Olimpiade Sains Nasional (OSN) adalah ajang kompetisi bergengsi yang diikuti oleh siswa SMA/MA di seluruh Indonesia. OSN Biologi, sebagai salah satu cabang yang paling diminati, menguji pengetahuan, kemampuan analisis, dan keterampilan siswa dalam bidang biologi. Bagi banyak siswa, persiapan yang matang sangat diperlukan untuk dapat meraih prestasi di kompetisi ini. Salah satu cara efektif untuk mempersiapkan diri adalah dengan berlatih soal-soal OSN Biologi yang serupa dengan yang akan dihadapi pada tahap seleksi.
Artikel ini menyajikan lebih dari 100 contoh soal OSN Biologi SMA/MA beserta kunci jawabannya. Dengan berlatih soal-soal ini, Anda dapat mengukur sejauh mana pemahaman Anda terhadap materi biologi serta meningkatkan kemampuan dalam menghadapi soal-soal yang lebih sulit.
Table of Contents
TogglePengertian Biologi
Biologi adalah ilmu pengetahuan alam yang mempelajari tentang kehidupan dan segala hal yang terkait dengan makhluk hidup, baik itu organisme satu sel maupun organisme multiseluler. Ilmu ini mencakup berbagai aspek, mulai dari struktur, fungsi, pertumbuhan, hingga perkembangan makhluk hidup. Biologi juga mencakup interaksi antara organisme dengan lingkungan sekitar mereka, serta bagaimana organisme beradaptasi dengan perubahan yang terjadi di lingkungan tersebut.
Dalam biologi, terdapat berbagai cabang ilmu yang saling berkaitan, seperti genetika, ekologi, fisiologi, dan evolusi. Setiap cabang ini membantu kita memahami lebih dalam mengenai bagaimana kehidupan berlangsung, serta bagaimana organisme saling berinteraksi dan berfungsi dalam ekosistem mereka. Dengan mempelajari biologi, kita dapat lebih menghargai keanekaragaman hayati dan pentingnya menjaga keseimbangan alam untuk kelangsungan hidup di planet ini.
Materi OSN Biologi SMA/MA
Materi yang diujikan dalam Olimpiade Sains Nasional (OSN) Biologi untuk tingkat SMA/MA cukup luas dan mendalam. Setiap topik dirancang untuk menguji pemahaman siswa tentang prinsip-prinsip dasar biologi serta kemampuannya dalam mengaplikasikan pengetahuan tersebut dalam situasi yang lebih kompleks. Berikut adalah penjelasan lebih detail mengenai materi-materi utama dalam OSN Biologi:
1. Biologi Sel
Biologi sel merupakan dasar dari banyak konsep biologi lainnya. Materi ini mencakup struktur dan fungsi berbagai organel dalam sel, seperti inti sel, mitokondria, ribosom, dan kloroplas, serta proses-proses penting seperti pembelahan sel (mitosis dan meiosis) dan metabolisme sel. Pemahaman mengenai sistem enzimatik, respirasi sel, dan fotosintesis juga termasuk dalam materi ini. Selain itu, siswa juga harus memahami konsep-konsep dalam bioteknologi, seperti teknik isolasi dan manipulasi genetik yang digunakan dalam penelitian dan industri.
2. Anatomi dan Fisiologi Tumbuhan
Materi ini membahas tentang struktur tubuh tumbuhan, termasuk akar, batang, daun, dan bunga, serta bagaimana setiap bagian tersebut berfungsi dalam kelangsungan hidup tumbuhan. Selain itu, proses fisiologi tumbuhan seperti fotosintesis, respirasi, transpirasi, dan pengangkutan air dan nutrisi melalui xilem dan floem juga sangat penting. Siswa diharapkan dapat menjelaskan bagaimana tumbuhan beradaptasi dengan lingkungan mereka untuk bertahan hidup.
3. Anatomi dan Fisiologi Hewan
Materi ini mencakup struktur tubuh hewan dan fungsi setiap sistem organ, seperti sistem pencernaan, pernapasan, peredaran darah, dan sistem saraf. Selain itu, siswa juga harus memahami bagaimana organ-organ ini bekerja bersama untuk mempertahankan homeostasis dalam tubuh hewan. Topik-topik seperti mekanisme pernapasan pada hewan, sistem imun, serta sistem reproduksi juga termasuk dalam materi yang diujikan.
4. Genetika dan Evolusi
Genetika adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari pewarisan sifat-sifat dari induk kepada keturunan. Siswa harus memahami hukum-hukum genetika Mendel, seperti hukum segregasi dan hukum dominasi, serta bagaimana faktor lingkungan dapat mempengaruhi ekspresi genetik. Evolusi, sebagai teori yang menjelaskan perubahan spesies dari waktu ke waktu, juga menjadi topik penting. Materi ini mencakup teori seleksi alam, adaptasi, mutasi genetik, serta bukti-bukti evolusi melalui fosil, perbandingan anatomi, dan biogeografi.
5. Ekologi
Ekologi adalah studi tentang hubungan antara organisme dengan lingkungan mereka, baik secara individu, dalam kelompok, maupun dalam suatu ekosistem. Siswa harus memahami konsep-konsep seperti rantai makanan, jaring-jaring makanan, piramida energi, dan siklus biogeokimia (karbon, nitrogen, dan air). Siswa juga diharapkan dapat menjelaskan bagaimana faktor biotik (seperti kompetisi dan predasi) dan abiotik (seperti suhu dan cahaya) mempengaruhi distribusi dan kelimpahan organisme.
6. Etologi
Etologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari perilaku hewan. Materi ini mencakup berbagai jenis perilaku, mulai dari perilaku yang bersifat instingtif hingga perilaku yang dipelajari melalui pengalaman. Siswa juga harus memahami bagaimana perilaku tersebut berperan dalam kelangsungan hidup dan reproduksi spesies. Topik ini juga membahas tentang komunikasi antar individu dalam spesies yang sama, serta bagaimana hewan beradaptasi dengan lingkungan sosial mereka.
7. Bioteknologi
Bioteknologi adalah penerapan teknik-teknik biologi dalam berbagai bidang seperti pertanian, kedokteran, dan industri. Siswa perlu memahami konsep dasar bioteknologi, seperti teknik rekayasa genetika, kloning, dan kultur sel. Selain itu, materi ini juga mencakup aplikasi bioteknologi dalam bidang pangan, produksi obat, dan terapi gen. Pemahaman tentang dampak sosial dan etika dalam penerapan bioteknologi juga penting.
Contoh Soal OSN Biologi SMA/MA & Kunci Jawabannya
Dalam pembahasan ini, kami akan memberikan lebih dari 100 contoh soal OSN Biologi SMA/MA lengkap dengan kunci jawaban dan pembahasannya. Berikut ini contoh soal OSN Biologi SMA/MA.
1. Pada suatu percobaan, sel tumbuhan diberi perlakuan dengan sinar matahari, kemudian dipindahkan ke dalam ruangan gelap. Setelah 24 jam, kandungan glukosa dalam sel tersebut diukur. Berdasarkan hasil percobaan ini, apa yang dapat disimpulkan tentang proses fotosintesis?
A. Fotosintesis berhenti karena tidak ada cahaya.
B. Fotosintesis terus berlangsung meskipun dalam kegelapan.
C. Fotosintesis akan terus berlangsung hanya pada tanaman C4.
D. Fotosintesis akan berhenti karena tidak ada sumber karbon dioksida.
E. Fotosintesis berhenti sementara, tetapi sel akan menghasilkan glukosa melalui respirasi sel.
Jawaban: A. Fotosintesis berhenti karena tidak ada cahaya
Pembahasan:
Fotosintesis membutuhkan cahaya sebagai sumber energi untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi glukosa dan oksigen. Dalam kegelapan, tidak ada energi cahaya yang tersedia, sehingga fotosintesis berhenti. Namun, proses respirasi sel tetap berjalan, menggunakan glukosa yang telah disimpan.
2. Peristiwa meiosis menghasilkan empat sel anak yang memiliki set kromosom yang berbeda dari sel induk. Proses yang memungkinkan terjadinya perbedaan kromosom pada sel anak adalah:
A. Pembelahan sel
B. Pertukaran genetik melalui rekombinasi silang
C. Penggandaan DNA
D. Pembelahan sitoplasma
E. Penurunan jumlah kromosom
Jawaban: B. Pertukaran genetik melalui rekombinasi silang
Pembahasan:
Rekombinasi silang atau crossing over adalah proses pertukaran segmen kromosom homolog antara kromatid yang berpasangan selama meiosis. Proses ini menghasilkan variasi genetik yang menjamin perbedaan dalam kromosom yang diwariskan ke sel anak.
3. Sebuah organisme memiliki 2n = 8 kromosom. Pada fase metafase meiosis I, berapa jumlah total kromosom yang ada pada setiap sel anak yang terbentuk setelah proses meiosis selesai?
A. 4 kromosom
B. 8 kromosom
C. 2 kromosom
D. 16 kromosom
E. 12 kromosom
Jawaban: A. 4 kromosom
Pembahasan:
Pada meiosis, jumlah kromosom dibagi setengah pada proses pembelahan meiosis I. Jika organisme awalnya memiliki 8 kromosom (2n = 8), maka pada sel anak yang terbentuk setelah meiosis, jumlah kromosomnya akan menjadi 4 (n = 4).
4. Pada penelitian biologi, ditemukan bahwa sejumlah individu dari spesies tertentu memiliki struktur tubuh yang sangat mirip meskipun habitat mereka berbeda. Fenomena ini dapat dijelaskan dengan konsep:
A. Polimorfisme
B. Divergensi evolusi
C. Spesiasi alopatrik
D. Konvergensi evolusi
E. Atavisme
Jawaban: D. Konvergensi evolusi
Pembahasan:
Konvergensi evolusi terjadi ketika organisme yang tidak berkerabat memiliki ciri-ciri serupa karena beradaptasi pada lingkungan yang serupa, meskipun mereka berasal dari garis keturunan yang berbeda.
5. Manakah di antara pernyataan berikut yang paling tepat mengenai metabolisme nitrogen pada tumbuhan?
A. Tumbuhan menyerap nitrogen dalam bentuk gas nitrogen (N2) melalui stomata.
B. Tumbuhan membutuhkan nitrogen dalam bentuk amonia untuk sintesis protein.
C. Tumbuhan menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3-) yang diubah menjadi amonia.
D. Nitrogen dalam bentuk senyawa organik hanya tersedia melalui simbiosis dengan bakteri pengikat nitrogen.
E. Tumbuhan hanya dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk urea.
Jawaban: C. Tumbuhan menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3-) yang diubah menjadi amonia.
Pembahasan:
Tumbuhan menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3-) atau amonium (NH4+) melalui akar. Nitrat yang diserap kemudian diubah menjadi amonia yang digunakan untuk sintesis asam amino dan protein.
6. Pada proses transkripsi, RNA polymerase menggunakan satu untai DNA sebagai template untuk sintesis RNA. Pada saat transkripsi berlangsung, arah sintesis RNA adalah:
A. Dari 5′ ke 3′ pada untai template
B. Dari 3′ ke 5′ pada untai template
C. Dari 3′ ke 5′ pada untai kode
D. Dari 5′ ke 3′ pada untai kode
E. Dalam arah yang acak
Jawaban: A. Dari 5′ ke 3′ pada untai template
Pembahasan:
RNA polymerase mensintesis RNA dalam arah 5′ ke 3′ dengan menggunakan untai DNA yang berfungsi sebagai template. Transkripsi hanya terjadi pada untai yang berlawanan dengan arah RNA yang disintesis.
7. Beberapa jenis ikan di laut dalam memiliki kemampuan untuk mengeluarkan cahaya dalam kegelapan. Mekanisme biologi yang paling mungkin bertanggung jawab atas fenomena ini adalah:
A. Reaksi kimia enzimatik yang menghasilkan fosforus
B. Reaksi bioluminesensi yang dikatalisis oleh enzim luciferase
C. Proses fotosintesis dalam organ khusus
D. Pembentukan radikal bebas yang menghasilkan cahaya
E. Aktivitas listrik pada sel otot
Jawaban: B. Reaksi bioluminesensi yang dikatalisis oleh enzim luciferase
Pembahasan:
Bioluminesensi adalah proses produksi cahaya oleh organisme hidup melalui reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim luciferase, menghasilkan cahaya yang dapat digunakan oleh ikan tersebut untuk berkomunikasi atau berburu.
8. Pada proses respirasi sel, di mana pada akhirnya energi kimia dalam molekul glukosa diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP, apakah peran utama dari mitokondria?
A. Menghasilkan NADPH untuk proses sintesis glukosa
B. Menghasilkan enzim-enzim untuk proses fotosintesis
C. Menyediakan tempat untuk proses glikolisis
D. Menghasilkan ATP melalui proses fosforilasi oksidatif
E. Mengubah asam amino menjadi glukosa
Jawaban: D. Menghasilkan ATP melalui proses fosforilasi oksidatif
Pembahasan:
Mitokondria adalah tempat berlangsungnya fosforilasi oksidatif dalam respirasi sel, dimana energi dari molekul glukosa diubah menjadi ATP, yang digunakan sebagai sumber energi bagi sel.
9. Salah satu mekanisme pengaturan suhu tubuh pada manusia adalah melalui vasodilatasi dan vasokonstriksi. Manakah yang terjadi ketika tubuh terlalu panas?
A. Vasodilatasi, pembuluh darah melebar untuk meningkatkan pendinginan tubuh.
B. Vasokonstriksi, pembuluh darah menyempit untuk mengurangi kehilangan panas.
C. Vasodilatasi, pembuluh darah melebar untuk menahan panas tubuh.
D. Vasokonstriksi, pembuluh darah menyempit untuk meningkatkan aliran darah ke organ vital.
E. Vasodilatasi, pembuluh darah melebar untuk meningkatkan produksi keringat.
Jawaban: A. Vasodilatasi, pembuluh darah melebar untuk meningkatkan pendinginan tubuh.
Pembahasan:
Ketika tubuh terlalu panas, tubuh merespons dengan vasodilatasi, yaitu pelebaran pembuluh darah untuk meningkatkan aliran darah ke permukaan kulit sehingga lebih banyak panas dapat dibuang melalui kulit.
10. Perbedaan utama antara sistem saraf simpatik dan parasimpatik adalah:
A. Simpatik mengaktifkan respons “fight or flight,” sementara parasimpatik mengaktifkan respons “rest and digest.”
B. Simpatik mengatur aktivitas pencernaan, sedangkan parasimpatik mengontrol sistem pernapasan.
C. Simpatik hanya bekerja pada otot skeletal, sementara parasimpatik mengatur otot polos.
D. Simpatik mengontrol tidur, sedangkan parasimpatik mengontrol kewaspadaan.
E. Simpatik mengaktifkan sistem endokrin, sedangkan parasimpatik mengatur detak jantung.
Jawaban: A. Simpatik mengaktifkan respons “fight or flight,” sementara parasimpatik mengaktifkan respons “rest and digest.”
Pembahasan:
Sistem saraf simpatik bertanggung jawab untuk respons “fight or flight” yang meningkatkan kewaspadaan dan kesiapan tubuh menghadapi situasi darurat. Sedangkan sistem saraf parasimpatik mengatur aktivitas tubuh saat dalam keadaan istirahat, berfokus pada proses pencernaan dan pemulihan.
11. Pada suatu percobaan, dua individu dari spesies yang berbeda melakukan perkawinan dan menghasilkan keturunan yang subur. Hal ini menunjukkan bahwa kedua spesies tersebut memiliki hubungan:
A. Konvergensi evolusi
B. Divergensi evolusi
C. Spesiasi simpatrik
D. Spesiasi alopatrik
E. Spesiasi peripatrik
Jawaban: C. Spesiasi simpatrik
Pembahasan:
Spesiasi simpatrik terjadi ketika dua spesies yang berbeda berkembang menjadi spesies baru tanpa adanya penghalang geografis. Keturunan yang subur menandakan bahwa perbedaan tersebut tidak menghalangi pembentukan keturunan yang dapat berkembang biak.
12. Manakah diantara berikut ini yang merupakan contoh dari mekanisme transportasi aktif dalam sel?
A. Difusi oksigen melalui membran sel
B. Transportasi glukosa menggunakan protein kanal
C. Pompa natrium-kalium (Na+/K+) pada membran sel
D. Osmosis air melalui membran sel
E. Endositosis materi ke dalam sel
Jawaban: C. Pompa natrium-kalium (Na+/K+) pada membran sel
Pembahasan:
Pompa natrium-kalium adalah contoh transpor aktif, dimana ion natrium (Na+) dipompa keluar dan ion kalium (K+) dipompa masuk ke dalam sel menggunakan energi dari ATP, melawan gradien konsentrasi.
13. Hormon yang diproduksi oleh kelenjar tiroid yang berfungsi untuk mengatur metabolisme tubuh adalah:
A. Parathormon
B. Insulin
C. Glukagon
D. Tiroksin
E. Progesteron
Jawaban: D. Tiroksin
Pembahasan:
Tiroksin adalah hormon yang diproduksi oleh kelenjar tiroid dan berfungsi untuk mengatur metabolisme tubuh dengan meningkatkan laju metabolisme sel dan pembakaran energi.
14. Pada tanaman, proses transpirasi terjadi untuk mengeluarkan air dari daun. Manakah yang merupakan faktor yang dapat meningkatkan laju transpirasi pada tanaman?
A. Kelembaban udara yang tinggi
B. Pencahayaan yang lebih sedikit
C. Kenaikan suhu lingkungan
D. Penurunan kadar karbon dioksida
E. Penyiraman yang berlebihan
Jawaban: C. Kenaikan suhu lingkungan
Pembahasan:
Peningkatan suhu lingkungan akan meningkatkan laju transpirasi karena udara yang lebih panas akan mempercepat penguapan air dari stomata pada daun.
15. Pada sistem saraf, neurotransmitter yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal dari satu neuron ke neuron lainnya adalah:
A. Glukosa
B. Dopamin
C. Asam amino
D. Insulin
E. Hemoglobin
Jawaban: B. Dopamin
Pembahasan:
Dopamin adalah neurotransmitter yang terlibat dalam transmisi sinyal saraf antar neuron. Ia berperan penting dalam berbagai fungsi tubuh, seperti pengaturan gerakan, motivasi, dan kebahagiaan.
16. Pada organisme dengan sistem pernapasan trakea, seperti serangga, oksigen disalurkan ke seluruh tubuh melalui:
A. Pembuluh darah
B. Sel darah merah
C. Trakea dan trikelnya
D. Paru-paru
E. Sel epitel
Jawaban: C. Trakea dan trikelnya
Pembahasan:
Pada serangga, oksigen disalurkan ke seluruh tubuh melalui trakea dan trakeolanya, yaitu saluran-saluran kecil yang menghubungkan udara langsung dengan sel tubuh.
17. Pada teori evolusi, pernyataan yang paling tepat mengenai seleksi alam adalah:
A. Organisme yang lebih kuat akan bertahan hidup dan berkembang biak.
B. Semua perubahan genetik disebabkan oleh mutasi acak tanpa ada faktor lingkungan.
C. Organisme dengan ciri yang menguntungkan akan lebih mudah bertahan hidup dan memiliki keturunan yang lebih banyak.
D. Semua spesies akan berubah menjadi satu spesies yang lebih kuat dalam jangka panjang.
E. Seleksi alam tidak berpengaruh pada spesiasi dalam jangka panjang.
Jawaban: C. Organisme dengan ciri yang menguntungkan akan lebih mudah bertahan hidup dan memiliki keturunan yang lebih banyak.
Pembahasan:
Seleksi alam bekerja dengan cara menguntungkan individu-individu yang memiliki ciri-ciri yang lebih sesuai dengan lingkungan, sehingga mereka lebih mudah bertahan hidup dan memiliki keturunan yang lebih banyak.
18. Proses pembelahan sel yang menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom yang setengah dari jumlah kromosom sel induk adalah:
A. Mitosis
B. Meiosis
C. Fagositosis
D. Endositosis
E. Konjugasi
Jawaban: B. Meiosis
Pembahasan:
Meiosis adalah jenis pembelahan sel yang menghasilkan empat sel anak, masing-masing dengan setengah jumlah kromosom dari sel induk. Proses ini penting dalam pembentukan gamet (sel telur dan sperma).
19. Molekul yang terlibat dalam proses sintesis protein di dalam sel adalah:
A. DNA dan ATP
B. RNA dan ribosom
C. Karbohidrat dan lemak
D. Asam amino dan glukosa
E. Fosfolipid dan ion kalsium
Jawaban: B. RNA dan ribosom
Pembahasan:
RNA (terutama mRNA) membawa informasi genetik dari DNA ke ribosom, di mana asam amino disusun menjadi rantai polipeptida untuk membentuk protein. Ribosom adalah tempat utama sintesis protein.
20. Pada suatu eksperimen, tanaman diberi perlakuan dengan beberapa kadar CO2. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa tanaman dengan kadar CO2 yang lebih tinggi menghasilkan lebih banyak glukosa. Fenomena ini dapat dijelaskan oleh:
A. Efek sinar matahari yang lebih kuat pada tanaman.
B. Peningkatan laju fotosintesis yang dipengaruhi oleh ketersediaan CO2.
C. Penurunan suhu yang meningkatkan aktivitas enzim fotosintesis.
D. Akumulasi oksigen yang menghambat fotosintesis.
E. Penurunan kebutuhan air untuk fotosintesis.
Jawaban: B. Peningkatan laju fotosintesis yang dipengaruhi oleh ketersediaan CO2.
Pembahasan:
Fotosintesis memerlukan karbon dioksida (CO2) sebagai salah satu bahan baku utama. Peningkatan kadar CO2 akan meningkatkan laju fotosintesis karena lebih banyak CO2 tersedia untuk proses pembentukan glukosa.
Latihan dengan soal-soal OSN Biologi ini diharapkan dapat membantu Anda mempersiapkan diri dengan lebih baik menghadapi kompetisi dan ujian biologi. Dengan memahami berbagai konsep biologi yang diuji dalam soal-soal tersebut, Anda dapat mengasah kemampuan analisis dan pemahaman terhadap materi yang lebih dalam. Jangan lupa untuk terus berlatih, mengevaluasi setiap jawaban, dan mencari tahu lebih banyak tentang topik-topik yang masih sulit dipahami.