בגרות בביולוגיה 043282 - קיץ 2019
5 יח"ל (30%) · נבחני משנה ואקסטרניים · שאלון 043282 · 8 שאלות · 2 שעות
בחינת הבגרות בביולוגיה, חלופה לביוחקר, קיץ 2019: 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 · ניסוי ספלנצני – התמצאות עטלפים בחושך
לפני כמאתיים שנה הבחין המדען האיטלקי לזרו ספלנצני כי עטלפים יכולים להתעופף במערות חשוכות בלי להתנגש בקירות המערה או זה בזה. הוא החליט לערוך ניסוי כדי לבדוק כיצד העטלפים מוצאים את דרכם בחושך.
לניסוי הוא בחר ב־60 עטלפים ממין מסוים.
בשלב הראשון הוא חילק את העטלפים לקבוצות והכניס כל קבוצה לחדר נפרד. בכל קבוצה הוא כיסה את ראשם של כמה מן העטלפים ואת האחרים השאיר גלויי ראש. הוא מצא כי העטלפים שראשיהם היו מכוסים התנגשו בקירות, ואילו העטלפים גלויי הראש לא התנגשו בקירות.
בשלב השני של הניסוי כיסה החוקר רק את העיניים של כמה מן העטלפים, ולא את הראש כולו. הוא מצא שכל העטלפים, אלה שעיניהם כוסו ואלה שעיניהם לא כוסו, התעופפו בחדר ולא התנגשו בקירות.
במערך של ניסוי מדעי יש כמה רכיבים, ובהם: בקרה, ריבוי פריטים, חזרות, גורם קבוע.
בחר בשניים מן הרכיבים האלה ותאר כיצד כל אחד מהם בא לידי ביטוי בשלב הראשון של הניסוי.
מה הייתה המטרה של ספלנצני בשלב השני של הניסוי?
העתק את הטבלה שלפניך למחברתך, והשלם בה את המידע בנוגע לשני השלבים במערך הניסוי.
בשני השלבים של הניסוי העיניים של העטלפים היו מכוסות, ולמרות זאת התוצאות היו שונות.
היעזר בידע שלך בנוגע לחושי העטלף והסבר מדוע תוצאות הניסוי בשלב השני היו שונות מתוצאות הניסוי בשלב הראשון.
באוזן החיצונית של העטלף יש אפרכסת, כמו באוזן של אדם. הסבר התאמה אחת של מבנה האפרכסת לתפקודה.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
סעיף א
(שניים מאלה) בקרה – העטלפים גלויי הראש בכל חדר. ריבוי פריטים – בכל קבוצה היו כמה עטלפים מכוסי ראש וכמה גלויי ראש (60 עטלפים בניסוי). חזרות – הניסוי נעשה בכמה קבוצות, כל אחת בחדר נפרד. גורם קבוע – כל העטלפים מאותו מין, ועטלפים מכוסי הראש וגלויי הראש היו באותו חדר ובאותם תנאים.
די לבחור שניים מן הרכיבים:
- בקרה: בכל חדר היו גם עטלפים גלויי ראש. הם מראים כיצד עטלפים מתעופפים בחדר בלי כיסוי, ורק בהשוואה אליהם אפשר לייחס את ההתנגשויות לכיסוי הראש (ולא, למשל, לכך שהחדר זר לעטלפים).
- ריבוי פריטים: בכל קבוצה היו כמה עטלפים מכוסי ראש וכמה גלויי ראש (בניסוי כולו 60 עטלפים) – ולא עטלף אחד. כך התוצאה אינה תלויה בעטלף בודד שאולי היה חולה או חריג.
- חזרות: הניסוי נעשה בכמה קבוצות, כל אחת בחדר נפרד – כלומר הניסוי חזר על עצמו כמה פעמים. אם התוצאה זהה בכל החדרים, היא מהימנה.
- גורם קבוע: כל העטלפים מאותו מין; העטלפים מכוסי הראש וגלויי הראש היו באותו חדר ובאותם תנאים (אותו חושך, אותו גודל חדר), כך שההבדל היחיד ביניהם הוא כיסוי הראש.
סעיף ב
לבדוק אם העיניים (חוש הראייה) הן האיבר שמאפשר לעטלפים למצוא את דרכם בחושך – כלומר לבודד את העיניים משאר איברי הראש שכוסו בשלב הראשון (אוזניים, פה ואף), ולבדוק אם ההתנגשויות בשלב הראשון נבעו מכיסוי העיניים.
בשלב הראשון ספלנצני כיסה את הראש כולו, ולכן ידע רק שאיבר כלשהו בראש דרוש להתמצאות – העיניים, האוזניים, האף או הפה. בשלב השני הוא כיסה רק את העיניים, כדי לבדוק אם חוש הראייה הוא שמאפשר לעטלפים להתמצא בחושך – כלומר להפריד בין השפעת העיניים להשפעת שאר איברי הראש.
התוצאה – גם העטלפים מכוסי העיניים לא התנגשו – הראתה שהעיניים אינן האיבר שבעזרתו העטלפים מוצאים את דרכם, ושהאיבר נמצא בחלק אחר של הראש.
סעיף ג
השלב הראשון – משתנה בלתי תלוי: כיסוי הראש כולו (מכוסי ראש לעומת גלויי ראש); משתנה תלוי: האם העטלפים מתנגשים בקירות (תצפית). השלב השני – משתנה בלתי תלוי: כיסוי העיניים בלבד (מכוסי עיניים לעומת לא מכוסים); משתנה תלוי: האם העטלפים מתנגשים בקירות (תצפית).
הסבר: המשתנה הבלתי תלוי הוא מה שהחוקר שינה – בשלב הראשון הוא שינה את כיסוי הראש (ראש מכוסה / גלוי), ובשלב השני את כיסוי העיניים בלבד (עיניים מכוסות / גלויות). המשתנה התלוי זהה בשני השלבים – יכולת ההתמצאות בחושך, שנמדדה על ידי תצפית: האם העטלף מתנגש בקירות החדר בזמן התעופה (אפשר לספור את מספר ההתנגשויות).
סעיף ד
העטלפים מתמצאים בחושך בעזרת הד־מיקום (אקולוקציה): הם משמיעים קולות בתדר גבוה מאוד (על־קוליים) מן הפה או מן האף, וקולטים באוזניים את ההד החוזר מעצמים. בשלב הראשון כיסוי הראש כולו כיסה גם את האוזניים (והפה) – העטלפים לא קלטו את ההד והתנגשו. בשלב השני רק העיניים כוסו, האוזניים והפה נשארו חופשיים, והד־המיקום פעל – ולכן לא התנגשו.
•העטלף משמיע בזמן התעופה קולות בתדר גבוה מאוד (על־קוליים) מן הפה או מן האף.
•גלי הקול פוגעים בעצמים (קירות, מכשולים, חרקים) וחוזרים כהד.
•העטלף קולט את ההד באוזניו; לפי הזמן שעובר עד חזרת ההד ולפי כיוונו, המוח מחשב את המרחק לעצם ואת מיקומו.
- בשלב הראשון כוסה הראש כולו – גם העיניים, וגם האוזניים והפה. העטלף לא יכול היה להשמיע את הקולות כרגיל או לקלוט את ההד ← הד־המיקום לא פעל ← העטלפים לא זיהו את הקירות והתנגשו בהם.
- בשלב השני כוסו רק העיניים. האוזניים והפה נשארו חופשיים ← הד־המיקום פעל כרגיל ← העטלפים זיהו את הקירות ולא התנגשו.
לכן כיסוי העיניים אינו משפיע על ההתמצאות בחושך – העטלפים אינם משתמשים בראייה לשם כך, אלא בשמיעת ההד.
סעיף ה
האפרכסת של העטלף גדולה וצורתה כמשפך (ויש בה קפלים): כך היא אוספת גלי קול – גם הד חלש – משטח גדול ומכוונת אותם אל תעלת השמע, ולכן העטלף קולט את ההד היטב. (גם: אפרכסת שאפשר להזיז מאפשרת לקבוע את כיוון ההד.)
מבנה: האפרכסת היא מבנה רחב בצורת משפך; אצל עטלפים רבים היא גדולה מאוד יחסית לראש, יש בה קפלים, ואפשר להזיז אותה.
ההתאמה לתפקוד: תפקיד האפרכסת הוא לאסוף גלי קול ולהוליך אותם אל תעלת השמע ואל עור התוף.
•שטח פנים גדול וצורת משפך ← נאספים גלי קול משטח גדול ומרוכזים אל תעלת השמע ← העטלף קולט גם הד חלש החוזר מעצם קטן או רחוק.
- (התאמה אחרת: יכולת להזיז את האפרכסות, והבדל קטן בין מה ששתי האוזניים קולטות, עוזרים לקבוע מאיזה כיוון הגיע ההד.)
שאלה 2 · הצלחת הרבייה ופרידת זוגות בשלצדף הבריטי
השַלְצָדֶף הבריטי הוא ציפור החיה בחוף הים. הנקבה מטילה ביצים פעם בשנה בגומה בקרקע, ושני בני הזוג דוגרים עליהן לסירוגין. לאחר בקיעת הצאצאים ההורים מאכילים אותם כחודש, עד שהצאצאים פורחים מן הקן.
השלצדף הוא ציפור מונוגמית בדרך כלל, אולם לפעמים בני הזוג נפרדים לאחר שקיננו יחד, ואינם שבים לקַנֵּן יחד בעונת הקינון הבאה.
חוקרים בדקו את הקשר בין ההצלחה של רביית השלצדף בעונת קינון מסוימת ובין שיעור הזוגות שנפרדו לאחר עונה זו. החוקרים עקבו אחר 50 זוגות של שלצדפים במשך שתי עונות קינון. מידת ההצלחה של הרבייה בעונה הראשונה נקבעה על פי מספר הביצים שנבקעו ועל פי מספר הצאצאים שפרחו מן הקן. בעונה השנייה מדדו את שיעור הזוגות שנפרדו. תוצאות המעקב מוצגות בטבלאות 1–2 שלפניך.
כתוב מסקנה אחת שאפשר להסיק משתי הטבלאות על הקשר בין מידת ההצלחה של הרבייה בעונה הראשונה ובין שיעור הזוגות שנפרדו לאחר עונה זו. נמק את מסקנתך על פי התוצאות בטבלה 1 ובטבלה 2.
איזו אסטרטגיית רבייה, r או K , מאפיינת את השלצדף הבריטי? הבא נימוק אחד לקביעתך.
מה סביר יותר שמאפיין את השלצדף הבריטי – חד־פרצופיות מינית או דו־פרצופיות מינית? נמק את קביעתך.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
סעיף א
ככל שהצלחת הרבייה בעונה הראשונה גבוהה יותר, שיעור הזוגות שנפרדו לאחר העונה נמוך יותר (קשר הפוך). טבלה 1: מ־24% כשלא נבקעה אף ביצה ל־8% כשנבקעו 3 ביצים ויותר; טבלה 2: מ־16% כשלא פרח אף צאצא ל־0% כשפרחו 3 צאצאים ויותר.
המסקנה: קיים קשר הפוך בין הצלחת הרבייה בעונה הראשונה לבין שיעור הזוגות שנפרדו לאחריה – ככל שהרבייה הצליחה יותר, פחות זוגות נפרדו (זוגות שהרבייה שלהם נכשלה נוטים להיפרד ולחפש בן זוג אחר).
- טבלה 1 (ביצים שנבקעו): כשלא נבקעה אף ביצה נפרדו 24% מן הזוגות; כשנבקעו ביצה אחת או שתיים – 12%; כשנבקעו 3 ביצים ויותר – 8% בלבד (פי 3 פחות מאשר ב־0 ביצים).
- טבלה 2 (צאצאים שפרחו מן הקן): כשלא פרח אף צאצא נפרדו 16%; צאצא אחד – 10%; שני צאצאים – 2%; 3 צאצאים ויותר – 0% (אף זוג לא נפרד).
שתי המדידות של הצלחת הרבייה מראות אותה מגמה. (אפשר להוסיף שהקשר חזק יותר בטבלה 2 – מספר הצאצאים שפרחו, שהוא הצלחה סופית, "מנבא" את שימור הזוג טוב יותר.)
סעיף ב
אסטרטגיית K. נימוק (אחד): טיפול הורי ממושך של שני ההורים – דגירה לסירוגין והאכלת הצאצאים כחודש; או – רבייה פעם אחת בשנה בלבד, עם מספר צאצאים קטן (בטבלאות – 0 עד 3 ויותר).
אסטרטגיית K – השקעה רבה בכל צאצא, מעט צאצאים, טיפול הורי.
נימוק אחד מן הפתיח מספיק:
- טיפול הורי ממושך של שני ההורים: שני בני הזוג דוגרים לסירוגין על הביצים, ולאחר הבקיעה מאכילים את הצאצאים כחודש עד שהם פורחים מן הקן.
- רבייה פעם אחת בשנה, ומספר צאצאים קטן בכל עונה (בטבלאות – 0, 1, 2 או 3 ויותר).
- זוגות קבועים (מונוגמיה) – מאפיין הקשור בהשקעה הורית משותפת.
סעיף ג
חד־פרצופיות מינית: השלצדף מונוגמי ושני בני הזוג חולקים את הדגירה ואת האכלת הצאצאים, ולכן הברירה המינית חלשה ואין יתרון לזכר בעל מראה בולט; הזכר והנקבה צפויים להיות דומים.
חד־פרצופיות מינית (הזכר והנקבה דומים במראם) סבירה יותר.
•השלצדף מונוגמי בדרך כלל – כל זכר מזדווג עם נקבה אחת, ולכן התחרות בין הזכרים על נקבות חלשה יחסית והברירה המינית חלשה – אין יתרון רב לזכר בעל צבעים בוהקים או קישוטים.
- שני בני הזוג מבצעים אותם תפקידים – דוגרים לסירוגין ומאכילים את הצאצאים; הקן נמצא בגומה בקרקע, ומראה בולט של ההורה הדוגר עלול לחשוף אותו ואת הקן לטורפים – אצל שני בני הזוג באותה מידה.
לכן צפוי שהזכר והנקבה יהיו דומים.
שאלה 3 · הנקאי האילתי והדג המחקה אותו
דג הנַקאי האילתי – דג A – חי בשונית האלמוגים. הוא ניזון משאריות מזון שהוא שולף מפיהם של דגים ממינים אחרים, ומרקמות מתות שהוא מנקה מעורם.
על פי רוב הנקאי פועל באזור קבוע בשונית, והדגים באים אליו כדי להתנקות. מקצת מן הדגים המִתנַקים הם דגים טורפים, אך הם אינם פוגעים בנַקאי בדרך כלל.
דג ממין אחר – דג B – הדומה מאוד לנקאי בצורת הגוף, בדגם הצבעים ובאופן השחייה, התקרב לאחד הדגים המתנקים. הדג המתנקה אִפשר לדג B להתקרב אליו, ואז דג B נשך אותו וננגס בבשרו.
מהו שם התופעה של דמיון בין מינים, כפי שמתואר בין דג A לדג B ?
הדגים הטורפים המתנקים אינם פוגעים בדגי A ובדגי B בדרך כלל.
קבע כיצד תשפיע עלייה במספר דגי B בשונית על מידת הפגיעה של הדגים הטורפים המתנקים בדגי B , וכיצד היא תשפיע על גודל אוכלוסיית דגי A בשונית. הסבר את שתי הקביעות.
תאר דוגמה אחת נוספת לתופעה שאת שמה ציינת בתת־סעיף א(1). בדוגמה שתיארת, ציין מי מן היצורים מפיק תועלת, ומהי התועלת.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
סעיף א
חיקוי (מימיקריה) – דג B (המחקה) דומה בצורה, בצבעים ובתנועה לדג A (המחוקה), ומנצל את הדמיון כדי להתקרב לקורבן ולנגוס בו.
התופעה היא חיקוי (מימיקריה): מין אחד (המחקה – דג B) דומה מאוד במראהו ובהתנהגותו למין אחר (המחוקה – דג A, הנקאי), והדמיון מטעה מין שלישי (המרומה – הדג המתנקה).
במקרה זה זהו חיקוי שבו המחקה מנצל את האמון שהדגים המתנקים רוחשים לנקאי: הם מאפשרים לו להתקרב, והוא נוגס בבשרם.
הפגיעה בדגי B תגדל: ככל שיש יותר דגי B, הטורפים המתנקים יינשכו לעיתים קרובות יותר, ילמדו לקשר את מראה הנקאי לנשיכה, ויתקפו (יטרפו) דגים בעלי מראה זה במקום לאפשר להם להתקרב. אוכלוסיית A תקטן: הטורפים, שאינם מבחינים בין A ל־B, יתקפו גם נקאים או יימנעו מלבוא להתנקות אצלם – הנקאים יאבדו מקור מזון וייפגעו יותר.
החיקוי יעיל כל עוד המחקים מעטים יחסית למחוקים: רוב הפעמים שבהן דג מתנקה פוגש דג בעל "מראה של נקאי" זהו נקאי אמיתי שמנקה אותו, ולכן משתלם לו לאפשר לו להתקרב. כשמספר דגי B עולה, הטורפים המתנקים ננשכים לעיתים קרובות יותר, ולומדים לקשר את המראה של הנקאי לנשיכה. כך הם מפסיקים לתת אמון ומתחילים לתקוף ולטרוף דגים בעלי מראה זה ← הפגיעה בדגי B גדלה.
הטורפים המתנקים אינם מבחינים בין הנקאי האמיתי לבין המחקה (הם דומים מאוד). לכן לאחר שלמדו שדג כזה עלול לנשוך:
•הם יתקפו ויטרפו גם נקאים אמיתיים;
•או יימנעו מלבוא להתנקות אצל הנקאים ← הנקאים יאבדו את מקור המזון שלהם (שאריות מזון ורקמות מתות מעורם של הדגים).
בשני המקרים יותר נקאים ימותו ופחות יתרבו ← אוכלוסיית דגי A תקטן.
סעיף ב
למשל: זבוב רחפן, שאינו עוקץ, דומה בפסים הצהובים־שחורים שלו לצרעה העוקצת. ציפורים שנעקצו בעבר מצרעות נמנעות מלטרוף אותו. מי שמפיק תועלת – הזבוב הרחפן (המחקה); התועלת – הגנה מפני טריפה.
דוגמה אחת מספיקה:
- זבוב רחפן וצרעה: הזבוב הרחפן אינו עוקץ ואינו מסוכן, אך יש לו פסים צהובים־שחורים כמו לצרעה העוקצת. ציפורים שנעקצו בעבר מצרעות (או למדו להימנע מהן) נמנעות גם מלטרוף את הזבוב. מפיק תועלת: הזבוב הרחפן (המחקה). התועלת: הגנה מפני טורפים – סיכויי הישרדות גבוהים יותר.
- פרפר המלך ופרפר הוויקרוי (צפון אמריקה): פרפר המלך רעיל לציפורים, ופרפר הוויקרוי דומה לו בדגם הכנפיים. הציפורים נמנעות משניהם; מפיק תועלת – הוויקרוי (וכשגם הוא בלתי טעים – שניהם).
- סחלב הדבורנית: הפרח דומה בצורתו ובריחו לנקבת דבורה; זכרים מנסים להזדווג עם הפרח ומעבירים אבקה. מפיק תועלת: הצמח – האבקה.
שאלה 4 · תקשורת חזותית, קולית וכימית
במינים שונים של גחליליות, הזכרים מאותתים לנקבות באמצעות אור הנפלט מגופם.
חוקרים ערכו ניסוי ובו בדקו את עוצמת האור ואת קצב האיתות של הזכרים בשני מינים של גחליליות.
מה הייתה שאלת המחקר בניסוי זה?
הבא דוגמה אחת לתקשורת חזותית בין מינים (species) של בעלי חיים (מלבד הגחליליות והאדם), והסבר לְמה היא משמשת.
נוסף על תקשורת חזותית, פרטים מאותו מין (species) מקיימים ביניהם גם תקשורת קולית ותקשורת כימית.
בחר דוגמה אחת בבעלי חיים (מלבד האדם) לכל אחד מסוגי התקשורת האלה, העתק את הטבלה שלפניך למחברתך, והשלם בה את המידע המתאים.
◂ פתרון מלא לשאלה 4
סעיף א
האם יש הבדל בין הזכרים של שני מיני הגחליליות בעוצמת האור שהם פולטים ובקצב האיתות שלהם? (מתקבל גם: מהו הקשר בין עוצמת האור שהזכרים פולטים לבין קצב האיתות שלהם, בשני מיני הגחליליות?)
שאלת מחקר מנוסחת כשאלה, ומופיעים בה המשתנה הבלתי תלוי והמשתנה התלוי.
בפתיח: החוקרים בדקו (מדדו) את עוצמת האור ואת קצב האיתות של הזכרים, בשני מינים של גחליליות. הגורם שהשתנה בין הקבוצות הוא מין הגחלילית – זהו המשתנה הבלתי תלוי; עוצמת האור שהזכר פולט וקצב האיתות הם מה שנמדד – המשתנים התלויים.
שאלת המחקר: "האם יש הבדל בין הזכרים של שני מיני הגחליליות בעוצמת האור שהם פולטים ובקצב האיתות שלהם?" (או: "כיצד משפיע מין הגחלילית על עוצמת האור ועל קצב האיתות של הזכרים?")
(ניסוח מתקבל נוסף: "מהו הקשר בין עוצמת האור שהזכרים פולטים לבין קצב האיתות שלהם, בשני מיני הגחליליות?" – שאלה על קשר בין שני הגורמים שנמדדו.)
טעות נפוצה: לכתוב את הנושא ("איתות בגחליליות") במקום שאלה, או להשמיט את שני המינים – ההשוואה בין המינים היא לב הניסוי. עוצמת האור כאן היא האור שהזכרים פולטים, ולא אור הסביבה, שהחוקרים לא שינו.
סעיף ב
למשל: צבעי אזהרה – לצרעה פסים צהובים־שחורים בולטים, שמאותתים לטורפים (ציפורים) ממין אחר שהיא עוקצת; הטורפים שלמדו זאת נמנעים ממנה, וכך הצרעה מוגנת מטריפה.
דוגמה אחת מספיקה – אות חזותי שנשלח מבעל חיים ממין אחד וקולט אותו בעל חיים ממין אחר:
- צבעי אזהרה: לצרעה (או לצפרדע רעילה, לחיפושית פרת משה רבנו) צבעים בולטים – צהוב־שחור או אדום־שחור. הצבעים מאותתים לטורפים (למשל ציפורים) שהחיה עוקצת, רעילה או בלתי טעימה. טורף שלמד את הקשר נמנע מלתקוף אותה. שימוש: הגנה מפני טריפה (ותועלת לטורף – הוא אינו נפגע).
- הנקאי ודגי השונית: דגם הצבעים ותנועות ה"ריקוד" של הנקאי מאותתים לדגים ממינים אחרים שהוא מנקה, והם באים אליו להתנקות.
- זנב לבן מורם של צבי (או של ארנבת) הנמלט – אות לטורף שהוא התגלה ושאין טעם לרדוף.
(צבעי פרחים המושכים מאביקים הם אות חזותי בין צמח לבעל חיים, ולא בין שני מינים של בעלי חיים.)
סעיף ג
קולית – שירת ציפורים: שולח – זכר של ציפור שיר; מקבל – נקבות מאותו מין (וזכרים יריבים); מטרה – משיכת נקבה וסימון טריטוריה. כימית – פרומון שביל בנמלים: שולח – פועלת שמצאה מזון; מקבל – פועלות אחרות במושבה; מטרה – הכוונה אל מקור המזון.
- קולית: קריאת אזעקה של ציפור (או של סנאי, מירקט) – שולח: פרט שזיהה טורף; מקבל: בני להקתו; מטרה: אזהרה ובריחה מן הטורף. קריאות של צרצר זכר – משיכת נקבות. קריאות גוזלים – בקשת מזון מן ההורים.
- כימית: פרומון מין של נקבת עש – שולחת: הנקבה; מקבל: זכרים מאותו מין; מטרה: משיכת זכר להזדווגות. פרומון אזעקה של דבורה – גיוס דבורות להגנה על הכוורת. סימון טריטוריה בשתן (כלבים, זאבים) – הרחקת פרטים אחרים.
בכל שורה השולח והמקבל חייבים להיות מאותו מין, והמטרה צריכה להתאים לסוג האות.
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 · הפצת זרעים והתפתחותם לעצים בוגרים
חוקרים עקבו אחרי הפצת זרעים של עץ מסוים ואחר התפתחותם.
תחילה הם ספרו את מספר הזרעים שנמצאו במרחקים שונים מן העץ. לאחר מכן הם בדקו כמה מהם התפתחו לעצים בוגרים.
התוצאות מוצגות בגרף שלפניך.
כתוב מסקנה אחת שאפשר להסיק מן התוצאות המוצגות בשני העקומים.
החוקרים מצאו כי רבים מן הזרעים שהגיעו לקרקע נבטו, אבל לא כל הנבטים התפתחו לעצים בוגרים.
ציין גורם ביוטי אחד וגורם אביוטי אחד שעשויים למנוע מנבטים להתפתח לעצים בוגרים. הסבר כיצד כל אחד מן הגורמים שציינת עשוי למנוע זאת.
הסבר יתרון אחד וחיסרון אחד של הפצת זרעים למרחק רב מצמח האם.
מהו מקור האנרגיה של זרע נובט, ומהו מקור האנרגיה של צמח בוגר?
תהליך הנשימה התאית המתרחש בזרע הנובט מושפע מן הטמפרטורה. חוקרים בדקו בניסוי את השפעת הטמפרטורה על קצב הנשימה התאית. הם בדקו זאת בטווח הטמפרטורות 10°C–30°C .
ציין מהו המשתנה הבלתי תלוי בניסוי זה.
ציין מהו המשתנה התלוי בניסוי זה.
מה הן התוצאות הצפויות בניסוי זה?
◂ פתרון מלא לשאלה 5
סעיף א
אף שצפיפות הזרעים גבוהה ביותר קרוב לעץ ויורדת עם המרחק ממנו, שיעור הזרעים שהתפתחו לעצים בוגרים נמוך מאוד קרוב לעץ ועולה עם המרחק (עד שהוא מתייצב). כלומר, לזרע שהופץ רחוק מעץ האם יש סיכוי גבוה יותר להתפתח לעץ בוגר.
- צפיפות הזרעים (קו רציף): גבוהה ביותר סמוך לעץ, יורדת בחדות עם המרחק, ובמרחק רב מן העץ קרובה לאפס – רוב הזרעים נופלים קרוב לעץ.
- שיעור הזרעים שהתפתחו לעצים בוגרים (קו מקווקו): קרוב לאפס סמוך לעץ ובמרחקים הקצרים, עולה בחדות במרחקים הבינוניים, ומתייצב על ערך גבוה במרחקים הגדולים.
מסקנה: ככל שהזרע מופץ רחוק יותר מעץ האם, סיכוייו להתפתח לעץ בוגר גבוהים יותר (עד מרחק מסוים, שממנו הסיכוי קבוע) – אף שרוב הזרעים נופלים קרוב לעץ, ושם הסיכוי שלהם הנמוך ביותר.
(מסקנה נוספת המתקבלת: התנאים קרוב לעץ האם אינם מתאימים להתפתחות זרעיו – תחרות עם עץ האם ועם הזרעים הרבים, ראו סעיף ב.)
סעיף ב
ביוטי – למשל תחרות עם עץ האם ועם נבטים אחרים על מים, מינרלים ואור (או בעלי חיים אוכלי עשב שאוכלים את הנבטים, או מחלות של פטריות וחיידקים): הנבט לא מקבל די משאבים או נאכל, ולכן מת. אביוטי – למשל מחסור באור (הצללה): בלי די אור הפוטוסינתזה בנבט איטית, הוא אינו מייצר די סוכר לגדילה ולנשימה, ומת כשנגמר המזון האגור; או מחסור במים, טמפרטורה קיצונית, קרקע דלה במינרלים.
- תחרות – עם עץ האם (שורשיו מפותחים ונופו מצל) ועם הנבטים הרבים האחרים (צפיפות זרעים גבוהה קרוב לעץ) על מים, מינרלים ואור. הנבט הצעיר אינו מקבל די משאבים לפוטוסינתזה ולבניית חומרים ← גדילתו נעצרת והוא מת.
- אוכלי עשב (חרקים, מכרסמים, יונקים רועים) שאוכלים את הנבטים – והם מתרכזים במקומות שבהם הנבטים רבים, קרוב לעץ.
- גורמי מחלה (פטריות, חיידקים) שמתפשטים בקלות בין נבטים צפופים.
- מחסור באור – בצל העץ עוצמת האור נמוכה ← קצב הפוטוסינתזה בנבט נמוך ← הוא אינו מייצר די סוכר לנשימה תאית ולבניית חומרי גוף, ומת לאחר שמזונו האגור אוזל.
- מחסור במים – הנבט מאבד מים בדיות ואינו מצליח לקלוט די מים בשורשיו הקטנים ← הוא נובל ומת, והפיוניות נסגרות והפוטוסינתזה נעצרת.
- טמפרטורה קיצונית (קרה או חמה), קרקע דלה במינרלים או קרקע לא מתאימה (סלעית, מלוחה).
(יש להקפיד: אור, מים, טמפרטורה ומינרלים הם גורמים אביוטיים; עץ האם, נבטים מתחרים ואוכלי עשב הם גורמים ביוטיים.)
סעיף ג
יתרון: הנבטים אינם מתחרים עם צמח האם (ועם זרעים אחרים שלו) על מים, מינרלים ואור, ויש להם סיכוי להגיע לבתי גידול חדשים ולהרחיב את תפוצת המין. חיסרון: הזרע עלול להגיע למקום שתנאיו אינם מתאימים לנביטה ולגדילה (צמח האם מעיד שהתנאים במקומו מתאימים), או: הצמח משקיע חומרים ואנרגיה במבנים להפצה (פרי בשרני, כנפיים).
- הימנעות מתחרות עם צמח האם ועם הזרעים הרבים שלו שנופלים לידו על מים, מינרלים ואור (בגרף – סיכויי ההתפתחות לעץ בוגר גבוהים רחוק מן העץ).
- התיישבות בבתי גידול חדשים והרחבת תפוצת המין; אם בית הגידול של האם נפגע (שריפה, מחלה), חלק מן הצאצאים שורדים במקום אחר.
•הימנעות מאוכלי זרעים ומגורמי מחלה המתרכזים סביב צמח האם.
•הזרע עלול להגיע למקום שתנאיו אינם מתאימים לנביטה ולגדילה (קרקע לא מתאימה, מעט מים, ים) – ואילו במקום שבו צומח צמח האם, התנאים ודאי מתאימים.
- השקעת חומרים ואנרגיה במבנים המיועדים להפצה – פרי בשרני שבעלי חיים אוכלים, כנפיים או ציצית – במקום בזרעים נוספים.
•רוב הזרעים המופצים רחוק אובדים בדרך (נאכלים או נופלים במקומות לא מתאימים).
סעיף ד
בזרע נובט – המזון האגור בזרע (עמילן, שומנים וחלבונים בפסיגים או באנדוספרם), המפורק לגלוקוז ומשמש בנשימה תאית. בצמח בוגר – אנרגיית האור (השמש): בפוטוסינתזה הצמח הופך אותה לאנרגיה כימית בגלוקוז, וממנו הוא מפיק ATP בנשימה תאית.
זרע נובט: לזרע אין עדיין עלים ירוקים, והוא נמצא לרוב בתוך הקרקע, ולכן אינו מבצע פוטוסינתזה. מקור האנרגיה שלו הוא המזון האגור בזרע – עמילן, שומנים וחלבונים, האגורים בפסיגים או ברקמת המזון (האנדוספרם). בזמן הנביטה אנזימים מפרקים את המזון האגור (למשל עמילן ← גלוקוז), והעובר מפרק את הגלוקוז בנשימה תאית ומפיק אנרגיה (ATP) לחלוקות תאים ולגדילה.
צמח בוגר: מקור האנרגיה הוא אנרגיית האור (אור השמש). בעלים הירוקים הכלורופיל קולט את אנרגיית האור, ובפוטוסינתזה היא הופכת לאנרגיה כימית האגורה בגלוקוז (מ־ וממים). את האנרגיה שבגלוקוז הצמח מנצל בנשימה תאית בכל תאיו.
טעות נפוצה: לכתוב שמקור האנרגיה של הצמח הוא "המינרלים מן הקרקע" או "המים". אלה חומרי גלם, לא מקור אנרגיה.
סעיף ה
הטמפרטורה (בטווח 10°C–30°C).
המשתנה הבלתי תלוי הוא הגורם שהחוקרים שינו: הטמפרטורה שבה נמצאו הזרעים הנובטים – טמפרטורות שונות בטווח 10°C–30°C.
קצב הנשימה התאית בזרעים הנובטים – הנמדד למשל לפי כמות ה־ שנפלטה, או כמות החמצן שנצרכה, ביחידת זמן.
המשתנה התלוי הוא מה שנמדד: קצב הנשימה התאית בזרעים הנובטים. אפשר למדוד אותו, למשל, לפי כמות ה־ הנפלטת מן הזרעים ביחידת זמן, לפי כמות החמצן הנצרכת ביחידת זמן, או לפי כמות החום שנפלט.
קצב הנשימה התאית יעלה ככל שהטמפרטורה עולה מ־10°C ל־30°C: הנשימה התאית מזורזת על ידי אנזימים, ובטווח זה (מתחת לטמפרטורה האופטימלית ומתחת לטמפרטורות שבהן האנזימים נפגעים) העלייה בטמפרטורה מגבירה את פעילות האנזימים.
התוצאה הצפויה: ככל שהטמפרטורה עולה מ־10°C ל־30°C, קצב הנשימה התאית בזרעים הנובטים עולה (למשל נפלט יותר ביחידת זמן ב־30°C מאשר ב־20°C, וב־20°C יותר מאשר ב־10°C).
ההסבר: שלבי הנשימה התאית מזורזים על ידי אנזימים. בעלייה בטמפרטורה המולקולות נעות מהר יותר, ההתנגשויות בין האנזים למצע באתר הפעיל תכופות יותר, וקצב התגובות עולה. הטווח 10°C–30°C נמוך מן הטמפרטורה האופטימלית של רוב האנזימים בצמח ומן הטמפרטורות שבהן האנזימים נפגעים (דנטורציה), ולכן בכל הטווח הזה צפויה עלייה בקצב.
טעות נפוצה: לצפות לירידה בקצב ב־30°C בגלל "פגיעה באנזימים". פגיעה כזו מתרחשת בטמפרטורות גבוהות בהרבה (לרוב מעל כ־40°C).
שאלה 6 · שטיפת זרעים ושיעור הנביטה
חוקרים שיערו ששטיפת זרעים במים תגדיל את סיכויי הנביטה שלהם. הם בדקו את ההשפעה של מספר השטיפות על שיעור נביטת זרעים של שלושה מיני צמחים. כל הזרעים הונבטו באותם התנאים. תוצאות הניסוי מוצגות בטבלה שלפניך.
קבע אם תוצאות הניסוי בכל אחד משלושת המינים תומכות בהשערת המחקר. נמק את קביעותיך.
לְמה משמש טיפול א במערך הניסוי? הסבר את חשיבותו של טיפול זה במערך הניסוי.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
סעיף א
מין 1 – אינן תומכות: שיעור הנביטה נע בין 60% ל־70% ללא מגמה – אינו עולה עם מספר השטיפות. מין 2 – אינן תומכות: שיעור הנביטה גבוה (94%–100%) גם בלי שטיפה ואינו עולה עם השטיפות. מין 3 – תומכות: בלי שטיפה ובשטיפה אחת 0% נביטה, והשיעור עולה עם מספר השטיפות – 15% (2), 47% (4), 95% (8), 100% (16).
השערת המחקר: שטיפת זרעים במים מגדילה את סיכויי הנביטה. אם היא נכונה, שיעור הנביטה צריך לעלות ככל שמספר השטיפות עולה, בהשוואה לטיפול א (ללא שטיפה).
- מין 1 – התוצאות אינן תומכות בהשערה. שיעור הנביטה בלי שטיפה 60%, ובשאר הטיפולים 63%–70%, בלי מגמה עקבית: 68% בשטיפה אחת, 65% בשתיים, 70% בארבע, 65% בשמונה ו־63% בשש־עשרה. הבדלים של כמה אחוזים בלי מגמה הם שונות מקרית; שטיפה אינה משפרת את הנביטה.
- מין 2 – התוצאות אינן תומכות בהשערה. שיעור הנביטה גבוה מאוד כבר בלי שטיפה (100%), ובכל הטיפולים 94%–100%. השטיפה אינה מגדילה את שיעור הנביטה (בזרעי מין זה אין, כנראה, מעכבי נביטה שהשטיפה מסלקת).
- מין 3 – התוצאות תומכות בהשערה. בלי שטיפה ובשטיפה אחת לא נבט אף זרע (0%); ככל שמספר השטיפות עולה, שיעור הנביטה עולה: 15% (2 שטיפות), 47% (4), 95% (8) ו־100% (16). (הסבר אפשרי: בקליפת זרעי מין 3 יש חומר מעכב נביטה מסיס במים, והשטיפות מסלקות אותו בהדרגה. בטבע זה מבטיח שהזרעים ינבטו רק אחרי גשמים רבים – כשיש די מים בקרקע לגדילת הנבט.)
סעיף ב
טיפול א (0 שטיפות) הוא הבקרה: הוא מראה את שיעור הנביטה של כל מין בלי שטיפה. רק בהשוואה אליו אפשר לקבוע אם השטיפות הגדילו את שיעור הנביטה – כלומר לייחס את השינוי לשטיפה ולא לגורם אחר.
טיפול א – זרעים שלא נשטפו כלל – הוא טיפול הבקרה. הוא נעשה באותם תנאים כמו שאר הטיפולים, אבל בלי הגורם הנבדק (שטיפה).
חשיבותו: הבקרה מראה מהו שיעור הנביטה של כל מין בלי שטיפה – 60% במין 1, 100% במין 2 ו־0% במין 3. רק בהשוואה אליה אפשר לקבוע אם השטיפה הגדילה את הנביטה: במין 3 העלייה מ־0% ל־100% מוכיחה שהשטיפה משפיעה, ובמין 2 ההשוואה מראה שאין השפעה (100% כבר בלי שטיפה). בלי טיפול א אי אפשר היה לדעת אם שיעור הנביטה בזרעים השטופים גבוה או נמוך מן הנביטה הרגילה, ולא היה אפשר לייחס את התוצאות לשטיפה.
שאלה 7 · תכונות פרחים והאבקה זרה
לפניך תיאורים של פרחים שיש להם תכונות שונות:
•פרח שמייצר צוף
•פרח שאינו נפתח (נשאר סגור)
•פרח שצבעו ירוק
•פרח שבו הצלקות והאבקנים מבשילים בזמנים שונים
ציין אילו מן התכונות של הפרחים מהוות התאמה להאבקה זרה (הדדית).
בחר בתכונה אחת שציינת בתת־סעיף (1), ציין מהי והסבר את ההתאמה.
לפניך רשימת התהליכים המתרחשים בצמחים במהלך רבייה זוויגית:
הפריה, הפצת זרעים, יצירת פרי, יצירת הנחשון, האבָקה.
העתק למחברתך את התהליכים לפי סדר התרחשותם בצמח.
◂ פתרון מלא לשאלה 7
סעיף א
פרח שמייצר צוף, ופרח שבו הצלקות והאבקנים מבשילים בזמנים שונים.
- פרח שמייצר צוף – התאמה להאבקה זרה. הצוף מושך חרקים (וציפורים) מאביקים, העוברים מפרח לפרח ומעבירים אבקה בין פרחים של צמחים שונים.
- פרח שבו הצלקות והאבקנים מבשילים בזמנים שונים – התאמה להאבקה זרה. הפרח אינו יכול להאביק את עצמו, ולכן הצלקת מקבלת אבקה רק מפרח אחר.
- פרח שאינו נפתח (נשאר סגור) – אינו התאמה להאבקה זרה, אלא התאמה להאבקה עצמית: אבקה מבחוץ אינה יכולה להגיע לצלקת, והאבקה מאבקני הפרח עצמו נופלת על צלקתו.
- פרח שצבעו ירוק – אינו התאמה להאבקה זרה. צבע ירוק אינו בולט על רקע העלווה ואינו מושך מאביקים; הוא אינו מקדם כשלעצמו העברת אבקה בין צמחים (פרחים ירוקים ובלתי בולטים אופייניים לצמחים שאינם משקיעים במשיכת בעלי חיים, למשל צמחים המואבקים ברוח. ההתאמות שלהם להאבקה ברוח הן אבקה רבה וקלה, אבקנים חשופים וצלקות גדולות – לא הצבע הירוק עצמו.)
למשל: הצלקות והאבקנים מבשילים בזמנים שונים – בזמן שהאבקנים משחררים אבקה בשלה, הצלקת של אותו פרח עדיין אינה קולטת אבקה (או שכבר אינה קולטת), ולכן האבקה של הפרח אינה יכולה להפרות אותו; הצלקת תקלוט אבקה רק מפרח אחר, שבו האבקנים בשלים באותו זמן – האבקה זרה.
תכונה אחת מספיקה:
- הבשלה בזמנים שונים של הצלקות והאבקנים: בזמן שהאבקנים של הפרח משחררים גרגרי אבקה בשלים, הצלקת של אותו פרח עדיין אינה בשלה לקליטת אבקה (או שכבר אינה קולטת). לכן האבקה של הפרח אינה יכולה להגיע לצלקת קולטת שלו עצמו. הצלקת, כשתבשיל, תקלוט אבקה מפרחים אחרים, שהאבקנים שלהם בשלים באותו זמן ← האבקה זרה, ולא האבקה עצמית.
- ייצור צוף: הצוף הוא תמיסת סוכר – מזון לחרקים (ולציפורים) המאביקים. החרק נכנס לפרח כדי לשתות צוף, גרגרי אבקה נדבקים לגופו, וכשהוא עובר לפרח אחר מאותו מין הם נדבקים לצלקת שלו ← העברת אבקה בין צמחים – האבקה זרה.
(היתרון של האבקה זרה: הפריה בין גמטות של פרטים שונים יוצרת צאצאים מגוונים יותר מבחינה תורשתית.)
סעיף ב
האבקה ← יצירת הנחשון ← הפריה ← יצירת פרי ← הפצת זרעים.
הסדר: 1. האבקה ← 2. יצירת הנחשון ← 3. הפריה ← 4. יצירת פרי ← 5. הפצת זרעים.
1. האבקה – גרגר אבקה מגיע אל הצלקת.
2. יצירת הנחשון – גרגר האבקה נובט על הצלקת, ויוצא ממנו נחשון (צינור אבקה) הגדל דרך עמוד העלי אל הביצית שבשחלה.
3. הפריה – תא הזרע שבנחשון מתאחד עם תא הביצה שבביצית ונוצרת זיגוטה.
4. יצירת פרי – הביצית מתפתחת לזרע, והשחלה מתפתחת לפרי.
5. הפצת זרעים – הזרעים (או הפירות) מופצים מצמח האם על ידי רוח, מים או בעלי חיים.
שאלה 8 · ענף שהתפתח לעץ – רבייה וגטטיבית
בעץ מסוים נשבר ענף, ניתַּק מן העץ ונפל לקרקע. בחלקו התחתון של הענף התפתחו שורשים, ובחלקו העליון התפתחו עלים.
איזה סוג רבייה מתואר בפתיח?
האם המטען התורשתי של העץ שהתפתח מן הענף שונה מן המטען התורשתי של העץ שממנו הוא ניתַּק? נמק את תשובתך.
על העץ שהתפתח מן הענף גדלו פרחים. האם בעץ זה תוכל להתרחש רבייה זוויגית? נמק את תשובתך.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
סעיף א
רבייה אל־זוויגית – רבייה וגטטיבית (צמח חדש מתפתח מחלק של צמח – ענף, כמו בייחור).
רבייה אל־זוויגית (רבייה וגטטיבית): צמח חדש מתפתח מחלק של צמח (כאן – ענף שניתק), ולא מזרע. התהליך דומה לריבוי בייחורים: בבסיס הענף מתפתחים שורשים, ובחלקו העליון עלים, ונוצר צמח עצמאי.
לא – המטען התורשתי זהה. העץ החדש התפתח מתאי הענף בחלוקות מיטוזה בלבד, שבהן כל תא בת מקבל העתק זהה של ה־DNA; לא נוצרו גמטות (מיוזה) ולא הייתה הפריה, ולכן אין צירוף חדש של מטען תורשתי. (אפשרות נדירה להבדל – מוטציה.)
נימוק: כל תאי הענף נוצרו מחלוקות מיטוזה בעץ המקורי, ולכן יש בהם אותו מטען תורשתי כמו בעץ כולו. גם השורשים והעלים החדשים התפתחו מתאי הענף בחלוקות מיטוזה, שבהן ה־DNA משוכפל וכל תא בת מקבל העתק זהה שלו.
בתהליך לא נוצרו גמטות (אין מיוזה) ולא הייתה הפריה, ולכן לא נוצר צירוף חדש של אללים משני הורים. העץ החדש הוא שיבוט (קלון) של העץ שממנו ניתק הענף.
(הבדל אפשרי רק בעקבות מוטציה נדירה שהתרחשה באחד התאים.)
סעיף ב
כן. בפרחים מתרחשת מיוזה ונוצרים גמטות – תאי זרע בגרגרי האבקה ותאי ביצה בביציות. לאחר האבקה (מעץ זה או מעץ אחר) והפריה נוצרים זיגוטות, זרעים ופירות. העובדה שהעץ עצמו נוצר ברבייה אל־זוויגית אינה מונעת ממנו לפרוח ולהתרבות ברבייה זוויגית.
נימוק: הפרחים הם איברי הרבייה הזוויגית של הצמח. העץ שהתפתח מן הענף הוא צמח שלם ובוגר, ובפרחיו מתרחשת מיוזה ונוצרים גמטות: תאי זרע בגרגרי האבקה (באבקנים) ותאי ביצה בביציות (בשחלה). לאחר האבקה – אבקה מעץ אחר מאותו מין (האבקה זרה) או מן העץ עצמו (האבקה עצמית, אם המין מאפשר זאת) – מתרחשת הפריה: תא זרע מתאחד עם תא ביצה ונוצרת זיגוטה, שממנה מתפתח עובר בזרע, והשחלה הופכת לפרי.
הדרך שבה העץ נוצר (רבייה וגטטיבית) אינה משנה את יכולתו לפרוח ולהתרבות ברבייה זוויגית; הצאצאים מזרעיו יהיו שונים זה מזה ומן העץ במטען התורשתי (בעקבות המיוזה וההפריה).
טבלת התשובות
| שאלה | סעיף | תשובה |
|---|---|---|
| 1 | א | (שניים מאלה) בקרה – העטלפים גלויי הראש בכל חדר. ריבוי פריטים – בכל קבוצה היו כמה עטלפים מכוסי ראש וכמה גלויי ראש (60 עטלפים בניסוי). חזרות – הניסוי נעשה בכמה קבוצות, כל אחת בחדר נפרד. גורם קבוע – כל העטלפים מאותו מין, ועטלפים מכוסי הראש וגלויי הראש היו באותו חדר ובאותם תנאים. |
| ב | לבדוק אם העיניים (חוש הראייה) הן האיבר שמאפשר לעטלפים למצוא את דרכם בחושך – כלומר לבודד את העיניים משאר איברי הראש שכוסו בשלב הראשון (אוזניים, פה ואף), ולבדוק אם ההתנגשויות בשלב הראשון נבעו מכיסוי העיניים. | |
| ג | השלב הראשון – משתנה בלתי תלוי: כיסוי הראש כולו (מכוסי ראש לעומת גלויי ראש); משתנה תלוי: האם העטלפים מתנגשים בקירות (תצפית). השלב השני – משתנה בלתי תלוי: כיסוי העיניים בלבד (מכוסי עיניים לעומת לא מכוסים); משתנה תלוי: האם העטלפים מתנגשים בקירות (תצפית). | |
| ד | העטלפים מתמצאים בחושך בעזרת הד־מיקום (אקולוקציה): הם משמיעים קולות בתדר גבוה מאוד (על־קוליים) מן הפה או מן האף, וקולטים באוזניים את ההד החוזר מעצמים. בשלב הראשון כיסוי הראש כולו כיסה גם את האוזניים (והפה) – העטלפים לא קלטו את ההד והתנגשו. בשלב השני רק העיניים כוסו, האוזניים והפה נשארו חופשיים, והד־המיקום פעל – ולכן לא התנגשו. | |
| ה | האפרכסת של העטלף גדולה וצורתה כמשפך (ויש בה קפלים): כך היא אוספת גלי קול – גם הד חלש – משטח גדול ומכוונת אותם אל תעלת השמע, ולכן העטלף קולט את ההד היטב. (גם: אפרכסת שאפשר להזיז מאפשרת לקבוע את כיוון ההד.) | |
| 2 | א | ככל שהצלחת הרבייה בעונה הראשונה גבוהה יותר, שיעור הזוגות שנפרדו לאחר העונה נמוך יותר (קשר הפוך). טבלה 1: מ־24% כשלא נבקעה אף ביצה ל־8% כשנבקעו 3 ביצים ויותר; טבלה 2: מ־16% כשלא פרח אף צאצא ל־0% כשפרחו 3 צאצאים ויותר. |
| ב | אסטרטגיית K. נימוק (אחד): טיפול הורי ממושך של שני ההורים – דגירה לסירוגין והאכלת הצאצאים כחודש; או – רבייה פעם אחת בשנה בלבד, עם מספר צאצאים קטן (בטבלאות – 0 עד 3 ויותר). | |
| ג | חד־פרצופיות מינית: השלצדף מונוגמי ושני בני הזוג חולקים את הדגירה ואת האכלת הצאצאים, ולכן הברירה המינית חלשה ואין יתרון לזכר בעל מראה בולט; הזכר והנקבה צפויים להיות דומים. | |
| 3 | א 1 | חיקוי (מימיקריה) – דג B (המחקה) דומה בצורה, בצבעים ובתנועה לדג A (המחוקה), ומנצל את הדמיון כדי להתקרב לקורבן ולנגוס בו. |
| א 2 | הפגיעה בדגי B תגדל: ככל שיש יותר דגי B, הטורפים המתנקים יינשכו לעיתים קרובות יותר, ילמדו לקשר את מראה הנקאי לנשיכה, ויתקפו (יטרפו) דגים בעלי מראה זה במקום לאפשר להם להתקרב. אוכלוסיית A תקטן: הטורפים, שאינם מבחינים בין A ל־B, יתקפו גם נקאים או יימנעו מלבוא להתנקות אצלם – הנקאים יאבדו מקור מזון וייפגעו יותר. | |
| ב | למשל: זבוב רחפן, שאינו עוקץ, דומה בפסים הצהובים־שחורים שלו לצרעה העוקצת. ציפורים שנעקצו בעבר מצרעות נמנעות מלטרוף אותו. מי שמפיק תועלת – הזבוב הרחפן (המחקה); התועלת – הגנה מפני טריפה. | |
| 4 | א | האם יש הבדל בין הזכרים של שני מיני הגחליליות בעוצמת האור שהם פולטים ובקצב האיתות שלהם? (מתקבל גם: מהו הקשר בין עוצמת האור שהזכרים פולטים לבין קצב האיתות שלהם, בשני מיני הגחליליות?) |
| ב | למשל: צבעי אזהרה – לצרעה פסים צהובים־שחורים בולטים, שמאותתים לטורפים (ציפורים) ממין אחר שהיא עוקצת; הטורפים שלמדו זאת נמנעים ממנה, וכך הצרעה מוגנת מטריפה. | |
| ג | קולית – שירת ציפורים: שולח – זכר של ציפור שיר; מקבל – נקבות מאותו מין (וזכרים יריבים); מטרה – משיכת נקבה וסימון טריטוריה. כימית – פרומון שביל בנמלים: שולח – פועלת שמצאה מזון; מקבל – פועלות אחרות במושבה; מטרה – הכוונה אל מקור המזון. | |
| 5 | א | אף שצפיפות הזרעים גבוהה ביותר קרוב לעץ ויורדת עם המרחק ממנו, שיעור הזרעים שהתפתחו לעצים בוגרים נמוך מאוד קרוב לעץ ועולה עם המרחק (עד שהוא מתייצב). כלומר, לזרע שהופץ רחוק מעץ האם יש סיכוי גבוה יותר להתפתח לעץ בוגר. |
| ב | ביוטי – למשל תחרות עם עץ האם ועם נבטים אחרים על מים, מינרלים ואור (או בעלי חיים אוכלי עשב שאוכלים את הנבטים, או מחלות של פטריות וחיידקים): הנבט לא מקבל די משאבים או נאכל, ולכן מת. אביוטי – למשל מחסור באור (הצללה): בלי די אור הפוטוסינתזה בנבט איטית, הוא אינו מייצר די סוכר לגדילה ולנשימה, ומת כשנגמר המזון האגור; או מחסור במים, טמפרטורה קיצונית, קרקע דלה במינרלים. | |
| ג | יתרון: הנבטים אינם מתחרים עם צמח האם (ועם זרעים אחרים שלו) על מים, מינרלים ואור, ויש להם סיכוי להגיע לבתי גידול חדשים ולהרחיב את תפוצת המין. חיסרון: הזרע עלול להגיע למקום שתנאיו אינם מתאימים לנביטה ולגדילה (צמח האם מעיד שהתנאים במקומו מתאימים), או: הצמח משקיע חומרים ואנרגיה במבנים להפצה (פרי בשרני, כנפיים). | |
| ד | בזרע נובט – המזון האגור בזרע (עמילן, שומנים וחלבונים בפסיגים או באנדוספרם), המפורק לגלוקוז ומשמש בנשימה תאית. בצמח בוגר – אנרגיית האור (השמש): בפוטוסינתזה הצמח הופך אותה לאנרגיה כימית בגלוקוז, וממנו הוא מפיק ATP בנשימה תאית. | |
| ה 1 | הטמפרטורה (בטווח 10°C–30°C). | |
| ה 2 | קצב הנשימה התאית בזרעים הנובטים – הנמדד למשל לפי כמות ה־ שנפלטה, או כמות החמצן שנצרכה, ביחידת זמן. | |
| ה 3 | קצב הנשימה התאית יעלה ככל שהטמפרטורה עולה מ־10°C ל־30°C: הנשימה התאית מזורזת על ידי אנזימים, ובטווח זה (מתחת לטמפרטורה האופטימלית ומתחת לטמפרטורות שבהן האנזימים נפגעים) העלייה בטמפרטורה מגבירה את פעילות האנזימים. | |
| 6 | א | מין 1 – אינן תומכות: שיעור הנביטה נע בין 60% ל־70% ללא מגמה – אינו עולה עם מספר השטיפות. מין 2 – אינן תומכות: שיעור הנביטה גבוה (94%–100%) גם בלי שטיפה ואינו עולה עם השטיפות. מין 3 – תומכות: בלי שטיפה ובשטיפה אחת 0% נביטה, והשיעור עולה עם מספר השטיפות – 15% (2), 47% (4), 95% (8), 100% (16). |
| ב | טיפול א (0 שטיפות) הוא הבקרה: הוא מראה את שיעור הנביטה של כל מין בלי שטיפה. רק בהשוואה אליו אפשר לקבוע אם השטיפות הגדילו את שיעור הנביטה – כלומר לייחס את השינוי לשטיפה ולא לגורם אחר. | |
| 7 | א 1 | פרח שמייצר צוף, ופרח שבו הצלקות והאבקנים מבשילים בזמנים שונים. |
| א 2 | למשל: הצלקות והאבקנים מבשילים בזמנים שונים – בזמן שהאבקנים משחררים אבקה בשלה, הצלקת של אותו פרח עדיין אינה קולטת אבקה (או שכבר אינה קולטת), ולכן האבקה של הפרח אינה יכולה להפרות אותו; הצלקת תקלוט אבקה רק מפרח אחר, שבו האבקנים בשלים באותו זמן – האבקה זרה. | |
| ב | האבקה ← יצירת הנחשון ← הפריה ← יצירת פרי ← הפצת זרעים. | |
| 8 | א 1 | רבייה אל־זוויגית – רבייה וגטטיבית (צמח חדש מתפתח מחלק של צמח – ענף, כמו בייחור). |
| א 2 | לא – המטען התורשתי זהה. העץ החדש התפתח מתאי הענף בחלוקות מיטוזה בלבד, שבהן כל תא בת מקבל העתק זהה של ה־DNA; לא נוצרו גמטות (מיוזה) ולא הייתה הפריה, ולכן אין צירוף חדש של מטען תורשתי. (אפשרות נדירה להבדל – מוטציה.) | |
| ב | כן. בפרחים מתרחשת מיוזה ונוצרים גמטות – תאי זרע בגרגרי האבקה ותאי ביצה בביציות. לאחר האבקה (מעץ זה או מעץ אחר) והפריה נוצרים זיגוטות, זרעים ופירות. העובדה שהעץ עצמו נוצר ברבייה אל־זוויגית אינה מונעת ממנו לפרוח ולהתרבות ברבייה זוויגית. |