בגרות בביולוגיה 043182 - קיץ 2025

מזהים את כלי הדם לפי כיוון זרימת הדם (החצים) ולפי מיקומם:

- עורקים מובילים דם מן הלב אל הגוף: 1 – העורק היוצא מן החדר השמאלי אל איברי הגוף (אבי העורקים); 4 – העורק היוצא מן החדר הימני אל הריאות (עורק הריאה).

- ורידים מובילים דם אל הלב: 3 – הווריד המחזיר דם מאיברי הגוף אל העלייה הימנית (הווריד הנבוב); 6 – הווריד המחזיר דם מן הריאות אל העלייה השמאלית (וריד הריאה).

- נימים – רשת כלי דם דקים בתוך האיברים: 2 – נימי איברי הגוף; 5 – נימי הריאות.

טעות נפוצה: לקבוע עורק או וריד לפי סוג הדם (עשיר או עני בחמצן). עורק הריאה (4) הוא עורק אף שזורם בו דם עני בחמצן, ווריד הריאה (6) הוא וריד אף שזורם בו דם עשיר בחמצן.

הדם מתעשר בחמצן בנימי הריאות (5) ומוסר את החמצן לתאים בנימי איברי הגוף (2).

- דם עשיר בחמצן: 6 – וריד הריאה, המוביל דם מן הריאות אל הלב; 1 – אבי העורקים, המוביל את הדם הזה מן החדר השמאלי אל הגוף.

- דם עני בחמצן: 3 – הווריד המחזיר דם מאיברי הגוף (לאחר שמסרו חמצן לתאים) אל הלב; 4 – עורק הריאה, המוביל את הדם הזה מן החדר הימני אל הריאות.

- עורק: דופן עבה, שרירית וגמישה. לעורקים נכנס דם בלחץ גבוה מן החדרים; הדופן העבה עומדת בלחץ ואינה נקרעת, וגמישותה מאפשרת לה להתרחב בכל פעימה ולחזור לקדמותה – וכך נשמרת זרימת דם רציפה אל האיברים.

- וריד: בוורידים יש מסתמים (ולהם חלל רחב ודופן דקה). הלחץ בוורידים נמוך, והמסתמים נסגרים כשהדם נוטה לזרום לאחור, ולכן הדם זורם בכיוון אחד בלבד – אל הלב.

- נים: דופן דקה מאוד, בעובי שכבת תאים אחת, וקוטר צר. המרחק הקצר בין הדם לתאים מאפשר מעבר מהיר של חומרים בדיפוזיה – חמצן וחומרי מזון מן הדם אל התאים, ו־$\text{CO}_2$ ופסולת מן התאים אל הדם. (מספרם הרב יוצר שטח פנים גדול לחילוף החומרים.)

משווים בין התגובה לחשיפה הראשונה (I) לבין התגובה לחשיפה השנייה (II) לאותו אנטיגן:

1. מהירות התגובה: אחרי חשיפה I כמות הנוגדנים עולה לאט ומגיעה לשיא רק כ־$5$ ימים אחרי החשיפה; אחרי חשיפה II היא מתחילה לעלות כבר ביום הראשון ומגיעה לשיא כ־$2$–$3$ ימים אחרי החשיפה.

2. עוצמת התגובה: כמות הנוגדנים המרבית אחרי חשיפה II גדולה בערך פי $2$ מן הכמות המרבית אחרי חשיפה I (גם קצב העלייה – שיפוע העקומה – תלול יותר).

3. משך התגובה: אחרי חשיפה I כמות הנוגדנים יורדת בתוך כמה ימים לרמה נמוכה; אחרי חשיפה II היא נשארת ברמה הגבוהה לאורך כל התקופה המוצגת בגרף.

(נתון נוסף אפשרי: גם לפני חשיפה II נשארה בדם כמות קטנה של נוגדנים, גדולה מאשר לפני חשיפה I.)

ההסבר: בחשיפה הראשונה נוצרו, נוסף על הנוגדנים, תאי זיכרון הייחודיים לאנטיגן. בחשיפה השנייה תאי הזיכרון מזהים את האנטיגן מיד, מתחלקים ומתמיינים במהירות לתאים המייצרים נוגדנים – לכן התגובה מהירה, חזקה וממושכת יותר.

1. מתן התרכיב: מכניסים לגוף (בזריקה או בטיפות) גורם מחלה מומת או מוחלש, או חלקים ממנו הנושאים את האנטיגנים שלו. התרכיב אינו גורם למחלה, אבל מערכת החיסון מזהה את האנטיגנים כזרים.

2. תגובה ראשונית: מערכת החיסון מגיבה כמו בחשיפה I בגרף – מייצרת נוגדנים ייחודיים לאנטיגן, ויוצרת תאי זיכרון ייחודיים לו, הנשארים בגוף זמן רב.

3. הדבקה מאוחרת בגורם המחלה: כשהאדם נחשף לגורם המחלה האמיתי, תאי הזיכרון מזהים את האנטיגן ומפעילים תגובה משנית (כמו בחשיפה II בגרף) – מהירה יותר וחזקה יותר: נוצרת במהירות כמות גדולה של נוגדנים.

4. התוצאה: הנוגדנים מנטרלים את גורם המחלה ומסייעים להשמדתו עוד לפני שהוא מספיק להתרבות ולגרום נזק – ולכן המחלה אינה מתפתחת, או שהיא קלה מאוד.

לא – זהו חיסון פעיל. בחיסון המתואר מכניסים לגוף אנטיגנים, ומערכת החיסון של האדם עצמו מגיבה אליהם: היא מייצרת את הנוגדנים ויוצרת תאי זיכרון, ולכן ההגנה נמשכת זמן רב.

בחיסון סביל מקבל האדם נוגדנים מוכנים שנוצרו בגוף אחר (למשל בזריקת נוגדנים, או נוגדנים העוברים מן האם לעובר ולתינוק). הגוף אינו מייצר אותם ואינו יוצר תאי זיכרון, ולכן ההגנה מיידית אך קצרה.

טעות נפוצה: לחשוב שחיסון בזריקה הוא תמיד חיסון סביל. הקובע הוא מה מקבלים – אנטיגן (פעיל) או נוגדנים מוכנים (סביל).

כדי לבדוק את השפעת העישון יש להשוות בין שתי קבוצות שההבדל היחיד ביניהן הוא העישון: קבוצה א וקבוצה ג. בשתיהן הגברים שותים אלכוהול, אוכלים בשר ואינם אוכלים ירקות; בקבוצה א הם מעשנים ובקבוצה ג – לא.

•קבוצה א (מעשנים): שיעור התמותה מסרטן כ־$810$ ל־$100{,}000$ איש.

•קבוצה ג (לא מעשנים): כ־$370$ ל־$100{,}000$ איש.

מסקנה: עישון מעלה את שיעור התמותה מסרטן – בקרב המעשנים השיעור גבוה בכ־$440$ ל־$100{,}000$, בערך פי $2.2$ מאשר בקרב הלא מעשנים.

הסבר ביולוגי: בעשן הסיגריות יש חומרים מסרטנים הגורמים לנזק ב־DNA (מוטציות) בתאי דרכי הנשימה ואיברים נוספים; נזק כזה עלול לגרום לחלוקת תאים בלתי מבוקרת – סרטן.

טעות נפוצה: להשוות בין קבוצה ב לקבוצה ג – הן נבדלות בשני גורמים (עישון וגם אכילת ירקות), ולכן אי אפשר לייחס את ההבדל לעישון בלבד.

יש להשוות בין קבוצה א לקבוצה ב: בשתיהן הגברים מעשנים, שותים אלכוהול ואוכלים בשר, וההבדל היחיד הוא שבקבוצה ב הם אוכלים ירקות ובקבוצה א – לא.

•קבוצה א (בלי ירקות): כ־$810$ ל־$100{,}000$ איש.

•קבוצה ב (עם ירקות): כ־$550$ ל־$100{,}000$ איש.

מסקנה: אכילת ירקות מורידה את שיעור התמותה מסרטן – בכ־$260$ ל־$100{,}000$, ירידה של כ־$32\%$.

הסבר ביולוגי: בירקות יש ויטמינים, נוגדי חמצון וסיבים תזונתיים. נוגדי החמצון מגינים על התאים ועל ה־DNA מפני נזק, והסיבים מזרזים את מעבר המזון במעי ומקצרים את זמן המגע של חומרים מזיקים עם דופן המעי.

(עם זאת, שיעור התמותה בקבוצה ב עדיין גבוה מזה של קבוצה ג – אכילת ירקות אינה מבטלת את הנזק של העישון.)

פעילות גופנית סדירה – משפרת את פעולת הלב ומערכת הדם, מסייעת לשמירה על משקל תקין ומקטינה את הסיכון ליתר לחץ דם, לסוכרת ולמחלות לב.

(תשובות אפשריות נוספות: שינה מספקת; הימנעות מחשיפה ממושכת לשמש בלי הגנה – מקטינה סיכון לסרטן עור; הפחתה בצריכת מלח, סוכר ושומן רווי.) שימו לב שהשאלה מבקשת הרגל נוסף – לא עישון, שתיית אלכוהול, אכילת בשר או ירקות.

לא ייווצר גלוקוז. במבחנה 2 יש עמילן אבל אין עמילאז. פירוק עמילן הוא תגובה כימית שבלי אנזים מתרחשת בקצב איטי ביותר בטמפרטורה של $20^\circ\text{C}$. האנזים עמילאז הוא שמזרז את פירוק העמילן לסוכרים פשוטים; בהיעדרו העמילן אינו מתפרק בזמן הניסוי, ולכן לא ייווצר גלוקוז.

(הערה: עמילאז מפרק עמילן לסוכרים קטנים – בעיקר מלטוז, דו־סוכר הבנוי משתי יחידות גלוקוז; השאלה מתייחסת לגלוקוז כתוצר פירוק העמילן.)

(מבחנה 2 משמשת בקרה למבחנה 1: היא מראה שהגלוקוז במבחנה 1 נוצר בזכות האנזים.)

לא ייווצר גלוקוז. אמנם במבחנה 3 יש עמילאז, והטמפרטורה – $37^\circ\text{C}$ – מתאימה לפעילותו (טמפרטורת הגוף), אבל אין בה עמילן, שהוא המצע של האנזים. אנזים אינו יוצר תוצר בלי המצע שלו: הגלוקוז נוצר מפירוק העמילן, ובלי עמילן אין ממה לייצר אותו.

טעות נפוצה: לענות "כן" בגלל שהטמפרטורה אופטימלית – הטמפרטורה משפיעה על קצב הפעילות, אבל בלי מצע אין תגובה כלל.

לא ייווצר גלוקוז. במבחנה 4 יש גם עמילן וגם עמילאז, אבל הטמפרטורה היא $100^\circ\text{C}$.

•עמילאז הוא חלבון. בטמפרטורה גבוהה כל כך הקשרים המחזיקים את המבנה המרחבי של החלבון נשברים – האנזים עובר דנטורציה (שינוי בלתי הפיך במבנה המרחבי).

•כתוצאה מכך משתנה צורת האתר הפעיל, והעמילן (המצע) אינו יכול עוד להיקשר אליו (אין התאמה בין המצע לאתר הפעיל).

•לכן האנזים אינו מזרז את פירוק העמילן, ולא ייווצר גלוקוז (בניגוד למבחנה 1, שבה האנזים פעיל ב־$20^\circ\text{C}$ – אמנם בקצב נמוך מן האופטימלי – ונוצר גלוקוז).

טעות נפוצה: לכתוב שהאנזים "מת" – אנזים אינו יצור חי; יש לכתוב שהוא עבר דנטורציה והאתר הפעיל שלו השתנה.

- מערכת ההפרשה – פליטה. הכליות מסננות את הדם ומוציאות ממנו פסולת – שתנן (תוצר פירוק חלבונים) – וכן עודפי מים ומלחים. אלה נפלטים מן הגוף בשתן. מן הסביבה אין קליטה דרך מערכת זו (המים והחומרים הנספגים בחזרה בכליה עוברים מן הנוזל המסונן חזרה לדם, בתוך הגוף).

- מערכת העיכול – קליטה (בעיקר). המזון מתפרק בה למולקולות קטנות (גלוקוז, חומצות אמינו, חומצות שומן וגליצרול), ואלה נספגים יחד עם מים, מלחים וויטמינים דרך דופן המעי הדק (והמים גם במעי הגס) אל הדם. בנוסף, שאריות מזון שלא עוכלו מוצאות מן הגוף כצואה – הוצאה של חומרים שלא נקלטו לתאים.

- מערכת הנשימה – קליטה ופליטה. בנאדיות הריאה עובר חמצן מן האוויר אל הדם (קליטה), ופחמן דו־חמצני – תוצר הנשימה התאית – עובר מן הדם אל האוויר ונפלט בנשיפה, יחד עם אדי מים (פליטה).

תכונת המבנה: שטח פנים גדול של המשטח שדרכו עוברים החומרים בין הדם לבין חלל האיבר (המשטח דק ועשיר בנימי דם). ככל ששטח הפנים גדול יותר, עוברים דרכו יותר חומרים ביחידת זמן.

- מערכת ההפרשה: בכל כליה מספר עצום של יחידות סינון זעירות (נפרונים), ולכל אחת רשת נימים משלה. כך נוצר שטח גדול לסינון הדם ולספיגה חוזרת – והכליות מספיקות לסנן את כל הדם פעמים רבות ביממה ולסלק ממנו פסולת.

- מערכת העיכול: דופן המעי הדק מקופלת ויוצרת בליטות – סיסים, ועל תאיהם מיקרו־סיסים. הקפלים מגדילים מאוד את שטח הספיגה, וכך נספגים לדם במהירות תוצרי העיכול.

- מערכת הנשימה: בריאות מאות מיליוני נאדיות, ויחד הן יוצרות שטח פנים עצום לחילוף גזים. כך עובר בדיפוזיה מספיק חמצן לדם ומספיק $\text{CO}_2$ מן הדם לאוויר.

(תכונה אפשרית נוספת: דפנות דקות – שכבת תאים אחת בנאדיות, בנימים ובדופן המעי – המקצרות את מרחק המעבר ומזרזות את מעבר החומרים.)

- תפקיד הטסיות: כשכלי דם נפגע, טסיות הדם נצמדות לאזור הפגוע ויוצרות פקק ראשוני, ומשחררות חומרים המפעילים את תהליך קרישת הדם: בסדרת תגובות נוצרים סיבי חלבון (פיברין) היוצרים רשת הלוכדת תאי דם – קריש הסוגר את הפצע ועוצר את הדימום.

- בחוסר בטסיות: הקריש אינו נוצר (או נוצר באיטיות), ולכן הדימום מן הפצע – ואף מפגיעות קטנות בכלי דם – נמשך ואינו נעצר.

- הסכנה לגוף: איבוד דם רב מקטין את נפח הדם, לחץ הדם יורד, והדם אינו מוביל די חמצן וחומרי מזון לאיברים החיוניים (מוח, לב). התאים אינם מפיקים די אנרגיה והאיברים מפסיקים לתפקד – עד כדי מוות.

לכן חשוב במיוחד שבמנת ה"דם המלא" יש גם טסיות דם (שלא היו בשקיות שניתנו בעבר – פלסמה מיובשת ותאי דם דחוסים).

קשר בין הרמות – מן המולקולה אל הגוף כולו:

1. תפקיד תאי הדם האדומים: בתאי הדם האדומים יש המוגלובין, הקושר חמצן בנימי הריאות ומוסר אותו לתאים בנימי איברי הגוף. תאי הדם האדומים הם אפוא המובילים העיקריים של החמצן בגוף.

2. בחוסר בתאי דם אדומים: הדם מוביל מעט חמצן, ולתאי הגוף מגיע פחות חמצן.

3. ברמת התא: החמצן דרוש לנשימה התאית, שבה מופקת מן הגלוקוז אנרגיה בצורת $\text{ATP}$. בחוסר חמצן התאים מפיקים מעט מאוד $\text{ATP}$ ואינם יכולים לבצע את תפקודיהם, ועלולים למות.

4. ברמת האיבר והגוף: איברים חיוניים הרגישים במיוחד לחוסר חמצן – המוח ושריר הלב – מפסיקים לתפקד, וכתוצאה מכך האדם עלול למות.

טעות נפוצה: לכתוב רק "תאי הדם האדומים מובילים חמצן" בלי להסביר מדוע החמצן חיוני – יש לקשר לנשימה התאית ולהפקת האנרגיה בתאים.

- לחץ הדם הסיסטולי (הערך הגבוה, למשל $120$): הלחץ שהדם מפעיל על דופני העורקים בזמן התכווצות חדרי הלב (סיסטולה), כשהלב דוחף דם אל העורקים – זהו הלחץ המרבי בעורקים.

- לחץ הדם הדיאסטולי (הערך הנמוך, למשל $80$): הלחץ בעורקים בזמן הרפיית חדרי הלב (דיאסטולה), כשהחדרים מתמלאים בדם ואינם דוחפים דם לעורקים – זהו הלחץ המזערי בעורקים. הלחץ אינו יורד לאפס כי דופן העורקים הגמישה חוזרת לקדמותה וממשיכה לדחוף את הדם.

משווים את ערכי כל אדם ללחץ הדם התקין, $120/80$ מ"מ כספית:

- אדם ב' – לחץ דם תקין: סיסטולי $115$, דיאסטולי $80$ – קרובים מאוד לערכים התקינים.

- אדם ג' – איבוד דם רב: סיסטולי $85$ ודיאסטולי $55$ – שני הערכים נמוכים מן התקין (ב־$35$ וב־$25$ מ"מ כספית).

- אדם א' – יתר לחץ דם: סיסטולי $150$ ודיאסטולי $110$ – שני הערכים גבוהים מן התקין (ב־$30$ מ"מ כספית כל אחד).

הנתונים: באדם ג' לחץ הדם הסיסטולי הוא $85$ מ"מ כספית (לעומת $120$ תקין) והדיאסטולי $55$ מ"מ כספית (לעומת $80$ תקין) – שני הערכים הם הנמוכים ביותר בגרף ונמוכים מן התקין.

הנימוק: לחץ הדם הוא הלחץ שהדם מפעיל על דופני העורקים, והוא תלוי בכמות הדם בכלי הדם. באיבוד דם רב נפח הדם במערכת קטן; פחות דם חוזר ללב, הלב מזרים פחות דם בכל פעימה, והלחץ על דופני העורקים יורד – גם בזמן התכווצות החדרים (סיסטולי) וגם בזמן הרפייתם (דיאסטולי). זה תואם את הנאמר בקטע: "אובדן דם משמעותי הגורם לירידה חדה בלחץ הדם".

(לעומתו, באדם א' הערכים גבוהים מן התקין – מתאים ליתר לחץ דם, ובאדם ב' הם תקינים.)