SRIPOKU.COM - Melanjutkan petualangan belajar Biologi di jenjang kelas 11 SMA Kurikulum Merdeka, siswa akan mendalami pilar dasar penyusun kehidupan pada Bab 1, yaitu materi mengenai "Komposisi Kimiawi Sel".
Pada sub-bab ini, siswa fase E/F diajak mengalisis sel bukan lagi sekadar ruang kosong, melainkan sebuah pabrik biokimia dinamis.
Fokus materi meliputi peran dan proporsi komponen organik (karbohidrat, protein, lipid, asam nukleat) serta komponen anorganik (air, garam mineral, ion) yang menyusun protoplasma sel.
Baca juga: Latihan Soal Biologi Kelas 11 SMA Materi Keterkaitan antara Struktur dan Fungsi Sel, Soal HOTS 2026
Soal-soal dirancang berbasis Higher Order Thinking Skills (HOTS) edisi terbaru 2026 untuk menguji kemampuan analitis siswa terhadap uji laboratorium, gangguan metabolisme seluler, dan korelasi struktur molekul terhadap fungsi sel hidup dengan opsi pilihan ganda A sampai E.
Sebagai sarana persiapan menghadapi penilaian harian atau referensi pembuatan instrumen asesmen bagi bapak/ibu guru, berikut disajikan 10 latihan soal pilihan ganda HOTS Biologi Kelas 11 SMA Bab 1 Kurikulum Merdeka beserta kunci jawaban dan pembahasannya.
(1.) Perhatikan tabel komposisi makromolekul berikut!
Dalam sebuah analisis biokimia seluler di tahun 2026, ilmuwan mengisolasi komponen penyusun protoplasma dari dua jenis sel yang berbeda.
Sel X: Memiliki persentase komponen lipid (fosfolipid dan glikolipid) serta protein integral yang sangat dominan pada fraksi membrannya.
Sel Y: Memiliki kandungan polisakarida jenis selulosa dan pektin yang membentuk persentase massa terkering terbesar di bagian luar sel.
Berdasarkan data komposisi kimiawi di atas, dapat dianalisis bahwa Sel X dan Sel Y secara berturut-turut adalah...
A. Sel bakteri gram positif dan sel kapsul virus.
B. Sel hewan karena berfokus pada kekuatan membran plasma, dan sel tumbuhan karena memiliki komponen penyusun dinding sel yang tebal.
C. Sel rambut manusia dan sel kuku mamalia purba.
D. Sel otot jantung dan sel darah merah matang.
E. Kedua sel merupakan sel prokariotik yang kehilangan asam nukleatnya akibat lisis.
Kunci Jawaban: B Sel hewan karena berfokus pada kekuatan membran plasma, dan sel tumbuhan karena memiliki komponen penyusun dinding sel yang tebal.
Pembahasan: Sel hewan tidak memiliki dinding sel sehingga kekuatan struktural dan permeabilitasnya murni bertumpu pada komposisi lipoprotein membran plasma (Sel X). Sebaliknya, sel tumbuhan dicirikan oleh massa komponen anorganik/organik struktural berupa selulosa, hemiselulosa, dan pektin pada dinding selnya (Sel Y).
(2.) Perhatikan kasus biokimia air di bawah ini!
Air merupakan komponen anorganik terbesar yang menyusun sekitar 70 persen–80?rat total sel hidup. Sifat molekul air yang polar memungkinkannya membentuk ikatan hidrogen, memberikan kapasitas kalor yang tinggi, serta bertindak sebagai pelarut universal di dalam sitoplasma.
Jika sebuah sel mengalami dehidrasi ekstrem (kehilangan molekul air di atas batas aman), dampak fatal langsung terhadap molekul organik di dalam sitoplasma sel tersebut adalah...
A. Karbohidrat di dalam sel akan langsung berubah menjadi energi nuklir yang panas.
B. Terhentinya seluruh reaksi enzimatik-metabolisme sel serta terjadinya denaturasi (kerusakan struktur tiga dimensi) protein akibat hilangnya ikatan hidrogen medium air.
C. Asam nukleat DNA akan menggandakan diri secara liar tanpa kontrol protein.
D. Senyawa lipid akan mencair dan membentuk lapisan dinding sel baru yang kedap air.
E. Garam mineral akan langsung menguap keluar sel melintasi membran fosfolipid.
Kunci Jawaban: B Terhentinya seluruh reaksi enzimatik-metabolisme sel serta terjadinya denaturasi (kerusakan struktur tiga dimensi) protein akibat hilangnya ikatan hidrogen medium air.
Pembahasan: Air bukan sekadar pengisi ruang, melainkan media transpor dan pelarut reaksi hidrolisis/metabolisme. Ketiadaan air merusak hidrasi molekul protein dan asam nukleat, memicu denaturasi protein konformasional sehingga seluruh enzim seluler lumpuh.
(3.) Perhatikan hasil uji laboratorium (uji makanan/zat sel) berikut!
Seorang siswa kelas 11 melakukan ekstrak protoplasma sel daun tumbuhan dan membaginya ke dalam tiga tabung reaksi untuk diuji komparasi zat organik:
Berdasarkan analisis hasil uji makromolekul tersebut, komponen kimiawi organik dominan yang terkandung di dalam sel daun tersebut adalah...
A. Lemak jenuh, asam amino esensial, dan RNA transfer.
B. Amilum (polisakarida), protein, dan glukosa/gula reduksi (monosakarida).
C. Glikogen, kolesterol, dan asam deoksiribonukleat.
D. Selulosa murni, gliserol, dan garam fosfat anorganik.
E. Enzim katalase, hormon steroid, dan asam sitrat cair.
Kunci Jawaban: B Amilum (polisakarida), protein, dan glukosa/gula reduksi (monosakarida).
Pembahasan: Lugol adalah indikator spesifik untuk amilum (biru tua/hitam). Biuret mendeteksi adanya ikatan peptida pada protein (warna ungu). Benedict yang dipanaskan mendeteksi gugus aldehid/keton bebas pada gula pereduksi seperti glukosa (endapan merah bata).
(4.) Perhatikan karakteristik struktural molekul berikut!
Fosfolipid merupakan komponen organik penyusun membran sel yang memiliki sifat amfifilik yang unik. Kepala fosfolipid mengandung gugus fosfat yang bersifat hidrofilik (suka air), sedangkan bagian ekornya terdiri dari dua untai asam lemak yang bersifat hidrofobik (takut air).
Bagaimana pengaruh komposisi dan sifat amfifilik molekul fosfolipid tersebut terhadap fungsi proteksi internal sel?
A. Memaksa seluruh zat asing dari luar masuk tanpa seleksi agar sel cepat kenyang.
B. Membentuk struktur saringan mekanis yang hanya bisa dilewati oleh zat padat makro.
C. Membentuk struktur pembatas berupa lipid bilayer yang selektif permeabel, membatasi masuknya molekul hidrofilik besar secara bebas dan mempertahankan homeostasis sel.
D. Mengubah membran sel menjadi lapisan lilin tebal yang kedap udara luar.
E. Menarik molekul air di luar sel untuk dikristalkan menjadi pelindung benturan.
Kunci Jawaban: C Membentuk struktur pembatas berupa lipid bilayer yang selektif permeabel, membatasi masuknya molekul hidrofilik besar secara bebas dan mempertahankan homeostasis sel.
Pembahasan: Orientasi ekor hidrofobik yang saling berhadapan di bagian dalam dan kepala hidrofilik di bagian luar menciptakan pembatas hidrofobik yang efektif. Struktur ini mencegah kebocoran materi seluler dan menyeleksi molekul yang dapat berdifusi langsung.
(5.) Perhatikan kasus sitologi tanaman berikut!
Di tahun 2026, petani menemukan sekelompok tanaman jagung yang kerdil, daunnya menguning ekstrem (klorosis), dan layu. Setelah dianalisis secara kimiawi di laboratorium, sel-sel tanaman tersebut kekurangan unsur anorganik Magnesium (Mg2+) dan Nitrogen (N) dalam jumlah besar.
Keterkaitan antara kekurangan unsur anorganik tersebut dengan kegagalan pembentukan
komponen organik struktural sel tumbuhan adalah...
A. Tanaman gagal menyintesis molekul lipid untuk mempertebal dinding selnya.
B. Unsur Mg dan N adalah komponen inti anorganik penyusun molekul organik klorofil;
kekurangannya menghambat sintesis klorofil, mengganggu fotosintesis, dan menurunkan pasokan glukosa sel.
C. Kekurangan ion tersebut menyebabkan nukleus sel berubah menjadi vakuola udara.
D. Ion Mg berfungsi melekatkan molekul air dengan selulosa pada membran luar sel.
E. Tanaman jagung mengalami mutasi struktural yang mengubah karbohidrat menjadi protein beracun.
Kunci Jawaban: B Unsur Mg dan N adalah komponen inti anorganik penyusun molekul organik klorofil; kekurangannya menghambat sintesis klorofil, mengganggu fotosintesis, dan menurunkan pasokan glukosa sel.
Pembahasan: Magnesium (Mg2+) adalah atom pusat yang mengoordinasikan cincin porfirin pada molekul organik klorofil, sedangkan Nitrogen (N) adalah penyusun rantainya. Tanpa kedua unsur anorganik ini, sel tumbuhan gagal membentuk klorofil (organik), memicu klorosis.
(6.) Perhatikan kelompok senyawa organik seluler di bawah ini!
(1) DNA (Deoxyribonucleic Acid)
(2) RNA (Ribonucleic Acid)
(3) ATP (Adenosine Triphosphate)
Persamaan mendasar dari ketiga senyawa organik di atas dari segi komposisi kimiawi penyusunnya adalah semuanya memiliki komponen...
A. Rantai asam lemak jenuh panjang berikatan gliserol.
B. Gugus gula pentosa (ribosa/deoksiribosa), gugus fosfat, dan basa nitrogen.
C. Molekul asam amino esensial yang mengalami pelipatan heliks alfa.
D. Zat kalsium karbonat yang mengalami kristalisasi dalam sitoplasma.
E. Senyawa hidrokarbon aromatik yang tidak larut dalam pelarut polar.
Kunci Jawaban: B Gugus gula pentosa (ribosa/deoksiribosa), gugus fosfat, dan basa nitrogen.
Pembahasan: DNA, RNA, dan ATP termasuk dalam golongan nukleotida/asam nukleat atau turunannya. Ketiganya secara struktural dibangun oleh tiga komponen dasar: gula karbon-5 (pentosa), gugus fosfat, dan basa nitrogen heterosiklik.
(7.) Perhatikan peran protein fungsional berikut!
Protein menyusun sekitar 10 % –15?ri komponen organik sel. Selain sebagai penyusun struktural membran (protein integral dan perifer), protein di dalam sitoplasma sel sebagian besar berfungsi sebagai enzim (biokatalisator).
Karakteristik komposisi kimiawi protein yang memungkinkannya memiliki fungsi spesifik sebagai enzim penunjang kehidupan seluler adalah...
A. Protein memiliki rantai karbon lurus yang tidak bisa putus oleh asam lambung.
B. Protein tersusun atas kombinasi spesifik asam amino yang melipat membentuk struktur tiga dimensi dengan sisi aktif yang komplementer/spesifik terhadap substrat tertentu.
C. Semua protein di dalam sel bersifat hidrofobik sehingga tidak larut dalam air sitoplasma.
D. Protein dapat berubah menjadi molekul glukosa saat sel kekurangan cadangan karbohidrat.
E. Struktur molekul protein mengandung ikatan logam berat yang mempercepat radiasi energi sel.
Kunci Jawaban: B Protein tersusun atas kombinasi spesifik asam amino yang melipat membentuk struktur tiga dimensi dengan sisi aktif yang komplementer/spesifik terhadap substrat tertentu.
Pembahasan: Keanekaragaman fungsi protein (sebagai enzim) ditentukan oleh struktur tiga dimensi (tertier/kuarter) yang dibentuk oleh urutan asam aminonya. Struktur melipat ini menghasilkan "sisi aktif" yang dapat berikatan secara spesifik dengan substrat reaksi seluler.
(8.) Perhatikan narasi penyimpanan cadangan energi seluler berikut!
Ketika sebuah sel hewan (misalnya sel otot lurik) kelebihan pasokan monomer karbohidrat berupa glukosa, sel tidak akan menyimpan glukosa bebas tersebut dalam jumlah besar di sitoplasma karena dapat mengganggu tekanan osmotik sel. Sel akan merangkai glukosa-glukosa tersebut melalui reaksi dehidrasi menjadi polimer tertentu.
Bentuk polimer karbohidrat sebagai komponen organik cadangan energi yang disimpan di dalam sel hewan tersebut adalah...
A. Selulosa
B. Amilum
C. Glikogen
D. Kitin
E. Peptidoglikan
Kunci Jawaban: C Glikogen
Pembahasan: Sel hewan menyimpan kelebihan glukosa dalam bentuk glikogen (pati otot/hati), yang merupakan polimer glukosa bercabang banyak. Tumbuhan menyimpannya dalam bentuk amilum (pati), sedangkan selulosa dan kitin berfungsi sebagai komponen struktural, bukan cadangan energi.
(9.) Perhatikan peran komponen mikroanorganik berikut!
lon kalium (K+) dan ion natrium (Na+) merupakan komponen kimiawi sel berkadar kecil namun memiliki peran yang sangat vital. Di dalam sel saraf, distribusi konsentrasi kedua ion ini diatur secara ketat oleh protein pompa membran dengan memanfaatkan energi ATP.
Fungsi utama dari pengaturan komposisi ion anorganik K+ dan Na+ melintasi membran sel tersebut adalah...
A. Mempercepat proses sintesis protein pada ribosom bebas.
B. Mempertahankan potensial membran sel (polarisasi/depolarisasi) untuk menghantarkan impuls listrik saraf.
C. Melarutkan molekul lemak trans agar tidak menyumbat vakuola sel.
D. Mengikat gas karbon dioksida hasil respirasi seluler untuk dikeluarkan dari nukleus.
E. Mengubah warna sitoplasma menjadi transparan agar cahaya mikroskop dapat lewat.
Kunci Jawaban: B Mempertahankan potensial membran sel (polarisasi/depolarisasi) untuk menghantarkan impuls listrik saraf.
Pembahasan: Ion Na+ dan K+ adalah elektrolit seluler penting. Pompa Natrium-Kalium bekerja mempertahankan gradien konsentrasi (Natrium tinggi di luar, Kalium tinggi di dalam sel) guna menghasilkan beda potensial listrik yang esensial untuk transmisi impuls saraf.
(10.) Baca situasi eksperimen berikut!
Seorang peneliti mengisolasi molekul DNA dari inti sel tikus dan memanaskannya secara perlahan di laboratorium pada tahun 2026. Pada suhu sekitar 85°C, untai ganda DNA tersebut terpisah menjadi dua untai tunggal yang terurai (denaturasi). Namun, ketika suhu diturunkan kembali secara perlahan, kedua untai tersebut menyatu kembali (renaturasi) dengan sempurna tanpa ada kerusakan pada urutan basanya.
Berdasarkan analisis kekuatan ikatan kimia, komponen ikatan antar-basa nitrogen manakah pada komposisi makromolekul DNA yang terputus saat pemanasan tersebut?
A. Ikatan kovalen fosfodiester yang mengikat gugus gula dengan fosfat pada untai utama.
B. Ikatan hidrogen yang bersifat lemah antar-pasangan basa nitrogen spesifik (Adenin-Timin dan Guanin-Sitosin).
C. Ikatan peptida yang merangkai asam amino penyusun nukleotida.
D. Ikatan ionik antar-gugus amina hidrofobik di luar inti sel.
E. Ikatan logam koordinasi yang mengikat atom karbon pusat DNA.
Kunci Jawaban: B Ikatan hidrogen yang bersifat lemah antar-pasangan basa nitrogen spesifik (Adenin-Timin dan Guanin-Sitosin).
Pembahasan: Dua untai polinukleotida DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antar-basa nitrogen komplementer. Ikatan hidrogen relatif lemah dibandingkan ikatan kovalen fosfodiester rangka gula-fosfat, sehingga ikatan inilah yang terputus saat dipanaskan (denaturasi) tanpa merusak urutan nukleotida intinya.
