ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 01/12/2013 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως Α3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α.1 Υδατικό διάλυμα της ασθενούς βάσης Β συγκέντρωσης 0,1 Μ μπορεί να έχει στους 25 ο C ph ίσο με: α. 13 β. 11 γ. 14 δ. 3 Α.2 Σε υδατικό διάλυμα ΝH 3 προσθέτουμε ποσότητα νερού. Ποιο από τα παρακάτω μεγέθη αυξάνει; α. το ph του διαλύματος β. ο βαθμός ιοντισμού της ΝH 3 γ. η σταθερά ιοντισμού της ΝH 3 δ. η [ΟΗ - ] του διαλύματος Α.3 Ποιο από τα παρακάτω υδατικά διαλύματα, συγκέντρωσης 0,1 Μ, έχει στους 25 ο C, το μεγαλύτερο ph: α. HCl β. H 2 SO 4 γ. ΝΗ 4 Cl δ. CH 3 COOH Δίνονται Ka(CH 3 COOH) = 10-5, Kb(NH 3 ) = 10-5, Α.4 Να χαρακτηρίσετε κάθε μία από τις επόμενες προτάσεις ως σωστή ή λανθασμένη. i. Yδατικό διάλυμα ασθενούς βάσης μπορεί να έχει μεγαλύτερο ph από υδατικό διάλυμα ισχυρής βάσης, της ίδιας θερμοκρασίας. (Σ) ii. Όταν σε διάλυμα ΗΝΟ 3 0,1 Μ προσθέσουμε υδατικό διάλυμα NaΝΟ 3 0,1 Μ, διατηρώντας τη θερμοκρασία σταθερή, η [ΝΟ 3 - ] παραμένει σταθερή. (Σ) iii. Για ένα ισχυρό δεν ορίζεται σταθερά ιοντισμού. (Λ) iv. To ph ουδέτερου διαλύματος είναι ίσο με 7 στους 25 ο C. (Σ) v. Επίδραση κοινού ιόντος έχουμε μόνο στην περίπτωση που στο διάλυμα υπάρχει ένας ασθενής και ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης που έχουν κοινό ιόν. (Λ) Σελίδα 1 από 6
Α.5 Να αντιστοιχήσετε κάθε διάλυμα της στήλης Ι με την τιμή του ph στήλη ΙΙ. ΣΤΗΛΗ Ι ΣΤΗΛΗ ΙΙ i. Διάλυμα ΝaOH 0,1 Μ Α. 1 ii. Διάλυμα HCOOH 0,1 Μ Β. 11 iii. Διάλυμα Ca(OH) 2 0,5 Μ Γ. 2,5 iv. Διάλυμα HCl 0,1 Μ Δ. 13 v. Διάλυμα NH 3 0,1 Μ Ε. 14 Δίνεται Kw = 10-14 i. Δ ii. Γ iii. Ε iv. Α v. Β ΘΕΜΑ B Δίνεται διάλυμα CH 3 COONa 0,1 Μ όγκου 400 ml, διάλυμα Δ 1. Β1. Ποιο το ph του διαλύματος Δ 1 ; Έχουμε διάλυμα του άλατος CH 3 COONa οπότε προκειμένου να βρούμε την [OH - ], το poh άρα και το ph θα κάνουμε πινακάκι 2 γραμμών για την διάσταση του άλατος και πινακάκι 4 γραμμών για τον ιοντισμό του ανιόντος CH 3 COO - αφού το Na + δεν αντιδρά με το νερό αφού προέρχεται από την ισχυρή βάση NaOH: mol / L CH 3 COONα Να + + CH 3 COO - Αρχικά C ΑΛΑΤΟΣ(1) - - Τελικά - C ΑΛΑΤΟΣ(1) C ΑΛΑΤΟΣ(1) mol / L CH 3 COO - + Η 2 Ο CH 3 COΟΗ + OH - 1 Αρχικά C ΑΛΑΤΟΣ(1) - - Ιοντίζονται x - - Παράγονται - x x Τελικά C ΑΛΑΤΟΣ(1) - x x x Από την έκφραση της Κb έχουμε: Kb#= [CH 3 COOH]#[OH+ ] x#x x 2 ή#kb#= ή#kb#= (1) [CH 3 COO + ] C ΑΛΑΤΟΣ(1) #+#x C ΑΛΑΤΟΣ(1) #+#x Αφού Κb / C ΑΛΑΤΟΣ(1) < 10-2 μπορούμε να πάρουμε προσεγγίσεις οπότε: C ΑΛΑΤΟΣ(1) - x = C ΑΛΑΤΟΣ(1) (2) Από τις σχέσεις 1 και 2 βρίσκουμε x = 10-5 M, poη = 5 οπότε ph = 9 Σελίδα 2 από 6
Β2. Πόσα g στερεού CH 3 COONa πρέπει να προστεθούν στο Δ 1, χωρίς αλλαγή του όγκου του, για να μεταβληθεί το ph του κατά μισή μονάδα; Με την προσθήκη του στερεού το ph θα μεγαλώσει και θα γίνει ίσο με 9,5 άρα pοh = 4,5 οπότε [ΟH - ] (2) = y = 10-4.5 mol/l. mol / L CH 3 COONa Νa + + CH 3 COO - Αρχικά C ΑΛΑΤΟΣ(2) - - Τελικά - C ΑΛΑΤΟΣ(2) C ΑΛΑΤΟΣ(2) mol / L CH 3 COO - + Η 2 Ο CH 3 COΟΗ + OH - 1 Αρχικά C ΑΛΑΤΟΣ(2) - - Ιοντίζονται y - - Παράγονται - y y Τελικά C ΑΛΑΤΟΣ(2) - y y y Από την έκφραση της Κb έχουμε: Kb#= [CH 3 COOH]#[OH + ] y#y 10 +4,5 #10 +4,5 η2#kb#= η2#10 +9 #= η2#c ΑΛΑΤΟΣ(2) #=#1#M [CH 3 COO + ] C ΑΛΑΤΟΣ(2) #+#y C ΑΛΑΤΟΣ(2) #+#10 +4,5 Για να βρούμε τα mol του στερεού που πρέπει να προστεθούν χρησιμοποιούμε τον τύπο: n 1 + n ΣΤΕΡΕΟΥ = n ΤΕΛΙΚΑ ή C 1 V 1 + n ΣΤΕΡΕΟΥ = C ΤΕΛ V ΤΕΛ ή 0.4 0,1 + n ΣΤΕΡΕΟΥ = 1 0,4 ή n ΣΤΕΡΕΟΥ = 0,36 mol. n(ch 3 COONa)*= m Mr(CH 3 COONa) η0*m*=*nch 3 COONa)*Mr(CH 3 COONa) η0*m*=*0,36*82*=*29,52*g Β3. Πόσα ml H 2 O πρέπει να προστεθούν στο Δ 1, για να μεταβληθεί το ph του κατά μισή μονάδα; Με την προσθήκη του νερού το ph μειώνεται και τείνει στο 7. Άρα το ph του Δ 2 θα είναι ίσο με 8,5 και poh = 5,5 οπότε [ΟH - ] (2) = y = 10-5,5 mol/l. Σελίδα 3 από 6 mol / L CH 3 COONa Νa + + CH 3 COO - Αρχικά C ΑΛΑΤΟΣ(3) - - Τελικά - C ΑΛΑΤΟΣ(3) C ΑΛΑΤΟΣ(3) mol / L CH 3 COO - + Η 2 Ο CH 3 COΟΗ + OH - 1 Αρχικά C ΑΛΑΤΟΣ(3) - - Ιοντίζονται y - - Παράγονται - y y Τελικά C ΑΛΑΤΟΣ(3) - y y y Από την έκφραση της Κb έχουμε: [CH 3 COOH]#[OH + ] y#y 10 +5,5 #10 +5,5 Kb#= η1#kb#= η1#10 +9 #= η1#c ΑΛΑΤΟΣ(3) #=#0,01#M [CH 3 COO + ] C ΑΛΑΤΟΣ(3) #+#z C ΑΛΑΤΟΣ(2) #+#10 +5,5
Από τον τύπο της αραίωσης έχουμε: n ΑΡΧΙΚΑ = n ΤΕΛΙΚΑ ή C ΑΡΧ V ΑΡΧ = C ΤΕΛ V ΤΕΛ ή 0,1 0,4 = 0,01 V ΤΕΛ ή V ΤΕΛ = 4 L οπότε V ΝΕΡΟΥ = 3,6 L ή 3.600 ml. Β4. Ποιο το ph του διαλύματος Δ 2 το οποίο περιέχει CH 3 COONa 0,1 Μ και CH 3 COOΗ 0,1 Μ. Έχουμε διάλυμα του ασθενή ηλεκτρολύτη CH 3 COOH που περιέχει και το άλας CH 3 COONa οπότε προκειμένου να βρούμε την [Η 3 Ο + ] άρα και το ph του διαλύματος θα κάνουμε πινακάκι 2 γραμμών για την διάσταση του άλατος και πινακάκι 4 γραμμών για τον ιοντισμό του CH 3 COOH λαμβάνοντας υπόψη ότι έχουμε επίδραση κοινού ιόντος στα ιόντα CH 3 COO - : mol / L CH 3 COONa Νa + + CH 3 COO - Αρχικά C ΑΛΑΤΟΣ - - Τελικά - C ΑΛΑΤΟΣ C ΑΛΑΤΟΣ mol / L CH 3 COOH + Η 2 Ο Η 3 Ο + + CH 3 COOH - Αρχικά C ΟΞΕΟΣ - - Ιοντίζονται k - - Παράγονται - k k Τελικά C ΟΞΕΟΣ - k k k + C ΑΛΑΤΟΣ Από την έκφραση της Κa έχουμε: Ka#= [H 3 O+ ]#[CH 3 COO, ] [CH 3 COOH] η.#ka#= (k#+#c ΑΛΑΤΟΣ )#k C ΟΞΕΟΣ #,#k (3) Αφού Κa / C ΟΞΕΟΣ < 10-2 μπορούμε να πάρουμε προσεγγίσεις οπότε C ΟΞΕΟΣ - k = C ΟΞΕΟΣ (4) και C ΑΛΑΤΟΣ + k = C ΑΛΑΤΟΣ (5) Από τις σχέσεις 3, 4 και 5 βρίσκουμε k = Ka = 10-5 M και pη = 5. Δίνεται Kw = 10-14, Kb(CH 3 COOH) = 10-5, Ar(C) = 12, Ar(H) = 1, Ar(Na) = 23. Από τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπονται οι γνωστές προσεγγίσεις. ΘΕΜΑ Γ Γ1. Να μεταφέρετε στο τετράδιό σας τις παρακάτω προτάσεις συμπληρωμένες με τους σωστούς όρου i. Tο ριβοσωμικό RNΑ μαζί με τις ριβοσωμικές πρωτεΐνες αποτελούν δομικά συστατικά των ριβοσωματίων όπου επιτελείται η πρωτεΐνοσύνθεση. ii. Η ωαλβουμίνη που είναι το κύριο συστατικό στο ασπράδι του αβγού, αποτελεί πηγή αμινοξέων για το αναπτυσσόμενο έμβρυο. iii. Νουκλεοσίδιο ονομάζεται η ένωση της αζωτούχου βάσης με το σάκχαρο. iv. Τα ένζυμα που καταλύουν την ίδια αντίδραση αλλά διαφέρουν τόσο στην πρωτοταγή τους δομή όσο και σε ορισμένες φυσικές και χημικές ιδιότητες ονομάζονται ισοένζυμα. Σελίδα 4 από 6
Γ2. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. i. Ο συναγωνιστικός αναστολέας ενώνεται : α. στο αλλοστερικό κέντρο β. στο ενεργό κέντρο γ. στο υπόστρωμα δ. στην υπομονάδα ii. Το μόριο του DNA αποτελείται από δύο : α. πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες β. πολύπεπτιδικές αλυσίδες γ. παράλληλες αλυσίδες δ. πολύνουκλεοσιδικές αλυσίδες iii. Η α έλικα αποτελεί : α. πρωτοταγή δομή της πρωτεΐνης β. δευτεροταγή δομή της πρωτεΐνης γ. τριτοταγή δομή της πρωτεΐνης δ. τεταρτοταγή δομή της πρωτεΐνης 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 συνένζυμα είναι οργανικές ενώσεις χαλαρά δεμένες στα ένζυμα, οι οποίες απομακρύνονται εύκολα. (Σ) ii. Η δευτεροταγής δομή μιας πρωτεΐνης στηρίζεται σε ισχυρούς δεσμούς. (Λ) iii. Ο ρόλος του trna είναι να μεταφέρει τις γενετικές πληροφορίες από το DNA στα ριβοσώματα. (Σ) 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. ΣΤΗΛΗ Ι ΣΤΗΛΗ ΙI Α. Δομική πρωτείνη 1. Κολλαγόνο Β. Ορμόνη (πεπτιδική) Γ. Αντιμετώπιση αντιγόνου Δ. Αποθήκευση γάλακτος Ε. Μεταφορικός ρόλος 2. Καζεΐνη 3. Αιμοσφαιρίνη 4. Ινσουλίνη 5. Αντίσωμα Α.1 Β.4 Γ.5 Δ.2 Ε.3 Σελίδα 5 από 6
Γ5. Πως επηρεάζει το ph την ταχύτητα της ενζυμικής αντίδρασης; Σχολικό βιβλίο σελίδα 37-38 : << Τα περισσότερα ένζυμα λειτουργούν.. υπακούουν σε αυτόν τον κανόνα.>> ΘΕΜΑ Δ Η λυσοζύμη είναι ένζυμο της ομάδας των υδρολασών. Καταστρέφει το κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων και προκαλεί έτσι τη λύση των κυττάρων. Είναι μια πρωτεΐνη με μοριακή μάζα περίπου 14.000 και η πολυπεπτιδική της αλυσίδα έχει μήκος 129 αμινοξέων. Δ1. Τι είναι το ενεργό κέντρο; Να περιγράψετε πως διαμορφώνεται το ενεργό κέντρο της λυσοζύμης. Σχολικό βιβλίο σελίδα 36-37: << Το βασικό βήμα στην ενζυμική κατάλυση. 35,52,62,63 και 101.>> Δ2. Να υπολογίσετε των αριθμό των νουκλεοτιδίων που περιέχει το υπεύθυνο για την σύνθεση της λυσοζύμης γονίδιο. Πόσοι θα είναι οι δεσμοί υδρογόνου που σχηματίζονται, δεδομένου ότι η αδενίνη αποτελεί το 20% των βάσεων; Οι βάσεις των νουκλεοτιδίων του DNA ανά τρεις ορίζουν ένα αμινοξύ. 3 βάσεις 1 αμινοξύ Άρα τα 129 αμινοξέα ορίζονται από 129 x 3= 387 βάσεις της μιας αλυσίδας του DNA. Το μόριο του DΝΑ είναι δίκλωνο, αποτελείται από δύο αλυσίδες που είναι μεταξύ τους συμπληρωματικές και που συγκροτούνται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου. Άρα το γονίδιο αποτελείται από 774 νουκλεοτίδια. Το μόριο του DΝΑ είναι δίκλωνο και αποτελείται από δύο αλυσίδες που είναι μεταξύ τους συμπληρωματικές, απέναντι από κάθε νουκλεοτίδιο με αζωτούχα βάση την αδενίνη βρίσκεται νουκλεοτίδιο με αζωτούχα βάση την θυμίνη και απέναντι από κάθε νουκλεοτίδιο με αζωτούχα βάση την γουανίνη βρίσκεται νουκλεοτίδιο με αζωτούχα βάση την κυτοσίνη. Έτσι έχουμε ότι: Α = Τ = 20% και G = C = 30%. Α=Τ= 20% 774 = 155 και G = C = 30% 774 = 232 Γ. τα ζεύγη αδενίνη και θυμίνη συγκροτούνται μεταξύ τους με δύο δεσμούς υδρογόνου, ενώ τα ζεύγη γουανίνη και κυτοσίνη συγκροτούνται μεταξύ τους με τρεις δεσμούς υδρογόνου. Άρα : Δ. Η= 2 155+ 3 232 = 1006 Δ3. Ποιοι δεσμοί θα συμμετέχουν στην διαμόρφωση της τριτοταγής δομής του ενζύμου αυτού; Σχολικό βιβλίο σελίδα 28: «Στην τριτοταγή δομή συμβάλλουν διάφοροι δεσμοί.. δύο κυστεϊνών». Δ4. Με ποιον τρόπο ενεργοποιείται ή απενεργοποιείται το ένζυμο που καταλύει την διάσπαση της λυσοζύμης; Σχολικό βιβλίο σελίδα 41: «Αλλοστερικές επιδράσεις». Σελίδα 6 από 6