ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 ΧΗΜΕΙΑ-ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Θέματα και Απαντήσεις Επιμέλεια: Ομάδα Χημικών www.othisi.gr
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 Τετάρτη, Ιουνίου 06 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΧΗΜΕΙΑ-ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑ A Για τις προτάσεις Α, Α και Α3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και, δίπλα, το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή επιλογή. A. Ένα υδατικό διάλυμα θερμοκρασίας 5 ο, είναι βασικό, όταν α) [ΟΗ - ] > [Η3Ο + ] β) [ΟΗ - ] < [Η3Ο + ] γ) ph < 7 δ) poh > 7. α Μονάδες 3 A. Ποια από τις παρακάτω διαδικασίες προκαλεί αύξηση του βαθμού ιοντισμού υδατικού διαλύματος ΝΗ3 σε σταθερή θερμοκρασία; α) Προσθήκη ΗΟ. β) Αύξηση της συγκέντρωσης της ΝΗ3. γ) Προσθήκη στερεού ΝΗ4l. δ) Προσθήκη στερεού ΝaOH. Μονάδες 3 α A3. Ποια από τις παρακάτω χημικές ενώσεις αντιδρά με το αντιδραστήριο Fehling; α) H3OH3. β) H3HO. γ) H3HOH. δ) H3HH3. Μονάδες 3 β A4. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α) Το διάλυμα που περιέχει ΗlΟ 0,Μ και ΝalΟ 0,Μ είναι ρυθμιστικό. β) Αν σε όξινο διάλυμα προστεθεί νερό, τότε προκύπτει διάλυμα με μεγαλύτερο ph από το αρχικό. γ) Υδατικό διάλυμα H3ΝΗ θερμοκρασίας 5 ο, έχει ph < 7. Μονάδες 6 3
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 α) Σωστό β) Σωστό γ) Λάθος A5. Να γράψετε στο τετράδιό σας συμπληρωμένες τις χημικές εξισώσεις των παρακάτω αντιδράσεων: HgSO 4 / Hg α) H3 H + HO HSO4 β) H3Mgl + HO γ) H3l + H3HONa δ) H3HH3 + H3OOH H + OH ε) H3HO + AgNO3 + NH3 H O α) H3 H + HO H3H3 HgSO 4 / Hg HSO4 O β) H3Mgl + HO H4 + Mg(OH)l γ) H3l + H3HONa H3OHH3 + Nal δ) H3HH3 + H3OOH H + H3OOHH3 + HO OH H3 ε) H3HO + AgNO3 + 3NH3 + ΗΟ H3OONH4 + Ag + NH4NO3 Μονάδες 0 ΘΕΜΑ Β Δίνονται τα παρακάτω υδατικά διαλύματα : Διάλυμα Υ : Hl 0,Μ Διάλυμα Υ : H3OOΝa 0,Μ με pη 9 Β. α) Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Υ. (μονάδα ) β) Να υπολογίσετε τη σταθερά ιοντισμού Ka του H3OOH. (μονάδες 3) Μονάδες 4 Β. Αναμειγνύονται 00mL του διαλύματος Υ με 00mL του διαλύματος Υ και το διάλυμα που προκύπτει αραιώνεται μέχρι τελικού όγκου L, οπότε προκύπτει διάλυμα Υ3. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Υ3. Μονάδες 7 4
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 Β3. Με ποια αναλογία όγκων πρέπει να αναμειχθεί το διάλυμα Υ με το διάλυμα Υ, ώστε να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα Υ4 με pη 5; Μονάδες 9 Β4. Σε 00mL του διαλύματος Υ4 προστίθενται 00mL υδατικού διαλύματος Nal. Ποια θα είναι η επίδραση της παραπάνω προσθήκης στην τιμή του pη του διαλύματος Υ4 (αυξάνεται, μειώνεται ή παραμένει σταθερή); (μονάδα ) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 4). Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ 5 ο. Κ w 0 4 Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. B. α) (M) Hl + HO l - + H3O + H O [ 3 + τελικά 0, 0, 0, ] 0,M ph log 0, ph β) (M) H3OONa H3OO - + Na + τελικά 0, 0, 0, Tο ιόν Νa + δεν αντιδρά με μόρια ΗΟ, διότι προέρχεται από ισχυρό ηλεκτρολύτη (ισχυρή βάση). (Μ) H3OO - + ΗΟ H3OOH + ΟΗ- αρχικά 0, ιοντίζονται x παράγονται - x x ισορροπία 0,-x x x ph 9 ph+ poh 4 poh 5 [OH ] 0 x 0 K b(h3oo ) Κb < 0 0, K α(h3 OOH) x 0, x K 0, x 0, 4 Kw 0 9 K 0 b(h3oo ) b(h3oo ) x K 0, K 0 α(h 3 OOH) b(h3oo ) (0 ) 0, K b(h3oo ) 0 9 5
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 B. Κατά την ανάμιξη των δύο διαλυμάτων πραγματοποιείται αντίδραση μεταξύ των διαλυμένων ουσιών. Υπολογίζουμε τα mol κάθε ουσίας αρχικά. n V 0, 0, 0,0mol Hl Hl Hl n V 0, 0, 0,0mol H3 OONa H3OONa H3OONa (mol) H3OONa + Hl H3OOH + Nal αρχικά 0,0 0,0 αντιδρούν 0,0 0,0 παράγονται - - 0,0 0,0 τελικά - - 0,0 0,0 V τελ. L 0,0 0,0Μ 0,0 0,0Μ H 3 OOH( τελ.) ( τελ.) Nal (M) Nal Na + + l + 0,0 0,0 0,0 Tα ιόντα Νa +, l - δεν αντιδρούν με μόρια ΗΟ, διότι προέρχονται από ισχυρούς ηλεκτρολύτες (ισχυρή βάση και ισχυρό οξύ αντίστοιχα). (Μ) H3OOH + ΗΟ H3OO - + H3O + αρχικά 0,0 - - ιοντίζονται y - - παράγονται - y y ισορροπία 0,0-y y y K α(h3ooh) Κα < 0 0,0 y 0,0 y 0,0 y 0,0 K α(h3ooh) y 0 0,0 y 0 3,5 [H O 3 + ] 0 3,5 M ph3,5 B3. Κατά την ανάμιξη των δύο διαλυμάτων πραγματοποιείται αντίδραση μεταξύ των διαλυμένων ουσιών. Έστω V L ο όγκος του διαλύματος Υ και V L ο όγκος του διαλύματος Υ. n V 0, V Hl Hl Hl V 0, V n H3OONa H3OONa H3OONa Επειδή θέλουμε να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα, πρέπει να αντιδράσει πλήρως το Hl. (mol) H3OONa + Hl H3OOH + Nal αρχικά 0,V 0,V αντιδρούν 0,V 0,V παράγονται - - 0,V 0,V τελικά 0,V-0,V - 0,V 0,V 6
V τελ. V + V 0,V 0,V M H 3 OONa V + V 0,V M H 3 OOH V + V 0,V M Nal V + V ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 (M) Nal Na + + l - τελικά (M) H3OONa H3OO - + Na + τελικά Tα ιόντα Νa +, l - δεν αντιδρούν με μόρια ΗΟ, διότι προέρχονται από ισχυρούς ηλεκτρολύτες (ισχυρή βάση και ισχυρό οξύ αντίστοιχα). (M) H3OOH + ΗΟ H3OO - + H3O + αρχικά ιοντίζονται ω παράγονται - ω ω ισορροπία -ω ω+ ω ph 5 + [Η Ο ] 0 3 (ω+ ) ω Kα(H 3OOH) ω Έστω ότι ω+ K ω M ω 0 α(h3ooh) 0,V -0,V 0,V 0,V 0,V M ω 0 V V 0 0,V V 0,V + V 0,V V + V 0,V 0,V 0,(V V ) 0,V V + V V + V 3V M 30 Συνεπώς ισχύουν οι προσεγγίσεις. 30 M Β4. Η τιμή του ph του διαλύματος Υ4 παραμένει σταθερή. Η προσθήκη υδατικού διαλύματος Nal στο ρυθμιστικό διάλυμα Υ4 προκαλεί αραίωση του διαλύματος (το Nal δεν αντιδρά με κανένα από τα συστατικά του διαλύματος Υ4). Υπολογίζουμε τις νέες συγκεντρώσεις σε Vτελ.0,L: V 0, 30 0, H3OOH( αρχ.) αρχ. H3 OOH( τελ.) Vτελ. Μ 60 7
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 V 0, 30 0, H3OONa( αρχ.) αρχ. H3 OOΝa( τελ.) Vτελ. Μ 60 To νέο διάλυμα είναι επίσης ρυθμιστικό και το ph του δίνεται από τη σχέση: () H3 OOΝa( τελ.) ph pk + log ph pk + log 60 5 ph τελ. α τελ. α αρχ. H3OOH( τελ.) 60 ΘΕΜΑ Γ Για τις προτάσεις Γ, Γ και Γ3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή επιλογή. Γ. Δίνονται τα τετραπεπτίδια. Ser Val Ala Gly. Gly Ala Val Ser 3. Ser Ala Val Gly Ποιο από τα παρακάτω ισχύει; α) Το με το έχουν την ίδια πρωτοταγή δομή. β) Το με το 3 έχουν την ίδια πρωτοταγή δομή. γ) Το με το 3 έχουν την ίδια πρωτοταγή δομή. δ) Τα παραπάνω τετραπεπτίδια έχουν διαφορετική πρωτοταγή δομή. δ Γ. Τα ζεύγη των αζωτούχων βάσεων στις αντιπαράλληλες αλυσίδες DNA συνδέονται μεταξύ τους με α) φωσφοδιεστερικό δεσμό β) γλυκοζιτικό δεσμό γ) δεσμό υδρογόνου δ) πεπτιδικό δεσμό. γ Γ3. Κεντρικό όργανο του μεταβολισμού είναι α) το στομάχι β) οι νεφροί γ) οι μύες δ) το ήπαρ. δ 8
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 Γ4. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α) Η λακτόζη είναι η κύρια αποθηκευτική πρωτεΐνη του γάλακτος. β) Κατά τη μετουσίωση των πρωτεϊνών αλλάζει η τριτοταγής τους δομή. γ) Η βιοσύνθεση βιομορίων από μικρότερες πρόδρομες ουσίες ονομάζεται αναβολισμός. δ) Το ΑΤΡ χρησιμοποιείται για τη μακροπρόθεσμη αποθήκευση ενέργειας στο κύτταρο. ε) Η αντίδραση της διουρίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση πρωτεϊνών. α) Λάθος β) Σωστό γ) Σωστό δ) Λάθος ε) Σωστό Γ5. Να περιγράψετε το ρόλο της κυτταρίνης στον ανθρώπινο οργανισμό. Η κυτταρίνη είναι ένας πολυσακχαρίτης που αποτελείται από 8.000-.000 επαναλαμβανόμενες μονάδες γλυκόζης ενωμένες με γλυκοζιτικούς δεσμούς. Η κυτταρίνη αν και δεν πέπτεται, αφού ο ανθρώπινος οργανισμός δε διαθέτει τα κατάλληλα ένζυμα για τη διάσπασή της (όπως συμβαίνει με τα μηρυκαστικά) έχει καθοριστικό ρόλο στη λειτουργία του παχέος εντέρου, καθόσον ενεργοποιεί τη διαδικασία αποβολής των κοπράνων. 9
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 ΘΕΜΑ Δ Δ. Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται μέρος της μεταβολικής πορείας παραγωγής ενέργειας από τη διάσπαση των κυριότερων τροφικών μορίων. Να γράψετε στο τετράδιό σας τους αριθμούς του σχήματος και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή επιλογή (δύο επιλογές περισσεύουν). Α. O (διοξείδιο του άνθρακα) Β. Πολυσακχαρίτες Γ. Γλυκόλυση Δ. O (οξυγόνο) E. Λιπαρά οξέα Ζ. o-a (συνένζυμο-α) Θ. Αμινοξέα Κ. Αιθανόλη Λ. Ακέτυλο o-a Μονάδες 7 Ε 4 Γ 7 Α Β 5 Λ 3 Θ 6 Ζ Δ. Το πρώτο βήμα του μεταβολισμού της γλυκόζης είναι η φωσφορυλίωσή της. α) Ποιο είναι το προϊόν της αντίδρασης; (μονάδα ) β) Ποια ένζυμα καταλύουν την αντίδραση; (μονάδες ) Μονάδες 3 α) 6-φωσφορική γλυκόζη β) Η αντίδραση αυτή μπορεί να γίνει με την καταλυτική δράση δύο ενζύμων, της εξοκινάσης, η οποία φωσφορυλιώνει και άλλες εξόζες πλην της γλυκόζης, και της 0
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 γλυκοκινάσης, η οποία έχει μεγάλη εξειδίκευση για τη γλυκόζη και παίζει σημαντικό ρόλο στο μεταβολισμό της γλυκόζης στο ήπαρ. Δ3. Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει δεδομένα για τον προσδιορισμό της ταχύτητας μιας ενζυμικής αντίδρασης σε σχέση με τη συγκέντρωση του υποστρώματος. [S] μmol/l V μmol/(l min) 4 5 4 7 8 9 6 0 0 0 40 0 α) Με βάση τα παραπάνω δεδομένα i) Ποια είναι η τιμή της Vmax; (μονάδα ) ii) Ποια είναι η τιμή της Km; (μονάδα ) iii) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας σχετικά με την τιμή της Km. (μονάδες 4) β) Γιατί οι ενζυμικές αντιδράσεις από μια τιμή συγκέντρωσης υποστρώματος και πάνω αποκτούν μια σταθερή μέγιστη ταχύτητα; (μονάδες 4) Μονάδες 0 α) i) 0 μmol/(l min) ii) μmol/l iii) Με βάση την εξίσωση Michaelis-Menten που εκφράζει μαθηματικά την πορεία της ανωτέρω ενζυμικής αντίδρασης έχουμε: V [S] max v K + [S] Όπου: ν η ταχύτητα της αντίδρασης, Vmax η μέγιστη ταχύτητα, [S] η συγκέντρωση του υποστρώματος και Km μία σταθερά, γνωστή ως σταθερά Michaelis. m Εάν θεωρήσουμε ότι σε κάποια στιγμή η ταχύτητα της αντίδρασης είναι ίση με το μισό της μέγιστης ταχύτητας, δηλαδή ν Vmax/, τότε η εξίσωση Michaelis- Menten γίνεται: V V [S] [S] max max K + [S] [S] K [S] m m K + [S] K + [S] m m
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 06 οπότε η Km ισούται με τη συγκέντρωση του υποστρώματος, όταν η ταχύτητα της ενζυμικής αντίδρασης είναι η μισή της μέγιστης. Έτσι από τον πίνακα που μας δίνεται ισχύει ότι: K m [S] μmol/l. β) Στις χαμηλές συγκεντρώσεις υποστρώματος η ταχύτητα εξαρτάται από τη συγκέντρωση του υποστρώματος, ενώ στις υψηλές συγκεντρώσεις υποστρώματος όσο και ν' αυξήσουμε τη συγκέντρωση η ταχύτητα δεν παρουσιάζει ουσιαστική μεταβολή. Αυτό οφείλεται στο ότι, από μία συγκέντρωση υποστρώματος και πάνω, τα μόρια του υποστρώματος καταλαμβάνουν τα ενεργά κέντρα όλων των διαθέσιμων μορίων του ενζύμου, οπότε προκαλείται κορεσμός του ενζύμου. Δ4. Ποια επίδραση αναμένετε να έχει η παρουσία συναγωνιστικού αναστολέα στις τιμές Vmax και Km σε μια ενζυμική αντίδραση; (μονάδες ) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας σχετικά με την Km. (μονάδες 3) Κατά τη συναγωνιστική αναστολή η Vmax παραμένει αμετάβλητη, ενώ η Κm αυξάνεται. Κατά τη συναγωνιστική αναστολή ο αναστολέας, επειδή μοιάζει με το υπόστρωμα, το συναγωνίζεται για την κατάληψη θέσεων του ενεργού κέντρου με αποτέλεσμα να αυξάνεται η Km του ενζύμου ως προς το υπόστρωμα (μειώνεται η συγγένειά τους εξαιτίας της παρέμβασης του αναστολέα). ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Τα φετινά θέματα καλύπτουν όλο το φάσμα της ύλης, είναι κλιμακούμενης δυσκολίας με τους καλά προετοιμασμένους μαθητές να μην αναμένεται να συναντήσουν ιδιαίτερες δυσκολίες.