ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΤΕΤΑΡΤΗ 15/04/2014 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α.1 έως Α.3 να γράψετε στην κόλλα σας το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση δίπλα στον αριθμό της ερώτησης. A1. Σε ποιο από τα επόμενα διαλύματα το CH3COOH έχει το μεγαλύτερο βαθμό ιοντισμού: α. Διάλυμα CH3COOH 0,2 Μ στους 25 οc β. Διάλυμα CH3COOH 0,5 Μ στους 25 οc γ. Διάλυμα CH3COOH 0,1 Μ στους 20 οc δ. Διάλυμα CH3COOH 0,1 Μ στους 40 οc (5 μονάδες) A2. Σε ποιο από τα παρακάτω υδατικά διαλύματα ίδιας συγκέντρωσης και θερμοκρασίας μπορεί να εφαρμοστεί ο νόμος αραίωσης του Ostwald; α. HCl β. HF γ. H2SO4 δ. Ca(OH)2 (5 μονάδες) A3. Κατά την προσθήκη Η2Ο παρουσία Η3ΡΟ4 σε διάλυμα προπενίου στους 300 οc παράγεται: α. 1- προπανόλη β. 2- προπανόλη γ. μίγμα 1- προπανόλης και 2- προπανόλης δ. ισομοριακό μίγμα 1- προπανόλης και 2- προπανόλης (5 μονάδες) A4. Στην παρακάτω συνθετική πορεία να προσδιορίσετε τους συντακτικούς τύπους των ενώσεων Α έως Ν: Θ 2Η2Ο"/"Η2SO4 Λ +"HCN A +"H2O"/"HgSO4"/"H2SO4 Γ +"Δ Ε +"H2"/"καταλυ7τες +"2HCl Z KMnO4"/"H2SO4 B Μ +"Na Δ +"Λ Ν (10 x 1 μονάδες) ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Το μοναδικό αλκίνιο που δίνει καρβονυλική ένωση που οξειδώνεται είναι το αιθίνιο. Οπότε οι ζητούμενοι συντακτικοί τύποι είναι οι εξής: Α: CH CH Β: CH 3 CH=O Γ: CH 3 CΟOΗ Δ: CH 3 CH 2 OΗ Ε: CH 3 CΟOCH 2 CH 3 Ζ: CH 3 CH Cl Cl Θ: CH Λ: Μ: CH 3 CH 2 OΝa 3 CH CN CH 3 CH CΟΟΗ OH OH Ν: CH 3 CH CΟΟCH 2 CH 3 OH ΘΕΜΑ Β Δίνονται τα παρακάτω υδατικά διαλύματα: Διάλυμα του ασθενούς οξέος ΗΑ 0,1 Μ, όγκου 100 ml, διάλυμα Δ 1. Διάλυμα ΝaOH 0,1 Μ, διάλυμα Δ 2. Διάλυμα του ασθενούς οξέος HΒ 0,2 Μ, στο οποίο το ΗΒ παρουσιάζει βαθμό ιοντισμού 0,2, διάλυμα Δ 3. Β1. Ποιο είναι το ph του Δ 1 ; Έχουμε διάλυμα του ασθενούς οξέος ΗΑ οπότε θα κάνουμε πινακάκι 4 γραμμών: mol / L HA + Η 2 Ο Η 3 Ο + + A - 1 Αρχικά C(HA) - - Ιοντίζονται x - - Παράγονται - x x Τελικά C(HA) - x x x Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ ΗΑ έχουμε: Ka#= [H 3 O+ ]#[Α, ] [ΗΑ] x#x x 2 C(ΗΑ)#,#x C(ΗΑ)#,#x (1) Αφού Κa / C ΟΞΕΟΣ < 10-2 μπορούμε να πάρουμε προσεγγίσεις οπότε: C(ΗΑ) - x = C(ΗΑ) (2) Από τις σχέσεις 1 και 2 βρίσκουμε x = 10-3 M ή ph = 3. (5 μονάδες) ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Β2. Ποιο είναι το ph του Δ 2 ; Έχουμε διάλυμα της ισχυρής βάσης NaΟΗ οπότε θα κάνουμε πινακάκι 2 γραμμών: mol / L NaOH Na + + OH - Αρχικά C(NaOH) - - Τελικά - C(NaOH) C(NaOH) Προφανώς poh = - log[oh- ] = - logc(naoh) = 1 οπότε ph = 13. (3 μονάδες) Β3. Πόσα ml από το Δ 2 πρέπει να προστεθούν στο Δ 1 για να προκύψει διάλυμα με ph = 5; Έχουμε ουσίες που αντιδρούν. Βρίσκουμε τα mol του ΗΑ και του NaOH: mol HA = 0,1 0,1 = 0,01 mol NaOH = 0,1V mol NaΟΗ + ΗΑ NaΑ + Η 2 Ο Αρχικά 0,1V 0,01 - - Αντιδρούν n n - - Παράγονται - - n n Τελικά 0,1V - n 0,01 - n n n Για να προκύψει διάλυμα με ph = 5 προφανώς αντιδρά όλο το NaOH οπότε 0,1V n = 0 ή n = 0,1V. Στο διάλυμα που προκύπτει έχουμε τους ηλεκτρολύτες ΗΑ και NaΑ με συγκεντρώσεις: C(HA) 1 '= '0,01'+'0,1V 0,1'+'V C(NaA) 1 '= 0,1V 0,1'+'V Από τον τύπο των Henderson Hasselbachl που δίνει το ph ρυθμιστικού διαλύματος ασθενούς οξέος /άλατος του ασθενούς οξέος βρίσκουμε V = 0,05 L ή 50 ml. Β4. i. Ποια η Κa του οξέος ΗΒ; Έχουμε διάλυμα του ασθενούς οξέος ΗB οπότε θα κάνουμε πινακάκι 4 γραμμών: (5 μονάδες) mol / L HB + Η 2 Ο Η 3 Ο + + B - 1 Αρχικά C(HB) - - Ιοντίζονται ac(hb) - - Παράγονται - ac(hb) ac(hb) Τελικά C(HA) - ac(hb) ac(hb) ac(hb) Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ ΗB έχουμε: ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Ka#= [H 3 O+ ]#[B, ] [ΗB] ac(hb)#ac(hb) a 2 C(HB) (1,a)#C(HB) 1#,#a (3) Αφού a = 0,2 > 0,1 δεν μπορούμε να πάρουμε προσεγγίσεις οπότε με αντικατάσταση βρίσκουμε Κa = 10-2 (7 μονάδες) Πόσα cm 3 αερίου HCl σε STP πρέπει να προστεθούν σε 110 ml του διαλύματος Δ 3, χωρίς αλλαγή του όγκου του διαλύματος, ώστε το pη να γίνει ίσο με 1; Έχουμε διάλυμα του ισχυρού οξέος HCl και του ασθενούς οξέος ΗΒ οπότε θα κάνουμε πινακάκι 2 γραμμών και πινακάκι 4 γραμμών αντίστοιχα: mol / L HCl + Η 2 Ο Η 3 Ο + + Cl - 1 Αρχικά C(HCl) - - Τελικά - C(HCl) C(HCl) mol / L HB + Η 2 Ο Η 3 Ο + + B - 1 Αρχικά C(HB) - - Ιοντίζονται y - - Παράγονται - y y Τελικά C(HB) - y y + C(HCl) y Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ ΗB έχουμε: Ka#= [H 3 O+ ]#[B, ] [ΗB] y#[y#+#c(hcl)] C(HB)#,#y (4) Αφού ph = 1 προφανώς y + C(HCl) = 0,1 M (5) Από τις σχέσεις 4 και 5 βρίσκουμε y = 0,2 / 11 M και C(HCl) = 0,9 / 11 Μ και n(hcl) = 0,009 mol ή 0,2016 L. Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ = 25 ο C Kw = 10-14, Κa(HA) = 10-5, (5 μονάδες) ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΘΕΜΑ Γ Γ1. Να μεταφέρετε στο τετράδιό σας τις παρακάτω προτάσεις συμπληρωμένες με τους σωστούς όρους: i. Ο χαλκός μεταφέρεται στο αίμα με την κερουλοπλασμίνη. Η Km ισούται με τη συγκέντρωση του υποστρώματος όταν η ταχύτητα της ενζυμικής αντίδρασης είναι η μισή της μέγιστης. i Νουκλεοσίδιο ονομάζεται η ένωση της αζωτούχας βάσης με το σάκχαρο. iv. Η ανίχνευση του πεπτιδικού δεσμού πραγματοποιείται με την αντίδραση της διουρίας. (4 x 1 μονάδες) Γ2. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. i. Όταν η αργινίνη που έχει pi = 6 βρίσκεται σε διάλυμα με ph = 3, παρουσία ηλεκτρικού πεδίου: α. κινείται προς το θετικό ηλεκτρόδιο β. κινείται προς το αρνητικό ηλεκτρόδιο γ. κινείται προς την άνοδο δ. δεν κινείται Ο συναγωνιστικός αναστολέας προσδένεται: α. σε οποιαδήποτε περιοχή του ενζύμου β. στο αλλοστερικό κέντρο γ. στο υπόστρωμα δ. στο ενεργό κέντρο i Πουρίνες αποτελούν: α. η Αδενίνη και η Θυμίνη β. η Γουανίνη και η Κυτοσίνη γ. η Αδενίνη και η Γουανίνη δ. η Κυτοσίνη και η Θυμίνη (3 x 2 μονάδες) Γ3. 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 Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. i. Τα ισοένζυμα αποτελούν προϊόντα έκφρασης των ίδιων γονιδίων και καταλύουν διαφορετικές αντιδράσεις. Λάθος Το γλυκογόνο διασπάται από το ένζυμο φωσφορυλάση. Σωστό i Η ανηγμένη μορφή του συνενζύμου NADP + σχηματίζεται στους αυτότροφους οργανισμούς από μία μεταβολική πορεία που ονομάζεται δρόμος των φωσφορικών πεντοζών. Λάθος (3 x 2 μονάδες) ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ4. Να γράψετε στο τετράδιό σας τα γράμματα της Στήλης 1 και δίπλα σε κάθε γράμμα έναν από τους αριθμούς της Στήλης 2, ώστε να προκύπτει η σωστή αντιστοίχηση. Στήλη 1 Στήλη 2 α. τροπομυοσίνη (4) 1. πρωτεΐνη γάλακτος β. καλσιτονίνη (5) 2. σάκχαρο του γάλακτος γ. λακτόζη (2) 3. δεν διασπάται από τον άνθρωπο δ. καζεΐνη (1) 4. πρωτεΐνη μυϊκού ιστού ε. κυτταρίνη (3) 5. πεπτίδιο με ορμονική δράση (5 x 1 μονάδες) Γ5. Να αναφέρετε τη σημασία του κύκλου του κιτρικού οξέος. Η σημασία του κύκλου του κιτρικού οξέος δεν εξαντλείται με την παραγωγή CO2 και τη δημιουργία ανηγμένων συνενζύμων, τα οποία τροφοδοτούν την αναπνευστική αλυσίδα για την παραγωγή ενέργειας. Οι μεταβολίτες του κιτρικού κύκλου αποτελούν συγχρόνως μία μεγάλη δεξαμενή ενδιάμεσων προϊόντων, τα οποία χρησιμεύουν για τη σύνθεση νέου κυτταρικού υλικού, όπως αμινοξέα, αίμη της αιμοσφαιρίνης κ.ά. (4 μονάδες) ΘΕΜΑ Δ Η ενέργεια στο σώμα μας παράγεται κατά ένα μέρος από την οξείδωση των τροφών. Σε ένα πρώτο στάδιο τα μακρομόρια της τροφής διασπώνται απελευθερώνοντας τις δομικές τους μονάδες. Έτσι οι πολυσακχαρίτες διασπώνται σε απλά σάκχαρα, όπως η γλυκόζη. Έπειτα η γλυκόζη μεταβολίζεται περεταίρω με μία σειρά αντιδράσεων. Η αλληλουχία των αντιδράσεων η οποία μετατρέπει τη γλυκόζη σε πυροσταφυλικό με ταυτόχρονη παραγωγή ΑΤΡ, ονομάζεται γλυκόλυση. Η πορεία αυτή είναι όμοια σε αερόβιες και αναερόβιες συνθήκες. Δ1. i. Ποιο είναι το ένζυμο κλειδί για την ρύθμιση της γλυκόλυσης και ποια αντίδραση καταλύεται από το ένζυμο αυτό; Μέσω μιας αντίδρασης που έχει ως στόχο την προσθήκη μίας δεύτερης φωσφορικής ομάδας, που προέρχεται και πάλι από το ΑΤΡ, από την 6- φωσφορική φρουκτόζη δημιουργείται η Ι,6- διφωσφορική φρουκτόζη. Η αντίδραση αυτή καταλύεται από τη φωσφοφρουκτοκινάση, ένα ένζυμο κλειδί για τη ρύθμιση της γλυκόλυσης. Να εξηγήσετε με ποιον τρόπο γίνεται η ρύθμιση της γλυκόλυσης και να αναφέρετε ονομαστικά άλλους τρόπους ρύθμισης του μεταβολισμού. Το ένζυμο φωσφοφρουκτοκινάση 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. Οι τρόποι ρύθμισης του μεταβολισμού είναι οι εξής: Αλλοστερικές τροποποιήσεις, επίπεδα ενζύμων, ομοιοπολικές τροποποιήσεις, διαμερισματοποίηση, μεταβολικές εξειδικεύσεις οργάνων και ορμονική ρύθμιση. (2 x 5 μονάδες) ΤΕΛΟΣ 6ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 7ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ2. Στους ζυμομύκητες η γλυκόζη διασπάται με μία αναερόβια μεταβολική διεργασία, που ονομάζεται αλκοολική ζύμωση. i. Να συμπληρώσετε το παρακάτω διάγραμμα που περιγράφει την πορεία της αλκοολικής ζύμωσης. Οι αριθμοί αντιστοιχούν σε μεταβολικά προϊόντα και τα γράμματα σε συνένζυμα. Α Β Α Β Γλυκο&ζη 1 2 3! Α : NAD + B: NADH Γ : ΑDΡ Δ : ATP 1 : Πυροσταφυλικό οξύ 2: ακεταλδεΰδη 3 : αιθανόλη Γ'+'Ρi Δ Ποια είναι η σημασία της μετατροπής του συνενζύμου Β σε Α ; Για να είναι δυνατή η συνεχής πορεία της γλυκόλυσης, πρέπει το NADH που σχηματίστηκε κατά τη γλυκόλυση, να επανοξειδωθεί σε NAD +. Η επανοξείδωση αυτή, κατά τον αερόβιο μεταβολισμό, επιτυγχάνεται διαμέσου της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. Όταν όμως δεν υπάρχει οξυγόνο, πρέπει να βρεθεί κάποια άλλη λύση. Το πυροσταφυλικό που παράγεται κατά την αναερόβια διάσπαση της γλυκόζης μετατρέπεται, στους ζυμομύκητες και μερικούς άλλους μικροοργανισμούς, σε αιθανόλη. Το πρώτο στάδιο αυτής της διεργασίας είναι η αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού οξέος, οπότε παράγεται ακεταλδεϋδη, η οποία στη συνέχεια ανάγεται σε αιθανόλη με ταυτόχρονη επανοξείδωση του NADH σε NAD +. Με τον τρόπο αυτό αναγεννάται το NAD + και εξασφαλίζεται η συνεχής πορεία της γλυκόλυσης. (4 + 5 μονάδες) Δ3. Η γλυκόζη είναι ένας από τους σημαντικότερους μονοσακχαρίτης. Ποιες είναι οι ιδιότητες των μονοσακχαριτών. Οι μονοσακχαρίτες διαλύονται εύκολα στο νερό και έχουν γλυκιά γεύση. Οι χημικές ιδιότητες των. μονοσακχαριτών οφείλονται στις πολλές υδροξυλομάδες τις οποίες έχουν. Οι κυριότερες ιδιότητες των μονοσακχαριτών είναι: Αναγωγικός χαρακτήρας 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 CuSO 4 σε NaOH) και το αντιδραστήριο Tollens (διάλυμα AgNO 3 σε NH 3 ). Οι παραπάνω αντιδράσεις χρησιμεύουν στην ανίχνευση και στον προσδιορισμό των σακχάρων. Γλυκοζιτικός δεσμός Μεταξύ δύο σακχάρων είναι δυνατό να αποσπαστεί ένα μόριο νερού από δύο υδροξύλια διαφορετικών μορίων. Ο δεσμός που δημιουργείται λέγεται γλυκοζιτικός δεσμός. Οι σχηματιζόμενες ενώσεις ανήκουν σε μία κατηγορία ενώσεων που λέγονται γλυκοζίτες. Στην κατηγορία των γλυκοζιτών ανήκουν οι ολιγοσακχαρίτες και οι πολυσακχαρίτες. Οι γλυκοζίτες διασπώνται με τη βοήθεια οξέων ή ενζύμων που ονομάζονται γλυκοζιτάσες (6 μονάδες) ΤΕΛΟΣ 7ΗΣ ΑΠΟ 7 ΣΕΛΙΔΕΣ