ΚΩΛΕΤΤΗ 19-21 -10681 210 3824614 210 3847670 www.irakleitos.gr ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β') ΤΕΤΑΡΤΗ 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) Ε Ν Δ Ε Ι Κ Τ Ι Κ Ε Σ Α Π Α Ν Τ Η Σ Ε Ι Σ Θ Ε Μ Α Τ Ω Ν ΘΕΜΑ Α Α.1. γ Α.2. δ Α.3. α. Σωστή β. Λανθασμένη γ. Λανθασμένη Α.4. H CH 3CN 2H2 CH3CH NH 4 H2S HgS 4 4 CH CH H2 CH3CH CH3NH2 H2 CH NH H 3 3 Α.5. α) Α: CH3 CH CH2 E: CH 3 CHMgBr CH 3 Β: CH 3 CH CH 3 H Z: CH 3 CH 3 CH C CH 3 CH 3 MgBr Γ: CH 3 C CH 3 Δ: CH 3 CH CH 3 Br β) CN CH 3 C CH 3 + HCN CH 3 C CH 3 H 1
ΚΩΛΕΤΤΗ 19-21 -10681 210 3824614 210 3847670 www.irakleitos.gr CH 3 CHMgBr + H 2 CH 3 CH 2 CH 3 + Mg(H)Br CH 3 H Na CH 3 CH C CH 3 + Na CH 3 CH C CH 3 + ½ H 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 H Cl CH 3 CH C CH 3 + SCl 2 CH 3 CH C CH 3 + S 2 + HCl CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 ΘΕΜΑ Β B.1. C 2 6 H122 H οξύ (Β) + αλκοόλη (Γ) Αφού από την αλκοόλη (Γ) με οξείδωση προκύπτει το οξύ (Β), οι ενώσεις (Β) και (Γ) έχουν τον ίδιο αριθμό ατόμων C, άρα: Β: CH3 CH2 CH Γ: CH3 CH2 CH2H Α: CH3 CH2 C CH2 CH2 CH3 CH3CH2CCH2 CH2CH3 H2 CH3CH2CH CH3CH2CH2H 5CH3CH2CH2H 4KMn4 6H2S 4 5CH3CH2CH 2K2S 4 4MnS4 11H 2 Β.2. mol/l n V 0,1M CH3CH2CH H2 CH3 CH2C H 3 I. I. 0,1 x x 3 x 10 (αφού ph = 3) 2 6 x 10 5 x K a 10, οι προσεγγίσεις γίνονται γιατί α 10 2 0, 1. 0,1 x 0,1 Β.3. Στο ισοδύναμο σημείο, έχουμε πλήρη εξουδετέρωση, άρα n n οξέος NaH 0,05 0,2 0,05 0,2 M. Γίνεται η αντίδραση: αντ./παρ CH3CH2CH NaH CH3CH2CNa H2 0,01mol 0,01mol 0,01mol 2
ΚΩΛΕΤΤΗ 19-21 -10681 210 3824614 210 3847670 www.irakleitos.gr 0,01 Το διάλυμα περιέχει CH3 CH2CNa με M 0,1M 0,1 Μ CH3 CH2CNa CH3CH2C Na διιστ./παρ 0,1 0,1 0,1 Μ CH3CH2C H2 CH3 CH2CH H αρχ. 0,1 ιοντ./παρ. y y y Ι. Ι. 0,1 y y y K b 10 9 2 y 0,1 y 5 y 10 H, άρα ph 5 και ph 9 (οι προσεγγίσεις γίνονται, αφού K b 0, 01 ) Β.4. n HCNa 0,01mol n HCl 0,005mol Γίνεται η αντίδραση: mol HCNa HCl HCH NaCl αρχ. 0,01 0,005 αντ./παρ. 0,005 0,005 0,005 0,005 τελ. 0,005 0,005 0,005 τελ.hcna τελ.hch τελ. NaCl 0,005 0,05M 0,1 Μ HCNa Na HC διιστ./παρ 0,05 0,05 0,05 NaCl Cl Na διιστ./παρ 0,05 0,05 0,05 3
ΚΩΛΕΤΤΗ 19-21 -10681 210 3824614 210 3847670 www.irakleitos.gr Μ HCH H2 H HC 3 αρχ. 0,05 ιοντ./παρ. ω ω ω K a Ι. Ι. 0,05 ω ω ω 10 4 ω 0,05 ω 0,05 ω 4 4 ω 10 Η Ο 10 Μ και ph 4 Κ Ισχύει: ω 0,05 0, 05 λόγω Ε.Κ.Ι. και 0,05 ω 0, 05, αφού a 0, 01 Οι συγκεντρώσεις των ιόντων είναι: HC 0,05 10 4 0,05M Na 0,05 0,05 0,1 M Cl 0,05M H 3 4 10 M H 10 10 M 3 ΘΕΜΑ Γ Γ1. β Γ2. β Γ3. γ Γ4. Η αλληλουχία της συμπληρωματικής αλυσίδας θα είναι: 3 ΤΤΑCGGCTACG..5 Το μόριο του DNA αποτελείται από δύο ξεχωριστές πολύνουκλεοτιδικές αλυσίδες, οι οποίες περιστρέφονται η μία γύρω από την άλλη και φτιάχνουν μία διπλή έλικα. Κάθε αλυσίδα αποτελείται από ένα σκελετό σακχάρου- φωσφορικού οξέος από τον οποίο προεξέχουν οι βάσεις. σκελετός σακχάρου φωσφορικού οξέος βρίσκεται στο εξωτερικό της έλικας, ενώ οι αζωτούχες βάσεις στο εσωτερικό. Δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται μεταξύ μίας αδενίνης στη μία αλυσίδα και μίας θυμίνης στην άλλη αλυσίδα, καθώς και μίας γουανίνης στη μία αλυσίδα και μίας κυτοσίνης στην άλλη. Οι βάσεις αδενίνη θυμίνη και γουανίνη κυτοσίνη είναι μεταξύ τους συμπληρωματικές. Οι δυο αλυσίδες είναι μεταξύ τους αντιπαράλληλες, δηλαδή το 5 άκρο της μιας είναι απέναντι από το 3 άκρο της άλλης. 4
ΚΩΛΕΤΤΗ 19-21 -10681 210 3824614 210 3847670 www.irakleitos.gr Γ5. Πολλά ένζυμα, για να δράσουν, χρειάζονται και ένα πρόσθετο, μη πρωτεϊνικό τμήμα. Το μη πρωτεϊνικό τμήμα μπορεί να είναι ένα μεταλλικό ιόν ή ένα μικρό οργανικό μόριο. Στη δεύτερη περίπτωση το τμήμα αυτό του ενζύμου ονομάζεται συνένζυμο. Πολλές φορές ως συνώνυμη έννοια για το συνένζυμο χρησιμοποιείται ο όρος προσθετική ομάδα, παρ όλο που υπάρχει διαφορά μεταξύ των δύο αυτών εννοιών. Οι προσθετικές ομάδες είναι οργανικές ενώσεις πολύ ισχυρά δεμένες πάνω στα ένζυμα, οι οποίες δεν μπορούν να απομακρυνθούν. Παράδειγμα προσθετικής ομάδας είναι το μόριο της αίμης, που απαντάται στο κυτόχρωμα (πρωτεΐνη μεταφοράς ηλεκτρονίων) και την καταλάση (καταλύει τη διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου). Τα συνένζυμα είναι μόρια χαλαρά δεμένα στα ένζυμα και απομακρύνονται εύκολα. Αντίθετα με ό, τι συμβαίνει στα ένζυμα, τόσο τα συνένζυμα όσο και οι προσθετικές ομάδες, συμμετέχοντας στην κατάλυση υφίστανται χημική μεταβολή. Επανέρχονται στην αρχική τους κατάσταση με μία δεύτερη αντίδραση. ΘΕΜΑ Δ Δ1. α) i) Με τον όρο γλυκόλυση εννοούμε την αλληλουχία των αντιδράσεων η οποία μετατρέπει τη γλυκόζη σε πυροσταφυλικό με ταυτόχρονη παραγωγή ΑΤΡ. Η πορεία αυτή είναι όμοια σε αερόβιες και αναερόβιες συνθήκες και γίνεται στο κυτταρόπλασμα. Στην γλυκόλυση παράγονται 2 μόρια ΑΤΡ. ii) Η φωσφοφρουκτοκινάση είναι το ένζυμο κλειδί για τη ρύθμιση της γλυκόλυσης. Το ένζυμο αυτό αναστέλλεται αλλοστερικά από υψηλές συγκεντρώσεις ΑΤΡ, ενώ αντίθετα ενεργοποιείται από το ADP και το AMP. Χάρη στην αλλοστερική αυτή ρύθμιση, η ροή διάσπασης της γλυκόζης προσαρμόζεται στις ενεργειακές ανάγκες του κυττάρου. Όταν υπάρχει περίσσεια ΑΤΡ (υψηλή ενεργειακή φόρτιση), η γλυκόλυση αναστέλλεται, γιατί το ΑΤΡ δρα ως αναστολέας. Αντίθετα, όταν υπάρχει ανάγκη σε ενέργεια έχει καταναλωθεί το ΑΤΡ και έχει σχηματιστεί ADP, οπότε ενεργοποιείται η φωσφοφρουκτοκινάση και ο ρυθμός της γλυκόλυσης αυξάνεται ταχύτατα. iii) Η οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού πραγματοποιείται στα μιτοχόνδρια και καταλύεται από το πολυενζυμικό σύμπλεγμα της πυροσταφυλικής αφυδρογονάσης. Η αντίδραση είναι: Πυροσταφυλικό + NAD + + συνένζυμο A ακετυλο-coa + C 2 + NADH, ανά μόριο γλυκόζης. Εφόσον από τη γλυκόλυση παράγονται 2 μόρια πυροσταφυλικού, τότε παράγονται συνολικά 2 μόρια C 2 και δυο μόρια NADH. 5
ΚΩΛΕΤΤΗ 19-21 -10681 210 3824614 210 3847670 www.irakleitos.gr β) H μετατροπή του πυροσταφυλικού σε αιθανόλη γίνεται στο κυτταρόπλασμα. Στόχος της διαδικασίας αυτής, είναι η επανοξείδωση του συνενζύμου, ώστε να γίνεται δυνατή η συνεχής πορεία της γλυκόλυσης. Το κέρδος του μύκητα στην περίπτωση αυτή είναι 2 μόρια ΑΤΡ, που παράγονται από τη γλυκόλυση. Η πρώτη αντίδραση της αλκοολικής ζύμωσης είναι η αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού σε ακεταλδεΰδη, στην οποία παράγεται ένα C 2. Άρα συνολικά παράγονται 2 μόρια διοξειδίου ανά μόριο γλυκόζης. Δ2. Οι πρωτεΐνες, όπως και τα πεπτίδια, καθώς περιέχουν και αμινομάδα και καρβοξυλομάδα, εμφανίζουν τόσο τον όξινο όσο και τον βασικό χαρακτήρα. Είναι δηλαδή αμφολύτες. Για κάθε πρωτεΐνη υπάρχει ένα χαρακτηριστικό ισοηλεκτρικό σημείο (pl) στο οποίο η πρωτεΐνη εμφανίζεται ως δίπολο με συνολικό φορτίο μηδέν. Σε pη = pι η πρωτεΐνη, μη έχοντας ηλεκτρικό φορτίο, δεν κινείται σε ηλεκτρικό πεδίο, ενώ σε μεγαλύτερο pη εμφανίζεται με αρνητικό φορτίο κινούμενη προς την άνοδο και σε μικρότερο pη εμφανίζεται με θετικό φορτίο κινούμενη προς την κάθοδο. Άρα στη συγκεκριμένη περίπτωση θα κινηθεί προς την άνοδο. Δ3. Οι πρωτεΐνες, όπως και τα πεπτίδια, μπορούν να υδρολυθούν διασπώντας τον πεπτιδικό δεσμό. Από την υδρόλυση των πρωτεϊνών σχηματίζονται πεπτίδια ή και αμινοξέα. Πλήρης υδρόλυση της πρωτεϊνης έχει επιτευχθεί όταν υπάρχουν μόνο αμινοξέα, και όχι πεπτίδια. Μία χρωστική αντίδραση είναι η αντίδραση της διουρίας, την οποία δίνουν οι πρωτεΐνες, τα πεπτίδια και γενικά όλες οι ενώσεις που περιέχουν στο μόριό τους πεπτιδικό δεσμό, όπως και η διουρία (NH 2 CNHCNH 2 ) απ όπου και το όνομα της αντίδρασης. Η αντίδραση συνίσταται στην επίδραση επί της πρωτεΐνης με αλκαλικό διάλυμα CuS 4 οπότε σχηματίζεται ένα χαρακτηριστικό ιώδες χρώμα. Άρα αν το διάλυμα δώσει την αντίδραση της διουρίας θα συμπεράνουμε ότι δεν έχει επιτευχθεί πλήρης υδρόλυση, και υπάρχουν ακόμη πεπτίδια. Δ4. Η γλυκόζη είναι μονοσακχαρίτης, που ανήκει στις αλδόζες. Οι μονοσακχαρίτες εμφανίζουν αναγωγική δράση. Αυτή η ιδιότητα των μονοσακχαριτών εκδηλώνεται με αντίδραση ακόμη και με ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως είναι το αντιδραστήριο Fehling (διάλυμα CuS 4 σε NaH) και το αντιδραστήριο Tollen (διάλυμα AgN 3 σε NH 3 ). Οι παραπάνω αντιδράσεις χρησιμεύουν στην ανίχνευση και στον προσδιορισμό των σακχάρων. 6