Kompetensi Dasar (KD) 3.5 dalam kurikulum Biologi kelas 12 membahas tentang substansi genetika, yaitu materi genetik yang membawa informasi hereditas dari satu generasi ke generasi berikutnya, serta mekanisme pewarisan sifat. Pemahaman konsep ini sangat penting karena menjadi dasar bagi pemahaman tentang evolusi, bioteknologi, dan berbagai fenomena kehidupan lainnya.
Artikel ini akan menyajikan beberapa contoh soal yang relevan dengan KD 3.5, lengkap dengan pembahasan mendalam untuk membantu siswa memahami konsep dan meningkatkan kemampuan problem-solving.
A. Materi Genetik: DNA dan RNA
Materi genetik utama pada sebagian besar organisme adalah DNA (Deoxyribonucleic Acid). Namun, pada beberapa virus, materi genetiknya adalah RNA (Ribonucleic Acid).
Contoh Soal 1:
Manakah pernyataan berikut yang membedakan DNA dari RNA?
A. DNA memiliki basa urasil, sedangkan RNA memiliki basa timin.
B. DNA memiliki gula deoksiribosa, sedangkan RNA memiliki gula ribosa.
C. DNA berbentuk rantai tunggal, sedangkan RNA berbentuk rantai ganda.
D. DNA terletak hanya di inti sel, sedangkan RNA hanya di sitoplasma.
E. DNA tidak mengandung fosfat, sedangkan RNA mengandung fosfat.
Pembahasan:
Pilihan yang benar adalah B. DNA memiliki gula deoksiribosa, sedangkan RNA memiliki gula ribosa.
- Gula: DNA mengandung gula deoksiribosa, sedangkan RNA mengandung gula ribosa. Perbedaan ini terletak pada gugus hidroksil (-OH) pada atom karbon nomor 2. Pada ribosa, terdapat gugus -OH, sedangkan pada deoksiribosa, gugus -OH digantikan oleh atom hidrogen (-H).
- Basa Nitrogen: DNA memiliki basa adenin (A), guanin (G), sitosin (C), dan timin (T). RNA memiliki basa adenin (A), guanin (G), sitosin (C), dan urasil (U). Jadi, DNA memiliki timin, sedangkan RNA memiliki urasil.
- Struktur: DNA umumnya berbentuk rantai ganda (double helix), sedangkan RNA umumnya berbentuk rantai tunggal. Namun, ada beberapa pengecualian, seperti beberapa virus RNA yang memiliki RNA rantai ganda.
- Lokasi: DNA umumnya terletak di inti sel (pada eukariot) atau di daerah nukleoid (pada prokariot). RNA dapat ditemukan di inti sel, sitoplasma, dan ribosom.
- Fosfat: Baik DNA maupun RNA mengandung gugus fosfat pada tulang punggung (backbone) molekulnya.
Contoh Soal 2:
Berikut adalah fungsi-fungsi dari molekul yang berperan dalam sintesis protein:
- Membawa kode genetik dari DNA ke ribosom.
- Membawa asam amino ke ribosom.
- Sebagai komponen utama ribosom.
Molekul yang memiliki fungsi-fungsi tersebut adalah…
A. mRNA, tRNA, rRNA
B. DNA, mRNA, tRNA
C. tRNA, rRNA, DNA
D. rRNA, DNA, mRNA
E. mRNA, DNA, rRNA
Pembahasan:
Pilihan yang benar adalah A. mRNA, tRNA, rRNA
- mRNA (messenger RNA): Membawa kode genetik dari DNA di inti sel ke ribosom di sitoplasma. Kode genetik ini berupa urutan kodon yang akan diterjemahkan menjadi urutan asam amino dalam protein.
- tRNA (transfer RNA): Membawa asam amino spesifik ke ribosom. Setiap tRNA memiliki antikodon yang komplementer dengan kodon pada mRNA, sehingga memastikan asam amino yang tepat ditambahkan ke rantai polipeptida yang sedang tumbuh.
- rRNA (ribosomal RNA): Merupakan komponen utama ribosom, organel tempat sintesis protein berlangsung. rRNA membantu dalam proses translasi mRNA dan pembentukan ikatan peptida antara asam amino.
B. Kode Genetik dan Sintesis Protein
Kode genetik adalah sistem yang digunakan sel untuk menerjemahkan informasi genetik yang terkandung dalam DNA atau RNA menjadi protein. Setiap kodon (urutan tiga basa nitrogen) menentukan asam amino tertentu, atau sinyal "mulai" atau "berhenti" dalam sintesis protein.
Contoh Soal 3:
Diketahui urutan basa nitrogen pada mRNA adalah AUG-GCA-UAC-GUU-GAA. Urutan asam amino yang terbentuk adalah… (gunakan tabel kode genetik standar)
A. Metionin – Alanin – Tirosin – Valin – Glutamat
B. Metionin – Alanin – Sistein – Valin – Lisin
C. Valin – Tirosin – Alanin – Metionin – Glutamat
D. Tirosin – Valin – Metionin – Alanin – Lisin
E. Alanin – Metionin – Valin – Tirosin – Glutamat
Pembahasan:
Pilihan yang benar adalah A. Metionin – Alanin – Tirosin – Valin – Glutamat
Berdasarkan tabel kode genetik standar:
- AUG: Metionin (juga merupakan kodon inisiasi)
- GCA: Alanin
- UAC: Tirosin
- GUU: Valin
- GAA: Glutamat
Contoh Soal 4:
Proses translasi terjadi di…
A. Inti sel
B. Retikulum endoplasma
C. Badan Golgi
D. Lisosom
E. Ribosom
Pembahasan:
Pilihan yang benar adalah E. Ribosom
Translasi adalah proses penerjemahan kode genetik pada mRNA menjadi urutan asam amino dalam protein. Proses ini terjadi di ribosom, yang terletak di sitoplasma atau terikat pada retikulum endoplasma kasar.
C. Pewarisan Sifat: Hukum Mendel
Hukum Mendel adalah prinsip dasar pewarisan sifat yang menjelaskan bagaimana sifat-sifat diturunkan dari orang tua ke keturunannya. Hukum Mendel terdiri dari dua hukum utama:
- Hukum Segregasi (Hukum I Mendel): Setiap individu memiliki dua alel untuk setiap sifat, dan alel-alel ini akan berpisah (bersegregasi) selama pembentukan gamet.
- Hukum Asortasi Bebas (Hukum II Mendel): Alel-alel untuk sifat yang berbeda akan bersegregasi secara independen satu sama lain selama pembentukan gamet.
Contoh Soal 5:
Tanaman kacang ercis berbiji bulat (BB) disilangkan dengan tanaman kacang ercis berbiji keriput (bb). Jika F1 disilangkan sesamanya, perbandingan genotip F2 adalah…
A. 1 BB : 2 Bb : 1 bb
B. 3 BB : 1 bb
C. 1 BB : 1 bb
D. 2 BB : 2 bb
E. 1 BB : 2 bb : 2 Bb
Pembahasan:
Pilihan yang benar adalah A. 1 BB : 2 Bb : 1 bb
Penyelesaian:
- P: BB (bulat) x bb (keriput)
- G: B x b
- F1: Bb (bulat)
- P2: Bb (bulat) x Bb (bulat)
- G2: B, b x B, b
- F2: BB, Bb, Bb, bb -> 1 BB : 2 Bb : 1 bb
Contoh Soal 6:
Seorang laki-laki normal menikah dengan wanita carrier hemofilia. Kemungkinan anak laki-laki mereka menderita hemofilia adalah…
A. 0%
B. 25%
C. 50%
D. 75%
E. 100%
Pembahasan:
Pilihan yang benar adalah C. 50%
Hemofilia adalah penyakit menurun yang terpaut kromosom X.
- Laki-laki normal: XH Y
- Wanita carrier hemofilia: XH Xh
P: XH Y x XH Xh
G: XH, Y x XH, Xh
F1:
- XH XH (perempuan normal)
- XH Xh (perempuan carrier)
- XH Y (laki-laki normal)
- Xh Y (laki-laki hemofilia)
Kemungkinan anak laki-laki menderita hemofilia adalah 1 dari 2 kemungkinan, atau 50%.
D. Penyimpangan Hukum Mendel
Tidak semua pewarisan sifat mengikuti pola yang dijelaskan oleh Hukum Mendel. Beberapa penyimpangan Hukum Mendel meliputi:
- Dominansi Tidak Sempurna (Intermediate): Heterozigot menunjukkan fenotipe campuran antara kedua alel homozigot.
- Kodominansi: Kedua alel dalam heterozigot diekspresikan secara bersamaan.
- Alel Ganda: Suatu gen memiliki lebih dari dua alel.
- Gen Letal: Alel yang menyebabkan kematian jika individu memiliki genotipe homozigot.
- Pautan Gen: Gen-gen yang terletak berdekatan pada kromosom cenderung diwariskan bersama.
Contoh Soal 7:
Pada tanaman Mirabilis jalapa (bunga pukul empat), warna merah (MM) dominan tidak sempurna terhadap warna putih (mm). Heterozigot (Mm) memiliki warna merah muda. Jika tanaman merah muda disilangkan dengan tanaman merah muda, perbandingan fenotipe F1 adalah…
A. 3 merah : 1 putih
B. 1 merah : 2 merah muda : 1 putih
C. 1 merah muda : 1 putih
D. 1 merah : 1 putih
E. Semua merah muda
Pembahasan:
Pilihan yang benar adalah B. 1 merah : 2 merah muda : 1 putih
P: Mm (merah muda) x Mm (merah muda)
G: M, m x M, m
F1: MM (merah), Mm (merah muda), Mm (merah muda), mm (putih)
Perbandingan fenotipe: 1 merah : 2 merah muda : 1 putih
Contoh Soal 8:
Golongan darah sistem ABO pada manusia diatur oleh tiga alel, yaitu IA, IB, dan IO. Alel IA dan IB kodominan, sedangkan IO resesif. Seorang pria bergolongan darah A heterozigot menikah dengan wanita bergolongan darah B heterozigot. Kemungkinan golongan darah anak-anak mereka adalah…
A. A, B, AB, O
B. A, B, AB
C. A, B, O
D. A, O
E. B, O
Pembahasan:
Pilihan yang benar adalah A. A, B, AB, O
P: IA IO x IB IO
G: IA, IO x IB, IO
F1: IA IB (AB), IA IO (A), IB IO (B), IO IO (O)
Jadi, kemungkinan golongan darah anak-anak mereka adalah A, B, AB, dan O.
Kesimpulan
Pemahaman tentang substansi genetika dan pewarisan sifat sangat penting dalam biologi. Dengan mempelajari contoh-contoh soal dan pembahasannya, siswa diharapkan dapat memahami konsep-konsep dasar dan meningkatkan kemampuan problem-solving. Latihan soal secara teratur dan pemahaman konsep yang mendalam akan membantu siswa meraih kesuksesan dalam mata pelajaran Biologi.
