c Bagian sel tumbuhan yang diberi nomor 1 adalah kloroplas. Kloroplas tidak terdapat dalam sel hewan. Kloroplas berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. Dari proses tersebut dihasilkan karbohidrat. 14. Jawaban: d Jaringan yang memiliki ciri-ciri tersebut adalah jaringan parenkim. Jaringan parenkim merupakan jaringan dasar yang menyusun sebagian besar organ tubuh tumbuhan. Adapun jaringan epidermis, xilem, kolenkim, dan sklerenkim sudah tidak dapat membelah lagi. 15. Jawaban: a Pada gambar tersebut ditunjukkan gerakan menekuk lengan bawah atau gerak fleksi. Pada gerak ini bekerja dua macam otot, yaitu otot bisep dan otot trisep. Pada saat terjadi gerak fleksi (membengkokkan lengan bawah), otot bisep berkontraksi dan otot trisep berelaksasi. 16. Jawaban: a Seseorang yang kadar Hb darahnya sangat rendah atau eritrositnya rendah menunjukkan bahwa orang tersebut menderita anemia. Kekurangan Hb dalam tubuh mengakibatkan kebutuhan oksigen tidak tercukupi sehingga mengakibatkan pusing dan mudah lelah. Embolus adalah tersumbatnya pembuluh darah karena benda-benda asing yang tersangkut pada pembuluh darah. Leukemia adalah peningkatan jumlah leukosit secara tidak terkendali. Arteriosklerosis adalah pengerasan pembuluh nadi oleh endapan lemak. Trombosis adalah tersumbatnya pembuluh darah oleh komponen-komponen darah (trombus). Komponenkomponen darah, antara lain trombosit, fibrin, eritrosit, dan leukosit. 17. Jawaban: c Pada usus halus terjadi pencernaan makanan oleh getah empedu, getah pankreas (enzim lipase, tripsin, dan amilase), dan getah usus (enzim sukrase, maltase, laktase, peptidase, enterokinase, erepsin, dan lipase). Enzim maltase berfungsi mengubah maltosa menjadi glukosa. Adapun proses penguraian kimiawi pada pilihan jawaban b, d, dan e terjadi di dalam lambung dan proses penguraian kimiawi pada pilihan jawaban c terjadi di rongga mulut. 18. Jawaban: a Asfiksi adalah gangguan dalam pengangkutan oksigen (O2) ke jaringan tubuh yang disebabkan terganggunya fungsi paru-paru, pembuluh darah, ataupun jaringan tubuh. Gangguan ini mengakibatkan sel-sel dalam jaringan tubuh kekurangan oksigen.

19. Jawaban: a Bagian nefron yang diberi kode X adalah glomerulus. Pada glomerulus terjadi proses filtrasi dan dihasilkan urine primer. Selanjutnya, di tubulus kontortus proksimal terjadi reabsorpsi dan dihasilkan urine sekunder. Proses terakhir dalam pembentukan urine adalah augmentasi. Proses augmentasi terjadi di tubulus kontortus distal dan menghasilkan urine sesungguhnya. 20. Jawaban: b X adalah lensa yang berfungsi memfokuskan jatuhnya bayangan. Y adalah pupil yang berfungsi mengatur jumlah cahaya yang masuk ke mata. Bagian mata yang berfungsi meneruskan cahaya ke lensa adalah kornea. Bagian mata yang berfungsi memberi nutrisi pada sel mata adalah koroidea. Bagian mata yang memberi bentuk bola mata adalah vitreous humor. 21. Jawaban: c FSH berfungsi mengatur pertumbuhan dan perkembangan folikel telur dan merangsang folikel untuk membentuk estrogen yang berfungsi merangsang pertumbuhan endometrium (penebalan dinding rahim). Adapun pertumbuhan sekunder pada wanita dipengaruhi hormon progesteron. Perubahan badan merah (korpus rubrum) menjadi badan kuning (korpus luteum) yang terjadi saat ovulasi dan pengeluaran hormon progesteron oleh badan kuning dipengaruhi oleh LH (luteinizing hormone). 22. Jawaban: d Respons imun sekunder terjadi jika patogen menginfeksi tubuh untuk kedua kalinya. Sel-sel B pengingat akan membelah secara cepat dan menghasilkan sel-sel B aktif dalam jumlah yang lebih besar. Semua sel tersebut mampu menyekresi antibodi spesifik. 23. Jawaban: b Berdasarkan grafik pada soal ditunjukkan bahwa tinggi kecambah bertambah paling cepat pada kondisi X. Pada kondisi Y, laju pertambahan tinggi kecambah lebih lambat daripada kecambah yang berada pada kondisi X. Kecambah pada kondisi Z mengalami laju pertambahan tinggi paling lambat. Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa X merupakan kondisi gelap dan Z merupakan kondisi terang. Kecambah yang berada dalam kondisi gelap akan mengalami pertumbuhan dengan cepat. Adapun kecambah yang berada di tempat terang akan mengalami pertumbuhan yang lambat karena keberadaan cahaya yang berlebih dapat menonaktifkan hormon pertumbuhan tanaman yaitu hormon auksin sehingga hormon auksin tidak dapat berfungsi dengan baik.

Biologi Kelas XII

127

24. Jawaban: a Saat ekstrak hati ditambah dengan HCl dan NaOH, gelembung gas yang dihasilkan sedikit dan nyala bara api redup. Hal ini menunjukkan bahwa enzim tidak bekerja dengan baik. Penambahan HCl akan mengakibatkan kondisi asam dan penambahan NaOH mengakibatkan kondisi basa. Enzim katalase bekerja optimal pada kondisi netral. Dalam kondisi basa atau asam, kerja enzim katalase akan terhambat. Adapun enzim akan menjadi inaktif apabila didinginkan. 25. Jawaban: e Asam piruvat hasil proses glikolisis diubah menjadi Asetil Co-A melalui proses dekarboksilasi oksidatif. Adapun melalui siklus Krebs dihasilkan ATP dan zat sampingan berupa CO 2. Sistem transpor elektron menghasilkan H2O. 26. Jawaban: e Reaksi pembentukan asetil Co-A disebut juga reaksi dekarboksilasi oksidatif. Dalam peristiwa ini asam piruvat bereaksi dengan Co-enzim A dan kofaktor NAD sehingga menghasilkan NADH, asetil Co-A, dan karbon diosida. Adapun reaksinya sebagai berikut. 2NAD+

2NADH ▲

2C3H4O3 + 2Co-A → 2C2H3O-Co-A + 2CO2 asam piruvat

Ko-enzim A

Asetil Ko-A

27. Jawaban: b Fotosistem tersusun dari beberapa pigmen/klorofil yang berfungsi menangkap energi cahaya. Fotosintesis merupakan reaksi penyusunan glukosa. Adapun fotolisis air terjadi pada reaksi terang dengan bantuan energi cahaya. Sementara itu, fiksasi CO2 terjadi pada siklus Calvin. 28. Jawaban: c Respirasi anaerob yang terjadi di dalam otot adalah fermentasi asam laktat. Pada fermentasi asam laktat, glukosa akan diubah menjadi 2 asam piruvat. Selanjutnya, asam piruvat diubah menjadi 2 fosfoenol piruvat. Fosfoenol piruvat kemudian diubah menjadi 2 asam laktat. Selama proses ini dihasilkan 2 ATP. 29. Jawaban: c Sentromer adalah daerah konstriksi (pelekukan) di sekitar pertengahan kromosom. Pada sentromer terdapat kinetokor, yaitu bagian kromosom yang merupakan tempat pelekatan benang-benang spindel selama pembelahan inti dan merupakan tempat melekatnya lengan kromosom. Sementara

128


itu, DNA merupakan materi genetik penyusun kromosom. Kromatin merupakan benang-benang halus yang terdiri atas DNA dan protein. Telomer merupakan daerah pada kromosom yang berfungsi menjaga stabilitas bagian ujung kromosom agar DNA di daerah tersebut tidak terurai. Kromonema merupakan filamen tipis yang terbentuk pada tahap awal pemintalan kromatid. Struktur ini biasanya terlihat selama tahap profase dan kadang-kadang pada tahap interfase. 30. Jawaban: b Perhatikan diagram sintesis protein berikut. Transkripsi

mRNA Nukleus Sitoplasma

Translasi Ribosom

tRNA + asam amino

Protein

4

Jadi transkripsi, translasi, dan tRNA berturut-turut ditunjukkan oleh nomor 1, 3, dan 4. 31. Jawaban: d Pada profase I terjadi beberapa tahapan berikut. 1) Leptonema (Leptoten) 2) Zigonema (Zigoten) 3) Pakinema (Pakiten) 4) Diplonema (Diploten), ditandai dengan ciri-ciri berikut. a) Kromosom membelah membujur sehingga setiap kelompok sinapsis terbentuk empat kromatid dan letaknya saling menjauh. Namun, pada titik-titik tertentu kromatid masih berhubungan disebut kiasma. Adanya kiasma ini memungkinkan terjadinya pindah silang (crossing over). b) Pasangan kromosom homolog memisahkan diri. 5) Diakinesis, ditandai dengan terbentuknya sel rekombinan saat pindah silang (crossing over), yaitu pada fase diploten ketika terbentuk kiasma. 32. Jawaban: b Misal gen mata cokelat yang bersifat dominan dilambangkan oleh C dan gen mata biru resesif dilambangkan dengan c. Berdasarkan data perkawinan orang tua tersebut, dapat dibuat sebuah peta silsilah sebagai berikut.

?

Ayah (mata cokelat)

cc

Ibu (mata biru)

cc

Cc

Anak perempuan (mata biru)

Anak laki-laki (mata cokelat) = laki-laki = perempuan

Pasangan gen pada anak berasal dari satu gen ayah dan satu gen ibu. Berdasarkan peta silsilah tersebut, dapat diketahui bahwa genotipe anak lakilaki dari pasangan tersebut adalah Cc (gen C dari ayah dan gen c dari ibu) dan genotipe anak perempuan dari pasangan tersebut adalah cc (gen c dari ayah dan gen c dari ibu). Hal ini berarti fenotipe ayahnya adalah bermata cokelat dengan genotipe heterozigot (Cc). Oleh karena ada anaknya yang bermata cokelat, salah satu orang tuanya juga harus bermata cokelat (yaitu ayahnya). 33. Jawaban: d Untuk menjawab pertanyaan, langkah pertama adalah menemukan genotipe F1. P : RRPP >< rrpp G : RP rp F1 : RrPp → gamet: RP, Rp, rP, dan rp (4 gamet) Selanjutnya individu X(F1) disilangkan dengan individu Y dan menghasilkan F2. Pada F2 terdapat 8 variasi genotipe. Hal ini berarti individu Y memiliki 2 macam gamet. Pilihan yang menyatakan genotipe yang memiliki 2 gamet adalah rrPp. Gamet yang terbentuk adalah rP dan rp. Untuk membuktikannya, perhatikan tabel persilangan berikut! rP

rp

RP

RrPP (walnut) RrPp (walnut)

Rp

RrPp (walnut)

Rrpp (gerigi)

rP

rrPP (biji)

rrPp (biji)

rp

rrPp (biji)

rrpp (bilah)

Rasio genotipe dan fenotipe = walnut : biji : gerigi : bilah 3 : 3 : 1 : 1 Jadi, individu Y memiliki genotipe rrPp dan berfenotipe biji. 34. Jawaban: a Buta warna merupakan contoh pautan seks pada manusia. Buta warna diakibatkan oleh gen resesif terpaut kromosom X. Buta warna biasa dialami oleh anak laki-laki karena pautan seks kromosom dari

ibunya. Pada contoh tersebut, anak laki-laki mengalami buta warna. Hal itu menunjukkan bahwa ibunya memiliki gen buta warna di dalam kromosomnya meskipun secara fenotipe normal. Secara genotipe, ibu dari keluarga tersebut memiliki genotipe XCXc (membawa sifat buta warna). Oleh karena semua anak perempuannya normal, dapat dipastikan bahwa genotipe ayah adalah X CY (normal). Data tersebut dapat dijabarkan dalam diagram perkawinan sebagai berikut. P : XCXc >< X CY G : XC, Xc XC, Y F1 : XCXC, XCY, XCXc, dan XcY Berdasarkan diagram perkawinan tersebut, fenotipe yang mungkin dari anak-anak pasangan tersebut yaitu semua anak perempuan berfenotipe normal dan anak laki-laki dapat mengalami buta warna atau tidak. Jadi, dapat disimpulkan bahwa ibunya berfenotipe normal carrier. 35. Jawaban: e 1) MSG atau Mono Sodium Glutamat adalah zat aditif yang sering ditambahkan ke dalam makanan. MSG secara alami terdapat di dalam bahan-bahan makanan dalam bentuk asam amino. Adapun MSG berbentuk butiran kristal yang sering ditemui sehari-hari merupakan produk olahan dan sudah tidak dalam bentuk alaminya lagi. Konsumsi MSG olahan dalam jumlah besar dapat terakumulasi di dalam tubuh dan menimbulkan efek samping.Efek samping MSG dalam tubuh yang paling ringan adalah timbulnya alergi. Sementara itu, efek jangka panjangnya adalah memicu terjadinya mutasi yang berujung pada terbentuknya sel kanker. 2) Glisikol adalah zat yang digunakan untuk membuat zat kimia seperti eter, ester, amin, dan bahan campuran tekstil. Zat ini tidak boleh dicampurkan dalam makanan atau dikonsumsi karena dapat bersifat mutagen jika terakumulasi di dalam tubuh. 3) Natrium nitrit adalah zat kimia yang ditambahkan pada daging olahan agar tetap awet di dalam kaleng. Jika dikonsumsi secara berlebihan, zat ini dapat memberi dampak negatif yaitu dapat menghalangi masuknya oksigen ke dalam sel-sel tubuh. Kandungan nitrit juga dapat bereaksi dengan asam amino dalam reaksi lambat membentuk nitrosamin yang bersifat karsinogenik (memicu kanker). Adapun garam, terigu, gula, bumbu dapur, dan tokoferol (vitamin E) tidak membahayakan bagi tubuh karena bersifat alami.

Biologi Kelas XII

129

36. Jawaban: a Percobaan yang dilakukan Lazarro Spallanzani membuktikan bahwa air sediaan dalam labu yang dibiarkan terbuka beberapa hari menjadi keruh karena adanya mikroba dalam sediaan tersebut. Mikroba tersebut berasal dari udara luar yang masuk ke dalam tabung. 37. Jawaban: b Pada percobaan tersebut diketahui bahwa muncul fenotipe yang memiliki variasi berbeda dengan spesies di alam liar. Hal ini dapat memengaruhi keberlangsungan evolusi karena terjadi perubahan fenotipe akibat adanya perubahan lingkungan (mutasi induksi). Akan tetapi, tidak semua mutasi dapat diwariskan pada keturunannya. Mutasi yang terjadi pada sel soma (sel tubuh) tidak akan diwariskan. Sementara itu, mutasi yang terjadi pada sel-sel kelamin akan diwariskan pada keturunannya. Jika mutasi selalu terjadi pada sel kelamin dari generasi ke generasi dapat mengakibatkan susunan gen dalam kromosom generasi pendahulu sangat berbeda dengan generasi berikutnya. Peristiwa itu memungkinkan timbulnya individu atau spesies baru yang memiliki fenotipe sangat berbeda dengan generasi pendahulunya. 38. Jawaban: b Prinsip dasar pembuatan insulin dengan teknik DNA rekombinan adalah dengan mencangkokkan gen (transplantasi gen) yang mengkode insulin ke dalam plasmid bakteri. Plasmid yang mengandung gen insulin kemudian dimasukkan lagi ke dalam sel bakteri. Selanjutnya, bakteri tersebut dibiarkan membiakkan diri. Bakteri yang dibiakkan tersebut dapat memproduksi insulin yang dibutuhkan.

Perhatikan bagan Plasmid berikut! DNA Sel manusia

Enzim restriksi memotong DNA

Bakteri

Gen insulin Gen manusia dan plasmid disatukan dengan enzim ligase

DNA rekombinan DNA rekombinan dimasukkan ke dalam sel inang

Kloning

Gen insulin hasil kloning

Insulin

39. Jawaban: b Hubungan yang tepat antara bahan makanan yang difermentasi dengan bantuan mikroorganisme yang berperan, serta produk-produk hasil yang tepat sebagai berikut. Bahan I.

Susu

II. III. IV.

Kedelai Kedelai Singkong

Mikroorganisme Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus Aspergillus wentii Rhizopus sp. Saccharomyces cerevisiae

Produk yang Dihasilkan Yoghurt

Kecap Tempe Tapai

40. Jawaban: b Alam mempunyai mekanisme adaptasi dan seleksi alam agar keseimbangan ekosistem tetap terjaga. Keanekaragaman makhluk hidup terjadi karena adanya mekanisme adaptasi. Beberapa jenis makhluk hidup akan punah apabila variasi struktur tubunya tidak sesuai dengan lingkungan hidupnya. Apabila organisme unggul hasil rekayasa dikembangkan secara massal, organisme lokal akan tersingkir. Hal ini mengakibatkan menurunnya keanekaragaman plasma nutfah.

130


Kunci Jawaban Intan Pariwara Kelas 12 Biologi

Recommend Documents