Biologi sel: latihan soal dengan penjelasan

1Apa itu sel

Sel adalah satuan terkecil kehidupan. Teori sel menyatakan bahwa semua makhluk hidup tersusun atas sel, dan setiap sel berasal dari sel yang sudah ada.

Ada dua tipe utama:

• Sel prokariotik, seperti bakteri, kecil dan sederhana. DNA-nya berada bebas di dalam sel; sel ini tidak memiliki inti dan organel lain berselaput membran.
• Sel eukariotik, seperti sel hewan, tumbuhan, dan jamur, lebih besar. DNA-nya disimpan di dalam inti sel, dan sel ini memiliki banyak organel: kompartemen kecil dengan tugasnya masing-masing.

Sel tumbuhan memiliki tiga hal yang tidak dimiliki sel hewan: dinding sel dari selulosa, kloroplas untuk fotosintesis, dan vakuola pusat yang besar.

Bayangkan sel eukariotik sebagai pabrik. Inti adalah kantor yang menyimpan rancangan, ribosom adalah mesin, mitokondria adalah pembangkit listrik, dan membran adalah gerbang.

2Organel dan membran

• 1 Membran sel: lapisan ganda fosfolipid dengan protein. Membran ini mengatur apa yang masuk dan keluar.
• 2 Inti sel: menyimpan DNA. Nukleolus di dalamnya membuat ribosom.
• 3 RE kasar: jaringan membran yang dipenuhi ribosom, yang membuat protein. RE halus, tanpa ribosom, membuat lipid.
• 4 Aparatus Golgi: memodifikasi, memilah, dan mengemas protein ke dalam vesikel.
• 5 Mitokondria: membuat sebagian besar ATP sel, mata uang energinya, melalui respirasi aerob.
• 6 Lisosom: menguraikan bagian yang aus dan bahan yang ditelan dengan enzim.

Zat melintasi membran dengan cara yang berbeda:

• Difusi: partikel berpindah dari konsentrasi tinggi ke rendah, tanpa energi. Molekul nonpolar kecil seperti O₂ dan CO₂ melintas dengan cara ini.
• Osmosis: air bergerak melalui membran menuju sisi dengan lebih banyak partikel terlarut.
• Difusi terfasilitasi: difusi melalui protein saluran atau pembawa, tetap tanpa energi. Glukosa masuk ke sebagian besar sel dengan cara ini.
• Transpor aktif: pompa memakai ATP untuk memindahkan zat melawan gradiennya, seperti pompa natrium–kalium.

3DNA, protein, dan pembelahan sel

DNA adalah heliks ganda dari dua untai nukleotida. Setiap nukleotida memiliki gula (deoksiribosa), fosfat, dan salah satu dari empat basa. Basa-basa itu berpasangan: A dengan T, dan C dengan G.

Sebelum sel membelah, sel menyalin DNA-nya. Replikasi bersifat semikonservatif: setiap heliks ganda baru memiliki satu untai lama dan satu untai baru.

Gen diubah menjadi protein dalam dua langkah:

1. Transkripsi di inti sel: RNA polimerase menyalin gen menjadi mRNA. RNA memiliki urasil (U) sebagai ganti timin.
2. Translasi di ribosom: setiap tiga basa mRNA, sebuah kodon, menyandikan satu asam amino. tRNA membawa asam amino, dan rantai itu melipat menjadi protein.

Sel membelah dengan dua cara:

• Mitosis: satu sel menghasilkan dua sel yang identik secara genetik dengan kromosom lengkap (46 pada manusia). Dipakai untuk pertumbuhan dan perbaikan.
• Meiosis: satu sel diploid menghasilkan empat sel haploid yang berbeda secara genetik dengan setengah jumlah kromosom (23). Dipakai untuk membentuk sel telur dan sperma. Pindah silang dan pemilahan bebas menciptakan variasi.

Fase-fase mitosis adalah profase, metafase, anafase (kromatid ditarik berpisah), dan telofase, diikuti sitokinesis.

4Metode ini selangkah demi selangkah

Sebagian besar soal menguji salah satu dari empat tema: struktur, transpor, aliran informasi (DNA → RNA → protein), atau pembelahan.

1. Temukan tema soal dan kata kuncinya: organel, jenis transpor, enzim, fase.
2. Ingat fungsi yang berkaitan dengannya, dalam satu kalimat.
3. Untuk suatu proses, ikuti langkah-langkahnya secara berurutan: dari mana dimulai, struktur mana yang dilewati, di mana berakhir.
4. Untuk suatu kasus, tanyakan apa yang berubah: struktur atau langkah mana yang rusak, dan apa akibatnya.
5. Singkirkan pilihan yang mencampuradukkan istilah yang mirip: mitosis dan meiosis, transkripsi dan translasi, difusi dan transpor aktif.

5Contoh soal lengkap

Ikuti setiap langkah. Cobalah menebak langkah berikutnya sebelum membukanya.

6Kesalahan umum

• Mencampuradukkan mitosis dan meiosis. Mitosis: 2 sel diploid identik. Meiosis: 4 sel haploid yang berbeda.
• Mencampuradukkan transkripsi (DNA → mRNA, di inti sel) dan translasi (mRNA → protein, di ribosom).
• Mengira prokariota tidak memiliki DNA. Mereka memiliki DNA, tetapi tanpa inti.
• Mengira osmosis memindahkan zat terlarut. Osmosis adalah perpindahan air.
• Menyebut difusi terfasilitasi sebagai aktif. Difusi ini memakai protein tetapi tanpa energi, dan mengikuti gradien.
• Memasangkan A dengan U pada DNA. Pada DNA, A berpasangan dengan T; U hanya muncul pada RNA.

7Seperti apa soal ujiannya

• Mudah: istilah dan fakta kunci. Fungsi organel, pasangan basa, apa itu difusi atau mitosis, sel tumbuhan dibandingkan sel hewan.
• Sedang: menerapkan konsep. Osmosis dalam larutan tertentu, fase mitosis dan meiosis, kodon dan mutasi, glikolisis dan respirasi.
• Sulit: kasus dan analisis. Percobaan klasik (Meselson–Stahl, Hershey–Chase), penyakit yang dijelaskan pada tingkat sel, pensinyalan sel, siklus sel, dan kanker.

Pada soal kasus, sebutkan struktur atau proses yang gagal lebih dahulu. Pilihan yang benar adalah akibat langsung dari kegagalan itu.