בגרות בביולוגיה 043282 - קיץ 2018

5 יח"ל (30%) · נבחני משנה ואקסטרניים · שאלון 043282 · 8 שאלות · 2 שעות

בחינת הבגרות בביולוגיה, חלופה לביוחקר, קיץ 2018: כל 8 השאלות כמו בשאלון, כולל כל שאלות הבחירה ושלושת נושאי ההעמקה. לכל סעיף יש תשובה ופתרון מלא: קביעה ונימוק במונחים הביולוגיים הנכונים, קריאה מדויקת של הגרפים והטבלאות, ובשאלות הניסוי - המשתנים, הבקרה והמסקנה.

הוראות הבחינה (כמו בשאלון)

משך הבחינה: שעתיים.
מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון זה שני פרקים – פרק ראשון 50 נקודות, פרק שני 50 נקודות; סה״כ 100 נקודות.
חומר עזר מותר בשימוש: אין.
הוראות מיוחדות: את תשובותיך על השאלות כתוב במחברת הבחינה.
פרק ראשון (50 נקודות) – התנהגות בעלי חיים: בפרק זה ארבע שאלות, 1–4. ענה על שלוש שאלות: על שאלה 1 (חובה) (26 נקודות) ועל שתיים מן השאלות 2–4 (לכל שאלה – 12 נקודות).
פרק שני (50 נקודות) – מזרע לזרע: בפרק זה ארבע שאלות, 5–8. ענה על שלוש שאלות: על שאלה 5 (חובה) (26 נקודות) ועל שתיים מן השאלות 6–8 (לכל שאלה – 12 נקודות).
ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד.

פרק ראשון (50 נקודות)

התנהגות בעלי חיים: בפרק זה ארבע שאלות, 1–4. ענה על שלוש שאלות: על שאלה 1 (חובה) (26 נקודות) ועל שתיים מן השאלות 2–4 (לכל שאלה – 12 נקודות).

שאלה 1 · פרומון מין בשני מיני עש

שאלה פתוחהחובה בנושא26 נקודות

חוקרים רצו לבדוק את ההשפעה של פרומון מין על זכרים של שני מיני עש (סוג של פרפר): עש הכרוב ועש האספסת. הם גילו רכיב מסוים בפרומונים שהנקבות של שני מיני העש האלה מפרישות.
החוקרים הכינו במעבדה את הרכיב הזה באופן מלאכותי, והציבו מלכודות ובהן ריכוזים שונים של הרכיב המלאכותי.
לאחר מכן הם שחררו זכרים משני המינים, ובדקו את שיעור הזכרים שנלכדו.
תוצאות הניסוי מוצגות בגרף שלפניך.

א.

מה אפשר להסיק מן הגרף בנוגע להשפעת ריכוז הרכיב המלאכותי על מידת המשיכה של זכרים מכל אחד משני המינים?

(5 נקודות)

ב.

(1)

פרומון מין הוא אמצעי להעברת מסר ייחודי מן הנקבות לזכרים של אותו מין (species).
מהי החשיבות של העברת מסר ייחודי כזה להישרדות המין?

(2)

לפי התוצאות המתוארות בגרף, קבע בנוגע לכל אחד מן הריכוזים 1, 6, 9, של הרכיב המלאכותי אם הוא מאפשר העברה של המסר הייחודי מן הנקבות לזכרים. נמק את קביעותיך.

(8 נקודות)

ג.

נוסף על הרכיב שנבדק בניסוי, הפרומון הטבעי של נקבות עש הכרוב מכיל עוד חמישה רכיבים. נמצא שהפרומון הטבעי של נקבות עש הכרוב מושך רק זכרים של עש הכרוב ולא זכרים של עש האספסת. הצע הסבר אחד לכך.

(5 נקודות)

ד.

בניסוי נוסף בדקו החוקרים את השפעת גיל הנקבות של עש הכרוב על מידת המשיכה של הזכרים אליהן.

(1)

מהו המשתנה התלוי בניסוי הנוסף, וכיצד אפשר למדוד אותו?

(2)

ציין גורם אחד שיש לשמור עליו קבוע בניסוי, והסבר מדוע חשוב לשמור על גורם זה קבוע.

(8 נקודות)

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

עש הכרוב: ככל שריכוז הרכיב גבוה יותר, נמשכים יותר זכרים (כ־1% בריכוז 1, כ־5% בריכוז 5, כ־36% בריכוז 7, כ־51% בריכוז 9) – ריכוזים גבוהים מושכים אותם. עש האספסת: ריכוזים נמוכים (1–5) מושכים כ־30%–43% מן הזכרים, וריכוזים גבוהים (7–9) כמעט אינם מושכים (כ־1%).

קוראים כל עקומה בנפרד:
- עש הכרוב (קו רציף): בריכוזים הנמוכים כמעט אין משיכה – כ־1%1\%1% בריכוז 1, כ־2.5%2.5\%2.5% בריכוז 3 וכ־5.5%5.5\%5.5% בריכוז 5. מעל ריכוז 5 שיעור הזכרים שנלכדו עולה בחדות – כ־36%36\%36% בריכוז 7 וכ־51%51\%51% בריכוז 9. מסקנה: זכרי עש הכרוב נמשכים לרכיב רק בריכוז גבוה, וככל שהריכוז עולה המשיכה גדלה.
- עש האספסת (קו מקווקו): בריכוזים הנמוכים המשיכה גבוהה – כ־43%43\%43% בריכוז 1, כ־30%30\%30%–33%33\%33% בריכוזים 3 ו־5. בריכוזים 7 ו־9 כמעט אין משיכה (כ־1%1\%1%). מסקנה: זכרי עש האספסת נמשכים לרכיב בריכוז נמוך, וריכוז גבוה אינו מושך אותם.
כלומר, אותו רכיב מושך זכרים של כל מין בטווח ריכוזים אחר: ריכוז נמוך – בעיקר את זכרי עש האספסת; ריכוז גבוה – בעיקר את זכרי עש הכרוב.

סעיף ב

(1)

תשובה:

המסר הייחודי מושך רק זכרים מאותו מין, ולכן מתאפשר זיווג המוביל לצאצאים פוריים, בלי לבזבז אנרגיה, זמן ותאי זוויג על פרטים ממין אחר – וכך נשמרת הרבייה של המין.

•פרטים ממינים שונים אינם יכולים, בדרך כלל, להעמיד צאצאים פוריים (מחסום רבייתי). זיווג בין־מיני הוא בזבוז של אנרגיה, זמן ותאי זוויג, ונקבה שזיווגה עם זכר ממין אחר עלולה לאבד את הביציות של עונת הרבייה.
•מסר כימי ייחודי למין מבטיח שרק זכרים מאותו מין יזהו את הנקבה, יימשכו אליה ויגיעו אליה (לעיתים ממרחק רב).
•כך גדל הסיכוי לזיווג מוצלח בין בני אותו מין, להפריה ולהיווצרות צאצאים פוריים – ולכן המין ממשיך להתרבות ולהתקיים.

(2)

תשובה:

ריכוז 1 – כן: נמשכים כ־43% מזכרי עש האספסת וכמעט אף זכר של עש הכרוב (כ־1%). ריכוז 6 – לא: העקומות נחתכות, ושני המינים נמשכים בשיעור דומה (כ־20% כל אחד). ריכוז 9 – כן: נמשכים כ־51% מזכרי עש הכרוב וכמעט אף זכר של עש האספסת (כ־1%).

מסר ייחודי = ריכוז שמושך זכרים של מין אחד בלבד.
- ריכוז 1 – מאפשר מסר ייחודי (לעש האספסת): כ־43%43\%43% מזכרי עש האספסת נלכדו, ומזכרי עש הכרוב רק כ־1%1\%1%. נקבת עש אספסת המפרישה את הרכיב בריכוז כזה מושכת כמעט רק זכרים ממינה.
- ריכוז 6 – אינו מאפשר מסר ייחודי: ריכוז 6 נמצא בין הנקודות שנמדדו (5 ו־7), בנקודה שבה העקומות נחתכות; שני המינים נמשכים בשיעור דומה, כ־20%20\%20% כל אחד. זכרים משני המינים יגיעו לנקבה, ולכן המסר אינו ייחודי.
- ריכוז 9 – מאפשר מסר ייחודי (לעש הכרוב): כ־51%51\%51% מזכרי עש הכרוב נלכדו, ומזכרי עש האספסת רק כ־1%1\%1%.

סעיף ג

תשובה:

הזכרים מזהים את התערובת המלאה (הרכב הרכיבים והיחס ביניהם) ולא רכיב בודד; אחד הרכיבים הנוספים, או השילוב שלהם, ייחודי לעש הכרוב – הוא נקלט בקולטנים של זכרי עש הכרוב בלבד, ואולי אף דוחה את זכרי עש האספסת או מעכב את תגובתם.

הרכיב שנבדק לבדו נמצא בפרומונים של שני המינים, ובריכוזים מסוימים (למשל 5–7) הוא מושך זכרים משני המינים. לכן הייחודיות של הפרומון הטבעי נובעת מן הרכיבים הנוספים:
- הסבר אפשרי: המסר הוא שילוב של כמה רכיבים ביחס מסוים. לזכרי עש הכרוב יש קולטנים (באנטנות) לרכיבים הנוספים, והם מגיבים רק כשכל התערובת קיימת. זכרי עש האספסת אינם מזהים את התערובת הזאת כמסר של מינם; ייתכן שאחד הרכיבים הנוספים אף דוחה אותם (או מעכב את התגובה שלהם לרכיב המשותף).
- (הסבר נוסף אפשרי: בפרומון הטבעי של עש הכרוב הרכיב המשותף נמצא בריכוז גבוה – בטווח שמושך רק את זכרי עש הכרוב – והרכיבים הנוספים מחזקים את המשיכה.)
מספיק הסבר אחד.

סעיף ד

(1)

תשובה:

מידת המשיכה של זכרי עש הכרוב לנקבות; מודדים אותה כשיעור (%) הזכרים שנלכדו במלכודת המכילה נקבה בגיל מסוים (מספר הזכרים שנלכדו מתוך מספר הזכרים ששוחררו).

- המשתנה הבלתי תלוי הוא גיל הנקבות; המשתנה התלוי הוא מה שמושפע ממנו – מידת המשיכה של הזכרים לנקבות.
- מדידה: כמו בניסוי הראשון – מציבים מלכודות, ובכל אחת נקבה (או כמה נקבות) של עש הכרוב בגיל אחר; משחררים מספר ידוע של זכרים, ולאחר זמן קבוע סופרים את הזכרים שנלכדו בכל מלכודת ומחשבים את אחוז הזכרים שנלכדו מתוך הזכרים ששוחררו.

(2)

תשובה:

מספר הזכרים ששוחררו (או: גיל הזכרים, מספר הנקבות בכל מלכודת, המרחק מנקודת השחרור, משך הניסוי, הטמפרטורה וכיוון הרוח). אם הגורם ישתנה בין המלכודות, הוא עצמו ישפיע על שיעור הלכידה, ולא נוכל לייחס את ההבדלים לגיל הנקבות בלבד.

דוגמה – מספר הנקבות בכל מלכודת: ככל שיש יותר נקבות במלכודת, יותר פרומון משתחרר והריכוז באוויר גבוה יותר – וראינו בניסוי הראשון שהריכוז משפיע מאוד על המשיכה. אם במלכודת אחת יהיו יותר נקבות, ייתכן שיילכדו בה יותר זכרים בגלל כמות הפרומון, ולא בגלל גיל הנקבות.
גורמים קבועים אחרים שמתאימים: מספר הזכרים ששוחררו וגילם, המרחק בין נקודת השחרור למלכודות, משך הניסוי ושעת היום, הטמפרטורה ומהירות הרוח. בכל מקרה העיקרון זהה: שמירה על הגורם קבוע מבטיחה שההבדל היחיד בין המלכודות הוא גיל הנקבות, וכך אפשר לייחס את ההבדלים בתוצאות למשתנה הבלתי תלוי בלבד.

שאלה 2 · שימוש בכלים אצל דולפינים

שאלה פתוחהשתיים מן השאלות 2–412 נקודות

לדולפינים יש חלק קדמי בולט בראש (החרטום). באמצעות החרטום הם מחטטים בין האצות בַּיָּם כדי למצוא שם דגים קטנים וסרטנים.
בדולפינים החיים באוקיינוס ההודי נצפתה התנהגות שלא נצפתה בדולפינים במקומות אחרים: לפני שהדולפין יוצא לחפש מזון, הוא קורע פיסת ספוג יָם (יצור ימי) ומצמיד אותה לחרטומו. כך החרטום מוגן מפגיעות, והדולפין יכול לחטט עמוק יותר בין האצות וביתר קלות. החוקרים משערים שנקבה אחת גילתה את השיטה בעת משחק, וממנה למדו דולפינים אחרים.

א.

התנהגות זו של הדולפינים היא דוגמה לשימוש שבעלי חיים עושים בכלים.
הבא דוגמה אחת נוספת לשימוש של בעלי חיים בכלים.

(4 נקודות)

ב.

החוקרים משערים שההתנהגות שנצפתה בדולפינים היא התנהגות נלמדת.

(1)

הבא שתי דוגמאות נוספות בבעלי חיים (מלבד האדם): דוגמה אחת להתנהגות נלמדת, ודוגמה אחת להתנהגות מולדת.

(2)

לעיתים קשה לדעת אם התנהגות מסוימת היא נלמדת או מולדת. אחת הדרכים לבדוק זאת היא באמצעות ניסוי אימון.
הסבר כיצד תוצאות של ניסוי אימון יכולות לעזור לקבוע אם התנהגות מסוימת היא מולדת או נלמדת.

(8 נקודות)

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

שימפנזים מכניסים מקל או גבעול לתל טרמיטים ושולפים בעזרתו טרמיטים לאכילה (דוגמאות נוספות: לוטרת ים שוברת צדפות באבן; הרחם המצרי (עוף דורס) משליך אבנים על ביצי יען כדי לשבור אותן).

שימוש בכלי = שימוש בחפץ מן הסביבה, שאינו חלק מגוף בעל החיים, כדי להשיג מטרה (מזון, הגנה).
דוגמה: שימפנזים מקלפים מקל או גבעול מעליו, מחדירים אותו לפתחי תל הטרמיטים, וכשהטרמיטים נאחזים בו – שולפים ואוכלים אותם.
דוגמאות נוספות: לוטרת ים מניחה אבן על בטנה ומטיחה בה צדפות כדי לשבור אותן; עורבים שוברים אגוזים או משתמשים בענף כדי לשלוף זחלים מחורים בעץ.

סעיף ב

(1)

תשובה:

נלמדת – כלב שלמד לבצע פעולה בפקודה (אילוף בעזרת פרס); מולדת – עכביש טווה קורים בצורה האופיינית למינו כבר בפעם הראשונה.

- התנהגות נלמדת – נרכשת בעקבות ניסיון במהלך החיים: כלב לומד לשבת בפקודה כשהוא מקבל פרס בכל פעם שהוא מבצע זאת (למידה בניסוי וטעייה, התניה); גוזלים של ציפורי שיר רבות לומדים את השיר של מינם מזכרים בוגרים.
- התנהגות מולדת – מופיעה בכל פרטי המין באותה צורה, בלי ניסיון קודם, ונקבעת גנטית: עכביש צעיר טווה קורים בדגם האופייני למינו בלי שראה עכביש אחר טווה; גור יונק שזה עתה נולד יונק מאמו.

(2)

תשובה:

בניסוי אימון חוזרים על מצב מסוים פעמים רבות (עם חיזוק או בלעדיו) ובודקים את הביצוע: אם ההתנהגות נרכשת או משתפרת בהדרגה עם החזרות (פחות טעויות, יותר הצלחה), היא נלמדת; אם היא מופיעה בשלמותה כבר בפעם הראשונה, גם אצל פרט שלא אומן, ואינה משתנה באימון – היא מולדת.

- מהלך: משווים בין פרטים שעוברים אימון – חשיפה חוזרת למצב, לעיתים עם פרס או עונש – לבין פרטים שלא אומנו (בקרה), ועוקבים אחר הביצוע לאורך החזרות.
- התנהגות נלמדת: הביצוע משתנה בהדרגה בעקבות הניסיון – מספר הטעויות קטן, הזמן לביצוע מתקצר, ההתנהגות מופיעה רק אצל מי שאומן או מתאימה את עצמה לתנאי האימון. שינוי בעקבות ניסיון הוא סימן ללמידה.
- התנהגות מולדת: ההתנהגות מופיעה בשלמותה כבר בפעם הראשונה, גם אצל פרטים שלא אומנו ולא ראו פרטים אחרים מבצעים אותה, ואינה משתפרת או משתנה באימון.

שאלה 3 · קשר אם–צאצא ואסטרטגיית רבייה ביעלים

שאלה פתוחהשתיים מן השאלות 2–412 נקודות

א.

יעלים הם יונקים החיים בעדרים. שני גדיי יעלים נלקחו מן האימהות שלהם לאחר ההמלטה. גדי אחד הושאר עִם אימו זמן מועט לאחר ההמלטה ואז נלקח ממנה, והגדי האחר נלקח מאימו מייד לאחר ההמלטה. לאחר זמן מה כל גדי הוחזר לאימו. אימו של הגדי שהושאר עימה זמן מועט חזרה לטפל בו, ואִילו אימו של הגדי שנלקח ממנה מייד דחתה אותו ולא טיפלה בו.
ציין מהו שם התהליך הטבעי שהתרחש אצל אימו של הגדי שהושאר עימה זמן מועט ולא התרחש אצל אימו של הגדי שנלקח מייד. הסבר מהי חשיבותו של תהליך זה לגדי.

(4 נקודות)

ב.

אסטרטגיית הרבייה של היעל מכונה אסטרטגיית K. ציין יתרון אחד וחיסרון אחד לאסטרטגיה זו בהשוואה לאסטרטגיית r.

(4 נקודות)

ג.

בתקופת החיזור לקראת עונת הרבייה היעלים הזכרים עורכים קרבות ביניהם. הזכר שיינצח יזדווג עם הנקבות שבעדר. איזה יתרון יכול להיות למין (species) בקיום קרבות בין הזכרים?

(4 נקודות)

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

החתמה (הטבעה) – בזמן קצר ורגיש מייד לאחר ההמלטה האם לומדת לזהות את הגדי שלה (בעיקר לפי ריחו). חשיבות: האם מזהה את הגדי שלה בתוך העדר ומטפלת רק בו – מיניקה ומגינה עליו – ולכן גדל סיכויו לשרוד.

- שם התהליך: החתמה (הטבעה) – למידה מהירה המתרחשת רק בתקופה רגישה קצרה, מייד לאחר ההמלטה. במגע הראשון עם הגדי (ליקוק, הרחה) האם לומדת לזהות אותו, בעיקר לפי ריחו. האם שהגדי שלה נלקח מייד לא הייתה עם הגדי בתקופה הרגישה, ההחתמה לא התרחשה, והיא אינה מזהה אותו כשלה – ולכן דחתה אותו.
- החשיבות לגדי: יעלים חיים בעדרים שבהם גדיים רבים. בזכות ההחתמה האם מזהה את הגדי שלה ומשקיעה בו בלבד: מיניקה אותו (חלב – מזון ונוגדנים), מגינה עליו ומלמדת אותו. גדי בלי טיפול אימהי אינו שורד. (מבחינת האם – היא אינה מבזבזת חלב ואנרגיה על גדיים של אחרות.)

סעיף ב

תשובה:

יתרון: מעט צאצאים שמקבלים טיפול הורי רב ממושך, ולכן סיכויי ההישרדות של כל צאצא גבוהים. חיסרון: קצב רבייה איטי – מעט צאצאים, הבשלה מינית מאוחרת – ולכן האוכלוסייה מתאוששת לאט אחרי פגיעה (טריפה, מחלה, ציד).

- אסטרטגיית K (יעל): מעט צאצאים בכל המלטה (בדרך כלל גדי אחד), היריון ממושך, טיפול הורי רב, תוחלת חיים ארוכה. אסטרטגיית r: צאצאים רבים מאוד, השקעה מועטה בכל אחד, כמעט בלי טיפול הורי.
- יתרון ל־K: ההשקעה הרבה בכל צאצא (הנקה, הגנה, למידה) מעלה את סיכויי ההישרדות של כל צאצא – שיעור תמותה נמוך של הצעירים. מתאים לסביבה יציבה שבה יש תחרות.
- חיסרון ל־K: קצב רבייה איטי – מספר הצאצאים קטן; אם צאצאים מתים, האוכלוסייה מתאוששת לאט מאוד. לעומת זאת, באסטרטגיית r האוכלוסייה יכולה לגדול במהירות ולנצל תנאים טובים.

סעיף ג

תשובה:

רק הזכרים החזקים והמתאימים ביותר מזדווגים, ולכן התכונות המועילות שלהם (כוח, בריאות, קרניים גדולות) עוברות לצאצאים; האוכלוסייה מורכבת מפרטים מותאמים יותר, וזה מגדיל את סיכויי ההישרדות של המין.

•הקרב הוא "מבחן" לכושר הזכר: מנצח זכר גדול, חזק ובריא.
•רק הזכר המנצח מזדווג עם הנקבות, ולכן הגנים שלו – שקובעים תכונות כמו גודל, כוח וקרניים גדולות – עוברים לצאצאים רבים, והגנים של הזכרים החלשים כמעט אינם עוברים.
•כך, דור אחר דור, האוכלוסייה מכילה יותר פרטים עם תכונות המועילות להישרדות (ברירה מינית). זה מגביר את סיכויי ההישרדות של המין.
•בדרך כלל הקרבות הם טקסיים, בלי פגיעה חמורה, ולכן הם מכריעים מי יזדווג בלי לפגוע במספר הזכרים.

שאלה 4 · רעש סביבתי ועוצמת השירה של זמירים

שאלה פתוחהשתיים מן השאלות 2–412 נקודות

חוקרים בדקו את הקשר בין עוצמת קולות השירה של זכרים של זמיר (ציפור שיר) ובין עוצמת הרעש בסביבתם.
החוקרים מדדו את עוצמת הקולות שהשמיעו 15 פרטים שחיים באזורים שונים. בכל אזור עוצמת הרעש שבסביבה הייתה אחרת. כל פרט נבדק בסביבת החיים הטבעית שלו.
תוצאות המדידות מוצגות בגרף שלפניך. כל נקודה בגרף מייצגת את ממוצע התוצאות של המדידות שנערכו לפרט מסוים.

א.

(1)

מה אפשר להסיק מן התוצאות המוצגות בגרף?

(2)

ציין גורם סביבתי אחד נוסף שיכול להשפיע על עוצמת הקול של הזמירים. הסבר כיצד גורם זה יכול להשפיע.

(5 נקודות)

ב.

(1)

ציין שני שימושים שציפורים עושות בתקשורת קולית.

(2)

ציין יתרון אחד וחיסרון אחד של תקשורת קולית בהשוואה לתקשורת חזותית.

(7 נקודות)

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

(1)

תשובה:

יש קשר חיובי: זמירים החיים בסביבה רועשת יותר שרים בעוצמה רבה יותר – מכ־77 דציבל (רעש של כ־40 דציבל) עד כ־91 דציבל (רעש של כ־64 דציבל).

- המגמה: הנקודות עולות משמאל לימין. הזמיר שבסביבה השקטה ביותר (כ־404040 דציבל) שר בעוצמה של כ־777777 דציבל; זמירים בסביבות של כ־454545–505050 דציבל שרים בעוצמה של כ־838383–878787 דציבל; והזמיר בסביבה הרועשת ביותר (כ־646464 דציבל) שר בעוצמה של כ־919191 דציבל.
- מסקנה: ככל שהרעש בסביבה חזק יותר, הזמירים שרים בעוצמה רבה יותר – קשר חיובי בין עוצמת הרעש לעוצמת השירה.
- הסבר אפשרי: שירה חזקה יותר מאפשרת לשיר להישמע מעל הרעש ולהגיע לנקבות ולזכרים יריבים, כך שהמסר (סימון טריטוריה, משיכת בת זוג) לא "יוסתר" ברעש.
•הערה: זהו מחקר תצפיתי (מתאם), בלי שליטה בגורמים אחרים שונים בין האזורים; הקשר מתאים להשערה שהזמיר מתאים את עוצמת שירתו לרעש, אבל אינו מוכיח זאת לבדו.

(2)

תשובה:

צפיפות הצמחייה: עלים וענפים בולעים ומפזרים את גלי הקול, ולכן בצמחייה צפופה הקול נחלש מהר; הזמיר ישיר חזק יותר כדי שהשיר יגיע לטווח הדרוש. (אפשר גם: נוכחות טורפים – שירה חזקה חושפת את מקום הזמיר, ולכן הוא עשוי לשיר חלש יותר; או מספר הזכרים המתחרים בסביבה.)

גורם: צפיפות הצמחייה בבית הגידול.
גלי הקול נבלעים ומוחזרים מעלים, ענפים וגזעים, ולכן בצמחייה צפופה עוצמת הקול יורדת מהר עם המרחק. כדי שהשיר יגיע לאוזני הנקבות או הזכרים היריבים בכל שטח הטריטוריה, הזמיר צריך לשיר בעוצמה רבה יותר.
גורמים אפשריים נוספים (אחד מספיק):
- נוכחות טורפים – שירה חזקה מסגירה את מקומו של הזמיר, ולכן כשיש טורפים רבים הוא עשוי לשיר חלש יותר.
- צפיפות הזכרים המתחרים – כשיש זכרים רבים, הזמיר עשוי לשיר חזק יותר כדי להגן על הטריטוריה שלו.
- רוח – רוח חזקה מוסיפה רעש ומפזרת את הקול.

סעיף ב

(1)

תשובה:

סימון טריטוריה (הרחקת זכרים אחרים) ומשיכת נקבה לזיווג. (שימושים נוספים: קריאות אזהרה מפני טורף, קשר בין הורים לגוזלים – קריאות קבצנות לבקשת מזון, שמירת קשר בלהקה.)

- סימון והגנה על טריטוריה: הזכר שר כדי להודיע לזכרים אחרים מאותו מין שהשטח תפוס, וכך נמנעים עימותים פיזיים.
- משיכת בת זוג: השיר מודיע לנקבות על נוכחות זכר מאותו מין ועל איכותו.
שימושים נוספים: קריאות אזהרה המזהירות את בני הלהקה מפני טורף; קריאות של גוזלים המבקשים מזון מן ההורים, וזיהוי הדדי בין הורים לגוזלים.

(2)

תשובה:

יתרון: הקול מגיע למרחקים ועובר מכשולים – הוא נקלט גם בלי קשר עין, בחושך ובצמחייה צפופה. חיסרון: הקול חושף את מקומו של המשמיע גם לטורפים (וגם: הוא חולף מייד ומושפע מרעש בסביבה).

- יתרון: גלי קול מתפשטים לכל הכיוונים ועוקפים מכשולים, ולכן המסר נקלט גם בלי קשר עין – בחושך, בלילה, בין עלים צפופים ולמרחק רב. מסר חזותי נקלט רק כשרואים את המשדר, ובאור.
- חיסרון: הקול נשמע לכל מי שנמצא בטווח, ולכן הוא חושף את מקומו של המשמיע לטורפים. (חסרונות נוספים: הקול חולף מייד, ורעש בסביבה עלול להסתיר אותו – כפי שראינו בגרף; הפקת קול חזק דורשת אנרגיה.)

פרק שני (50 נקודות)

מזרע לזרע: בפרק זה ארבע שאלות, 5–8. ענה על שלוש שאלות: על שאלה 5 (חובה) (26 נקודות) ועל שתיים מן השאלות 6–8 (לכל שאלה – 12 נקודות).

שאלה 5 · האבקה עצמית והאבקה זרה – ניסוי ברשת

שאלה פתוחהחובה בנושא26 נקודות

במחקר מסוים נבדקה התפתחות פירות בשני מיני צמחים, מין א ומין ב. לשני מיני הצמחים יש פרחים צבעוניים ובהם צופנים. מכל מין נבחרו לניסוי 40 צמחים שגודלו בשתי חלקות סמוכות זו לזו. בכל חלקה היו 20 צמחים ממין א ו־20 צמחים ממין ב. בשתי החלקות התנאים האביוטיים היו מיטביים (אופטימליים). אחת החלקות כוסתה ברשת צפופה. בכל אחת מן החלקות חושב שיעור הפוריות – אחוז הפרחים שהתפתחו מהם פירות.
התוצאות מוצגות בגרף שלפניך.

א.

מהי שאלת החקר שנשאלה בניסוי זה?

(4 נקודות)

ב.

התבסס על הגרף וקבע מה הם המשתנים הבלתי תלויים בניסוי זה.

(4 נקודות)

ג.

קבע בנוגע לכל אחד מן המינים א ו־ב, אם הוא מואבק בעיקר בהאבקה עצמית או בעיקר בהאבקה זרה.
נמק את קביעותיך.

(6 נקודות)

ד.

החוקרים מצאו כי במין א מספר גרגרי האבקה הממוצע לפרח היה גדול בהרבה ממספרם הממוצע במין ב.
האם נתון זה תומך בקביעותיך בסעיף ג? הסבר.

(6 נקודות)

ה.

במחקרים בביולוגיה יש ניסויים הנערכים בשדה, ויש כאלה הנערכים במעבדה. ציין יתרון אחד לעריכת ניסוי בשדה, ויתרון אחד לעריכת ניסוי במעבדה.

(6 נקודות)

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

מהי ההשפעה של כיסוי הצמחים ברשת צפופה (מניעת גישה של בעלי חיים מאביקים) על שיעור הפוריות – אחוז הפרחים שהתפתחו מהם פירות – בשני מיני צמחים, מין א ומין ב?

שאלת חקר מנוסחת כשאלה על הקשר בין המשתנים הבלתי תלויים למשתנה התלוי:
- מה שינו: כיסוי ברשת צפופה לעומת חלקה פתוחה (הרשת מונעת מבעלי חיים מאביקים, כמו חרקים, להגיע לפרחים), ובשני מיני צמחים.
- מה מדדו: שיעור הפוריות.
שאלת החקר: "כיצד משפיע כיסוי הצמחים ברשת (מניעת הגעה של מאביקים) על שיעור הפוריות של מין א ושל מין ב?" (או: "האם יש הבדל בין מין א למין ב בהשפעת הכיסוי ברשת על שיעור הפוריות?")

סעיף ב

תשובה:

שני משתנים בלתי תלויים: (1) סוג החלקה – פתוחה או מכוסה ברשת; (2) מין הצמח – מין א או מין ב.

משתנה בלתי תלוי הוא הגורם שהחוקר משנה כדי לבדוק את השפעתו. בגרף מופיעים שני גורמים כאלה:
1. כיסוי החלקה ברשת – חלקה פתוחה (עמודה לבנה) או חלקה מכוסה (עמודה מקווקוות), כמופיע במקרא.
2. מין הצמח – מין א או מין ב (ציר ה־x).
המשתנה התלוי הוא שיעור הפוריות (ציר ה־y).

סעיף ג

תשובה:

מין א – בעיקר האבקה זרה: כשהרשת מנעה הגעה של מאביקים, שיעור הפוריות ירד מכ־50% לכ־5%. מין ב – בעיקר האבקה עצמית: שיעור הפוריות כמעט זהה בחלקה הפתוחה (כ־82%) ובמכוסה (כ־79%), כלומר הוא אינו תלוי במאביקים.

הרשת הצפופה מונעת מבעלי חיים מאביקים (כמו חרקים) להגיע לפרחים ולהעביר אבקה מפרח של צמח אחד לצלקת בפרח של צמח אחר. האבקה עצמית – העברת אבקה בתוך אותו פרח או אותו צמח – אינה דורשת מאביק, ולכן היא יכולה להתרחש גם מתחת לרשת.
- מין א – האבקה זרה בעיקר: בחלקה הפתוחה כ־50%50\%50% מן הפרחים התפתחו לפירות, ובחלקה המכוסה רק כ־5%5\%5% – ירידה של כ־454545 נקודות אחוז. כשהמאביקים לא הגיעו, כמעט לא התרחשו האבקה והפריה, ולכן מין א תלוי בהעברת אבקה בין צמחים בעזרת מאביקים. (צבעי הפרחים והצוף מתאימים למשיכת מאביקים.)
- מין ב – האבקה עצמית בעיקר: שיעור הפוריות כמעט זהה בשתי החלקות – כ־82%82\%82% בפתוחה וכ־79%79\%79% במכוסה (הפרש של כ־333 נקודות אחוז). מניעת המאביקים כמעט לא פגעה בהתפתחות הפירות, כלומר הפרחים מואבקים בעיקר באבקה של עצמם.

סעיף ד

תשובה:

כן. בהאבקה זרה (מין א) רוב גרגרי האבקה הולכים לאיבוד בדרך – הם אינם מגיעים לצלקת של צמח אחר מאותו מין – ולכן יש יתרון לייצור כמות גדולה של אבקה. בהאבקה עצמית (מין ב) האבקה עוברת מרחק קצר לצלקת באותו פרח, מעט אבקה הולכת לאיבוד, ומספיקים מעט גרגרים; ייצור אבקה רבה היה בזבוז חומרים ואנרגיה.

כן, הנתון תומך בקביעות.
- מין א (האבקה זרה): האבקה צריכה לעבור מצמח לצמח בעזרת מאביק. רוב הגרגרים אינם מגיעים ליעד – הם נאכלים, נופלים או מגיעים לפרחים של מינים אחרים. כדי שבכל זאת יגיעו מספיק גרגרים לצלקות של צמחים אחרים מאותו מין, יש יתרון לייצור מספר גדול של גרגרי אבקה.
- מין ב (האבקה עצמית): האבקה עוברת מן המאבקים לצלקת באותו פרח, מרחק קצר ובטוח, וכמעט אינה הולכת לאיבוד. די במספר קטן של גרגרים, וייצור אבקה רבה היה בזבוז של חומרים ואנרגיה.
לכן מספר גרגרי אבקה גדול מתאים לצמח המואבק בעיקר בהאבקה זרה, ומספר קטן מתאים לצמח המואבק בעיקר בהאבקה עצמית – כמו שקבענו.

סעיף ה

תשובה:

שדה: הניסוי נערך בתנאים הטבעיים (מאביקים טבעיים, אקלים, יחסי גומלין), ולכן התוצאות משקפות את מה שקורה בטבע. מעבדה: אפשר לשלוט בגורמים (טמפרטורה, אור, לחות) ולשמור עליהם קבועים, ולכן אפשר לייחס את התוצאות למשתנה הבלתי תלוי בלבד.

- יתרון לניסוי בשדה: הצמחים נמצאים בסביבתם הטבעית, עם כל הגורמים הביוטיים (המאביקים הטבעיים, מזיקים, צמחים אחרים) והאביוטיים. התוצאות משקפות את מה שקורה בטבע, ואפשר לבדוק תהליכים, כמו האבקה בידי חרקים, שקשה ליצור במעבדה.
- יתרון לניסוי במעבדה: החוקר שולט בתנאים – טמפרטורה, עוצמת אור, לחות, הרכב הקרקע – ושומר עליהם קבועים, כך שרק המשתנה הבלתי תלוי משתנה. כך אפשר לייחס את ההבדלים בתוצאות למשתנה הבלתי תלוי ולחזור על הניסוי בדיוק. (בשדה התנאים משתנים ואין עליהם שליטה מלאה.)

שאלה 6 · ריבוי תפוחי אדמה בזרעים ובפקעות

שאלה פתוחהשתיים מן השאלות 6–812 נקודות

אפשר להרבות צמחי תפוח אדמה מזרעים או מחלקים שחותכים מן הפקעת.
חקלאי לקח מצמח של תפוח אדמה חלקי פקעת וזרעים. הוא טמן בחלקה אחת את חלקי הפקעת, ובחלקה אחרת זרע את הזרעים. בשתי החלקות היו אותם תנאי גידול. לאחר שהצמחים בשתי החלקות התפתחו וגידלו פקעות, אסף החקלאי את הפקעות מ־5 צמחים מכל אחת מן החלקות.
הוא שקל את הפקעות שאסף.
תוצאות השקילה מוצגות בטבלה שלפניך.
משקל ממוצע של פקעות בשתי החלקות
הצמח (חלקה I)משקל ממוצע של הפקעות בכל צמח (גרם) – חלקה Iהצמח (חלקה II)משקל ממוצע של הפקעות בכל צמח (גרם) – חלקה II
11231150
21682142
3983151
41464145
51885147

הצמח (חלקה I)	משקל ממוצע של הפקעות בכל צמח (גרם) – חלקה I	הצמח (חלקה II)	משקל ממוצע של הפקעות בכל צמח (גרם) – חלקה II
1	123	1	150
2	168	2	142
3	98	3	151
4	146	4	145
5	188	5	147

א.

(1)

באיזו ערוגה, I או II, סביר שהחקלאי גידל את תפוחי האדמה מזרעים? הסבר לפי מה קבעת זאת.

(2)

חקלאי אחר גידל תפוחי אדמה באותה דרך שבה גודלו תפוחי האדמה בחלקה II. באותה שנה תקפה מחלה את צמחי תפוח האדמה, ורוב היבול הושמד.
האם הסיכוי של צמחי תפוח האדמה לשרוד היה שונה, אִילו היה החקלאי מגדל את הצמחים בדרך שבה גודלו הצמחים בחלקה I? הסבר.

(8 נקודות)

ב.

הסבר דרך התערבות אחת במנגנוני ההתפתחות הטבעיים של הצמחים, שהחקלאי יכול לנקוט כדי שהיבול יהיה מרבי.

(4 נקודות)

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

(1)

תשובה:

בערוגה I. בה המשקל הממוצע של הפקעות משתנה מאוד מצמח לצמח (98–188 גרם, טווח 90 גרם), ובערוגה II המשקלים כמעט זהים (142–151 גרם, טווח 9 גרם). שונות גדולה מעידה על שונות גנטית, שנוצרת ברבייה זוויגית (זרעים); צמחים מחלקי פקעת הם שבט זהה גנטית.

- הנתונים: בערוגה I המשקלים הם 989898–188188188 גרם (טווח של 909090 גרם, ממוצע כ־145145145 גרם). בערוגה II המשקלים הם 142142142–151151151 גרם (טווח של 999 גרם בלבד, ממוצע 147147147 גרם). הממוצעים כמעט שווים, אבל השונות בערוגה I גדולה פי 101010 בערך.
- ההסבר: תנאי הגידול בשתי הערוגות זהים, ולכן ההבדלים בין הצמחים נובעים בעיקר מהבדלים גנטיים.
  - זרע נוצר ברבייה זוויגית: הוא מתפתח מזיגוטה שנוצרה בהפריה בין תאי זוויג, שנוצרו במיוזה (שחלוף, צירופים שונים של כרומוזומים). לכן כל זרע שונה גנטית מן האחרים, והצמחים שמתפתחים מן הזרעים שונים זה מזה – כמו בערוגה I.
  - חלקי פקעת הם רבייה וגטטיבית (אל־זוויגית): התאים נוצרו בחלוקות מיטוזה, ולכן כל הצמחים זהים גנטית לצמח המקורי ולזה לזה – שבט (קלון). לכן המשקלים כמעט שווים – כמו בערוגה II.
- לכן: הזרעים נזרעו בערוגה I.

(2)

תשובה:

כן, הסיכוי היה גדול יותר. בחלקה I הצמחים גדלו מזרעים ויש ביניהם שונות גנטית, ולכן סביר שלחלקם יהיו תכונות (אללים) המקנות עמידות למחלה, והם ישרדו. בחלקה II הצמחים זהים גנטית, ולכן אם הם רגישים למחלה – כולם נפגעים.

- צמחים מחלקי פקעת (כמו בחלקה II) זהים גנטית. אם הגנוטיפ שלהם רגיש למחלה, כל הצמחים רגישים באותה מידה, והמחלה יכולה להשמיד כמעט את כל היבול – כמו שקרה.
- צמחים מזרעים (כמו בחלקה I) שונים גנטית זה מזה. בשונות זו סביר שיהיו צמחים שיש להם אללים המקנים עמידות (חלקית או מלאה) למחלה. צמחים אלה ישרדו ויתנו יבול, ולכן חלק מן היבול יינצל.
- לכן הסיכוי של חלק מן הצמחים לשרוד היה גדול יותר. זהו יתרון של השונות הגנטית שנוצרת ברבייה זוויגית בסביבה משתנה (מחלות, מזיקים).

סעיף ב

תשובה:

הסרת הפרחים (ניצני הפרחים) של צמחי תפוח האדמה: הצמח אינו משקיע חומרי מזון ואנרגיה ביצירת פרחים, פירות וזרעים, ולכן יותר תוצרי פוטוסינתזה (סוכרים) מובלים לפקעות ונאגרים בהן כעמילן – הפקעות גדולות יותר. (מתקבל גם: שימוש בווסתי גידול/הורמונים צמחיים, למשל עיכוב פעולת הג׳יברלין לעידוד היווצרות פקעות.)

הסרת הפרחים: בצמח יש "תחרות" על תוצרי הפוטוסינתזה בין איברים שונים: הפרחים, הפירות והזרעים (רבייה זוויגית) מצד אחד, והפקעות – איברי האגירה – מצד אחר. כשהחקלאי מסיר את הפרחים או את ניצני הפרחים, הסוכרים שנוצרים בעלים בפוטוסינתזה אינם מושקעים ביצירת פירות וזרעים, אלא מובלים בשיפה אל הפקעות ונאגרים בהן כעמילן. התוצאה – פקעות גדולות וכבדות יותר, כלומר יבול רב יותר.
(דרכים אחרות מתקבלות: שימוש בווסתי גידול – למשל חומרים המעכבים את פעולת הג׳יברלין, שמעכב היווצרות פקעות, ולכן מעודדים היווצרות פקעות; או שבירת התרדמה של פקעות הזריעה בג׳יברלין, כך שהן מנביטות מוקדם ובאחידות ועונת הגידול מתארכת.)

שאלה 7 · התמיינות, הורמונים ומבנה–תפקוד בצמח

שאלה פתוחהשתיים מן השאלות 6–812 נקודות

בהתפתחות צמח מביצית מופרית התאים מתמיינים וגדלים.

א.

(1)

הסבר מהי התמיינות תאים.

(2)

ציין לאיזה איבר מתפתחת הביצית המופרית, ולאיזה איבר מתפתחת השחלה.

(5 נקודות)

ב.

הורמונים צמחיים משפיעים על התפתחות הצמח. ציין הורמון צמחי אחד, וכתוב השפעה אחת שלו על הצמח.

(3 נקודות)

ג.

ציין שתי דוגמאות של רקמה ו/או איבר בצמח, והסבר בנוגע לכל אחת מהן קשר אחד בין המבנה ובין התפקוד.

(4 נקודות)

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

(1)

תשובה:

התמיינות היא תהליך שבו תאים לא ממוינים הופכים לתאים מיוחדים, בעלי מבנה ותפקוד מסוימים (למשל תאי עצה, תאי שיפה, תאי שמירה של פיוניות). כל התאים מכילים אותו מידע תורשתי, אבל בכל סוג תא מתבטאים גנים אחרים, ולכן נוצרים בו חלבונים אחרים.

•הצמח מתפתח מתא אחד (הזיגוטה) ע״י חלוקות מיטוזה, ולכן כל התאים מכילים אותו DNA.
- התמיינות = התהליך שבו תאים אלה הופכים לתאים מיוחדים – בעלי מבנה מסוים המתאים לתפקוד מסוים: תאי עצה עם דפנות מעוצות להובלת מים, תאי שיפה להובלת סוכרים, תאי מזופיל בעלה לפוטוסינתזה ועוד.
- המנגנון: בכל סוג תא מתבטאים גנים אחרים (חלק מן הגנים "מופעלים" וחלק "מושתקים"), ולכן נוצרים בו חלבונים אחרים, הקובעים את מבנה התא ואת תפקודו.

(2)

תשובה:

הביצית המופרית מתפתחת לזרע; השחלה מתפתחת לפרי.

לאחר ההאבקה וההפריה:
- הביצית (המכילה את תא הביצה שהופרה) מתפתחת לזרע – בתוכו העובר ורקמת מזון, ומסביבו קליפת הזרע.
- השחלה (שבתוכה הביציות) מתפתחת לפרי, העוטף את הזרעים ומסייע להפצתם.

סעיף ב

תשובה:

אוקסין – גורם להתארכות התאים (למשל התכופפות הגבעול לכיוון האור – פוטוטרופיזם). (אפשר גם: ג׳יברלין – התארכות הגבעול ועידוד הנביטה; אתילן – הבשלת פירות; חומצה אבסיסית – סגירת פיוניות ותרדמת זרעים; ציטוקינין – עידוד חלוקת תאים.)

אוקסין: נוצר בקצה הגבעול, מעודד התארכות תאים. כשהאור מגיע מצד אחד, האוקסין מצטבר בצד המוצל, התאים שם מתארכים יותר, והגבעול מתכופף לכיוון האור (פוטוטרופיזם). האוקסין גם גורם לשליטת הקודקוד (עיכוב התפתחות ניצני צד) ומעודד היווצרות שורשים.
הורמונים אחרים (אחד מספיק): ג׳יברלין – התארכות הגבעול ועידוד הנביטה; אתילן – הבשלת פירות ונשירת עלים; חומצה אבסיסית – סגירת פיוניות במחסור במים ושמירה על תרדמת זרעים; ציטוקינין – עידוד חלוקות תאים.

סעיף ג

תשובה:

(1) עצה – צינורות מתאים מתים, חלולים ורציפים, עם דפנות מעוצות (עבות וקשיחות): מאפשרים הובלה מהירה של מים ומינרלים מן השורש לעלים ועמידות בלחץ, ותומכים בצמח. (2) שערות השורש – שלוחות דקות וארוכות של תאי האפידרמיס בשורש, שמגדילות מאוד את שטח הפנים לספיגת מים ומינרלים מן הקרקע. (גם: העלה – טרף רחב ושטוח לקליטת אור רב.)

1. עצה (רקמת הובלה): בנויה מתאים מתים וחלולים, שהדפנות ביניהם נעלמו, כך שנוצרים צינורות רציפים. הדפנות מעוצות (בליגנין), עבות וקשיחות. הקשר: צינור חלול ורציף מאפשר זרימה מהירה של מים ומינרלים מן השורש אל העלים; הדפנות הקשיחות אינן קורסות בזמן משיכת המים, ונותנות לצמח תמיכה.
2. שערות השורש: שלוחות דקות וארוכות של תאי האפידרמיס בשורש, המגיעות למספרים עצומים. הקשר: הן מגדילות מאוד את שטח הפנים של השורש, ולכן מגבירות את ספיגת המים והמינרלים מן הקרקע; הדופן הדקה מקצרת את מרחק המעבר.
דוגמאות נוספות: טרף העלה – רחב ושטוח, שטח פנים גדול לקליטת אור לפוטוסינתזה; פיוניות – תאי שמירה שמשנים את צורתם ופותחים או סוגרים את הפתח, וכך מווסתים את חילוף הגזים ואת איבוד המים.

שאלה 8 · כמות החמצן בכלי עם זרעים מונבטים

שאלה פתוחהשתיים מן השאלות 6–812 נקודות

חוקרים הנביטו זרעים בכלי סגור ומואר בתנאים מיטביים (אופטימליים), ומדדו את כמות החמצן בכלי במשך שבועיים.
תוצאות המדידות מוצגות בגרף שלפניך.

א.

(1)

מהו התהליך שגרם לשינוי בכמות החמצן בכלי בארבעת הימים הראשונים מתחילת הנביטה? הסבר את חשיבותו של תהליך זה לזרעים הנובטים.

(2)

ביום הרביעי הצמיחו הנבטים עלים. התבסס על עובדה זו והסבר את התוצאות המתוארות בגרף בימים 4–6.

(8 נקודות)

ב.

הניסוי המתואר נערך באור. אִילו היה הניסוי נערך בחושך, האם היו תוצאותיו דומות לתוצאות הניסוי המתואר? הסבר. בתשובתך התייחס לתוצאות הניסוי הצפויות בימים 0–4, ובימים 6–12.

(4 נקודות)

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

(1)

תשובה:

נשימה תאית אווירנית – הזרעים צורכים חמצן ולכן כמותו בכלי יורדת. בנשימה מפורקים חומרי התשמורת של הזרע ומופקת אנרגיה (ATP) הדרושה לנביטה: חלוקות תאים, בניית חומרים וגדילת השורשון והנבטון – לפני שהנבט יכול להפיק חומרי מזון בעצמו בפוטוסינתזה.

- השינוי: בימים 0–4 כמות החמצן בכלי יורדת.
- התהליך: נשימה תאית אווירנית בתאי הזרעים הנובטים:
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+ATP\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} + \text{ATP}C6​H12​O6​+6O2​→6CO2​+6H2​O+ATP
התהליך צורך חמצן, ובשלב זה אין לזרעים עלים ולכן אין פוטוסינתזה שתחזיר חמצן לכלי.
- החשיבות: בזמן הנביטה הזרע מפרק את חומרי התשמורת שלו (למשל עמילן לגלוקוז, באנזימים). בנשימה התאית הגלוקוז מתפרק ומופקת אנרגיה בצורת ATP. האנרגיה משמשת לתהליכי הנביטה: חלוקות תאים, בניית חלבונים וחומרים אחרים, גדילת השורשון והנבטון. כל זה קורה לפני שלנבט יש עלים שיכולים להפיק חומרי מזון בפוטוסינתזה.

(2)

תשובה:

בימים 4–6 כמות החמצן כמעט אינה משתנה (בנקודת המינימום). לנבטים יש עלים, והם התחילו לבצע פוטוסינתזה שמשחררת חמצן; בימים אלה קצב שחרור החמצן בפוטוסינתזה שווה בערך לקצב צריכת החמצן בנשימה, ולכן כמותו בכלי נשארת קבועה. (רק לאחר מכן, כשהעלים גדלים, הפוטוסינתזה עולה על הנשימה והחמצן מצטבר.)

- בגרף: בימים 4–6 העקומה כמעט שטוחה – כמות החמצן כמעט אינה משתנה (זו הכמות הנמוכה ביותר בגרף). לאחר יום 6 הכמות עולה בהתמדה.
- ההסבר: מן היום הרביעי יש לנבטים עלים עם כלורופלסטים, והם מתחילים לבצע פוטוסינתזה באור – תהליך המשחרר חמצן (המשוואה מתרחשת באור, בכלורופלסטים):
6CO2+6H2O→C6H12O6+6O26\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{} \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_26CO2​+6H2​O​C6​H12​O6​+6O2​
במקביל הנבטים ממשיכים בנשימה תאית הצורכת חמצן. בימים 4–6 העלים עדיין קטנים, וקצב שחרור החמצן בפוטוסינתזה שווה בערך לקצב צריכתו בנשימה, ולכן כמות החמצן בכלי נשארת קבועה. (לאחר יום 6 העלים גדלים, קצב הפוטוסינתזה עולה על קצב הנשימה, והחמצן מצטבר בכלי.)

סעיף ב

תשובה:

ימים 0–4 – התוצאות היו דומות: גם באור אין עדיין פוטוסינתזה (אין עלים), ובשני המקרים רק הנשימה פועלת, ולכן כמות החמצן יורדת. ימים 6–12 – התוצאות היו שונות: בחושך אין פוטוסינתזה, הנבטים ממשיכים רק לנשום, ולכן כמות החמצן ממשיכה לרדת (במקום לעלות), עד שחומרי התשמורת אוזלים או החמצן נגמר והנבטים מתים.

- ימים 0–4 – תוצאות דומות: בימים אלה לזרעים אין עלים, ולכן גם באור הם אינם מבצעים פוטוסינתזה. הזרעים נושמים בלבד, בין שהם באור ובין שבחושך, ולכן כמות החמצן יורדת באותו אופן.
- ימים 6–12 – תוצאות שונות: פוטוסינתזה דורשת אור. בחושך הנבטים אינם יכולים לבצע פוטוסינתזה ולשחרר חמצן גם כשיש להם עלים, והם ממשיכים לבצע נשימה תאית בלבד. לכן כמות החמצן בכלי תמשיך לרדת (ולא תעלה כמו באור). בנוסף, הנבטים מכלים את חומרי התשמורת של הזרע ואינם מייצרים חומרי מזון חדשים, ולאחר זמן מה הם ייחלשו וימותו; אז הירידה בכמות החמצן תיפסק.

טבלת התשובות

שאלה	סעיף	תשובה
1	א	עש הכרוב: ככל שריכוז הרכיב גבוה יותר, נמשכים יותר זכרים (כ־1% בריכוז 1, כ־5% בריכוז 5, כ־36% בריכוז 7, כ־51% בריכוז 9) – ריכוזים גבוהים מושכים אותם. עש האספסת: ריכוזים נמוכים (1–5) מושכים כ־30%–43% מן הזכרים, וריכוזים גבוהים (7–9) כמעט אינם מושכים (כ־1%).
	ב 1	המסר הייחודי מושך רק זכרים מאותו מין, ולכן מתאפשר זיווג המוביל לצאצאים פוריים, בלי לבזבז אנרגיה, זמן ותאי זוויג על פרטים ממין אחר – וכך נשמרת הרבייה של המין.
	ב 2	ריכוז 1 – כן: נמשכים כ־43% מזכרי עש האספסת וכמעט אף זכר של עש הכרוב (כ־1%). ריכוז 6 – לא: העקומות נחתכות, ושני המינים נמשכים בשיעור דומה (כ־20% כל אחד). ריכוז 9 – כן: נמשכים כ־51% מזכרי עש הכרוב וכמעט אף זכר של עש האספסת (כ־1%).
	ג	הזכרים מזהים את התערובת המלאה (הרכב הרכיבים והיחס ביניהם) ולא רכיב בודד; אחד הרכיבים הנוספים, או השילוב שלהם, ייחודי לעש הכרוב – הוא נקלט בקולטנים של זכרי עש הכרוב בלבד, ואולי אף דוחה את זכרי עש האספסת או מעכב את תגובתם.
	ד 1	מידת המשיכה של זכרי עש הכרוב לנקבות; מודדים אותה כשיעור (%) הזכרים שנלכדו במלכודת המכילה נקבה בגיל מסוים (מספר הזכרים שנלכדו מתוך מספר הזכרים ששוחררו).
	ד 2	מספר הזכרים ששוחררו (או: גיל הזכרים, מספר הנקבות בכל מלכודת, המרחק מנקודת השחרור, משך הניסוי, הטמפרטורה וכיוון הרוח). אם הגורם ישתנה בין המלכודות, הוא עצמו ישפיע על שיעור הלכידה, ולא נוכל לייחס את ההבדלים לגיל הנקבות בלבד.
2	א	שימפנזים מכניסים מקל או גבעול לתל טרמיטים ושולפים בעזרתו טרמיטים לאכילה (דוגמאות נוספות: לוטרת ים שוברת צדפות באבן; הרחם המצרי (עוף דורס) משליך אבנים על ביצי יען כדי לשבור אותן).
	ב 1	נלמדת – כלב שלמד לבצע פעולה בפקודה (אילוף בעזרת פרס); מולדת – עכביש טווה קורים בצורה האופיינית למינו כבר בפעם הראשונה.
	ב 2	בניסוי אימון חוזרים על מצב מסוים פעמים רבות (עם חיזוק או בלעדיו) ובודקים את הביצוע: אם ההתנהגות נרכשת או משתפרת בהדרגה עם החזרות (פחות טעויות, יותר הצלחה), היא נלמדת; אם היא מופיעה בשלמותה כבר בפעם הראשונה, גם אצל פרט שלא אומן, ואינה משתנה באימון – היא מולדת.
3	א	החתמה (הטבעה) – בזמן קצר ורגיש מייד לאחר ההמלטה האם לומדת לזהות את הגדי שלה (בעיקר לפי ריחו). חשיבות: האם מזהה את הגדי שלה בתוך העדר ומטפלת רק בו – מיניקה ומגינה עליו – ולכן גדל סיכויו לשרוד.
	ב	יתרון: מעט צאצאים שמקבלים טיפול הורי רב ממושך, ולכן סיכויי ההישרדות של כל צאצא גבוהים. חיסרון: קצב רבייה איטי – מעט צאצאים, הבשלה מינית מאוחרת – ולכן האוכלוסייה מתאוששת לאט אחרי פגיעה (טריפה, מחלה, ציד).
	ג	רק הזכרים החזקים והמתאימים ביותר מזדווגים, ולכן התכונות המועילות שלהם (כוח, בריאות, קרניים גדולות) עוברות לצאצאים; האוכלוסייה מורכבת מפרטים מותאמים יותר, וזה מגדיל את סיכויי ההישרדות של המין.
4	א 1	יש קשר חיובי: זמירים החיים בסביבה רועשת יותר שרים בעוצמה רבה יותר – מכ־77 דציבל (רעש של כ־40 דציבל) עד כ־91 דציבל (רעש של כ־64 דציבל).
	א 2	צפיפות הצמחייה: עלים וענפים בולעים ומפזרים את גלי הקול, ולכן בצמחייה צפופה הקול נחלש מהר; הזמיר ישיר חזק יותר כדי שהשיר יגיע לטווח הדרוש. (אפשר גם: נוכחות טורפים – שירה חזקה חושפת את מקום הזמיר, ולכן הוא עשוי לשיר חלש יותר; או מספר הזכרים המתחרים בסביבה.)
	ב 1	סימון טריטוריה (הרחקת זכרים אחרים) ומשיכת נקבה לזיווג. (שימושים נוספים: קריאות אזהרה מפני טורף, קשר בין הורים לגוזלים – קריאות קבצנות לבקשת מזון, שמירת קשר בלהקה.)
	ב 2	יתרון: הקול מגיע למרחקים ועובר מכשולים – הוא נקלט גם בלי קשר עין, בחושך ובצמחייה צפופה. חיסרון: הקול חושף את מקומו של המשמיע גם לטורפים (וגם: הוא חולף מייד ומושפע מרעש בסביבה).
5	א	מהי ההשפעה של כיסוי הצמחים ברשת צפופה (מניעת גישה של בעלי חיים מאביקים) על שיעור הפוריות – אחוז הפרחים שהתפתחו מהם פירות – בשני מיני צמחים, מין א ומין ב?
	ב	שני משתנים בלתי תלויים: (1) סוג החלקה – פתוחה או מכוסה ברשת; (2) מין הצמח – מין א או מין ב.
	ג	מין א – בעיקר האבקה זרה: כשהרשת מנעה הגעה של מאביקים, שיעור הפוריות ירד מכ־50% לכ־5%. מין ב – בעיקר האבקה עצמית: שיעור הפוריות כמעט זהה בחלקה הפתוחה (כ־82%) ובמכוסה (כ־79%), כלומר הוא אינו תלוי במאביקים.
	ד	כן. בהאבקה זרה (מין א) רוב גרגרי האבקה הולכים לאיבוד בדרך – הם אינם מגיעים לצלקת של צמח אחר מאותו מין – ולכן יש יתרון לייצור כמות גדולה של אבקה. בהאבקה עצמית (מין ב) האבקה עוברת מרחק קצר לצלקת באותו פרח, מעט אבקה הולכת לאיבוד, ומספיקים מעט גרגרים; ייצור אבקה רבה היה בזבוז חומרים ואנרגיה.
	ה	שדה: הניסוי נערך בתנאים הטבעיים (מאביקים טבעיים, אקלים, יחסי גומלין), ולכן התוצאות משקפות את מה שקורה בטבע. מעבדה: אפשר לשלוט בגורמים (טמפרטורה, אור, לחות) ולשמור עליהם קבועים, ולכן אפשר לייחס את התוצאות למשתנה הבלתי תלוי בלבד.
6	א 1	בערוגה I. בה המשקל הממוצע של הפקעות משתנה מאוד מצמח לצמח (98–188 גרם, טווח 90 גרם), ובערוגה II המשקלים כמעט זהים (142–151 גרם, טווח 9 גרם). שונות גדולה מעידה על שונות גנטית, שנוצרת ברבייה זוויגית (זרעים); צמחים מחלקי פקעת הם שבט זהה גנטית.
	א 2	כן, הסיכוי היה גדול יותר. בחלקה I הצמחים גדלו מזרעים ויש ביניהם שונות גנטית, ולכן סביר שלחלקם יהיו תכונות (אללים) המקנות עמידות למחלה, והם ישרדו. בחלקה II הצמחים זהים גנטית, ולכן אם הם רגישים למחלה – כולם נפגעים.
	ב	הסרת הפרחים (ניצני הפרחים) של צמחי תפוח האדמה: הצמח אינו משקיע חומרי מזון ואנרגיה ביצירת פרחים, פירות וזרעים, ולכן יותר תוצרי פוטוסינתזה (סוכרים) מובלים לפקעות ונאגרים בהן כעמילן – הפקעות גדולות יותר. (מתקבל גם: שימוש בווסתי גידול/הורמונים צמחיים, למשל עיכוב פעולת הג׳יברלין לעידוד היווצרות פקעות.)
7	א 1	התמיינות היא תהליך שבו תאים לא ממוינים הופכים לתאים מיוחדים, בעלי מבנה ותפקוד מסוימים (למשל תאי עצה, תאי שיפה, תאי שמירה של פיוניות). כל התאים מכילים אותו מידע תורשתי, אבל בכל סוג תא מתבטאים גנים אחרים, ולכן נוצרים בו חלבונים אחרים.
	א 2	הביצית המופרית מתפתחת לזרע; השחלה מתפתחת לפרי.
	ב	אוקסין – גורם להתארכות התאים (למשל התכופפות הגבעול לכיוון האור – פוטוטרופיזם). (אפשר גם: ג׳יברלין – התארכות הגבעול ועידוד הנביטה; אתילן – הבשלת פירות; חומצה אבסיסית – סגירת פיוניות ותרדמת זרעים; ציטוקינין – עידוד חלוקת תאים.)
	ג	(1) עצה – צינורות מתאים מתים, חלולים ורציפים, עם דפנות מעוצות (עבות וקשיחות): מאפשרים הובלה מהירה של מים ומינרלים מן השורש לעלים ועמידות בלחץ, ותומכים בצמח. (2) שערות השורש – שלוחות דקות וארוכות של תאי האפידרמיס בשורש, שמגדילות מאוד את שטח הפנים לספיגת מים ומינרלים מן הקרקע. (גם: העלה – טרף רחב ושטוח לקליטת אור רב.)
8	א 1	נשימה תאית אווירנית – הזרעים צורכים חמצן ולכן כמותו בכלי יורדת. בנשימה מפורקים חומרי התשמורת של הזרע ומופקת אנרגיה (ATP) הדרושה לנביטה: חלוקות תאים, בניית חומרים וגדילת השורשון והנבטון – לפני שהנבט יכול להפיק חומרי מזון בעצמו בפוטוסינתזה.
	א 2	בימים 4–6 כמות החמצן כמעט אינה משתנה (בנקודת המינימום). לנבטים יש עלים, והם התחילו לבצע פוטוסינתזה שמשחררת חמצן; בימים אלה קצב שחרור החמצן בפוטוסינתזה שווה בערך לקצב צריכת החמצן בנשימה, ולכן כמותו בכלי נשארת קבועה. (רק לאחר מכן, כשהעלים גדלים, הפוטוסינתזה עולה על הנשימה והחמצן מצטבר.)
	ב	ימים 0–4 – התוצאות היו דומות: גם באור אין עדיין פוטוסינתזה (אין עלים), ובשני המקרים רק הנשימה פועלת, ולכן כמות החמצן יורדת. ימים 6–12 – התוצאות היו שונות: בחושך אין פוטוסינתזה, הנבטים ממשיכים רק לנשום, ולכן כמות החמצן ממשיכה לרדת (במקום לעלות), עד שחומרי התשמורת אוזלים או החמצן נגמר והנבטים מתים.

פרק ראשון (50 נקודות)

שאלה 1 · פרומון מין בשני מיני עש

סעיף א

סעיף ב

סעיף ג

סעיף ד

שאלה 2 · שימוש בכלים אצל דולפינים

סעיף א

סעיף ב

שאלה 3 · קשר אם–צאצא ואסטרטגיית רבייה ביעלים

סעיף א

סעיף ב

סעיף ג

שאלה 4 · רעש סביבתי ועוצמת השירה של זמירים

סעיף א

גורם: צפיפות הצמחייה בבית הגידול.

סעיף ב

פרק שני (50 נקודות)

שאלה 5 · האבקה עצמית והאבקה זרה – ניסוי ברשת

סעיף א

סעיף ב

סעיף ג

סעיף ד

כן, הנתון תומך בקביעות.

סעיף ה

שאלה 6 · ריבוי תפוחי אדמה בזרעים ובפקעות

משקל ממוצע של פקעות בשתי החלקות

סעיף א

סעיף ב

שאלה 7 · התמיינות, הורמונים ומבנה–תפקוד בצמח

סעיף א

סעיף ב

סעיף ג

שאלה 8 · כמות החמצן בכלי עם זרעים מונבטים

סעיף א

סעיף ב

רוצים להשלים את חוויית הלמידה?

כל האתר במבט אחד