היות שעולים בפרק מספר נושאים העשויים להיות חדשים למורי כימיה שאין להם כל רקע בביולוגיה, תשובות למרבית השאלות המופיעות בספר התלמיד. כמו כן, תמצאו בהמשך חומר רקע על תהליכי הנשימה השונים להעשרה למורים המעונינים.
עמ' 56
תשובה לתרגיל 1: התלמידים התבקשו לצום לפני הניסוי כדי שרמת הגלוקוז בדמם תהיה מושפעת רק מהגלוקוז שניתן להם בניסוי, ולא ממזון שאכלו קודם לכן.
תשובה לתרגיל 2: תפקיד הקבוצה השניה בניסוי הוא להוות בקרה לקבוצה הראשונה. לשלול את האפשרות שהטעם המתוק הוא זה שמשפיע על הזיכרון.
תשובה לתרגיל 3: הקבוצה הראשונה עשתה בממוצע 3 טעויות, ואילו הקבוצה השניה עשתה בממוצע 9 טעויות.
תשובה לתרגיל 4: המסקנות שניתן להסיק מהניסוי הן ששתיית גלוקוז משפרת את הזיכרון החזותי לטווח קצר. היא מקטינה את מספר טעויות הזיכרון הללו לשליש, לעומת קבוצת הבקרה.
תשובה לתרגיל 5: התשובה לשאלה זו היא התייחסות ביקורתית ולכן תהיה שונה בין התלמידים.
תשובה לתרגיל 6: מהניסוי הזה ניתן להסיק שגם שאיפת חמצן משפרת את הזיכרון לטווח קצר.
תשובה לתרגיל 7: דוגמאות לשאלות שניתן להעלות בעקבות הניסויים שתוארו:
כיצד משפר הגלוקוז את הזיכרון לטווח קצר?
האם הגלוקוז משפיע על זיכרון שאיננו חזותי?
האם הוא משפר גם זיכרון לטווח ארוך?
האם סוכרים אחרים, כמו סוכרוז, לקטוז וכיוב', גם כן משפרים את הזיכרון?
כיצד משפיע החמצן על הזיכרון?
האם יש קשר בין השפעת הגלוקוז על הזיכרון לבין השפעת החמצן עליו?
עמ' 57
תשובה לתרגיל 1: מבנה של גלוקוז אינו מישורי מכיוון שמסביב לאטום הפחמן יש אפשרות ליצירת טטראדר שבו זווית הקשר אופטימלית. מבנה טטרהדרלי הוא מרחבי ולא מישורי.
תשובה לתרגיל 4: במודל ניתן לזהות קבוצות כוהליות (OH-).
תשובה לתרגיל 5: בין המולקולות של הכוהל יש אפשרות ליצירת קשרי מימן בהרבה מוקדים, בנוסף לקשרי הו.ד.ו. חוזק הכוחות הבין מולקולריים גדול יחסית ולכן טמפ' ההיתוך גבוהה והגלוקוז מוצק בטמפרטורת החדר. הגלוקוז מתמוסס במים מכיוון שהמולקולות שלו יכולות להשתלב בקשרי המימן עם המים.
תשובה לתרגיל 6: הגלוקוז בתמיסה מימית עובר תהליך מוטארוטציה שבמהלכו נפתחת הטבעת ונוצרת מולקולה שרשרתית בעלת אלדהיד בראש השרשרת. הרחבה בנושא ניתן למצוא בספר: "מתוק מדבש פרקי סוכרים" / אילן לולב עמ' 26-27.
עמ' 62
אם בודקים את היחס בין מספר אטומי החמצן במולקולה לסה"כ האטומים במולקולה, במגיבים ובתוצרים, רואים שיש עליה ביחס ומכאן ניתן להסיק שהתהליך מתאר חצי תגובה בה מתרחש חימצון.
ניתן להיעזר גם ביחס בין מספר אטומי המימן במולקולה לסה"כ האטומים במולקולה, לראות שהיחס קטן, ולהגיע לאותה מסקנה.
עמ' 64
דוגמאות לשאלות שעשויות לעלות בעקבות הסיפור של אורי:
- מדוע דורשת פעולת השרירים אנרגיה?
- מאיזה תגובות כימיות מתקבלת האנרגיה בשריר ועל איזה מגיבים מדבר המאמן?
- מה גורם להופעת חומצה לקטית בשרירים בזמן מאמץ?
- כיצד גורמת החומצה הלקטית לכאבי שרירים?
- ממה נגרם קוצר הנשימה בעקבות מאמץ?
עמ' 65
תשובה לתרגיל 1: חומצת החלב שנוצרה מחומצה פירובית, התקבלה בחצי תגובת חיזור.בדיקה של היחס בין מספר אטומי החמצן לסהכ' האטומים במולקולה, במגיבים ובתוצרים, מראה שהיחס קטן. בחומצה פירובית: 3 אטומי חמצן מתוך 10 אטומים במולקולה (היחס 0.3). בחומצת חלב: 3 אטומי חמצן מתוך 12 אטומים במולקולה (היחס 0.25).
תשובה לתרגיל 2: קבוצה קטונית הופכת לקבוצה כוהלית כתוצאה מתגובת חיזור.
עמ' 65 (בתחתית העמוד)
קבלת ATP בצימוד לתהליך הגליקוליזה בלבד, כמו שמתרחש בנשימה אנאירובית, הוא מהיר יותר מזה שבנשימה האירובית כי מספר התגובות קטן בהרבה. בנשימה אירובית מתקבל רוב ה- ATP בצימוד לשרשרת מעבר האלקטרונים. זהו השלב האחרון אחרי גליקוליזה ומעגל קרבס.
עמ' 66 – נחזור לאורי
תשובה לתרגיל 1: כדאי לאורי להמשיך בתנועה כדי לזרז את זרימת הדם בגופו. זרם הדם מעביר, כידוע, את החמצן באמצעות ההמוגלובין שבתאי הדם האדומים מהראות לכל תאי הגוף. החומצה הלקטית הגורמת לכאבים ולהתכווצות מועברת עם זרם הדם לכבד, שם, בתהליך הנקרא מעגל קורי (Cori), הופכת החומצה הלקטית, בשרשרת של תגובות בנוכחות חמצן ו- ATP, לגלוקוז מחדש.
תשובה לתרגיל 2: היות שסילוק החומצה הלקטית הוא תהליך אירובי, כלומר צורך חמצן, כדאי לבצע מספר נשימות עמוקות בתום המאמץ כדי להגדיל את כמות החמצן בראות.
תשובה לתרגיל 3: סביר ביותר. במשקה שספורטאים שותים לפני פעילות יש גלוקוז, המשמש כמקור לאנרגיה, וכן אלקטרוליטים שונים הדרושים לפעילות השרירים והעצבים וחלקם מופרש מהגוף בזיעה. כל אלה מומסים במשקה במים, שגם הם מופרשים באופן מוגבר בזיעה בזמן מאמץ.
עמ' 67 – החמצת ירקות
תשובה לתרגיל 1: החיידקים עשויים להגיע מכל אחד מהמרכיבים של מערכת ההחמצה. הירקות, הכלי עצמו, המים, הידיים ואויר הנשיפה של מי שמכין את המערכת, האויר בחדר – בכל אחד מאלה יש חיידקים רבים. חלק מהחיידקים הללו הם חיידקים הגורמים להחמצת הירקות.
תשובה לתרגיל 2: התנאים בכלי הם אנאירוביים. הירקות נדחסו פנימה בצפיפות, המים המלוחים מלאו את החלל הנותר, והכלי סגור היטב. בתחילת ההחמצה יש מעט חמצן מומס במים, אך הוא נצרך במהרה על-ידי חיידקים אירוביים.
תשובה לתרגיל 3: התהליך המתרחש בחיידקים וגורם להחמצה הוא נשימה אנאירובית שהתוצר שלה הוא חומצת לקטית.
תשובה לתרגיל 4: התוצאות של המדידות במשך מספר ימים בירקות שנמצאים בכלי ההחמצה בעזרת מכשיר המודד ריכוז גלוקוז יראו על ירידה בריכוז. הגלוקוז הוא מגיב בתהליך הנשימה ולירקות בכלי אין דרך לחדש את מלאי הגלוקוז הנצרך. צמחים חיים מייצרים גלוקוז בתהליך הפוטוסינתזה.
תשובה לתרגיל 5: על ריכוז הגלוקוז בירק ישפיע כל גורם המשפיע על מהירות תהליך הנשימה האנאירובית. למשל, טמפרטורה ו- pH. גם כמות החיידקים בכלי תשפיע על ריכוז הגלוקוז בירק. ניסוי שיבדוק את השפעת הטמפרטורה: מספר מערכות החמצה שכל אחת מהן תמצא בטמפרטורה אחרת – בחדר, בחוץ בשמש, במקרר וכיוב'. במהלך מספר ימים יימדד ריכוז הגלוקוז בירקות בעזרת המכשיר. על כמות החיידקים בניסוי ניתן להשפיע על ידי חיטוי הכלי, רחיצת הירקות בסבון, הרתחת המים, חיטוי הידיים – כל אלה יקטינו את המספר. הגדלת הכמות יכולה להעשות על ידי הוספת אדמה לכלי. היות שהמלח מקטין את כמות החיידקים על ידי הרס חיידקי הריקבון, ניתן להשפיע על כמות החיידקים גם על ידי שינויים בריכוז המלח במערכת.
מדד לכמות החיידקים הוא עכירות הנוזל. ניתן גם לזרוע על מצע מזין ולספור מושבות של חיידקים.
תשובה לתרגיל 6: הגורם לירידה ב- pH הוא עליה בריכוז החומצה הלקטית.
תשובה לתרגיל 7: היחס בין רמת החומציות לבין ריכוז הגלוקוז בירקות הוא יחס הפוך: ככל שהחומציות עולה, יורד ריכוז הגלוקוז. החומציות עולה ככל שנוצרת יותר חומצה לקטית שהיא התוצר בנשימה האנאירובית של החיידקים. הגלוקוז הוא מגיב בתהליך וריכוזו הולך ויורד.
תשובה לתרגיל 8: לא. הבועות והקצף הם תוצאה של פליטת גז, CO2 במקרה זה. בתהליך של קבלת חומצה לקטית מגלוקוז לא נוצר כל גז C6H12O6 → 2C3H6O3 . הגז נוצר מנשימה של אורגניזמים אחרים, כמו שמרים, הנמצאים בכלי גם כן באופן טבעי כמו החיידקים ומקבלים אנרגיה מתהליכי נשימה אחרים, למשל תסיסה כהלית.
עמ' 68
השאלה המופיעה בראש העמוד מתייחסת, בטעות, לשלב בתהליך שאינו מופיע בספר ותלמידים לא אמורים להכיר, ולכן לא כדאי להפנות את התלמידים לשאלה זו. במהדורה הבאה נשמיט את השאלה.
מניסוחי שני התהליכים, האירובי והאנאירובי, ניתן לראות כי בתהליך האירובי התוצרים הם פחמן דו חמצני ומים, תרכובות שבגוף חי לא ניתן להפיק מהן אנרגיה. בנשימה אנאירובית, מאידך, יש תוצרים, כמו אתאנול או חומצה לקטית שניתנים לחמצון ולקבלת – ATP בצימוד לכך.
עמ' 69
בממוצע כמות המים בגוף האדם הוא כשני שליש ממשקלו, אולם ריכוזם שונה ברקמות שונות. הדם הוא, כמובן, הרקמה בעלת הריכוז הגבוה ביותר של מים. גם המח, הכבד והכליות הם אברים בהם ריכוז המים גבוה יחסית. היות שאתאנול נמס במים בכל יחס, הוא מצוי ברקמות ואברים אלו בריכוז גבוה יותר, ואילו ברקמת שומן ובשרירים, בהם ריכוז המים נמוך יותר, ימצא פחות אלכוהול לאחר שתייה.
עמ' 70
מולקולת האתאנול היא קטנה יחסית ויכולה לעבור דרך קרומי התאים בקלות. הריאות עשירות בנימי דם והאתאנול עובר ממקום ריכוזו הגבוהה, בדם, למקום ריכוזו הנמוך, בחלל הריאות, דרך קרומי התאים שבדפנות נימי הדם ובדפנות השלפוחיות הבונות את הריאות. כך הוא מגיע לחלל הריאות וממנו החוצה דרך הקנה לפה, לאף ולאוויר הנשוף.
עמ' 71
תשובה לתרגיל 1: דרגת החימצון של הכרום במגיבים היא +6 ובתוצרים +3.
תשובה לתרגיל 2: Cr2O72- הוא החומר המחמצן (עובר חיזור) והאתאנול הוא החומר המחזר (עובר חימצון).
תשובה לתרגיל 1:
סעיף א: לפי יחסי המולים המופיעים בתגובה המנוסחת בעמ' 70 , בשקית היו 0.0006 מול אתאנול שגרמו להופעת הצבע הירוק.
סעיפים ב-ג: ב- 2.1 מ"ל אוויר נשוף יש 0.0000252 מול של אתאנול.
סעיף ד: ב 2.1 מ"ל אוויר נשוף יש כמות אתאנול הזהה לזו שב 1 מ"ל דם. ב- 100 מ"ל דם יש 0.00252 מול אתאנול.
סעיף ה: Mw (CH3CH2OH) = 70.1 gr/mol
0.00252mol x 70.1 gr/mol = 0.1766 gr
סעיף ו: ריכוז האלכוהול בדם המותר בישראל הוא עד 0.05 גר' ל 100 מ"ל דם. על פי החישובים בסעיף הקודם ריכוז האתאנול בדמו של הנהג גבוה מהמותר ולכן יש להוריד את הנהג מהכביש.
עמ' 72
תשובה לתרגיל 1: לתגובות אלו נדרש חומר מחמצן. התהליכים הם תהליכי חימצון בהם המגיב המצויין בתהליך הוא החומר המחזר. ניתן לבדוק זאת על פי שינוי היחס בין אטומי החמצן לסהכ' האטומים במולקולה וגם לפי השינוי בדרגות החימצון של אטום הפחמן שאליו קשורה הקבוצה הפונקציונלית.
תשובה לתרגיל 2: החומר הפעיל במערכות ביולוגיות שהוזכר קודם לכן ועשוי לפעול כמחמצן הוא Nicotine Amid-Dinucleotid (NAD+). זהו קואנזים המשתתף בתגובות חמצון חיזור בתהליך הנשימה האירובית והאנאירובית.
תשובה לתרגיל 3: שרשרת התגובות המתרחשת בפינוי האתאנול מהגוף נקראת שרשרת חימצון היות שכל שלושת התגובות המתוארות הן תגובות חימצון חיזור. תרכובות הפחמן עוברות חימצון ואילו הקואנזימים המשתתפים בתגובות כמחמצנים עוברים חיזור.
עמ' 74
האם יש קשר בין יכולתו של האלכוהול לשמר לבין יכולתו לחטא? הסבירו.
יכולתו של האלכוהול לשמר נובעת מכושרו להרוס את החלבונים והשומנים הבונים את קרום התא של החיידקים. חיידקים הם בין הגורמים לריקבון של גופות. הרס החיידקים משמר את בעל החיים השמור בכלי מתהליכי ריקבון כאלו.
יכולתו של האלכוהול לשמש כחומר חיטוי, כלומר להרוס חיידקים על מכשירים, כלים וגוף האדם, נובעת מאותו הכושר להרס החלבונים ושומנים הבונים את קרום התא של החיידקים.
דלק פוסילי | אתאנול | |
---|---|---|
שווה ערך אנרגטי (בג'ולים) | 3.5×107 J | 2.4×107 J |
מספר האוקטאן | 96 | 100 |
תכולת הגופרית (% משקלי) | 0.0002-0.045 | 0 |
הפקה | זיקוק נפט גולמי | התססת יבולים המכילים עמילן רב |
מקור מתכלה/ מתחדש | מתכלה | מתחדש |
תשובה לתרגיל 2: היתרונות לאיכות הסביבה משימוש באתאנול כדלק למכוניות הוא כפול: אין פליטת תרכובות גופרית לאוויר הגורמות ליצירת גשם חומצי (ראו פרק ד), ואין פליטת גזים רעילים בתהליך זיקוק הנפט.
תשובה לתרגיל 3: ברוב המדינות בעולם אין דלק פוסילי כמחצב טבעי בקרקע ויש לקנותו מחו"ל בכסף רב ותוך שיקולים פוליטיים מורכבים. גידול תירס להתססה אפשרי כמעט בכל מקום בקלות יחסית. במדינות בהן יש דלק פוסילי בקרקע נמנעת, ע"י השימוש באתאנול, ההשקעה העצומה בהפקת הדלק הפוסילי וזיהום הסביבה בגללה.
תשובה לתרגיל 4: היתרון לבעל הרכב הוא במחיר הזול יותר של אתאנול השומר על המנוע של הרכב מבליה ועל איכות הסביבה.
עמ' 77
להתרחשותה של תגובה זו דרוש חומר מחמצן. ניתן לבדוק זאת על ידי חישוב היחס בין מספר אטומי החמצן לסהכ' האטומים במולקולה.
ויטמין C הוא חומר מחזר המגיב עם חומרים מחמצנים, ביניהם הרדיקלים החופשיים, ומנטרל את פעולתם.
בתגובה המוצגת ויטמין E מגיב עם רדיקלים חופשיים ומונעים מהם להגיב, באופן לא רצוי, עם חומצות שומן, חלבונים, מולקולות DNA ולגרום נזק לתפקוד התאים.
תוצרי התגובה של ויטמין E עם רדיקלים חופשיים הם רדיקלים חופשיים יציבים יותר. מכיוון שויטמין C מגיב עם רדיקלים חופשיים הוא יגיב, בין היתר, עם תוצרי התגובה של ויטמין E וישחזר אותו.
תשובות לשאלות לסיכום פרק ג'
תשובה לתרגיל 1: לסמן בטבלה בעקבות המודלים.
תשובה לתרגיל 2: בצימוד לחימצון הגלוקוז בתאים של יצורים חיים מתקבל ATP . בתגובה של ATP עם מים משתחררת אנרגיה שהיא זמינה לביצוע תהליכי החיים בתאים.
תשובה לתרגיל 3:
- ספונטאנית
- ספונטאנית
- לא ספונטאנית
- לא ספונטאנית
תשובה לתרגיל 4: שלבים אירוביים הם: מעגל קרבס ושרשרת מעבר אלקטרונים. הגליקוליזה היא שלב אנארובי.
הערה: אף על פי שחמצן לא משתתף במעגל קרבס, שלב זה לא יתרחש בתאים בלי נוכחות חמצן. השלב הסופי בשרשרת מעבר אלקטרונים שבו משתתף החמצן "מושך" את כל שרשרת התגובות להתרחש.
תשובה לתרגיל 5: תגובת חימצון- משתתף בה החומר המחזר ובעקבותיה: א. דרגת החימצון של אחד המרכיבים ביחידת המבנה עולה. ב. יש עליה יחסית במספר אטומי החמצן ו/או ירידה יחסית במספר אטומי המימן מתוך המספר הכולל של האטומים במולקולה.
תגובת חיזור- משתתף בה החומר המחמצן ובעקבותיה: א. דרגת החימצון של אחד במרכיבים ביחידת המבנה יורדת. ב. יש עליה יחסית במספר אטומי המימן ו/או ירידה יחסית במספר אטומי החמצן, מתוך המספר הכולל של האטומים במולקולה.
בתגובות של תרכובות פחמן עדיף להשתמש בשינוי היחס של אטומי החמצן ו/או המימן לכלל האטומים במולקולה על מנת להגדיר תגובת חימצון או חיזור.
תשובה לתרגיל 6: התהליך המוצג בשאלה הוא תהליך חימצון. אם בודקים את היחס בין מספר אטומי החמצן לכלל האטומים במולקולה במגיבים ובתוצרים מוצאים שיש עליה ביחס זה. מ- 0.3 במגיבים ל- 0.35 בתוצרים. A ו- B אינם איזומרים מכיוון שהנוסחא המולקולרית שלהם שונה.
תשובה לתרגיל 7: התהליך המוצג בשאלה הוא תהליך חימצון. אם בודקים את היחס בין מספר אטומי החמצן לכלל האטומים במולקולה במגיבים ובתוצרים מוצאים שיש עליה ביחס זה. מ- 0.3 במגיבים ל- 0.38 בתוצרים. C ו- D אינם איזומרים מכיוון שהנוסחא המולקולרית שלהם שונה.
נשימה אירובית | נשימה אנאירובית | ||
---|---|---|---|
תסיסה כוהלית | חומצת חלב | ||
מגיבים | גלוקוז וחמצן | גלוקוז | גלוקוז |
תוצרים | פחמן דו-חמצני ומים | אתאנול ופחמן דו-חמצני | חומצה לקטית |
מול CO2 למול גלוקוז | 6 | 2 | 0 |
מול ATP למול גלוקוז | 36 | 2 | 2 |
היצורים שבהם היא מתרחשת | מחיידקים ועד האדם | שמרים | חיידקים |
תשובה לתרגיל 9:
סעיף א: התהליך שבו נוצר הכוהל במהלך ייצור היין הוא:
C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2
סעיף ב: תפקיד השמרים הוא להתסיס את הגלוקוז שבמיץ הענבים עד לקבלת אתאנול. בתנאים אנארוביים שמרים מבצעים תסיסה כוהלית שבמהלכה מתחמצן הגלוקוז לאתאנול ופחמן דו חמצני. התהליך מתרחש בזירוז אנזימים המצויים בשמרים.
סעיף ג:
I הגרף מתאר את הקשר בין הזמן לריכוז הגלוקוז בנוזל התסיסה. ככל שהזמן עובר רמת הגלוקוז בנוזל התסיסה יורדת. בתחילת תהליך התסיסה רמת הגלוקוז יורדת מהר יחסית ואח"כ קצב הירידה מואט.
II הגלוקוז הוא המגיב בתסיסה הכוהלית. ככל שהתהליך מתקדם כמות המגיב הולכת ויורדת. עם העלייה בריכוז האתאנול הנוצר, חלק מתאי השמרים מת וקצב חימצון הגלוקוז יורד.
סעיף ד: בועות הגז העולות מן התסיסה מכילות CO2. ניתן להוכיח זאת על ידי העברתן לתמיסה צלולה של מי-סיד, Ca(OH)2 ומתקבלת תמיסה עכורה בשל היווצרות CaCO3.
סעיף ה: הפסקת התסיסה הכוהלית יכולה להיגרם כתוצאה מ: חוסר בגלוקוז, ריכוז גבוה של אתאנול, טמפרטורה גבוהה, תנאים אירוביים.
סעיף ו:
I האתאנול עבר חימצון. היחס בין מספר אטומי החמצן למספר הכולל של האטומים במולקולה עלה מ-0.111 ל-0.25 בחומצת החומץ.
II פתיחת הבקבוק מאפשרת חדירת אוויר, המכיל חמצן וגורם לחימצון האתאנול.
סעיף ז: דרגת החימצון של אטום הגופרית במולקולה SO2 הוא +4. דרגת החימצון המרבית של אטום גופרית בתרכובות הוא +6 ולכן מולקולות SO2 מגיבות עם החמצן ליצירת SO3, מורידות את ריכוז החמצן במיכלי היין ומונעות את חימצונו.
סעיף ח: "חומץ בן יין" הוא בן לא מוצלח לאב הגון וחשוב. חומץ, כפי שראינו, הוא לעיתים תוצר לא רצוי של חימצון יין.
תשובה לתרגיל 10: הריכוז העליון המותר של אתאנול בדם בישראל הוא 0.05 גרם ל 100 מ"ל דם. ריכוז אתאנול של 0.005M משמעו 0.0005 מול ב-100 מ"ל דם, 0.023 גר' ל-100 מ"ל דם. לנהג הזה השוטר יאפשר להמשיך בנהיגה. חישובים דומים מראים שריכוז האתאנול בדמו של הנהג השני הוא 0.092 גר' ל- 100 מ"ל דם והוא גבוה מהמותר. הנהג השני לא יוכל להמשיך בנהיגה.
תשובה לתרגיל 11: הקבוצה הפונקציונלית בכוהל היא קבוצת OH-. הכהלים יכולים להתמוסס גם במים וגם בהקסאן מכיוון שמולקולות הכוהל מכילות קצה הידרופילי המסוגל להשתלב בקשרי המימן עם המים וחלק הידרופובי המשתלב בקשרי ה ו.ד.ו הקיימים בין מולקולות ההקסאן.ככל שהחלק ההידרופובי במולקולת הכוהל גדול יותר היכולת להשתלב בקשרי המימן של המים יורדת והמסיסות במים יורדת, חוזק קשרי הו.ד.ו. עולה בשל עליה בגודל ענן האלקטרונים ובשטח הפנים ולכן יש עליה בטמפרטורות הרתיחה.
תשובה לתרגיל 12: אטום המימן המגיב בתהליך שייך לקבוצה הפונקציונלית מכיוון שהוא קשור לאטום חמצן, בעל אלקטרושליליות גבוהה יותר מאשר לפחמן. הקשר הנוצר קוטבי יותר והמטען החלקי החיובי על אטום מימן זה גדול יותר. מאותה סיבה תגיב גם החומצה האתאנואית עם מתכת אלקאלית וישתחרר גז מימן. אסטרים לא יגיבו עם מתכות אלקאליות מכיוון שאטומי המימן במולקולה קשורים לאטומי פחמן ואינם מספיק קוטביים על מנת "לקחת" אלקטרונים מהמתכת ליצירת גז מימן ויוני מתכת. האסטרים ידועים כחומרי ריח טובים מכיוון שבין המולקולות שלהם אין קשרי מימן וטמפרטורות הרתיחה שהם נמוכות יחסית. הן מתנדפות בקלות יחסית ויכולות לשמש כחומרי ריח טובים.
תשובה לתרגיל 13:
סעיף א: הקבוצה הפונקציונלית בחלבון עברה חימצון. בחלבון תקין הקבוצה היא כוהלית ולאחר השינוי הקבוצה הכוהלית הפכה להיות קבוצת קטון.
סעיף ב: רדיקלים חופשיים הם אטומים או קבוצות אטומים המכילים אלקטרון לא מזווג. אלקטרון זה גורם לחלקיק להיות מחמצן חזק. מכיוון שבתהליך השינוי החלבון עבר חימצון ניתן לשער שחימצון זה התבצע על ידי הרדיקלים החופשיים.
סעיף ג: אנטיאוקסידנטים הם חומרים מחזרים המגיבים עם רדיקלים חופשיים. תוספת של אנטיאוקסידנטים תוריד את רמת הרדיקלים החופשיים בגוף המכרסמים ותוריד את מספר הקבוצות הפונקציונליות בחלבון שיעברו שינוי.
תשובה לתרגיל 14:
סעיף א: מנה של משקה אלכוהולי היא שליש ליטר בירה, 150 מ"ל יין , 25 מ"ל של משקה חריף כמו וודקה או וויסקי. כל מנה כזו מכילה כ-18 מ"ל של אלכוהול.
סעיף ב: המשתנים הבלתי תלויים בטבלה הם מין- נערים/נערות, משקל הגוף ומספר מנות האלכוהול. המשתנה התלוי הוא ריכוז האלכוהול בדם.
סעיף ג: ככל שמשקל הגוף גדול יותר, ריכוז האלכוהול בדם לאחר שתייה הוא קטן יותר.
סעיף ד: האלכוהול נמס בפאזה המימית שבגוף- דם, תוכן התאים וכו'. ככל שמסת הגוף גדולה יותר כמות הממס גדולה יותר וריכוז האלכוהול לאחר שתית כמות נתונה של מנות אלכוהול קטנה יותר. אצל נערות אחוז השומן גבוה יותר מזה של נערים בעלי אותה מסת גוף, לכן הפאזה המימית קטנה יותר וריכוז האלכוהול יהיה גדול יותר.
סעיף ה: משתנים נוספים שעשויים להשפיע על ריכוז האלכוהול בדם הם הזמן שבו נעשתה הבדיקה לאחר השתייה, כמות המזון בקיבה לפני ובמהלך השתייה (השפעה על קצב הספיגה), אחוז השומן בגוף הנבדקים, גילם (בצעירים מאד אחוז השומן גדול יותר).
סעיף ו: הניסוחים מופיעים בעמ' 71 בספר התלמיד.
סעיף ז: אלכוהול דהידרוגנז ADH הוא אנזים המזרז את חימצון האתאנול בגוף לאצטאלדהיד. זהו השלב הראשון בפינוי האתאנול מהגוף. אנזים פעיל פחות גורם לאתאנול להתפנות בקצב נמוך יותר ולכן לריכוז גבוה יותר שלו בדם של נערות.
סעיף ח: נער שמשקלו 60 ק"ג ושתה 3 מנות משקה אלכוהולי, ריכוז האלכוהול בדמו הוא 0.09 גר' ל-100 מ"ל דם. בריכוז כזה של אלכוהול יש ירידה בעקבות, עליה בביטחון העצמי, ירידה בתשומת הלב ובשיקול הדעת בנוגע לזמן ולמרחק, דברת, הפחתה ביציבות, בחילה, עליצות מופרזת, הפרעה בזיכרון, האטת זמן תגובה.
נערה שמשקלה 50 ק"ג ששתתה 5 מנות יש בדמה אלכוהול בריכוז 0.23 גר' ל- 100 מ"ל דם והיא חסרת תאום בתנועות, מבולבלת באופן בולט, עם סחרחורת, חוסר התמצאות, הפרעות בראיה, הקאה, הכרה מעורפלת.
תשובה לתרגיל 15:
סעיף 1: הגלוקוז עבר חימצון. יש עליה ביחס בין מספר אטומי החמצן לסה"כ האטומים במולקולה וירידה ביחס בין אטומי המימן לסה"כ האטומים במולקולה.
סעיף 2: ככל שריכוז מי החמצן גדול יותר ריכוז הגלוקוז גבוה יותר.
סעיף ג: O2 הוא אחד התוצרים שיכולים להתקבל בתגובה שבה מימן על-חמצני מגיב כמחזר. בתגובה ישנה עליה בדרגות החימצון של אטום החמצן מ- 1- במימן על-חמצני ל- 0 בחמצן.
סעיף ד: H2O הוא אחד התוצרים שיכולים להתקבל כאשר מימן על-חמצני מגיב כמחמצן. בתגובה ישנה ירידה בדרגות החימצון של אטום החמצן מ- 1- במימן על-חמצני ל-2- במים.
תשובה לתרגיל 16:
סעיף א: שתי התגובות הן תגובות אקסותרמיות. יש ירידה בתכולת האנתלפיה של המערכת.
סעיף ב: התגובה הראשונה היא אירובית מכיוון שהיא מתרחשת בנוכחות חמצן, והתגובה השנייה היא אנאירובית מכיוון שהיא מתרחשת ללא נוכחות חמצן.
סעיף ג: התהליך הראשון עדיף מבחינה אנרגטית מכיוון שכמות האנרגיה הנפלטת בתהליך מתגובה של מול גלוקוז גבוהה מזו שנפלטת בתהליך השני לכל מול גלוקוז.
סעיף ד: התהליך האנארובי מתרחש בנוסף לאירובי משתי סיבות. האחת: אספקת האנרגיה בתהליך מהירה יותר מאשר בתהליך האירובי. והשנייה: על מנת לספק אנרגיה לגוף גם בתנאים של חוסר חמצן.
סעיף ה: התהליך ההופך עודפים של חומצת חלב לגלוקוז מצומד לפירוק ATP מכיוון שהוא תהליך אנדותרמי ומקבל את האנרגיה הדרושה מתהליך פירוק ATP.