Menguasai Biologi Kelas 11 Semester 2: Panduan Lengkap Contoh Soal dan Pembahasan Mendalam

Semester 2 kelas 11 merupakan periode krusial dalam pembelajaran biologi. Materi yang disajikan cenderung lebih kompleks, mencakup berbagai sistem organ, metabolisme, genetika, hingga evolusi. Memahami konsep-konsep ini dengan baik adalah kunci untuk meraih kesuksesan dalam ujian dan mempersiapkan diri untuk jenjang pendidikan yang lebih tinggi.

Untuk membantu Anda menguasai materi Biologi Kelas 11 Semester 2, artikel ini akan menyajikan serangkaian contoh soal yang representatif, disertai dengan pembahasan mendalam. Soal-soal ini dirancang untuk mencakup berbagai topik penting yang umumnya diajarkan dalam kurikulum biologi tingkat SMA.

Pentingnya Latihan Soal:

Latihan soal bukan sekadar rutinitas menghafal jawaban. Ia adalah alat fundamental untuk:

• Menguji Pemahaman Konsep: Soal membantu mengidentifikasi area mana yang sudah Anda kuasai dan area mana yang masih memerlukan pendalaman.
• Mengenali Pola Soal: Dengan mengerjakan berbagai jenis soal, Anda akan terbiasa dengan gaya pertanyaan dan cara penyajiannya.
• Mengembangkan Keterampilan Analitis: Banyak soal biologi memerlukan kemampuan menganalisis data, gambar, atau skema.
• Membangun Kepercayaan Diri: Semakin banyak Anda berlatih, semakin percaya diri Anda menghadapi ujian sesungguhnya.

Mari kita mulai dengan contoh-contoh soal yang mencakup beberapa topik utama dalam Biologi Kelas 11 Semester 2.

Bagian 1: Sistem Peredaran Darah dan Sistem Pernapasan

Sistem peredaran darah dan pernapasan adalah dua sistem vital yang bekerja sama untuk menjaga kelangsungan hidup organisme. Memahami struktur, fungsi, dan mekanisme kerja keduanya sangatlah penting.

Soal 1:

Jelaskan perbedaan utama antara pembuluh darah arteri dan vena, serta sebutkan satu contoh dari masing-masing jenis pembuluh darah tersebut.

Pembahasan Soal 1:

Perbedaan utama antara arteri dan vena terletak pada arah aliran darah yang mereka bawa, struktur dinding pembuluh, dan keberadaan katup.

• Arteri:

  • Arah Aliran Darah: Membawa darah menjauhi jantung.
  • Struktur Dinding: Memiliki dinding yang lebih tebal, elastis, dan berotot. Hal ini diperlukan untuk menahan tekanan darah yang tinggi saat darah dipompa keluar dari jantung.
  • Katup: Umumnya tidak memiliki katup (kecuali di pangkal aorta dan arteri pulmonalis).
  • Contoh: Arteri aorta (membawa darah kaya oksigen dari ventrikel kiri ke seluruh tubuh), Arteri pulmonalis (membawa darah miskin oksigen dari ventrikel kanan ke paru-paru).

• Vena:

  • Arah Aliran Darah: Membawa darah menuju jantung.
  • Struktur Dinding: Memiliki dinding yang lebih tipis dan kurang berotot dibandingkan arteri, karena tekanan darah di dalamnya lebih rendah.
  • Katup: Umumnya memiliki katup. Katup ini berfungsi mencegah aliran balik darah, terutama di anggota gerak yang melawan gravitasi.
  • Contoh: Vena cava superior dan inferior (membawa darah miskin oksigen dari seluruh tubuh kembali ke atrium kanan), Vena pulmonalis (membawa darah kaya oksigen dari paru-paru kembali ke atrium kiri).

Soal 2:

Gambar di bawah ini menunjukkan struktur alveolus beserta kapiler darah di sekitarnya. Jelaskan proses pertukaran gas yang terjadi di alveolus!

(Asumsikan ada gambar alveolus dengan kapiler yang menyertainya, menunjukkan aliran darah masuk dan keluar, serta penyerapan O2 dan pelepasan CO2)

Pembahasan Soal 2:

Alveolus adalah unit fungsional paru-paru yang berperan penting dalam pertukaran gas antara udara dan darah. Proses pertukaran gas di alveolus terjadi melalui difusi, yang dipengaruhi oleh perbedaan tekanan parsial gas.

1. Inspirasi (Menghirup Udara): Saat kita menghirup udara, udara yang kaya oksigen (O2) masuk ke dalam alveolus. Tekanan parsial O2 di dalam alveolus menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan di dalam kapiler darah yang mengalirinya.
2. Difusi Oksigen: Karena perbedaan tekanan parsial ini, oksigen berdifusi dari alveolus, melintasi dinding tipis alveolus dan dinding kapiler darah, menuju ke dalam aliran darah di kapiler. Oksigen kemudian berikatan dengan hemoglobin dalam sel darah merah.
3. Difusi Karbon Dioksida: Sebaliknya, darah yang mengalir di kapiler membawa karbon dioksida (CO2) yang merupakan produk sisa metabolisme sel. Tekanan parsial CO2 di dalam kapiler darah lebih tinggi dibandingkan dengan di dalam alveolus.
4. Ekspirasi (Menghembuskan Udara): Akibat perbedaan tekanan parsial ini, karbon dioksida berdifusi dari kapiler darah, melintasi dinding kapiler dan alveolus, menuju ke dalam alveolus. Karbon dioksida ini kemudian dikeluarkan dari tubuh saat kita menghembuskan napas.

Proses pertukaran gas ini sangat efisien karena luas permukaan alveolus yang sangat besar dan dinding kapiler serta alveolus yang sangat tipis, memungkinkan difusi berlangsung cepat.

Bagian 2: Sistem Pencernaan dan Sistem Ekskresi

Dua sistem ini bertanggung jawab untuk memperoleh nutrisi dan membuang limbah dari tubuh. Memahami bagaimana makanan dipecah dan bagaimana produk limbah dikeluarkan sangatlah krusial.

Soal 3:

Jelaskan peran enzim amilase, lipase, dan protease dalam proses pencernaan makanan. Sebutkan di mana saja enzim-enzim tersebut bekerja dalam saluran pencernaan.

Pembahasan Soal 3:

Enzim adalah katalis biologis yang mempercepat reaksi kimia, termasuk pemecahan molekul makanan yang kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana agar dapat diserap oleh tubuh.

• Amilase:

  • Peran: Memecah karbohidrat (pati/amilum) menjadi gula yang lebih sederhana (maltosa, dekstrin).
  • Tempat Kerja:
    • Air Liur (Kelenjar Ludah): Amilase saliva (ptialin) memulai pencernaan karbohidrat di dalam mulut.
    • Pankreas: Amilase pankreas melanjutkan pencernaan karbohidrat di usus halus.

• Lipase:

  • Peran: Memecah lemak (trigliserida) menjadi asam lemak dan gliserol.
  • Tempat Kerja:
    • Lambung: Lipase lambung memiliki peran kecil dalam pencernaan lemak.
    • Pankreas: Lipase pankreas adalah enzim utama yang bekerja di usus halus untuk mencerna sebagian besar lemak. Empedu yang dihasilkan hati juga berperan dalam emulsifikasi lemak, memecahnya menjadi tetesan-tetesan kecil sehingga lebih mudah dicerna oleh lipase.

• Protease:

  • Peran: Memecah protein menjadi peptida dan asam amino.
  • Tempat Kerja:
    • Lambung: Pepsin (dalam bentuk pepsinogen yang diaktifkan oleh HCl) adalah protease utama di lambung yang memecah protein menjadi polipeptida.
    • Pankreas: Protease pankreas (seperti tripsin dan kimotripsin, dalam bentuk tidak aktifnya yaitu tripsinogen dan kimotripsinogen) bekerja di usus halus untuk memecah polipeptida lebih lanjut menjadi peptida yang lebih kecil dan asam amino.
    • Usus Halus: Enzim protease lain yang bekerja di dinding usus halus (misalnya erepsin) akan memecah peptida menjadi asam amino.

Soal 4:

Sebutkan organ-organ utama dalam sistem ekskresi manusia, dan jelaskan fungsi utama dari masing-masing organ tersebut dalam proses pembuangan limbah.

Pembahasan Soal 4:

Sistem ekskresi bertanggung jawab untuk mengeluarkan zat-zat sisa metabolisme yang bersifat racun bagi tubuh. Organ-organ utama dalam sistem ekskresi manusia adalah:

1. Ginjal:

   • Fungsi Utama: Merupakan organ ekskresi yang paling penting. Ginjal menyaring darah untuk membuang produk sisa metabolisme, seperti urea, asam urat, dan kelebihan garam. Selain itu, ginjal juga berperan dalam mengatur keseimbangan air dan elektrolit dalam tubuh, serta mengatur tekanan darah. Hasil penyaringan ginjal adalah urin.

2. Kulit:

   • Fungsi Utama: Melalui kelenjar keringat (kelenjar sudorifera), kulit mengeluarkan air, garam mineral, dan sedikit urea dalam bentuk keringat. Selain membuang limbah, keringat juga berfungsi untuk mengatur suhu tubuh melalui proses evaporasi.

3. Paru-paru:

   • Fungsi Utama: Membuang karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) sebagai produk sisa dari respirasi seluler. CO2 adalah gas beracun yang harus dikeluarkan dari tubuh.

4. Hati:

   • Fungsi Utama: Meskipun bukan organ ekskresi utama dalam arti membuang langsung ke luar tubuh, hati berperan penting dalam detoksifikasi zat-zat berbahaya (seperti obat-obatan dan racun) dan mengubah amonia (produk sisa metabolisme protein yang beracun) menjadi urea yang kurang beracun. Urea ini kemudian dibawa oleh darah ke ginjal untuk diekskresikan. Hati juga berperan dalam memecah sel darah merah yang tua, mengubah hemoglobin menjadi bilirubin yang kemudian dibuang melalui empedu.

Bagian 3: Metabolisme (Katabolisme dan Anabolisme)

Metabolisme mencakup semua reaksi kimia yang terjadi dalam organisme untuk mempertahankan kehidupan. Dibagi menjadi katabolisme (pemecahan molekul) dan anabolisme (pembentukan molekul).

Soal 5:

Jelaskan perbedaan mendasar antara katabolisme dan anabolisme. Berikan satu contoh proses katabolik dan satu contoh proses anabolik yang terjadi pada sel.

Pembahasan Soal 5:

Metabolisme adalah gabungan dari dua proses utama: katabolisme dan anabolisme.

• Katabolisme:

  • Definisi: Proses pemecahan molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana. Proses ini melepaskan energi.
  • Tujuan: Menyediakan energi yang dibutuhkan sel untuk berbagai aktivitas hidup dan menyediakan blok bangunan untuk sintesis molekul lain.
  • Contoh Proses Katabolik:
    • Respirasi Seluler Aerobik: Pemecahan glukosa (molekul kompleks) dengan bantuan oksigen untuk menghasilkan energi (ATP), karbon dioksida, dan air. Persamaan umumnya: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energi (ATP).

• Anabolisme:

  • Definisi: Proses pembentukan molekul kompleks dari molekul yang lebih sederhana. Proses ini membutuhkan energi.
  • Tujuan: Membangun struktur sel, menyimpan energi, dan membentuk molekul yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perbaikan.
  • Contoh Proses Anabolik:
    • Fotosintesis: Tumbuhan menggunakan energi cahaya untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi glukosa (molekul karbohidrat kompleks) dan oksigen. Persamaan umumnya: 6CO2 + 6H2O + Energi Cahaya → C6H12O6 + 6O2.
    • Sintesis Protein: Pembentukan protein dari asam amino.

Soal 6:

Jelaskan tahapan utama dalam respirasi seluler aerobik, mulai dari glikolisis hingga fosforilasi oksidatif, dan sebutkan produk utama yang dihasilkan pada setiap tahapan.

Pembahasan Soal 6:

Respirasi seluler aerobik adalah proses utama untuk menghasilkan energi (ATP) dalam sel dengan menggunakan oksigen. Terdapat empat tahapan utama:

1. Glikolisis:

   • Lokasi: Sitoplasma sel.
   • Proses: Pemecahan satu molekul glukosa (6 karbon) menjadi dua molekul asam piruvat (3 karbon).
   • Produk Utama:
     • 2 molekul asam piruvat
     • 2 molekul ATP (bersih)
     • 2 molekul NADH (molekul pembawa elektron berenergi tinggi)

2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat (Reaksi Transisi):

   • Lokasi: Matriks mitokondria.
   • Proses: Setiap molekul asam piruvat diubah menjadi asetil KoA (2 karbon). Dalam proses ini, satu molekul CO2 dilepaskan.
   • Produk Utama (untuk setiap asam piruvat):
     • 1 molekul asetil KoA
     • 1 molekul CO2
     • 1 molekul NADH
   • (Karena ada 2 asam piruvat dari glikolisis, maka total produk dari tahap ini adalah 2 asetil KoA, 2 CO2, dan 2 NADH)

3. Siklus Krebs (Siklus Asam Sitrat):

   • Lokasi: Matriks mitokondria.
   • Proses: Asetil KoA masuk ke dalam siklus dan mengalami serangkaian reaksi kimia. Setiap putaran siklus akan menghasilkan CO2, ATP, NADH, dan FADH2.
   • Produk Utama (per molekul asetil KoA):
     • 2 molekul CO2
     • 1 molekul ATP (atau GTP)
     • 3 molekul NADH
     • 1 molekul FADH2
   • (Karena ada 2 asetil KoA dari dekarboksilasi oksidatif, maka total produk dari 2 putaran siklus Krebs adalah 4 CO2, 2 ATP, 6 NADH, dan 2 FADH2)

4. Fosforilasi Oksidatif (Rantai Transpor Elektron dan Kemiosmosis):

   • Lokasi: Membran dalam mitokondria.
   • Proses: NADH dan FADH2 dari tahap-tahap sebelumnya mendonasikan elektronnya ke rantai transpor elektron. Elektron bergerak melalui serangkaian protein, melepaskan energi yang digunakan untuk memompa proton (H+) dari matriks ke ruang antar membran mitokondria, menciptakan gradien proton. Gradien ini kemudian digunakan oleh enzim ATP sintase untuk menghasilkan sejumlah besar ATP melalui proses kemiosmosis. Oksigen bertindak sebagai akseptor elektron terakhir, bergabung dengan proton membentuk air.
   • Produk Utama:
     • Jumlah ATP yang paling banyak dihasilkan di sini (sekitar 26-34 ATP, tergantung efisiensi).
     • Air (H2O)

Total Produksi ATP dari Respirasi Seluler Aerobik (per molekul glukosa): Sekitar 30-38 ATP.

Bagian 4: Genetika dan Evolusi

Dua bidang ini membahas tentang pewarisan sifat dan perubahan makhluk hidup dari generasi ke generasi.

Soal 7:

Jelaskan hukum Mendel I (Hukum Segregasi) dan Hukum Mendel II (Hukum Berpasangan secara Bebas). Berikan contoh persilangan monohibrida untuk mengilustrasikan Hukum Mendel I.

Pembahasan Soal 7:

Gregor Mendel, bapak genetika modern, merumuskan dua hukum dasar yang menjelaskan pola pewarisan sifat.

• Hukum Mendel I (Hukum Segregasi/Pemisahan):

  • Pernyataan: Alel (varian gen) untuk suatu sifat memisah (segregasi) satu sama lain selama pembentukan gamet (sel kelamin). Artinya, setiap gamet hanya membawa satu alel dari setiap pasangan alel.
  • Ilustrasi: Ketika individu heterozigot (misalnya Bb) membentuk gamet, alel B akan berpisah dari alel b, sehingga gamet yang dihasilkan adalah B dan b, masing-masing dengan kemungkinan 50%.

• Hukum Mendel II (Hukum Berpasangan secara Bebas/Independent Assortment):

  • Pernyataan: Alel untuk sifat yang berbeda (yang terletak pada kromosom yang berbeda atau berjauhan pada kromosom yang sama) akan berpasangan secara bebas selama pembentukan gamet. Artinya, pewarisan satu sifat tidak mempengaruhi pewarisan sifat lainnya.
  • Ilustrasi: Pada persilangan dihibida, alel untuk warna biji (misalnya kuning/kuning vs hijau/hijau) berpasangan secara bebas dengan alel untuk bentuk biji (misalnya bulat/bulat vs kisut/kisut).

Contoh Persilangan Monohibrida (Mengilustrasikan Hukum Mendel I):

Misalkan kita mengamati sifat warna bunga pada tanaman kacang polong, di mana warna ungu (U) dominan terhadap warna putih (u).

• Induk (P):

  • Genotipe: UU (ungu murni) x uu (putih murni)
  • Fenotipe: Bunga ungu x Bunga putih

• Pembentukan Gamet oleh Induk:

  • Induk UU menghasilkan gamet hanya U.
  • Induk uu menghasilkan gamet hanya u.

• Generasi F1 (Anak):

  • Setiap individu F1 akan menerima satu gamet U dari induk ungu dan satu gamet u dari induk putih.
  • Genotipe F1: Uu
  • Fenotipe F1: Semua bunga berwarna ungu (karena alel U dominan).

• Persilangan Antar Generasi F1 (Self-pollination atau persilangan F1 x F1):

  • Induk (F1): Uu x Uu
  • Fenotipe: Bunga ungu x Bunga ungu

• Pembentukan Gamet oleh F1 (Mengikuti Hukum Mendel I):

  • Setiap individu F1 (Uu) akan menghasilkan gamet U dan u dengan perbandingan 1:1.

• Generasi F2 (Cucu):

  • Kita bisa menggunakan diagram Punnett untuk menentukan perbandingan genotipe dan fenotipe F2:

  	U	u
  U	UU	Uu
  u	Uu	uu

  • Perbandingan Genotipe F2: 1 UU : 2 Uu : 1 uu
  • Perbandingan Fenotipe F2:
    • 3 individu memiliki fenotipe ungu (UU, Uu, Uu)
    • 1 individu memiliki fenotipe putih (uu)
    • Jadi, perbandingan fenotipe F2 adalah 3 ungu : 1 putih.

Ini menunjukkan bahwa alel U dan u memisah saat pembentukan gamet, dan ketika individu F1 yang heterozigot (Uu) menghasilkan gamet, alel U dan u berpisah sehingga menghasilkan gamet yang membawa salah satu alel saja.

Soal 8:

Jelaskan konsep utama dari teori evolusi Darwin, yaitu seleksi alam. Berikan contoh bagaimana seleksi alam dapat menyebabkan perubahan pada populasi suatu spesies.

Pembahasan Soal 8:

Teori evolusi Darwin, yang disampaikan dalam bukunya "On the Origin of Species", berpusat pada mekanisme seleksi alam sebagai penggerak utama perubahan evolusioner. Konsep seleksi alam dapat dijelaskan melalui beberapa poin kunci:

1. Variasi dalam Populasi: Dalam setiap populasi organisme, terdapat variasi sifat antar individu. Variasi ini bersifat acak dan dapat diwariskan.
2. Perjuangan untuk Bertahan Hidup (Struggle for Existence): Sumber daya di lingkungan (makanan, tempat tinggal, pasangan) terbatas, sementara populasi cenderung bertambah lebih cepat daripada kemampuan lingkungan untuk menopangnya. Hal ini menyebabkan persaingan antar individu.
3. Perbedaan Keberhasilan Reproduksi (Differential Reproductive Success): Individu yang memiliki sifat-sifat yang lebih menguntungkan (adaptif) dalam lingkungannya memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup, bereproduksi, dan mewariskan sifat-sifat tersebut kepada keturunannya dibandingkan individu yang memiliki sifat kurang menguntungkan.
4. Pewarisan Sifat: Sifat-sifat yang menguntungkan ini diwariskan dari orang tua ke keturunannya. Seiring waktu, frekuensi alel yang terkait dengan sifat-sifat adaptif akan meningkat dalam populasi.

Dengan demikian, seleksi alam "memilih" individu yang paling cocok dengan lingkungannya, menyebabkan perubahan bertahap pada ciri-ciri populasi dari generasi ke generasi, yang pada akhirnya dapat menghasilkan evolusi.

Contoh Seleksi Alam:

Mari kita ambil contoh populasi kupu-kupu Biston betularia di Inggris sebelum dan sesudah Revolusi Industri.

• Sebelum Revolusi Industri:

  • Pohon-pohon di hutan tertutup oleh lumut berwarna terang.
  • Terdapat variasi warna pada kupu-kupu Biston betularia, yaitu warna terang (ungu muda) dan warna gelap (hitam).
  • Kupu-kupu berwarna terang lebih sulit dilihat oleh predator (burung) karena tersamarkan dengan baik di antara lumut.
  • Kupu-kupu berwarna gelap lebih mudah terlihat dan menjadi mangsa predator.
  • Hasil Seleksi Alam: Kupu-kupu berwarna terang lebih sering bertahan hidup dan bereproduksi, sehingga populasi didominasi oleh individu berwarna terang.

• Selama dan Sesudah Revolusi Industri:

  • Polusi industri menyebabkan banyak pohon menjadi hitam karena jelaga, dan lumut mati.
  • Kini, kupu-kupu berwarna gelap lebih sulit dilihat oleh predator karena tersamarkan dengan baik di batang pohon yang hitam.
  • Kupu-kupu berwarna terang menjadi lebih mudah terlihat dan menjadi mangsa predator.
  • Hasil Seleksi Alam: Kupu-kupu berwarna gelap lebih sering bertahan hidup dan bereproduksi, sehingga frekuensi individu berwarna gelap dalam populasi meningkat drastis.

Contoh ini menunjukkan bagaimana perubahan lingkungan dapat mengubah arah seleksi alam, menyebabkan pergeseran dominasi sifat dalam populasi dari generasi ke generasi, yang merupakan inti dari proses evolusi.

Penutup:

Memahami contoh-contoh soal dan pembahasannya ini diharapkan dapat memberikan gambaran yang lebih jelas mengenai materi Biologi Kelas 11 Semester 2. Ingatlah bahwa latihan yang konsisten dan pemahaman mendalam terhadap konsep adalah kunci kesuksesan. Teruslah belajar, bertanya, dan bereksplorasi dalam dunia biologi yang menarik!