18Seika1-Quiz1 生化学Ⅰ 第 1 回小テスト 2018.11.8 問題 1． i. 「ウイルスなどとは異なり，我々人間は ① 事ができるため，そして ② 続 けるため「生物」と呼べるのである」。 講義中で紹介した生物の定義に関連した上の文章の空欄①，②に適当な語句を入れて完成させなさい。 ii. およそ 35 億年前に地球に生命が誕生した場所として「海底火山の熱水噴出口」が今注目されている。 なぜ研究者は海底火山の熱水噴出口が生命誕生の場であると考えているのか，根拠を 2 つ述べなさい。 iii. DNA や RNA などの高分子が誕生することを可能にした分子結合の名前を答えなさい。
iv. タンパク質を作る「ペプチド結合」の形成に関与する 2 種類の「官能基」の名前を答えなさい。 v. 進化の過程で「細胞」が誕生したのは生物にどのようなメリットをもたらしましたか？１つ答えなさ い。 問題 2． 生物は「自発的に進む化学反応の集合体」である。ある化学反応が自発的に進むかどうかはその反応の 「ギブス自由エネルギー変化；DG」の値が決め手となり，このDG の値は「エンタルピー変化DH」，「エ ントロピー変化DS」そして反応温度 T により定義される。DG と関連する熱力学的数値に関する以下の 問いに答えなさい。 i. DG をDH，DS，T を用いた式で表しなさい。また，反応が自発的に進むためにDG が満たさねばならな い条件を式で答えなさい。 ii. DH は化学反応において「反応熱」とも呼ぶ。化学反応には「発熱反応」「吸熱反応」などの反応があ るが，「発熱反応」ではDH の値はどのような条件を満たすか，式で答えなさい。 iii. Clausius が定義した「熱力学的エントロピー変化DS」をDH と T で表した式を答えなさい。 iv. 「エントロピー」とは，「反応がより確率的に高い状態，微視的な場合の数がより多い状態へと移る 傾向」を数値化したものである，と講義では説明しましたが，この考えを式で表現した「Boltzmann の 統計力学的エントロピーS」を表す式を答えなさい。なお，答案には式に用いた様々な値の定義も併せ て記すこと。 問題 3． i. サラダ油などの全く電荷の偏りを持たない物質が水と触れると「疎水効果」という力が発揮され る。この疎水効果とはどのような力なのか，簡単に説明しなさい。 ii. 下の文章の空欄①，②に適当な語句を答えなさい。また，下線部で示した，「水の様々なユニークな 特徴」の例を一つあげ，説明しなさい。 水分子（H2O）は２個の水素原子が酸素原子と結合した分子で水素原子と酸素原子は 104.5°の角度をな して結合している。水がこの様に曲がった形をした分子であるのは酸素原子の ① が２対， 分子の中に存在するためである。 ① と水素原子が互いに引きつけ合う結果 ② という結合が形成されるが，この結合は水が見せる様々なユニークな特徴の原因である。 iii. 以下の空欄①②を適当な文章で埋めて，Brønsted・Lowry の酸・塩基の定義を完成させなさい。 「酸とは ① であり，塩基とは ② 分子である。」 iv. 酢酸（CH3COOH）は以下の式に従ってイオン化する。 CH3COOH ＋ Ｈ2Ｏ CH3COO ＋ Ｈ３Ｏ＋ この式に書かれた化合物で Brønsted・Lowry の酸・塩基の定義に沿って「酸」「塩基(アルカリ)」に 分類されるものをすべて解答欄に記しなさい．
解答用紙 学籍番号 氏名 18Seika1-Quiz1 問題１．３３点 i.① ４点 自分を複製する（子孫を残す）こと ②４点 自分の外から物質・エネルギーを摂取し ii. ４点 高温・高圧であり，硫化水素や水素など，還元力を持つ分子が豊富であるため化学反応が進行する ４点 「固細菌」という生命の資源的な生物がこの場所で発見され，変わることなく生息していたため iii. ４点 ホスホジエステル結合 iv. ４点 アミノ基 ４点 カルボキシ基 v. ５点 原材料を囲い込む；反応中間体の拡散が防止できるために多段階の複雑な反応が進化しやすい；環 境の変化から反応条件を隔離し，一定に保つことができる，など 問題２．３２点 i. ６点 DG= DH-TDS ６点 DG 0 ii. ６点 DH<0 iii. ６点 DS DH/T iv. ８点 S=kBlnW； kBはボルツマン定数，W はある状態がとることができる微視的状態の数 問題３．３５点 i. ６点 非極性分子と水分子が混合されると水分子が水素結合の網を形成し，非極性分子と水との接触表 面積が最小になるよう配置することによって生まれる力。 ii.①５点 非共有電子対 ②５点 水素結合 ユニークな特徴５点 沸点が同分子量の化合物と比べて非常に高い，固体の密度が液体の密度よりも小さい（氷が水に浮 く），など iii.① ５点 水素イオン（プロトン）を放出する ②５点 水素イオン（プロトン）を受け取る iv. 酸 ２点 CH3COOH ，Ｈ３Ｏ ＋ 塩基（アルカリ）２点 Ｈ2Ｏ， CH3COO
