Soal Latihan Bab 2 Enzim dan Metabolisme Beserta Jawabannya

Adik-adik, selamat berkunjung kembali di banksoalbiologi. Pada postingan kali ini dibahas Soal Latihan Bab 2 Tentang Enzim dan Metabolisme, dimana sebelumnya sudah dibahas Soal Latihan Bab 1 Pertumbuhan dan Perkembangan.

Secara umum bab 2 membahas tentang:

• Pengertian Metabolisme
• Cara kerja enzim dan faktor yang mempengaruhi enzim
• Pengertian Katabolisme
• Pengertian Anabolisme
• Tahapan Respirasi Aerob (glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan transpor elektron)
• Tahapan Respirasi Anaerob (fermentasi alkohol dan asam laktat)
• Tahapan Fotosintesis (reaksi terang dan reaksi gelap)
• Faktor yang mempengaruhi fotosintesis

1. Pada proses fotosintesis, tumbuhan memerlukan energi yang berasal dari cahaya matahari untuk selanjutnya diubah menjadi energi kimia dalam bentuk senyawa organik. Peristiwa tersebut termasuk …
a. katabolisme
b. anabolisme
c. fermentasi
d. respirasi
e. augmentasi
Jawab: B
Pembahasan:
Metabolisme merupakan serangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup. Reaksi tersebut ada yang menguraikan senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana, dinamakan dengan katabolisme. Sedangkan anabolisme merupakan reaksi penyusunan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks.
Contoh reaksi katabolisme adalah respirasi, sedangkan anabolisme yaitu fotosintesis.

2. Reaksi di dalam tubuh yang merupakan katabolisme, antara lain …
a. respirasi aerob dan fermentasi
b. respirasi aerob dan fotosintesis
c. transpirasi dan fotosintesis
d. respirasi anaerob dan kemosintesis
e. fotosintesis dan kemosintesis
Jawab: A
pembahasan:
reaksi katabolisme contohnya adalah respirasi. Respirasi dibedakan menjadi respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob merupakan reaksi yang membutuhkan oksigen (menghasilkan 38 ATP). Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak membutuhkan oksigen (menghasilkan 2 ATP).

3. Pernyataan yang benar mengenai metabolisme adalah …
a. anabolisme memerlukan energi, sedangkan katabolisme menghasilkan energi
b. anabolisme menghasilkan energi, sedangkan katabolisme memerluka energi
c. anabolisme merupakan reaksi penguraian, sedangkan katabolisme merupakan reaki penyusunan
d. anabolisme memerlukan enzim, sedangkan katabolisme menghasilkan enzim
e. anabolisme merupakan reaksi eksergonik, sedangkan katabolisme merupakan reaksi endergonik
Jawab: A
Pembahasan:
Reaksi anabolisme merupakan reaksi yang membutuhkan energi (endergonik), sedangkan katabolisme merupakan energi yang menghasilkan energi (eksergonik).

4. Senyawa yang merupakan gugus prostetik koenzim penyusun suatu enzim, antara lain …
a. FMN, FAD+, dan vitamin B1
b. Vitamin B2, NAD+, dan Fe
c. Vitamin B6 dan B1, dan C1
d. Ion K, Zn, dan Ca
e. Ion Na, Mg, dan Cu
Jawab:
Pembahasan:
Gugus prostetik dari senyawa organik kompleks disebut koenzim, contohnya vitamin B1 (tiamin), B2 (riboflavin), B3 (niasin), B5 (asam pantotenat), B6 (piridoksin), B11 (asam folat), B12 (kobalamin), vitamin H (biotin), koenzim A, NAD+ (nicotinamide adenine dinucliotide), FMN (flavin mononucleotide), dan FAD+ (flavin adenine dinucleotide). Koenzim berfungsi untuk memindahkan gugus kimia, atom, atau elektron dari suatu enzim ke enzin lainnya

5. Grafik hubungan yang benar antara laju reaksi suatu enzim dengan suhu adalah …

Jawab: B
Pembahasan:
Kecepatan reaksi enzimatik akan meningkat sejalan dengan meningkatnya suhu sampai pada titik tertentu karena molekul substrat bergerak lebih cepat dan lebih sering bertumbukan dengan tempat sisi aktif. Namun, diluar suhu tersebut, laju reaksi enzimatik akan menurun drastis akibat terputusnya ikatan hidrogen dan ikatan ionik lainnya yang merangkai molekul enzim. Hal ini menyebabkan enzim mengalami denaturasi (terjadi perubahan atau modifikasi terhadap konformasi protein).

6. Pernyataan yang tidak benar tentang sifat-sifat enzim, yaitu …
a. enzim dapat bekerja bolak-balik
b. enzim mengalami denaturasi jika suhu di atas 55°C
c. kerja enzim dihambat oleh zat inhibitor
d. semakin tinggi konsentrasi enzim, semakin cepat reaksi
e. semakin tinggi konsentrasi substrat, semakin cepat reaksi
Jawab: E
Pembahasan:
Pengaruh konsentrasi substrat yaitu: Jika sisi aktif enzim belum bekerja seluruhnya, penambahan konsentrasi substrat dapat mempercepat terjadinya reaksi. Namun, jika semua sisi aktif enzim sudah bekerja, penambahan konsentrasi substrat tidak akan mempercepat reaksi. Dengan kata lain, konsentrasi substrat berada pada titik jenuh atau kecepatan reaksi sudah maksimal.

7. Enzim katalase paling banyak ditemuka pada sel …
a. otak
b. hati
c. kulit
d. paru-paru
e. jaringan tulang
Jawab: B
Pembahasan:
Enzim katalase mampu menguraikan senyawa hidrogen piroksida (H2O2) yang merupakan racun bagi sel-sel tubuh menjadi senyawa H2O dan O2 yang dapat dimanfaatkan kembali oleh tubuh. H2O2 merupakan produk sisa dari reaksi transpor pada respirasi aerob yang setiap saat dapat terbentuk. Pada hewan dan manusia, katalase banyak ditemukan dalam sel-sel hati, jantung, ginjal, susum tulang, membran mukosa, dan darah. Sementara itu, pada sel tumbuhan, katalase bnayak ditemukan pada sel umbi ketang, kecambah, dan pucuk daun.

8. Berikut data hasil percobaan enzim katalase.

Perlakuan	Gelembung	Nyala bara api
Ekstrak hati + 5 tetes H2O2 10%	++	++
Ekstrak hati + 10 tetes H2O2 10%	+++	+++
Ekstrak hati didinginkan + 5 tetes H2O2 10%	+	+

Berdasarkan data tersebut, disimpulkan bahwa kerja enzim katalase dipengaruhi …
a. konsentrasi dan volume substrat
b. konsentrasi dan volume enzim
c. volume substrat dan volume enzim
d. volume substrat dan konsentrasi enzim
e. konsentrasi substrat
Jawab: E
Pembahasan:
Berdasarkan tabel di atas, gelembung yang paling banyak dan nyala bara api besar yaitu ekstrak hati ditambah 10 tetes H2O2 10%. Sedangkan gelembung sedikit dan nyala bara api kecil yaitu ekstrak hati yang didinginkan ditambah 5 tetes H2O2 10%.

9. Pernyataan yang benar mengenai respirasi anaerob adalah …
a. memerlukan air dan karbondioksida
b. memerlukan glukosa dan oksigen
c. menghasilkan glukosa dan energi
d. menghasilkan asam laktat dan asam piruvat
e. menghasilkan ATP dan asam laktat
Jawab: E
Pembahasan:
Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak membutuhkan oksigen. Respirasi anaerob dikenal dengan fermentasi. Fermentasi dibedakan menjadi fermentasi alkohol (menghasilkan alkohol) dan fermentasi asam laktat (menghasilkan asam laktat). Fermentasi menghasilkan energi yang lebih sedikit dibandingkan respirasi aerob, yaitu menghasilkan 2 ATP.

10. Siklus Krebs pada respirasi aerob menghasilkan …
a. 2 asam piruvat, 2 NADH, dan 2 CO2
b. 2 NADH, 2 ATP, dan asetil ko-A
c. 2 ko-A, 2 NADH, dan 2 CO2
d. 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP, dan 4 CO2
e. 6 NADH, 2 FADH2, dan 2 asam piruvat
Jawab: D
Pembahasan:
Siklus Krebs berlangsung di matriks mitokondria. Siklus Krebs merupakan reaksi pengubahan asetil ko-A yang akan menghasilkan 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP, dan 4 CO2.

11. Jumlah total energi yang dihasilkan pada respirasi aerob adalah …
a. 2 ATP
b. 4 ATP
c. 34 ATP
d. 36 ATP
e. 38 ATP
Jawab: E
Pembahasan:
Berikut adalah tabel energi yang dihasilkan pada respirasi aerob

12. Jika dalam reaksi siklus Krebs dihasilkan 6 NADH dan 2 FADH2, jumlah energi yang dihasilkan sama dengan …
a. 6 ATP
b. 18 ATP
c. 22 ATP
d. 34 ATP
e. 38 ATP
Jawab: C
Pembahasan:
Lihat kembali pembahasan soal nomor 11.

13. Senyawa yang berperan sebagai akseptor elektron pada fermentasi alkohol adalah …
a. etanol
b. asam piruvat
c. asam laktat
d. glukosa
e. asetaldehida
Jawab: E
Pembahasan:
Mekanisme reaksi fermentasi alkohol adalah sebagai berikut.
⦁ Bahan baku glukosa (6 C) diubah menjadi asam piruvat (3 C) melalui rentetan reaksi glikolisis.
⦁ Asam piruvat (3 C) melepaskan CO2 menjadi asetaldehida (2 C).
⦁ Asetaldehida direduksi oleh NADH menghasilkan etanol dan melepaskan NAD+.
⦁ NAD+ masuk kembali ke dalam reaksi glikolisis. Sementara itu, asetaldehida berperan sebagai akseptor elektron.
Hasil fermentasi alkohol setiap 1 molekul glukosa, yaitu 2 etanol, 2 CO2, dan 2 ATP.

14. Sesudah berlari kencang, otot kaki akan terasa nyeri dan lelah. Hal ini disebabkan oleh …
a. respirasi aerob dan dihasilkan asam piruvat
b. respirasi anaerob dan dihasilkan asam laktat
c. repirasi anaerob dan dihasilkan etanol
d. respirasi anaerob dan dihasilkan asam piruvat
e. tidak terjadi respirasi sehingga kekurangan darah
Jawab: B
Pembahasan:
Hasil fermentasi asam laktat, yaitu 2 asam laktat dan 2 ATP. Reaksi sederhana fermentasi asam laktat adalah sebagai berikut. C6H12O6 (glukosa) Image 2 C C3H6O3 (asam laktat) + 2 ATP (energi). Penimbuhan asam laktat pada sel otot menyebabkan kekurangannya elastisitas otot sehingga menimbulkan kelelahan dan nyeri. Namun, secara berangsur-angsur asam laktat akan diangkut oleh darah menuju ke hati untuk diubah kembali menjadi asam piruvat.

15. Perhatikan gambar anatomi daun berikut.

Bagian daun yang paling efektif melakukan fotosintesis adalah bagian nomor …
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5
Jawab: D
Pembahasan:
Tempat yang paling efektif melakukan fotosintesis yaitu jaringan parenkim palisade. Jaringan parenkim palisade juga dinamakan jaringan tiang. Jaringan palisade terletak di bawah jaringan epidermis.

16. Reaksi terang pada fotosintesis terjadi di dalam …
a. grana
b. stroma
c. krista
d. matriks
e. membran kloroplas
Jawab: A
Pembahasan:
Reaksi terang terjadi di grana, sedangkan reaksi gelap berlangsung di stroma.

17. Hasil akhir reaksi terang pada fotosintesis adalah …
a. NADPH, ATP, dan CO2
b. ATP, NADPH, dan O2
c. ADP, NADP+, dan gliseraldehida 3-fosfat
d. RuBP, O2, dan glukosa
e. O2, glukosa, dan air
Jawab: B
Pembahasan:
Reaksi terang adalah reaksi yang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia berupa ATP dan NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosfat hydrogen). Reaksi terang terjadi di grana (tumpukan tilakoid) dalam kloroplas. Pada reaksi terang, diperlukan H2O, ADP, dan cahaya matahari. Hasil akhir reaksi terang, yaitu NADPH, ATP, dan dibebaskan O2.

18. Tumbuhan golongan C4 yang akan tetap tumbuh pada kondisi lingkungan panas dan kering, diantaranya …
a. tebu, jagung, dan rumput
b. nanas, padi, dan kedelai
c. gandum, padi, dan nanas
d. kaktus, nanas, dan kedelai
e. jagung, kaktus, dan kedelai
Jawaban:
Pembahasan:
Tumbuhan C4 merupakan tumbuhan yang produk fotosintesisnya berupa gula berkarbon 4. Yang tergolong tumbuhan C4 yaitu tebu, jagung dan rumput.

19. Pada percobaan Engelmann, ternyata bakteri akan berkerumun di sekitar berkas cahaya yang dijatuhkan pada ganggang Spirogyra sp. karena …
a. bakteri memerlukan cahaya terang
b. bakteri memerlukan zat gula
c. pada percobaan dihasilkan CO2
d. pada percobaan dihasilkan H2O
e. bakteri memerlukan oksigen
Jawab: E
Pembahasan:
Percobaan oleh T. W. Engelmann membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen dan terjadi pada sel yang mengandung klorofil. Organisme yang digunakan, yaitu ganggang Spirogya sp. dan bakteri aerob. Karena ganggang Spirogyra membutuhkan oksigen, maka Spirogyra ini akan berkumpul dekat kloroplas yang disinari cahaya.

20. Pada percobaan Sachs, daun yang ditutupi dengan kertas aluminium foil pada siang hari, jika diuji dengan larutan Lugol akan menunjukkan …
a. warna biru tua karena mengandung amilum
b. warna biru tua karena tidak mengandung amilum
c. warna ungu karena menghasilkan protein
d. warna merah karena mengandung vitamin A
e. tidak ada perubahan warna karena tidak mengandung amilum
Jawab: A
Pembahasan:
Warna biru tua   menunjukkan bahwa daun yang ditutupi oleh kertas aluminium foil mengandung amilum.

BAGIAN B

1. Reaksi penguraian senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dan menghasilkan energi dinamakan …
Jawab: Katabolisme

2. Komponen penyusun enzim yang tersusun atas nonprotein disebut …
Jawab: gugus prostetik

3. Rusaknya suatu enzim karena panas sehingga tidak dapat berfungsi lagi dengan baik dinamakan …
Jawab: Denaturasi

4. Pada saat substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif enzim akan termodifikasi menyesuaikan substratnya. Cara kerja enzim ini dikenal dengan teori …
Jawab: Teori kecocokan terinduksi

5. Kerja enzim dipengaruhi oleh …
Jawab: Suhu, pH, inhibitor, aktivator, konsentrasi enzim, konsentrasi substrat.

6. Tahap glikolisis menghasilkan …
Jawab: 2 Asam piruvat, 2 NADH, 2 ATP, dan H2O

7. Siklus Krebs terjadi di …
Jawab: Matriks mitokondria

8. Perbedaan fermentasi alkohol dengan asam laktat adalah …
Jawab: fermentasi alkohol menghasilkan etanol, sedangkan fermentasi asam laktat menghasilkan asam laktat.

9. Reaksi terang fotosintesis terjadi di … sedangkan reaksi gelap terjadi di …
Jawab: Grana. Stroma.

10. Fase atau tahap pada reaksi gelap dimana terjadi pengikatan CO2 oleh RuBP dinamakan …
Jawab: Fiksasi karbon

BAGIAN C

1. Bagaimanakan cara kerja enzim menurut teori “gembok dengan anak kuncinya”?
Jawab:
Bentuk sisi aktif enzim sangat spesifik sehingga substrat harus memiliki bentuk molekul tertentu yang sesuai. Enzim akan bergabung dengan substrat membentuk ikatan kompleks bagaikan gembok dengan anak kuncinya. Namun, jika bentuk sisi aktif enzim dengan substrat tidak cocok, tidak akan terjadi ikatan kompleks. Dalam ikatan kompleks, substrat akan bereaksi dengan energi aktivasi (EA) yang rendah. Setelah terjadi reaksi dan terbentuk pruduk, enzim akan terbebaskan. Ketika sisi aktif enzim sudah kosong kembali tetapi masih tersedia molekul substrat lainnya, akan terjadi ikatan dan reaksi kembali, dan seterusnya.

2. Sebutkan faktor-faktor yang memengaruhi kerja enzim.
Jawab:
Faktor-faktor yang memengaruhi enzim adalah suhu, pH, inhibitor, aktivator, konsentrasi enzim, konsentrasi substrat.

3. Sebutkan fase-fase pada reaksi gelap, masing-masing jelaskan peristiwa yang terjadi.
Jawab:
Mekanisme siklus Calvin, terdiri dari 3 fase sebagai berikut.
⦁ Fiksasi karbon, terjadi pengikatan CO2 oleh molekul organik bisfosfat atau RuBP (gula karbon 5) dengan katalisator enzim rubisko (RuBP kaboksilase) yang banyak ditemukan dalam kloroplas. Fiksasi CO2 oleh RuBP menghasilkan zat intermediet berkarbon 6 yang segera terurai menjadi molekul 3-fosfogliserat (PGA).
⦁ Reduksi, molekul 3-fosfogliserat menangkap gugus fosfat dari ATP membentuk 1,3-bisfosfogliserat. NADPH yang berasal dari reaksi terang melepaskan elektronnya untuk mereduksi gugus 1,3-bifosfogliserat menjadi gliseraldehida 3-fosfat (G3P). Satu molekul dari setiap 6 molekul gliseraldehida 3-fosfat akan membentuk 1 molekul gula berkarbon 3 sehingga untuk membentuk 1 molekul glukosa berkarbon 6 akan membutuhkan 2 molekul gula berkarbon 3 (memerlukan dua kali siklus Calvin).
⦁ Regenerasi RuBP, sisa 5 molekul gliseraldehida 3-fosfat akan mengikat fosfat dari penguraian ATP untuk menyusun kembali RuBP. RuBP berfungsi sebagai akseptor CO2.

4. Tuliskan perbedaan antara fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.
Jawab:
Hasil fermantasi alkohol setiap 1 molekul glukosa, yaitu 2 etanol, 2 CO2, dan 2 ATP. Sedangkan fermentasi asam laktat menghasilkan 2 asam laktat dan 2 ATP.

5. Perhatikan grafik berikut.

(koreksi: grafik ketiga seharusnya suhu bukan intensitas cahaya)
Berdasarkan grafik tersebut, jawablah pertanyaan berikut.
a. Jelaskan perbedaan antara ketiga grafik tersebut.
Jawab:
Grafik ke-1: Intensitas cahaya yang tinggi  akan meningkatkan laju fotosintesis, tetapi intensitas cahaya yang terlalu tinggi akan merusak klorofil dan menyebabkan sel daun dehidrasi (kehilangan cairan).
Grafik ke-2: Fotosintesis memerlukan jumlah CO2 yang cukup. Peningkatan kadar CO2 untuk fotosintesis tumbuhan tidak berarti, jika pada lingkungannya sudah cukup mengandung  CO2. Kadar CO2 yang terlalu tinggi akan mengganggu respirasi tumbuhan.
Grafik ke-3: Fotosintesis akan berlangsung dengan baik pada suhu optimum, yaitu 25oC – 39oC. Namun, suhu lingkungan yang terlalu panas menyebabkan enzim tidak dapat bekerja sehingga akan menghambat proses fotosintesis.

b. Jelaskan peran cahaya, karbondioksida, dan suhu pada fotosintesis.
Jawab:
Cahaya berperan sebagai sumber energi.
Karbondioksida dibutuhkan pada saat fotosintesis untuk diubah menjadi molekul 3-fosfogliserat (PGA) dimana sebelumnya diikat dahulu oleh RuBP.
Suhu berpengaruh terhadap fotosintesis yakni untuk mempercepat kerja enzim. Namun, jika suhu terlalu tinggi akan merusak enzim sehingga fotosintesis terganggu.