בגרות בביולוגיה 043282 - קיץ 2021
5 יח"ל (30%) · נבחני משנה ואקסטרניים · שאלון 043282 · 8 שאלות · 2 שעות
בחינת הבגרות בביולוגיה, חלופה לביוחקר, קיץ 2021: 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; סך הכול 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 · למידת קריאות קרב אצל שחרורים
שַׁחְרוּר הוא ציפור שיר בינונית בגודלה. שחרורים הנתקלים בטורף משמיעים קריאות קרב, והן גורמות לשחרורים אחרים להתקהל ולהתקיף את האויב.
חוקר ושמו קר חקר את התפתחות קריאות הקרב של שחרורים. בניסוי שערך הוא הניח בכל אחד מקצותיו של מסדרון כלוב ובו שחרורים. בין שני הכלובים הוא הניח תיבה מחולקת לשניים.
כך השחרורים בכלוב שבצד שמאל של המסדרון רואים רק את מה שיש בצִדה השמאלי של התיבה, ואִילו השחרורים בכלוב שבצד ימין של המסדרון רואים רק את מה שיש בצִדה הימני של התיבה.
עם זאת, השחרורים בכל כלוב רואים ושומעים את השחרורים שבכלוב האחר (ראה איור 1).
בשלב הראשון הכניס החוקר לכל אחד מחלקי התיבה יונק דבש אוסטרלי – ציפור שיר קטנה ובלתי מוכרת לשחרורים. השחרורים בשני הכלובים לא הגיבו ולא השמיעו קריאות קרב (איור 1).
בשלב השני הכניס החוקר לצד אחד של התיבה ינשוף – עוף שהוא טורף המוכר לשחרורים. בצד האחר של התיבה הכניס החוקר יונק דבש. השחרורים שבצד של הינשוף השמיעו קריאות קרב (איור 2), ולאחר זמן מה עשו כך גם השחרורים שבצד של יונק הדבש (איור 3).
בשלב השלישי השאיר החוקר באחד הכלובים את השחרורים שהשתתפו בשלב השני של הניסוי וראו את צד התיבה שבו היה יונק דבש. בכלוב האחר הוא החליף את השחרורים במחזור חדש של שחרורים שכלל לא השתתפו קודם בניסוי. בכל אחד מחלקי התיבה הכניס החוקר יונק דבש. השחרורים שהשתתפו בשלב השני של הניסוי החלו להשמיע קריאות קרב (איור 4), ולאחר זמן מה עשו כך גם השחרורים שבכלוב האחר (איור 5).
כך, בחמישה מחזורים של שחרורים שבדק החוקר, הוא גרם לשחרורים לקרוא קריאות קרב נגד יונקי דבש.
האם ההתנהגות של השחרורים בניסוי המתואר בקטע התפתחה בתהליך של התניה קלָסית או בתהליך של התניה אופרנטית? נמק.
הבא שתי דוגמאות להתניה שאינן מתוארות בניסוי זה: דוגמה אחת להתניה קלָסית ודוגמה אחת להתניה אופרנטית.
מהו המשתנה הבלתי תלוי, ומהו המשתנה התלוי בניסוי המתואר בקטע?
האם יש בקרה בניסוי? נמק.
הסבר יתרון אחד שיש לשחרורים בקיומו של תהליך מסוג זה שהתרחש בניסוי.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
סעיף א
בהתניה קלסית: יונק הדבש – גירוי ניטרלי שבתחילה לא עורר תגובה (שלב 1) – הוצג יחד עם קריאות הקרב של שחרורים אחרים, גירוי שמעורר באופן טבעי קריאות קרב. לאחר הצימוד, יונק הדבש לבדו עורר קריאות קרב (שלב 3). ההתנהגות לא חוזקה בתגמול או בעונש בעקבותיה, ולכן אין זו התניה אופרנטית.
התניה קלסית היא למידה שבה גירוי ניטרלי, שאינו מעורר תגובה, מוצג שוב ושוב יחד עם גירוי שמעורר תגובה מולדת (גירוי בלתי מותנה). לאחר הצימוד הגירוי הניטרלי לבדו מעורר את התגובה – והוא נעשה גירוי מותנה.
בניסוי:
- שלב 1: יונק הדבש לא עורר תגובה – הוא גירוי ניטרלי.
- שלב 2: השחרורים בצד של יונק הדבש ראו את יונק הדבש ובאותו זמן שמעו את קריאות הקרב של השחרורים שמולם (שראו ינשוף). קריאות קרב של בני המין מעוררות התקהלות וקריאות קרב – זהו הגירוי הבלתי מותנה. כך נוצר צימוד בין יונק הדבש לבין קריאות הקרב.
- שלב 3: אותם שחרורים השמיעו קריאות קרב למראה יונק הדבש בלבד – יונק הדבש נעשה גירוי מותנה, וקריאות הקרב – תגובה מותנית.
זו אינה התניה אופרנטית, כי בהתניה אופרנטית בעל החיים לומד לקשור בין התנהגות שלו לבין תוצאתה (תגמול או עונש), והתנהגות שתוגמלה מתחזקת. כאן קריאות הקרב לא גררו תגמול או עונש; הלמידה נוצרה מן הצימוד בין שני גירויים.
סעיף ב
קלסית: הכלב של פבלוב – אחרי שצלצול פעמון הוצג שוב ושוב לפני מתן מזון, הכלב התחיל להפריש רוק לשמע הצלצול בלבד. אופרנטית: חולדה בתיבת סקינר לומדת ללחוץ על מנוף, כי כל לחיצה מזכה אותה במזון.
- הכלב של פבלוב: מזון (גירוי בלתי מותנה) גורם להפרשת רוק. כשצלצול פעמון (גירוי ניטרלי) ניתן שוב ושוב רגע לפני המזון, הכלב התחיל להפריש רוק לשמע הצלצול בלבד – הצלצול נעשה גירוי מותנה.
- (גם: חתול שרץ למטבח כשהוא שומע את פתיחת קופסת השימורים, כי הקול צומד שוב ושוב להגשת מזון.)
- חולדה בתיבת סקינר: החולדה לוחצת על מנוף במקרה ומקבלת גרגר מזון. התגמול מחזק את ההתנהגות, והחולדה לומדת ללחוץ על המנוף שוב ושוב.
- (גם: יונה שלומדת לנקר בכפתור מואר כדי לקבל גרעינים; ציפור שאוכלת פרפר בעל טעם רע ולומדת להימנע ממנו – עונש שמחליש התנהגות.)
סעיף ג
משתנה בלתי תלוי: חשיפת השחרורים לקריאות קרב של שחרורים אחרים בזמן שהם רואים את יונק הדבש (צימוד יונק הדבש לקריאות קרב – לפני הצימוד, בשלב 1, לעומת אחריו). משתנה תלוי: התגובה של השחרורים ליונק הדבש – האם הם משמיעים קריאות קרב.
- המשתנה הבלתי תלוי – הגורם שהחוקר שינה: האם השחרורים ראו את יונק הדבש בזמן ששמעו שחרורים אחרים משמיעים קריאות קרב. בשלב 1 לא היה צימוד כזה; בשלב 2 החוקר יצר אותו (באמצעות הינשוף שבצד האחר של התיבה). אפשר לנסח זאת גם כך: הניסיון הקודם של השחרורים – חשיפה או אי־חשיפה לצימוד בין יונק הדבש לקריאות קרב.
- המשתנה התלוי – מה שנמדד: התגובה של השחרורים למראה יונק הדבש, כלומר אם הם משמיעים קריאות קרב (ומתקהלים להתקפה) או אינם מגיבים.
סעיף ד
כן. השלב הראשון משמש בקרה: כשיונק הדבש הוצג לבדו, בלי קריאות קרב, השחרורים לא הגיבו. כך הוכח שיונק הדבש עצמו אינו מעורר קריאות קרב, וקריאות הקרב נגדו בשלבים הבאים נלמדו בעקבות הצימוד לקריאות הקרב.
כן – השלב הראשון הוא הבקרה. בשלב זה ראו השחרורים בשני הכלובים יונק דבש, בלי שום קריאות קרב, והם לא הגיבו. כלומר יונק הדבש – ציפור קטנה ובלתי מוכרת – אינו מעורר מעצמו קריאות קרב. כך אפשר לקבוע שקריאות הקרב נגד יונק הדבש בשלבים 2 ו־3 אינן תגובה מולדת לציפור זרה, אלא נלמדו בעקבות צימוד יונק הדבש לקריאות הקרב של שחרורים אחרים.
בנוסף, החזרה על הניסוי בחמישה מחזורים של שחרורים מחזקת את מהימנות התוצאה.
(אפשר לציין הגבלה: אין בניסוי קבוצת בקרה מקבילה – שחרורים שרואים יונק דבש פרק זמן זהה בלי לשמוע קריאות קרב – ולכן הבקרה היא השוואה של אותם שחרורים לפני הלמידה ואחריה.)
סעיף ה
שחרור לומד מבני מינו אילו בעלי חיים מסוכנים בלי שיצטרך להיתקל בעצמו בטורף ולהסתכן. כך הכרת טורפים – גם טורפים חדשים – מתפשטת במהירות באוכלוסייה ועוברת בין דורות, וסיכויי ההישרדות של הפרטים עולים.
בתהליך שהתרחש בניסוי השחרורים לומדים לזהות אויב מצפייה בבני מינם ומשמיעת קריאותיהם – למידה חברתית. היתרון: הפרט אינו צריך להתנסות בעצמו במפגש מסוכן עם טורף (ניסיון כזה עלול להסתיים במוות), אלא לומד מן הניסיון של אחרים. כך:
•מידע על טורף חדש (למשל טורף שהגיע לאזור) מתפשט במהירות בכל הקבוצה, ואף עובר לדורות הבאים – כפי שהראו חמשת המחזורים בניסוי;
•השחרורים מגיבים מהר יותר בקבוצה, מתקהלים ומבריחים את הטורף, וסיכויי ההישרדות שלהם ושל צאצאיהם עולים.
שאלה 2 · מתנות חיזור אצל חרקים
אצל מינים מסוימים של חרקים יש האכלת חיזור.
בגרף שלפניך מוצגים נתונים שנאספו בתצפיות על חרקים ממין מסוים. אצל מין זה הזכר צד עָשׁ (סוג של פרפר המשמש מזון לחרקים האלה), ומביא אותו לנקבה כמתנת חיזור.
מהי המסקנה מן הנתונים המוצגים בגרף?
ציין והסבר יתרון ביולוגי אפשרי אחד שהאכלת חיזור מקנה לזכר ויתרון אפשרי אחד שהאכלת חיזור מקנה לנקבה.
תאר בקצרה שתי דוגמאות אחרות להתנהגות חיזור אצל בעלי חיים (אין להביא דוגמאות מהתנהגות בני אדם).
◂ פתרון מלא לשאלה 2
סעיף א
ככל שמתנת החיזור גדולה יותר, משך ההזדווגות ארוך יותר – עד גודל מתנה של כ־25 מילימטר (מכ־3 דקות במתנה של כ־9 מ"מ לכ־24 דקות). במתנות גדולות מכ־25 מ"מ משך ההזדווגות כמעט אינו משתנה (כ־22–26 דקות).
קוראים את הגרף:
•במתנות קטנות – כ־9 מ"מ – ההזדווגות נמשכת כ־3 דקות; בכ־15 מ"מ – כ־11–15 דקות; בכ־20–22 מ"מ – כ־21–24 דקות.
•מכ־25 מ"מ ועד כ־48 מ"מ משך ההזדווגות נשאר בערך קבוע, כ־22–26 דקות.
מסקנה: עד גודל מתנה של כ־25 מ"מ, ככל שמתנת החיזור גדולה יותר – משך ההזדווגות ארוך יותר (קשר חיובי). מעבר לגודל זה הגדלת המתנה אינה מאריכה עוד את ההזדווגות – משך ההזדווגות מגיע לרוויה (כ־25 דקות). כנראה הנקבה מאפשרת להזדווג כל זמן שהיא אוכלת, ומתנה גדולה מספקת לה מזון לכל משך ההזדווגות המרבי.
סעיף ב
לזכר: ההזדווגות ארוכה יותר, ולכן הוא מעביר לנקבה יותר תאי זרע, ויותר ביצים מופרות בזרע שלו – יותר צאצאים שלו. לנקבה: היא מקבלת מזון עשיר בחלבון ובאנרגיה בלי לצוד בעצמה ולהסתכן; המזון משמש לייצור ביצים רבות יותר.
יתרון לזכר: מן הגרף עולה שמתנה גדולה מאריכה את ההזדווגות. בהזדווגות ארוכה הזכר מעביר לנקבה יותר תאי זרע, ולכן יותר ביצים מופרות על ידו ויש לו יותר צאצאים. בנוסף, מתנה מגדילה את הסיכוי שהנקבה תסכים להזדווג איתו בכלל.
יתרון לנקבה: הנקבה מקבלת מזון (העש) עשיר בחלבונים ובאנרגיה בלי להשקיע זמן ואנרגיה בציד ובלי להסתכן בציד. ייצור ביצים דורש חומרי בניין ואנרגיה רבים, ולכן מזון נוסף מאפשר לה לייצר יותר ביצים או ביצים גדולות יותר. גודל המתנה גם מעיד על כושרו של הזכר כצייד – והיא יכולה לבחור זכר איכותי.
סעיף ג
(1) הטווס פורש בפני הנקבה את זנבו הגדול והצבעוני ומרעיד אותו. (2) זכרים של ציפורי שיר שרים בעונת הרבייה כדי למשוך נקבה (גם: ריקוד הזיגזג של זכר הדגנון, הבהובי האור של גחליליות, קרקור צפרדעים, תצוגת הצבת של סרטן הכנר).
מספיקות שתיים (דוגמאות של האכלת חיזור, כמו זו שבשאלה, אינן "דוגמאות אחרות"):
- טווס – הזכר פורש בפני הנקבה את נוצות הזנב הארוכות והצבעוניות ומרעיד אותן; הנקבה בוחרת זכר לפי התצוגה.
- ציפורי שיר – הזכר שר בטריטוריה שלו בעונת הרבייה; השירה מושכת נקבות מאותו מין.
- דגנון (קוצן) – הזכר, בעל בטן אדומה, מבצע לפני הנקבה ריקוד זיגזג ומוביל אותה אל הקן שבנה.
- גחליליות – הזכרים מהבהבים באור בדגם האופייני למינם, והנקבות עונות בהבהוב.
- צפרדעים – הזכרים מקרקרים בלילות החורף ליד מקווי המים ומושכים נקבות.
שאלה 3 · צבעי אזהרה וסוגי תקשורת
צבעי אזהרה הם דוגמה למסר העובר בתקשורת בין־מינית.
לבעלי חיים ממינים שונים יש צבעי אזהרה דומים. הסבר את היתרון בכך.
אפשר למיין סוגי תקשורת על פי החוש שבו נקלט המסר.
לאיזה סוג של תקשורת שייכים צבעי אזהרה?
ציין סוג אחד של תקשורת תוך־מינית, והבא דוגמה לתקשורת מן הסוג שציינת.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
סעיף א
טורף לומד להימנע מצבע האזהרה אחרי מפגש לא נעים עם פרט אחד. כשכמה מינים מסוכנים משתמשים באותו דגם צבעים, הטורף לומד מהר יותר, וכל מין מאבד פחות פרטים בזמן שהטורף לומד – כל המינים מרוויחים (למשל צרעות ודבורים בפסים צהובים־שחורים).
צבעי אזהרה בולטים מסמנים לטורף שהטרף מסוכן – בעל עוקץ, רעיל או בעל טעם רע. הטורף אינו נולד עם הידע הזה – הוא לומד להימנע מן הצבע אחרי שתקף פרט כזה ונפגע (עקיצה, הרעלה, טעם רע). בתהליך הלמידה פרטים אחדים נטרפים.
כאשר כמה מינים מסוכנים נושאים אותו דגם צבעים (למשל פסים צהובים ושחורים אצל צרעות, דבורים וחרקים אחרים):
•הטורף נתקל בדגם לעתים קרובות יותר ולומד מהר יותר;
•מחיר הלמידה – הפרטים שנטרפים – מתחלק בין כל המינים, ולכן כל מין מאבד פחות פרטים;
•טורף שלמד להימנע ממין אחד נמנע גם מן המינים האחרים.
(גם מין לא מסוכן שדומה למין מסוכן נהנה מכך: הטורפים נמנעים גם ממנו.)
סעיף ב
לתקשורת חזותית – המסר נקלט בחוש הראייה של הטורף.
צבעי אזהרה הם אות שנקלט בעיניים – בחוש הראייה – ולכן הם שייכים לתקשורת חזותית. כדי שהמסר יעבור, הטורף צריך לראות את הטרף – כלומר יש צורך באור ובקו ראייה.
סעיף ג
תקשורת כימית (באמצעות פרומונים): נקבת עש המשי מפרישה פרומון מין, וזכרים מאותו מין קולטים אותו בחוש הריח (במחושים) ממרחק רב ומגיעים אליה. (גם: נמלים מסמנות בפרומון שביל אל מקור מזון; תקשורת קולית – שירת ציפורים; תקשורת מישושית – ריקוד הדבורים.)
סוג: תקשורת כימית. המסר מועבר בחומר כימי – פרומון – שפרט מפריש ופרט אחר מאותו מין קולט בחוש הריח או הטעם.
דוגמה: נקבת עש המשי מפרישה לאוויר פרומון מין. זכרים מאותו מין קולטים כמויות זעירות מן הפרומון בקולטנים שבמחושיהם, אף ממרחק רב, ומגיעים אל הנקבה להזדווגות. דוגמה נוספת: נמלה שמצאה מזון מסמנת בפרומון את השביל אל הקן, ונמלות אחרות מן המושבה הולכות בשביל אל המזון.
(סוגים אחרים מתקבלים גם הם: תקשורת קולית – זכר ציפור שר כדי לסמן טריטוריה ולמשוך נקבה; תקשורת מישושית – בריקוד הדבורים הפועלות בכוורת החשוכה ממששות את הרוקדת ולומדות ממנו את הכיוון והמרחק אל מקור הצוף; תקשורת חזותית – תצוגת זנב הטווס בחיזור.)
שאלה 4 · עין רגילה ועין מורכבת
בעולם החי יש איברי ראייה מסוגים שונים.
הבא דוגמה אחת לבעל חיים שיש לו עין רגילה (פשוטה) ודוגמה אחת לבעל חיים שיש לו עין מורכבת.
ציין יתרון אחד של עין מורכבת על פני עין רגילה (פשוטה).
לפניך ארבעה מן הרכיבים של עין מצלמה. סדר אותם לפי הסדר שבו פוגעת בהם קרן אור המגיעה לעין:
אישון, רשתית, עדשה, קרנית.
בחר שניים מן הרכיבים שבסעיף ב, והסבר את תפקודו של כל אחד מהם בתהליך הראייה.
◂ פתרון מלא לשאלה 4
סעיף א
עין רגילה: אדם (או כל יונק, ציפור, דג, תמנון). עין מורכבת: זבוב (או דבורה, שפירית, סרטן).
- עין רגילה (פשוטה) – עין שיש בה עדשה אחת המרכזת את האור על רשתית אחת: אצל חולייתנים (אדם, חתול, נשר, דג) ואצל תמנון.
- עין מורכבת – עין הבנויה מיחידות ראייה רבות (אומטידיות), שלכל אחת עדשה משלה: אצל חרקים (זבוב, דבורה, שפירית) ואצל סרטנים.
שדה ראייה רחב מאוד (כמעט סביב כל הראש), ורגישות גבוהה לתנועה.
העין המורכבת קמורה, ויחידות הראייה שלה פונות לכיוונים רבים, ולכן יש לה שדה ראייה רחב מאוד – כמעט סביב כל הראש – בלי להזיז את הראש. בנוסף, היא רגישה מאוד לתנועה: עצם נע עובר מיחידת ראייה אחת לאחרת, והשינוי נקלט מהר. כך החרק מגלה מהר טורף או טרף שנע (זבוב בורח מיד כשמתקרבת אליו יד). מספיק יתרון אחד.
סעיף ב
קרנית ← אישון ← עדשה ← רשתית.
קרן אור שמגיעה לעין עוברת תחילה דרך הקרנית – השכבה השקופה בחזית העין. לאחר מכן היא עוברת דרך האישון – הפתח שבמרכז הקשתית, ואז דרך העדשה, שממקדת אותה. לבסוף היא פוגעת ברשתית שבדופן האחורית של העין.
הסדר: קרנית ← אישון ← עדשה ← רשתית.
סעיף ג
עדשה: שקופה וגמישה; שוברת את קרני האור וממקדת אותן על הרשתית, ומשנה את קמירותה כדי למקד עצמים קרובים ורחוקים. רשתית: מכילה תאי חישה לאור (קנים ומדוכים) שהופכים את האור לאותות עצביים; האותות מועברים בעצב הראייה למוח. (גם: קרנית – שקופה, מגינה על העין ושוברת את האור; אישון – הקשתית מקטינה או מגדילה אותו ומווסתת את כמות האור הנכנסת.)
מספיקים שניים:
- קרנית – שכבה שקופה וקמורה בחזית העין. היא מאפשרת לאור להיכנס, שוברת את קרני האור (ומתחילה למקד אותן) ומגינה על חלקי העין הפנימיים.
- אישון – פתח בקשתית. שרירי הקשתית מקטינים אותו באור חזק ומגדילים אותו באור חלש, וכך מווסתים את כמות האור שמגיעה לרשתית – מונעים סנוור ומאפשרים לראות באור חלש.
- עדשה – גוף שקוף וגמיש ששובר את קרני האור וממקד אותן על הרשתית, כדי שתיווצר עליה תמונה חדה. שרירים משנים את קמירות העדשה, וכך העין ממקדת גם עצמים קרובים וגם עצמים רחוקים.
- רשתית – שכבת תאי חישה לאור: קנים (רגישים לאור חלש, ראייה בשחור־לבן) ומדוכים (ראיית צבעים באור חזק). תאי החישה הופכים את האור לאותות עצביים, והאותות מועברים בעצב הראייה אל המוח, שבו נוצרת התמונה.
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 · חשיפת זרעים לקור ומועד הפריחה
צמחים ממין מסוים פורחים רק אם הזרעים שלהם נחשפו במשך זמן מסוים ברציפות לטמפרטורה נמוכה ().
לפניך תוצאות ניסוי שנערך בצמחים אלה.
נסח את שאלת המחקר של ניסוי זה.
חקלאי רוצה לשווק פרחים של צמח זה בחג שיחול 70 ימים לאחר מועד הזריעה.
למשך כמה ימים עליו לחשוף את הזרעים לטמפרטורה נמוכה כדי שבחג תהיה פריחה מלאה?
הסבר מדוע בחרו החוקרים להציג את תוצאות הניסוי בעקום ולא בדיאגרמת עמודות.
ציין שני גורמים אחרים (שלא נבדקו בניסוי זה), המשפיעים על זמן התחלת פריחה בצמחים: גורם חיצוני אחד וגורם פנימי אחד.
ציין יתרון אחד וחיסרון אחד של רבייה באמצעות פרחים חד־מיניים (חד־זוויגיים) לעומת רבייה באמצעות פרחים דו־מיניים (דו־זוויגיים).
◂ פתרון מלא לשאלה 5
סעיף א
כיצד משפיע משך החשיפה של הזרעים לטמפרטורה נמוכה (2°C–10°C) על הזמן מן הזריעה ועד לפריחה מלאה של הצמחים ממין זה?
שאלת מחקר מנוסחת כשאלה על הקשר בין המשתנה הבלתי תלוי למשתנה התלוי:
- המשתנה הבלתי תלוי (ציר X): משך החשיפה של הזרעים לטמפרטורה נמוכה (ימים).
- המשתנה התלוי (ציר Y): הזמן מן הזריעה ועד לפריחה מלאה (ימים).
שאלת המחקר: "כיצד משפיע משך החשיפה של הזרעים לטמפרטורה נמוכה (בין 2°C ל־10°C) על הזמן מן הזריעה ועד לפריחה מלאה בצמחים ממין זה?"
סעיף ב
כ־28 ימים (קריאה מן הגרף: פריחה מלאה 70 ימים אחרי הזריעה מתקבלת בחשיפה של כ־27–28 ימים; חשיפה ארוכה מעט יותר תקדים את הפריחה).
מחפשים בציר Y את הערך 70 ימים (הזמן מן הזריעה ועד לפריחה מלאה), ויורדים מן העקומה אל ציר X.
הערך 70 נמצא בין שתי נקודות בגרף: בחשיפה של כ־18 ימים הפריחה המלאה מתרחשת אחרי כ־82 ימים, ובחשיפה של כ־29 ימים – אחרי כ־68.5 ימים. בין שתי הנקודות הקו ישר, ולכן 70 ימים מתאימים לחשיפה של כ־27.5 ימים.
תשובה: על החקלאי לחשוף את הזרעים לטמפרטורה נמוכה כ־28 ימים (קריאה מן הגרף, 27–28 ימים). בחשיפה קצרה יותר הפריחה המלאה תתרחש אחרי החג, ובחשיפה ארוכה בהרבה – לפני החג.
סעיף ג
המשתנה הבלתי תלוי – משך החשיפה בימים – הוא משתנה כמותי רציף. עקום מראה את המגמה הרציפה של השינוי ומאפשר לקרוא ערכי ביניים שלא נמדדו (כמו בסעיף ב). דיאגרמת עמודות מתאימה למשתנה בלתי תלוי שערכיו קטגוריות נפרדות (למשל סוגי צמחים).
- המשתנה הבלתי תלוי – משך החשיפה לטמפרטורה נמוכה – הוא משתנה כמותי רציף: הוא נמדד בימים ויכול לקבל כל ערך בטווח (7, 10, 18, 29 ימים...). גם המשתנה התלוי כמותי ורציף.
- עקום מתאים לשני משתנים רציפים: הוא מציג את המגמה (ככל שהחשיפה ארוכה יותר, הזמן עד לפריחה מלאה קצר יותר, ובחשיפות ארוכות הירידה מתמתנת), ומאפשר לקרוא ערכים בין הנקודות שנמדדו – כפי שנדרש בסעיף ב (70 ימים ← כ־28 ימי חשיפה).
- דיאגרמת עמודות מתאימה כשהמשתנה הבלתי תלוי הוא קטגוריה – ערכים נפרדים שאין ביניהם רצף ואין משמעות לערך שביניהם (למשל מינים שונים, סוגי דשן). בדיאגרמת עמודות לא היה אפשר לקרוא ערכי ביניים, והמגמה הרציפה הייתה פחות ברורה.
סעיף ד
חיצוני: אורך היום (משך התאורה ביממה – אורך יום ולילה). פנימי: הורמונים בצמח (למשל ג'יברלין) או גיל הצמח (בשלותו). (גורמים חיצוניים נוספים: טמפרטורת הסביבה בזמן הגדילה, זמינות מים ומינרלים.)
- אורך היום (אורך הלילה) – צמחים רבים פורחים רק כשאורך היום עובר ערך מסוים: צמחי יום ארוך פורחים באביב ובקיץ, וצמחי יום קצר – בסתיו. הצמח קולט את אורך הלילה בעלים.
•גם: טמפרטורת הסביבה בזמן הגדילה, זמינות מים ומינרלים, עוצמת האור.
- הורמונים – למשל ג'יברלין, שיכול לעודד פריחה, וחומר ("פלוריגן") שנוצר בעלים ועובר אל הניצנים.
- גיל הצמח ובשלותו – צמח פורח רק אחרי שהגיע לשלב התפתחות ולגודל מסוימים ואגר די חומרי מזון.
•גם: המבנה הגנטי של הזן.
סעיף ה
יתרון: בפרח חד־מיני אין אבקנים ועלי למשנה באותו פרח, ולכן אין בו האבקה עצמית – ההאבקה היא בעיקר האבקה זרה, שמגדילה את השונות הגנטית של הצאצאים. חיסרון: הרבייה תלויה בהעברת אבקה מפרח זכרי לפרח נקבי (מאביקים או רוח) ובקיומם של שני סוגי הפרחים; כשאין מאביקים או צמח שני, לא נוצרים זרעים – בעוד שפרח דו־מיני יכול להאביק את עצמו.
רקע: פרח דו־מיני מכיל גם אבקנים (האיבר הזכרי) וגם עלי (האיבר הנקבי). פרח חד־מיני מכיל רק אבקנים (פרח זכרי) או רק עלי (פרח נקבי).
יתרון של פרחים חד־מיניים: כיוון שבפרח אחד אין גם אבקה וגם צלקת, האבקה עצמית בתוך הפרח אינה אפשרית, וההאבקה היא בעיקר האבקה זרה – אבקה מצמח אחר. באבקה זרה מתאחדים תאי מין מפרטים שונים, ולכן נוצרים צירופים חדשים של אללים, והשונות הגנטית בצאצאים גדולה יותר. שונות גנטית מגדילה את הסיכוי שחלק מן הצאצאים יתאימו לשינויים בסביבה (מחלות, אקלים).
חיסרון של פרחים חד־מיניים: הרבייה תלויה בהעברת אבקה מפרח זכרי אל פרח נקבי – בעזרת מאביקים או רוח – ובכך שבסביבה יש את שני סוגי הפרחים. אם אין מאביקים, או שהצמח בודד (במין שבו הפרחים הזכריים והנקביים על צמחים נפרדים), לא נוצרים זרעים. פרח דו־מיני, לעומת זאת, יכול להאביק את עצמו ולהעמיד זרעים גם במצב כזה. בנוסף, חלק מן הפרחים (הזכריים) אינם מתפתחים לפרי, כך שהצמח משקיע משאבים בפרחים שאינם נותנים זרעים.
שאלה 6 · עוצמת אור ושינוי בכמות החמצן
חוקרים רצו לבדוק בניסוי את כמות החמצן הנפלט מצמחים הנחשפים לעוצמות אור שונות. הם גידלו צמחים בשבעה כלים שקופים וסגורים באותם תנאים, חוץ מעוצמת האור שנחשפו אליה. לאחר זמן מסוים הם מדדו את כמות החמצן בכל אחד מן הכלים.
תוצאות הניסוי מוצגות בטבלה שלפניך.
ציין שני תהליכים שהתרחשו בצמחים שבניסוי, והשפיעו על מידת הקליטה או הפליטה של החמצן.
הסבר את הקשר בין התהליכים שציינת בסעיף א ובין התוצאות שהתקבלו בכלים 1, 3, 5 .
אם ימשיכו החוקרים לגדל את הצמחים בכלים 2 ו־ 6 , באותם תנאים כמו בניסוי, באיזה מן הכלים העלייה במשקל הצמחים תהיה גדולה יותר – בכלי 2 או בכלי 6 ? נמק.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
סעיף א
פוטוסינתזה (פולטת חמצן) ונשימה תאית (צורכת חמצן).
- פוטוסינתזה – מתרחשת רק באור; בתהליך נפלט חמצן.
- נשימה תאית – מתרחשת כל הזמן, באור ובחושך, בכל תאי הצמח; בתהליך נצרך חמצן.
השינוי בכמות החמצן בכלי הוא ההפרש בין החמצן שנפלט בפוטוסינתזה לבין החמצן שנצרך בנשימה.
סעיף ב
כלי 1 (חושך): רק נשימה, ללא פוטוסינתזה – החמצן ירד ב־10 יחידות. כלי 3 (10 יחידות אור): קצב הפוטוסינתזה שווה לקצב הנשימה (נקודת פיצוי) – אין שינוי בכמות החמצן. כלי 5 (20 יחידות אור): קצב הפוטוסינתזה גבוה מקצב הנשימה – כמות החמצן עלתה ב־10 יחידות.
- כלי 1 (עוצמת אור 0 – חושך): בלי אור אין פוטוסינתזה, ומתרחשת רק נשימה, שצורכת חמצן. לכן כמות החמצן בכלי ירדה ב־10 יחידות. ערך זה מייצג את קצב הנשימה של הצמחים.
- כלי 3 (עוצמת אור 10): הפוטוסינתזה פולטת חמצן בדיוק בקצב שבו הנשימה צורכת אותו – קצב הפוטוסינתזה שווה לקצב הנשימה (נקודת הפיצוי). לכן אין שינוי בכמות החמצן (0).
- כלי 5 (עוצמת אור 20): באור חזק יותר קצב הפוטוסינתזה עולה ועולה על קצב הנשימה. החמצן שנפלט רב מן החמצן שנצרך, ולכן כמות החמצן עלתה ב־10 יחידות (פליטה נטו).
בסיכום: הנשימה קבועה בערך בכל הכלים, ועם עליית עוצמת האור עולה קצב הפוטוסינתזה, ולכן השינוי בכמות החמצן עובר מירידה, דרך אפס, לעלייה.
סעיף ג
בכלי 6. שם כמות החמצן עלתה (+15), כלומר קצב הפוטוסינתזה גבוה מקצב הנשימה – הצמחים מייצרים יותר חומרים אורגניים משהם מפרקים, והחומרים העודפים משמשים לגדילה. בכלי 2 (−5) הנשימה עולה על הפוטוסינתזה – הצמחים מפרקים יותר חומרים אורגניים משהם מייצרים, ומשקלם לא יעלה ואף ירד.
פליטת חמצן נטו מעידה על הייצור נטו של חומרים אורגניים: בפוטוסינתזה נוצר סוכר ונפלט חמצן, ובנשימה מתפרק סוכר ונצרך חמצן.
- כלי 6 (+15): קצב הפוטוסינתזה גבוה בהרבה מקצב הנשימה. הצמחים מייצרים יותר סוכר משהם מפרקים, והעודף משמש לבניית חומרים אורגניים חדשים ולגדילה – משקלם עולה.
- כלי 2 (−5): קצב הנשימה גבוה מקצב הפוטוסינתזה. הצמחים מפרקים בנשימה יותר חומרים אורגניים משהם מייצרים, ולכן הם משתמשים בחומרי התשמורת שלהם – משקלם לא יעלה ואף ירד לאורך זמן.
לכן העלייה במשקל הצמחים תהיה גדולה יותר בכלי 6.
שאלה 7 · נביטה ובקיעת סלעים בזרעים
נביטה של זרע היא השלב הראשון במחזור החיים של צמח.
הסבר מדוע התפתחות הנבט מן הזרע, בימים הראשונים שלאחר הנביטה, יכולה להתרחש ללא אור.
זרע יכול להתקיים זמן ממושך ללא אספקת מים. הסבר מדוע לאחר הנביטה הנבט אינו יכול להתקיים ללא אספקת מים.
בעבר השתמשו בזרעים לביקוע סלעים: קדחו בסלע חור צר ועמוק, מילאו אותו בזרעים והוסיפו מים.
לאחר זמן מה היה הסלע נשבר לשניים.
ציין את התהליך שהתרחש בזרעים וגרם להיבקעות הסלע, והסבר מדוע הסלע נבקע.
לאחר שנבקע הסלע, האם אפשר להשתמש באותם זרעים לביקוע של סלע אחר? נמק.
◂ פתרון מלא לשאלה 7
סעיף א
בימים הראשונים הנבט אינו מבצע פוטוסינתזה, אלא משתמש בחומרי התשמורת שבזרע (עמילן, חלבונים, שומנים באנדוספרם או בפסיגים). הוא מפרק אותם ומפיק מהם אנרגיה בנשימה התאית וחומרי בניין לגדילה – ולשם כך אינו זקוק לאור.
הזרע מכיל חומרי תשמורת – עמילן, חלבונים ושומנים – באנדוספרם או בפסיגים. בזמן הנביטה אנזימים מפרקים את חומרי התשמורת לחומרים פשוטים (סוכרים, חומצות אמיניות), והם מועברים אל העובר המתפתח:
•הסוכרים מתפרקים בנשימה התאית – ומספקים אנרגיה (ATP) לחלוקת תאים ולגדילה;
•החומרים משמשים גם חומרי בניין לבניית תאים חדשים.
כל זה אינו תלוי באור. הנבט זקוק לאור רק לאחר שחומרי התשמורת עומדים להיגמר ונוצרים עלים ירוקים, כדי שיתחיל לייצר מזון בפוטוסינתזה. (לרוב הזרע אף נובט בתוך הקרקע, בחושך.)
סעיף ב
בזרע היבש כמות המים קטנה מאוד, הפעילות המטבולית כמעט נעצרת (תרדמה), וקליפת הזרע מגינה עליו – ולכן הוא שורד בלי מים. בנביטה הזרע סופג מים, והפעילות המטבולית עולה מאוד: נשימה, פירוק חומרי תשמורת, חלוקות תאים והתארכותם – כל אלה מתרחשים בתמיסה מימית ותלויים במים (גם לטורגור ולהובלת חומרים). הנבט מאבד מים ואינו יכול לחזור לתרדמה, ולכן בלי מים הוא מתייבש ומת.
זרע יבש: בזרע תכולת מים נמוכה מאוד, ולכן התגובות הכימיות בתאיו (פעילות האנזימים, הנשימה) כמעט נעצרות – הזרע במצב תרדמה וכמעט אינו צורך חומרים. קליפת הזרע הקשה מגינה עליו מפני התייבשות ופגיעה. במצב זה הוא יכול לשרוד זמן רב.
נבט אחרי הנביטה: הנביטה מתחילה בספיגת מים, ובעקבותיה הפעילות המטבולית עולה מאוד: האנזימים פועלים, הנשימה התאית מואצת, התאים מתחלקים ומתארכים. כל התהליכים האלה מתרחשים בתמיסה מימית ודורשים מים; המים דרושים גם ליצירת טורגור, שבזכותו התאים מתארכים והנבט זקוף, ולהובלת חומרים בין חלקי הנבט. לנבט אין קליפה מגינה, ורקמותיו הרכות מאבדות מים. הנבט אינו יכול לחזור למצב תרדמה, ולכן בלי אספקת מים הוא מתייבש ומת.
סעיף ג
ספיגת מים (התפחות) – השלב הראשון בנביטה. הזרעים היבשים סופגים מים ונפחם גדל מאוד; בחור הצר והסגור אין להם מקום להתרחב, והם מפעילים לחץ רב על דפנות הסלע עד שהוא נבקע.
התהליך הוא ספיגת מים – התפחות הזרעים, השלב הראשון בנביטה. הזרע היבש מכיל חומרים (כמו עמילן, חלבונים ותאית בדופנות) שסופגים מים בכמות גדולה, ולכן נפח הזרע גדל מאוד. בחור צר ועמוק שמלא בזרעים צפופים אין לזרעים מקום להתרחב. הזרעים התופחים לוחצים על דפנות החור בכוח רב, הלחץ מצטבר, והסלע נסדק ונבקע לשניים.
לא. הזרעים כבר ספגו מים ותפחו עד גודלם המרבי (ואף החלו לנבוט), ולכן אם יוכנסו לחור בסלע אחר הם לא יגדלו עוד בנפחם ולא יפעילו לחץ.
לא. כוח הביקוע נובע מן השינוי בנפח – מן המעבר של הזרע ממצב יבש למצב תפוח. הזרעים שכבר ספגו מים נמצאים כבר בנפחם המרבי, ולכן אם יוכנסו לחור בסלע אחר ויוספו מים, הם לא יתפחו עוד ולא יפעילו לחץ על הדפנות. בנוסף, בזרעים שספגו מים החלה הנביטה, והזרע אינו חוזר למצבו היבש והתרדמתי.
(תשובה שמתקבלת גם היא, אם היא מנומקת: כן, אחרי ייבוש – ספיגת המים היא תהליך פיזיקלי שמתרחש גם בזרעים מתים, ולכן זרעים שיובשו והתכווצו יכולים לספוג מים ולתפוח שוב. זה נכון רק אם הזרעים לא נבטו – נבט שהתפתח אינו חוזר להיות זרע.)
שאלה 8 · פיתוח זנים והתערבות בהתפתחות צמחים
האדם מתערב בגידול צמחים, והוא עושה זאת גם באמצעות פיתוח זנים חדשים וגם באמצעות התערבות במנגנוני ההתפתחות הטבעיים של הצמחים.
ציין שתי דרכים שבאמצעותן אפשר לפתח זן חדש של צמח בעל תכונות רצויות לאדם.
כאשר מצליחים לפתח צמח בעל תכונות רצויות לאדם, באיזו דרך כדאי להרבות צמח זה – ברבייה זוויגית או ברבייה אל־זוויגית (וגטטיבית)? נמק.
ציין דוגמה אחת להתערבות של חקלאי בהתפתחות הטבעית של צמחים (בלי לשנות את תכונותיהם התורשתיות), והסבר איזו תועלת לחקלאי מקנה ההתערבות שציינת.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
סעיף א
(1) הכלאה וברירה מלאכותית: מכליאים צמחים בעלי תכונות רצויות, בוחרים מן הצאצאים את אלה שבהם התכונות הרצויות ומרבים רק אותם, דור אחר דור. (2) הנדסה גנטית: מחדירים לצמח גן שמקנה את התכונה הרצויה. (גם: גרימת מוטציות והשבחה מהן.)
מספיקות שתיים:
- הכלאה וברירה מלאכותית (השבחה): מכליאים שני צמחים (או זנים) שלכל אחד מהם תכונה רצויה – למשל אחד עם פרי גדול ואחד עמיד למחלה. מבין הצאצאים בוחרים את אלה שבהם צירוף התכונות הרצוי ומרבים רק אותם. חוזרים על כך במשך דורות, עד שמתקבל זן יציב.
- הנדסה גנטית: מחדירים לתאי הצמח גן (לעתים ממין אחר) שמקודד לחלבון המקנה את התכונה הרצויה – למשל עמידות למלח או למזיקים – ומגדלים מן התאים צמחים שלמים.
- גרימת מוטציות: חושפים זרעים לקרינה או לחומרים כימיים, ומבין הצמחים שמתקבלים בוחרים את אלה שיש להם תכונה חדשה רצויה.
סעיף ב
ברבייה אל־זוויגית (וגטטיבית): הצאצאים נוצרים בחלוקות מיטוזה, ולכן הם זהים גנטית לצמח ההורה ונושאים את כל התכונות הרצויות שלו. ברבייה זוויגית, במיוזה ובהפריה נוצרים צירופים חדשים של אללים, ולכן חלק מן הצאצאים עלולים לאבד את התכונות הרצויות.
כדאי להרבות ברבייה אל־זוויגית (וגטטיבית) – למשל בייחורים, בפקעות או בתרבית רקמה.
•ברבייה וגטטיבית הצאצאים נוצרים מחלק של צמח ההורה בחלוקות מיטוזה, ולכן הם זהים גנטית להורה (שבט) ונושאים בדיוק את אותו צירוף של תכונות רצויות. כל הצמחים אחידים – יתרון לחקלאי ולשיווק.
•ברבייה זוויגית נוצרים תאי מין במיוזה, ובהפריה מתאחדים תאי מין משני הורים (או מאותו הורה). כך נוצרים צירופים חדשים של אללים, הצאצאים שונים זה מזה ומן ההורה, וחלקם עלולים לאבד את התכונות הרצויות (במיוחד אם הצמח המקורי הטרוזיגוטי לתכונות אלה).
סעיף ג
שליטה באורך היום בחממה (תאורה מלאכותית בלילה או החשכה) – גורמת לצמחים לפרוח במועד שהחקלאי קובע, למשל לקראת חג שבו הביקוש לפרחים גבוה. (גם: ריסוס פירות באתילן להבשלה אחידה ומתוזמנת; טבילת ייחורים באוקסין לעידוד היווצרות שורשים; חשיפת זרעים לקור כדי להקדים פריחה; גיזום להגדלת הפירות.)
מספיקה דוגמה אחת:
- שליטה באורך היום בחממה – בצמחים שפריחתם תלויה באורך היום, החקלאי מאריך את היום בתאורה מלאכותית (או מקצר אותו בהחשכה), וכך גורם לצמחים לפרוח במועד שהוא קובע. התועלת: שיווק פרחים בעונה שבה אין פריחה טבעית או לקראת חג – כשהביקוש והמחירים גבוהים.
- ריסוס באתילן – פירות שנקטפו לא בשלים (ולכן עמידים בהובלה ובאחסון) מובשלים באתילן לפני השיווק. התועלת: הבשלה אחידה ומתוזמנת ופחות אובדן פירות.
- טבילת ייחורים באוקסין – מעודדת היווצרות שורשים. התועלת: ריבוי מהיר ואחיד של צמחים רצויים.
- חשיפת זרעים לקור (כמו בשאלה 5) – מקדימה את הפריחה. התועלת: פריחה במועד מתוכנן.
- גיזום ודילול פירות – הצמח משקיע את חומרי המזון בפחות פירות. התועלת: פירות גדולים ואיכותיים יותר.
טבלת התשובות
| שאלה | סעיף | תשובה |
|---|---|---|
| 1 | א | בהתניה קלסית: יונק הדבש – גירוי ניטרלי שבתחילה לא עורר תגובה (שלב 1) – הוצג יחד עם קריאות הקרב של שחרורים אחרים, גירוי שמעורר באופן טבעי קריאות קרב. לאחר הצימוד, יונק הדבש לבדו עורר קריאות קרב (שלב 3). ההתנהגות לא חוזקה בתגמול או בעונש בעקבותיה, ולכן אין זו התניה אופרנטית. |
| ב | קלסית: הכלב של פבלוב – אחרי שצלצול פעמון הוצג שוב ושוב לפני מתן מזון, הכלב התחיל להפריש רוק לשמע הצלצול בלבד. אופרנטית: חולדה בתיבת סקינר לומדת ללחוץ על מנוף, כי כל לחיצה מזכה אותה במזון. | |
| ג | משתנה בלתי תלוי: חשיפת השחרורים לקריאות קרב של שחרורים אחרים בזמן שהם רואים את יונק הדבש (צימוד יונק הדבש לקריאות קרב – לפני הצימוד, בשלב 1, לעומת אחריו). משתנה תלוי: התגובה של השחרורים ליונק הדבש – האם הם משמיעים קריאות קרב. | |
| ד | כן. השלב הראשון משמש בקרה: כשיונק הדבש הוצג לבדו, בלי קריאות קרב, השחרורים לא הגיבו. כך הוכח שיונק הדבש עצמו אינו מעורר קריאות קרב, וקריאות הקרב נגדו בשלבים הבאים נלמדו בעקבות הצימוד לקריאות הקרב. | |
| ה | שחרור לומד מבני מינו אילו בעלי חיים מסוכנים בלי שיצטרך להיתקל בעצמו בטורף ולהסתכן. כך הכרת טורפים – גם טורפים חדשים – מתפשטת במהירות באוכלוסייה ועוברת בין דורות, וסיכויי ההישרדות של הפרטים עולים. | |
| 2 | א | ככל שמתנת החיזור גדולה יותר, משך ההזדווגות ארוך יותר – עד גודל מתנה של כ־25 מילימטר (מכ־3 דקות במתנה של כ־9 מ"מ לכ־24 דקות). במתנות גדולות מכ־25 מ"מ משך ההזדווגות כמעט אינו משתנה (כ־22–26 דקות). |
| ב | לזכר: ההזדווגות ארוכה יותר, ולכן הוא מעביר לנקבה יותר תאי זרע, ויותר ביצים מופרות בזרע שלו – יותר צאצאים שלו. לנקבה: היא מקבלת מזון עשיר בחלבון ובאנרגיה בלי לצוד בעצמה ולהסתכן; המזון משמש לייצור ביצים רבות יותר. | |
| ג | (1) הטווס פורש בפני הנקבה את זנבו הגדול והצבעוני ומרעיד אותו. (2) זכרים של ציפורי שיר שרים בעונת הרבייה כדי למשוך נקבה (גם: ריקוד הזיגזג של זכר הדגנון, הבהובי האור של גחליליות, קרקור צפרדעים, תצוגת הצבת של סרטן הכנר). | |
| 3 | א | טורף לומד להימנע מצבע האזהרה אחרי מפגש לא נעים עם פרט אחד. כשכמה מינים מסוכנים משתמשים באותו דגם צבעים, הטורף לומד מהר יותר, וכל מין מאבד פחות פרטים בזמן שהטורף לומד – כל המינים מרוויחים (למשל צרעות ודבורים בפסים צהובים־שחורים). |
| ב | לתקשורת חזותית – המסר נקלט בחוש הראייה של הטורף. | |
| ג | תקשורת כימית (באמצעות פרומונים): נקבת עש המשי מפרישה פרומון מין, וזכרים מאותו מין קולטים אותו בחוש הריח (במחושים) ממרחק רב ומגיעים אליה. (גם: נמלים מסמנות בפרומון שביל אל מקור מזון; תקשורת קולית – שירת ציפורים; תקשורת מישושית – ריקוד הדבורים.) | |
| 4 | א 1 | עין רגילה: אדם (או כל יונק, ציפור, דג, תמנון). עין מורכבת: זבוב (או דבורה, שפירית, סרטן). |
| א 2 | שדה ראייה רחב מאוד (כמעט סביב כל הראש), ורגישות גבוהה לתנועה. | |
| ב | קרנית ← אישון ← עדשה ← רשתית. | |
| ג | עדשה: שקופה וגמישה; שוברת את קרני האור וממקדת אותן על הרשתית, ומשנה את קמירותה כדי למקד עצמים קרובים ורחוקים. רשתית: מכילה תאי חישה לאור (קנים ומדוכים) שהופכים את האור לאותות עצביים; האותות מועברים בעצב הראייה למוח. (גם: קרנית – שקופה, מגינה על העין ושוברת את האור; אישון – הקשתית מקטינה או מגדילה אותו ומווסתת את כמות האור הנכנסת.) | |
| 5 | א | כיצד משפיע משך החשיפה של הזרעים לטמפרטורה נמוכה (2°C–10°C) על הזמן מן הזריעה ועד לפריחה מלאה של הצמחים ממין זה? |
| ב | כ־28 ימים (קריאה מן הגרף: פריחה מלאה 70 ימים אחרי הזריעה מתקבלת בחשיפה של כ־27–28 ימים; חשיפה ארוכה מעט יותר תקדים את הפריחה). | |
| ג | המשתנה הבלתי תלוי – משך החשיפה בימים – הוא משתנה כמותי רציף. עקום מראה את המגמה הרציפה של השינוי ומאפשר לקרוא ערכי ביניים שלא נמדדו (כמו בסעיף ב). דיאגרמת עמודות מתאימה למשתנה בלתי תלוי שערכיו קטגוריות נפרדות (למשל סוגי צמחים). | |
| ד | חיצוני: אורך היום (משך התאורה ביממה – אורך יום ולילה). פנימי: הורמונים בצמח (למשל ג'יברלין) או גיל הצמח (בשלותו). (גורמים חיצוניים נוספים: טמפרטורת הסביבה בזמן הגדילה, זמינות מים ומינרלים.) | |
| ה | יתרון: בפרח חד־מיני אין אבקנים ועלי למשנה באותו פרח, ולכן אין בו האבקה עצמית – ההאבקה היא בעיקר האבקה זרה, שמגדילה את השונות הגנטית של הצאצאים. חיסרון: הרבייה תלויה בהעברת אבקה מפרח זכרי לפרח נקבי (מאביקים או רוח) ובקיומם של שני סוגי הפרחים; כשאין מאביקים או צמח שני, לא נוצרים זרעים – בעוד שפרח דו־מיני יכול להאביק את עצמו. | |
| 6 | א | פוטוסינתזה (פולטת חמצן) ונשימה תאית (צורכת חמצן). |
| ב | כלי 1 (חושך): רק נשימה, ללא פוטוסינתזה – החמצן ירד ב־10 יחידות. כלי 3 (10 יחידות אור): קצב הפוטוסינתזה שווה לקצב הנשימה (נקודת פיצוי) – אין שינוי בכמות החמצן. כלי 5 (20 יחידות אור): קצב הפוטוסינתזה גבוה מקצב הנשימה – כמות החמצן עלתה ב־10 יחידות. | |
| ג | בכלי 6. שם כמות החמצן עלתה (+15), כלומר קצב הפוטוסינתזה גבוה מקצב הנשימה – הצמחים מייצרים יותר חומרים אורגניים משהם מפרקים, והחומרים העודפים משמשים לגדילה. בכלי 2 (−5) הנשימה עולה על הפוטוסינתזה – הצמחים מפרקים יותר חומרים אורגניים משהם מייצרים, ומשקלם לא יעלה ואף ירד. | |
| 7 | א | בימים הראשונים הנבט אינו מבצע פוטוסינתזה, אלא משתמש בחומרי התשמורת שבזרע (עמילן, חלבונים, שומנים באנדוספרם או בפסיגים). הוא מפרק אותם ומפיק מהם אנרגיה בנשימה התאית וחומרי בניין לגדילה – ולשם כך אינו זקוק לאור. |
| ב | בזרע היבש כמות המים קטנה מאוד, הפעילות המטבולית כמעט נעצרת (תרדמה), וקליפת הזרע מגינה עליו – ולכן הוא שורד בלי מים. בנביטה הזרע סופג מים, והפעילות המטבולית עולה מאוד: נשימה, פירוק חומרי תשמורת, חלוקות תאים והתארכותם – כל אלה מתרחשים בתמיסה מימית ותלויים במים (גם לטורגור ולהובלת חומרים). הנבט מאבד מים ואינו יכול לחזור לתרדמה, ולכן בלי מים הוא מתייבש ומת. | |
| ג 1 | ספיגת מים (התפחות) – השלב הראשון בנביטה. הזרעים היבשים סופגים מים ונפחם גדל מאוד; בחור הצר והסגור אין להם מקום להתרחב, והם מפעילים לחץ רב על דפנות הסלע עד שהוא נבקע. | |
| ג 2 | לא. הזרעים כבר ספגו מים ותפחו עד גודלם המרבי (ואף החלו לנבוט), ולכן אם יוכנסו לחור בסלע אחר הם לא יגדלו עוד בנפחם ולא יפעילו לחץ. | |
| 8 | א | (1) הכלאה וברירה מלאכותית: מכליאים צמחים בעלי תכונות רצויות, בוחרים מן הצאצאים את אלה שבהם התכונות הרצויות ומרבים רק אותם, דור אחר דור. (2) הנדסה גנטית: מחדירים לצמח גן שמקנה את התכונה הרצויה. (גם: גרימת מוטציות והשבחה מהן.) |
| ב | ברבייה אל־זוויגית (וגטטיבית): הצאצאים נוצרים בחלוקות מיטוזה, ולכן הם זהים גנטית לצמח ההורה ונושאים את כל התכונות הרצויות שלו. ברבייה זוויגית, במיוזה ובהפריה נוצרים צירופים חדשים של אללים, ולכן חלק מן הצאצאים עלולים לאבד את התכונות הרצויות. | |
| ג | שליטה באורך היום בחממה (תאורה מלאכותית בלילה או החשכה) – גורמת לצמחים לפרוח במועד שהחקלאי קובע, למשל לקראת חג שבו הביקוש לפרחים גבוה. (גם: ריסוס פירות באתילן להבשלה אחידה ומתוזמנת; טבילת ייחורים באוקסין לעידוד היווצרות שורשים; חשיפת זרעים לקור כדי להקדים פריחה; גיזום להגדלת הפירות.) |