מתכונת 10 בביולוגיה - מסלול סמסטר ראשון 043351
5 יח"ל · מסלול "סמסטר ראשון כבר בתיכון" · שאלון 043351 · 23 שאלות · 1:45 שעות
מבחן מתכונת בביולוגיה, מסלול סמסטר ראשון, במבנה של בחינת הבגרות ולפי מיקוד תשפ"ז. כל שאלה בו בנויה כמו שאלה מבגרות אחרת. לכל סעיף יש תשובה ופתרון מלא - פתרו בזמן של הבחינה, ורק אחר כך פתחו את הפתרונות.
מבנה המתכונת
משך הבחינה: שעה ושלושה רבעים.
מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון זה שני פרקים – פרק ראשון 64 נקודות, פרק שני 36 נקודות; סך הכול 100 נקודות.
חומר עזר מותר בשימוש: אין.
הוראות מיוחדות: את התשובות על השאלות בפרק הראשון יש לסמן בתשובון שבסוף מחברת הבחינה. את התשובות על השאלות בפרק השני יש לכתוב במחברת הבחינה.
פרק ראשון (64 נקודות): בפרק זה 20 שאלות, 1–20. ענו על כל השאלות. אם תענו נכון על 17 שאלות לפחות, תקבלו את מלוא 64 הנקודות. לכל שאלה מוצעות ארבע תשובות; בחרו בתשובה הנכונה ביותר וסמנו אותה בתשובון (בכל שאלה יש לסמן × אחד בלבד).
פרק שני (36 נקודות): בפרק זה שלוש שאלות, 21–23. קראו את הקטע, וענו על כל השאלות 21–23 במחברת הבחינה (מספר הנקודות לכל סעיף רשום בסופו).
השאלות בשאלון זה מנוסחות בלשון רבים, אף על פי כן על כל תלמידה וכל תלמיד להשיב עליהן באופן אישי.
פרק ראשון (64 נקודות)
בפרק זה 20 שאלות, 1–20. ענו על כל השאלות. אם תענו נכון על 17 שאלות לפחות, תקבלו את מלוא 64 הנקודות. לכל שאלה מוצעות ארבע תשובות; בחרו בתשובה הנכונה ביותר וסמנו אותה בתשובון (בכל שאלה יש לסמן × אחד בלבד).
שאלה 1 · סדר האירועים בוויסות כמות המים אחרי הזעה
אדם עבד שעות רבות בחום, הזיע הרבה ולא שתה. בסוף היום הוא הפריש מעט שתן מרוכז.
מהו הסדר הנכון של האירועים שהביאו לכך?
- א.
עלייה בהפרשת ADH, עלייה בריכוז המומסים בדם, עלייה בספיגה החוזרת של מים בכליות, ירידה בנפח השתן.
- ב.
עלייה בריכוז המומסים בדם, עלייה בהפרשת ADH, עלייה בספיגה החוזרת של מים בכליות, ירידה בנפח השתן.
- ג.
עלייה בריכוז המומסים בדם, עלייה בספיגה החוזרת של מים בכליות, עלייה בהפרשת ADH, ירידה בנפח השתן.
- ד.
ירידה בריכוז המומסים בדם, ירידה בהפרשת ADH, עלייה בספיגה החוזרת של מים בכליות, ירידה בנפח השתן.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
ב – איבוד המים בזיעה מעלה את ריכוז המומסים בדם; זה הגירוי להגברת הפרשת ADH מן ההיפופיזה; ADH מגביר את הספיגה החוזרת של מים מן הצינוריות בנפרונים אל הדם, ולכן נוצר מעט שתן מרוכז.
1. עלייה בריכוז המומסים בדם: בזיעה הגוף מאבד מים רבים, ובלי שתייה נפח המים בדם קטן וריכוז המומסים בו עולה.
2. עלייה בהפרשת ADH: תאים במוח חשים בעלייה בריכוז המומסים, וההיפופיזה מפרישה לדם יותר ADH.
3. עלייה בספיגה החוזרת של מים: ADH מגיע בדם לכליות ונקשר לקולטנים בתאי הצינוריות בנפרונים. בעקבות זאת עוברים יותר מים מן התסנין בחזרה אל הדם.
4. ירידה בנפח השתן: מעט מים נשארים בתסנין, ולכן נוצר מעט שתן מרוכז, והגוף חוסך מים. כשריכוז המומסים בדם חוזר לתחום התקין, הפרשת ה־ADH פוחתת – משוב שלילי.
- א. העלייה בהפרשת ADH היא תגובה לעלייה בריכוז המומסים בדם, ולכן היא באה אחריה ולא לפניה.
- ג. הספיגה החוזרת של המים גוברת בעקבות ה־ADH, ולכן היא באה אחרי העלייה בהפרשתו.
- ד. איבוד מים מעלה את ריכוז המומסים בדם ולא מוריד אותו; וירידה בהפרשת ADH הייתה מקטינה את הספיגה החוזרת של מים ומגדילה את נפח השתן.
שאלה 2 · הסרת טבעת של קליפה סביב גזע העץ
בגזע של עצים השיפה נמצאת בקליפה, והעצה נמצאת בחלק הפנימי של הגזע.
גנן הסיר טבעת של קליפה (כולל השיפה) מסביב לגזע של עץ, ולא פגע בעצה.
מה צפוי לקרות לעץ?
- א.
השורשים לא יקבלו סוכר מן העלים, ואחרי זמן מה הם ימותו, ואיתם העץ כולו.
- ב.
העלים יתייבשו מייד, כי מים לא יגיעו אליהם מן השורשים.
- ג.
הסוכר יגיע אל השורשים דרך העצה, ולכן העץ לא ייפגע.
- ד.
הפוטוסינתזה בעלים תיפסק מייד.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
א – הסוכר מובל מן העלים אל השורשים בשיפה; כשהשיפה הוסרה, השורשים אינם מקבלים סוכר לנשימה תאית, ולאחר שינוצלו חומרי התשמורת שבהם הם ימותו.
התשובה הנכונה: א. השורשים נמצאים בחושך ואינם מבצעים פוטוסינתזה. הסוכר שהם זקוקים לו – לנשימה תאית (הפקת ATP, למשל לקליטה פעילה של מינרלים) ולבניית חומרי התא – מגיע אליהם מן העלים דרך צינורות השיפה. הסרת טבעת של קליפה סביב הגזע מנתקת את השיפה, ולכן הסוכר אינו מגיע אל השורשים. העצה לא נפגעה, ולכן בתחילה מים ומינרלים ממשיכים לעלות אל העלים, והעץ נראה תקין. אבל כשהשורשים ינצלו את חומרי התשמורת שבהם, הם ימותו, והעץ כולו ימות.
- ב. מים מובלים מן השורשים אל העלים בעצה, והעצה לא נפגעה. העלים לא יתייבשו מייד.
- ג. העצה מובילה מים ומינרלים מלמטה למעלה, ואינה מובילה סוכר מן העלים אל השורשים.
- ד. העלים ממשיכים לקבל מים, אור ו־CO₂, ולכן הפוטוסינתזה בהם אינה נפסקת מייד.
שאלה 3 · חיסון צוות בית החולים נגד שפעת
בבתי חולים ממליצים לאנשי הצוות להתחסן נגד שפעת בכל שנה, גם כשהם צעירים ובריאים.
מהי הסיבה העיקרית להמלצה זו?
- א.
החיסון מעניק לאנשי הצוות נוגדנים מוכנים שהם מעבירים למטופלים.
- ב.
צמצום הסיכוי שאנשי הצוות יעבירו את הנגיף למטופלים חלשים.
- ג.
החיסון מגביר את ייצור הנוגדנים נגד כל הנגיפים, ולא רק נגד נגיף השפעת.
- ד.
החיסון מונע מאנשי הצוות להידבק בחיידקים בבית החולים.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
ב – איש צוות מחוסן כמעט אינו נדבק ואינו מעביר את הנגיף; כך מוגנים המטופלים החולים והחלשים, שעבורם שפעת מסוכנת במיוחד.
התשובה הנכונה: ב. החיסון נגד שפעת הוא חיסון פעיל: גוף המתחסן מייצר נוגדנים ותאי זיכרון נגד נגיף השפעת. איש צוות מחוסן נדבק פחות, ולכן גם מעביר פחות את הנגיף. בבית החולים יש מטופלים רבים שמערכת החיסון שלהם חלשה (קשישים, חולים כרוניים, מקבלי טיפולים מדכאי חיסון), ושפעת מסוכנת להם במיוחד. כשרוב הצוות מחוסן, שרשרת ההדבקה נקטעת והמטופלים מוגנים.
- א. נוגדנים אינם עוברים מאדם לאדם במגע רגיל; וחיסון פעיל אינו "נוגדנים מוכנים" – הגוף מייצר אותם בעצמו.
- ג. החיסון ייחודי – הוא מעורר תגובה נגד האנטיגנים של נגיף השפעת בלבד.
- ד. חיסון נגד נגיף אינו מגן מפני חיידקים – שוב בגלל הייחודיות של התגובה החיסונית.
שאלה 4 · מקור האנרגיה בריצה ארוכה
בתחילת ריצה ארוכה השרירים מפיקים אנרגיה בעיקר מגלוקוז שמקורו בגליקוגן. אחרי כשעתיים של ריצה רוב הגליקוגן בגוף כבר נוצל, והרץ ממשיך לרוץ.
מאיזה חומר מפיקים השרירים את רוב האנרגיה בשלב זה?
- א.
מ־ATP שנאגר בשרירים לפני הריצה
- ב.
משומנים
- ג.
מחמצן
- ד.
מוויטמינים
◂ פתרון מלא לשאלה 4
ב – אחרי שהגליקוגן מתרוקן, הגוף מפרק שומן שנאגר ברקמת השומן; חומצות השומן מועברות בדם לשרירים ומפורקות בנשימה התאית.
התשובה הנכונה: ב. שומן הוא חומר התשמורת העיקרי לאנרגיה בגוף האדם, ובגרם שומן אצורה יותר אנרגיה מאשר בגרם פחמימה. כשמאגרי הגליקוגן מתרוקנים, שומן מרקמת השומן מפורק, חומצות השומן מגיעות בדם אל השרירים, ובתאי השריר הן מפורקות בנשימה התאית האווירנית במיטוכונדריות, והאנרגיה משמשת לבניית ATP.
- א. ATP אינו נאגר בכמות גדולה; בשריר יש ATP רק לשניות ספורות של פעילות, והוא נבנה כל הזמן מחדש בנשימה התאית.
- ג. חמצן משתתף בנשימה התאית, אבל אינו מקור האנרגיה – האנרגיה נמצאת בחומר האורגני המפורק.
- ד. ויטמינים דרושים בכמויות קטנות ומשתתפים בפעילות אנזימים, אבל אינם מפורקים כמקור אנרגיה.
שאלה 5 · פירוק עמילן בשורשים בקרקע שמתייבשת
כאשר הקרקע מתייבשת, בתאי השורש של צמח מדברי מסוים מתפרק עמילן לסוכרים מסיסים.
כיצד תהליך זה מסייע לצמח?
- א.
הסוכרים יוצאים מן השורש אל הקרקע ומגדילים את כמות המים בה.
- ב.
פירוק העמילן משחרר מים, וזה מקור המים העיקרי של הצמח.
- ג.
ריכוז המומסים בתאי השורש יורד, ולכן מים נכנסים אליהם.
- ד.
ריכוז המומסים בתאי השורש עולה, ולכן הם ממשיכים לקלוט מים מן הקרקע באוסמוזה.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
ד – עמילן אינו מסיס ואינו משפיע על פוטנציאל המים; פירוקו למולקולות סוכר רבות ומסיסות מעלה את ריכוז המומסים ומוריד את פוטנציאל המים בתאי השורש, כך שמים ממשיכים לעבור אליהם מן הקרקע היבשה.
התשובה הנכונה: ד. עמילן הוא פולימר שאינו מסיס, ולכן אינו תורם לריכוז המומסים בתא. כשהוא מתפרק למולקולות רבות של סוכר מסיס, ריכוז המומסים בתאי השורש עולה ← פוטנציאל המים בהם יורד. בקרקע שמתייבשת גם פוטנציאל המים של הקרקע יורד; כל עוד פוטנציאל המים בתאי השורש נמוך משל הקרקע, מים ממשיכים לעבור לשורש באוסמוזה.
- א. הסוכרים נשארים בתוך תאי השורש (וזה מה שמוריד את פוטנציאל המים בהם), ובכל מקרה סוכרים אינם מוסיפים מים לקרקע.
- ב. פירוק עמילן לסוכרים צורך מים (כל קשר שמתפרק מצרף מולקולת מים), ואינו משחרר אותם.
- ג. פירוק העמילן למולקולות רבות של סוכר מעלה את ריכוז המומסים, ואינו מוריד אותו.
שאלה 6 · תא אפידרמיס של בצל בתמיסה – הקרום מתרחק מן הדופן
תלמידים הכניסו רצועה של אפידרמיס (קליפה דקה) מעלה של בצל לתמיסה. כעבור כמה דקות ראו במיקרוסקופ שבתאים הציטופלסמה התכווצה, וקרום התא התרחק מדופן התא.
מה אפשר להסיק מכך על התמיסה, בהשוואה לתוכן התאים?
- א.
ריכוז המומסים בתמיסה נמוך מריכוזם בתאים, ולכן מים נכנסו לתאים.
- ב.
ריכוז המומסים בתמיסה ובתאים שווה.
- ג.
הדופן של התאים נהרסה בתמיסה, ולכן הקרום התרחק ממנה.
- ד.
ריכוז המומסים בתמיסה גבוה מריכוזם בתאים (פוטנציאל המים בתמיסה נמוך יותר), ולכן מים יצאו מן התאים.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
ד – הציטופלסמה התכווצה כי מים יצאו מן התאים באוסמוזה. מים עוברים מפוטנציאל מים גבוה לנמוך – אל הצד שבו ריכוז המומסים גבוה יותר – ולכן התמיסה מרוכזת יותר מתוכן התאים.
התשובה הנכונה: ד. קרום התא הוא קרום בררני, ומים עוברים דרכו באוסמוזה – מן הצד שבו פוטנציאל המים גבוה (ריכוז המומסים נמוך) אל הצד שבו פוטנציאל המים נמוך (ריכוז המומסים גבוה). הציטופלסמה התכווצה והקרום התרחק מן הדופן – סימן שמים יצאו מן התאים. לכן ריכוז המומסים בתמיסה גבוה מריכוזם בתאים. הדופן הקשיחה שומרת על צורתה, ולכן רק הקרום והציטופלסמה מתכווצים ומתרחקים ממנה.
- א. אילו התמיסה הייתה מהולה יותר מן התאים, מים היו נכנסים לתאים, והקרום היה נלחץ אל הדופן – לא מתרחק ממנה.
- ב. בריכוזים שווים אין מעבר נטו של מים, ונפח הציטופלסמה אינו משתנה.
- ג. הדופן לא נהרסה; היא נשארה במקומה, והקרום התרחק ממנה בגלל יציאת המים.
שאלה 7 · העברת האות מתא עצב לתא שריר
מה מתרחש בסינפסה שבין תא עצב לתא שריר?
- א.
האות החשמלי עובר ישירות מקצה האקסון לתא השריר דרך המרווח הסינפטי.
- ב.
תא השריר משחרר מוליך עצבי, הנקלט בקולטנים שבקצה האקסון.
- ג.
המוליך העצבי חודר לגרעין של תא השריר ומפעיל בו גנים.
- ד.
מוליך עצבי המשתחרר מקצה האקסון נקשר לקולטנים שבקרום תא השריר.
◂ פתרון מלא לשאלה 7
ד – בהגיע האות החשמלי לקצה האקסון משתחרר מוליך עצבי למרווח הסינפטי; הוא נקשר לקולטנים ייחודיים בקרום תא השריר ומעורר בו תגובה.
התשובה הנכונה: ד. כשהאות החשמלי מגיע לקצה האקסון של תא העצב, משתחררים ממנו מולקולות של מוליך עצבי (נוירוטרנסמיטר) אל המרווח הסינפטי. המוליך העצבי עובר בדיפוזיה את המרווח ונקשר לקולטנים ייחודיים לו, הנמצאים בקרום התא שאחרי הסינפסה – כאן תא השריר. הקישור מעורר בתא השריר תגובה, ובסופה השריר מתכווץ.
- א. בסינפסה האות אינו עובר כאות חשמלי דרך המרווח; המעבר הוא כימי, באמצעות המוליך העצבי.
- ב. הכיוון הפוך: המוליך העצבי משתחרר מתא העצב (שלפני הסינפסה), והקולטנים נמצאים בתא שאחריה. לכן האות עובר בסינפסה בכיוון אחד בלבד.
- ג. המוליך העצבי אינו חודר לגרעין; הוא נקשר לקולטנים שעל פני הקרום.
שאלה 8 · מעט אריות ורבים זברות
בסוואנה באפריקה מספר האריות קטן בהרבה ממספר הזברות שהם ניזונים מהן.
מהו ההסבר העיקרי לכך?
- א.
האריות גדולים מן הזברות, ולכן יש להם פחות מקום בסוואנה.
- ב.
בכל מעבר בין רמות הזנה רוב האנרגייה אינה עוברת לרמה הבאה, ולכן לרמת האריות זמינה מעט אנרגייה.
- ג.
אריות מתרבים לאט, כי הם טורפי־על.
- ד.
הזברות ניזונות מצמחים, ולכן הן אינן תלויות באנרגיית השמש.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
ב – רוב האנרגייה שבזברות משמשת אותן לנשימה תאית ואובדת כחום, ורק חלק קטן (בערך 10%) עובר לאריות; כמות אנרגייה קטנה מקיימת מעט פרטים.
התשובה הנכונה: ב. האנרגייה עוברת במערכת האקולוגית מן היצרנים (עשב) לצרכנים הראשוניים (זברות), ומהם לצרכנים השניוניים (אריות). בכל רמה רוב האנרגייה שהיצורים קולטים משמשת אותם לנשימה תאית – לתנועה, לשמירה על חום הגוף ועוד – ואובדת כחום; חלק אחר נשאר בחלקים שאינם נאכלים. רק חלק קטן, בערך 10%, עובר לרמה הבאה. לכן לרמת האריות מגיעה מעט אנרגייה, והיא מספיקה לקיום מעט פרטים בלבד.
- א. הגודל ו"המקום" אינם ההסבר. ההגבלה נובעת מכמות האנרגייה הזמינה לכל רמת הזנה.
- ג. גם אילו האריות היו מתרבים מהר, אוכלוסייתם הייתה מוגבלת בכמות המזון (האנרגייה) הזמינה.
- ד. הזברות תלויות באנרגיית השמש – בעקיפין: הצמחים שהן אוכלות קלטו אותה בפוטוסינתזה.
שאלה 9 · ממה בנוי כרומוזום
ממה בנוי כרומוזום בתא אאוקריוטי?
- א.
מולקולת DNA ארוכה הכרוכה סביב חלבונים
- ב.
רצף של חומצות אמיניות בלבד
- ג.
מולקולות רבות של RNA מוביל (tRNA)
- ד.
חומצות שומן וגליצרול
◂ פתרון מלא לשאלה 9
א – כרומוזום הוא מולקולת DNA אחת ארוכה מאוד, הכרוכה סביב חלבונים ומקופלת בעזרתם.
התשובה הנכונה: א. כל כרומוזום בתא אאוקריוטי מכיל מולקולת DNA אחת ארוכה מאוד, שעליה גנים רבים. ה־DNA כרוך סביב חלבונים ומקופל בעזרתם, וכך המולקולה הארוכה נכנסת לגרעין, וכך גם מתאפשרת חלוקה מסודרת של החומר התורשתי בחלוקת התא.
- ב. בכרומוזום יש חלבונים, אבל עיקר החומר התורשתי בו הוא DNA. רצף של חומצות אמיניות בלבד הוא חלבון.
- ג. tRNA הוא מולקולה קטנה שמביאה חומצות אמיניות לריבוזום בתהליך התרגום. הוא אינו חלק מן הכרומוזום.
- ד. חומצות שומן וגליצרול הן אבני הבניין של שומנים, ולא של החומר התורשתי.
שאלה 10 · שרשרת מזון בבריכה – פגיעה באצות
בבריכה מסוימת מתקיימת שרשרת המזון:
אצות ← חלזונות ← דגים ← אנפות
חומר הדברה שנשטף לבריכה מן השדות השמיד את רוב האצות.
מה צפוי לקרות בעקבות זאת לאוכלוסיית החלזונות ולאוכלוסיית האנפות בבריכה?
- א.
אוכלוסיית החלזונות תקטן, ואוכלוסיית האנפות תגדל.
- ב.
אוכלוסיית החלזונות תגדל, ואוכלוסיית האנפות תקטן.
- ג.
אוכלוסיית החלזונות תקטן, וגם אוכלוסיית האנפות תקטן.
- ד.
שתי האוכלוסיות לא ישתנו, כי חומר ההדברה פגע רק באצות.
◂ פתרון מלא לשאלה 10
ג – האצות הן היצרנים ובסיס השרשרת; כשהן פוחתות, פחות מזון ואנרגייה עוברים לכל הרמות: החלזונות, הדגים והאנפות פוחתים.
התשובה הנכונה: ג. האצות הן היצרנים – בסיס שרשרת המזון. כל האנרגייה והחומר האורגני שבשרשרת מגיעים מן הפוטוסינתזה שלהן. כשרוב האצות נשמדו:
1. לחלזונות יש פחות מזון – אוכלוסייתם קטנה.
2. לדגים יש פחות חלזונות לאכול – אוכלוסייתם קטנה.
3. לאנפות יש פחות דגים – אוכלוסייתן קטנה (או שהן עוזבות את הבריכה).
פגיעה ביצרנים משפיעה על כל הרמות שמעליהם באותו כיוון, כי היא מקטינה את כמות האנרגייה הנכנסת לכל השרשרת.
- א. פחות חלזונות פירושו פחות מזון לדגים, ולכן גם פחות מזון לאנפות. אין סיבה שהאנפות יגדלו.
- ב. החלזונות ניזונים מן האצות, ולכן מחסור באצות מקטין את אוכלוסייתם ולא מגדיל אותה.
- ד. גם אם חומר ההדברה לא פגע ישירות בבעלי החיים, הם תלויים באצות כמקור מזון, ולכן הם מושפעים בעקיפין.
שאלה 11 · יציאת אינסולין מתאי הלבלב
אינסולין הוא הורמון חלבוני – מולקולה גדולה – הנוצר בתאים מסוימים בלבלב ומופרש מהם אל הדם.
באיזה תהליך יוצא האינסולין מן התאים?
- א.
אקסוציטוזה: שלפוחיות שבתוכן אינסולין מתאחות עם קרום התא, ותוכנן משתחרר אל מחוץ לתא.
- ב.
דיפוזיה ישירה דרך שכבת הפוספוליפידים של הקרום.
- ג.
אוסמוזה, יחד עם המים שיוצאים מן התא.
- ד.
אנדוציטוזה: הקרום מתקפל פנימה סביב האינסולין.
◂ פתרון מלא לשאלה 11
א – מולקולת חלבון גדולה אינה יכולה לעבור דרך הקרום; היא נארזת בשלפוחיות, והשלפוחיות מתאחות עם קרום התא ומשחררות אותה החוצה – אקסוציטוזה.
התשובה הנכונה: א. האינסולין הוא חלבון – מולקולה גדולה, שאינה יכולה לעבור דרך שכבת הפוספוליפידים של הקרום. אחרי שהוא נוצר בריבוזומים הוא נארז בשלפוחיות קרומיות. כשהתא מקבל אות להפריש (עלייה בריכוז הגלוקוז בדם), השלפוחיות נעות אל קרום התא, מתאחות איתו, ותוכנן משתחרר אל מחוץ לתא – אקסוציטוזה. משם האינסולין עובר אל הדם. התהליך דורש אנרגייה (ATP).
- ב. דרך שכבת הפוספוליפידים עוברות בדיפוזיה רק מולקולות קטנות או מסיסות בשומן; חלבון גדול אינו עובר בה.
- ג. אוסמוזה היא מעבר של מים דרך קרום בררני, ולא של חומרים מומסים.
- ד. אנדוציטוזה היא הכנסת חומרים לתא בשלפוחיות, ולא הוצאתם.
שאלה 12 · סדר אירועים ברבייה של כלב
לפניכם ארבעה אירועים בתהליך הרבייה של כלבים:
I – זיגוטה מתחלקת שוב ושוב, ונוצר עובר.
II – תאים באיברי הרבייה של הזכר מתחלקים בחלוקה שבה מספר הכרומוזומים בתאים יורד לחצי.
III – תא זרע מתאחד עם תא ביצה.
IV – נוצרים תאי זרע בעלי מערכת כרומוזומים אחת.
מהו הסדר הנכון של האירועים?
- א.
IV ← II ← III ← I
- ב.
II ← IV ← III ← I
- ג.
III ← I ← II ← IV
- ד.
II ← III ← IV ← I
◂ פתרון מלא לשאלה 12
ב – קודם מיוזה באיברי הרבייה של הזכר (II), בעקבותיה נוצרים תאי זרע הפלואידיים (IV), אחר כך הפריה (III), ובסוף חלוקות מיטוזה של הזיגוטה ליצירת העובר (I).
- II – מיוזה: באיברי הרבייה של הזכר מתחלקים תאים בחלוקת הפחתה, ומספר הכרומוזומים יורד לחצי.
- IV – תאי זרע: בעקבות המיוזה נוצרים תאי זרע הפלואידיים – בעלי מערכת כרומוזומים אחת.
- III – הפריה: תא זרע מתאחד עם תא ביצה, ונוצרת זיגוטה דיפלואידית.
- I – מיטוזה: הזיגוטה מתחלקת שוב ושוב, ונוצר עובר שבכל תאיו אותו מידע תורשתי.
- א. תאי זרע הפלואידיים (IV) נוצרים בעקבות המיוזה (II), ולא לפניה.
- ג. הפריה (III) אינה יכולה להתרחש לפני שנוצרו תאי זרע, ואחרי היווצרות העובר אין צורך במיוזה ליצירתו.
- ד. הפריה (III) אינה יכולה לקדום להיווצרות תאי הזרע (IV).
שאלה 13 · חומר שחודר מהר דרך הקרום
חומר X חודר במהירות לתאים של בעלי חיים, גם בלי חלבוני נשא או תעלות בקרום, וגם כשהתא אינו מספק אנרגיה.
מה עשוי להסביר זאת?
- א.
חומר X גדול מאוד ואינו מסיס בשומן.
- ב.
התא זקוק לחומר X, ולכן הקרום מאפשר את כניסתו.
- ג.
חומר X נכנס לתא בהעברה פעילה.
- ד.
מולקולות X קטנות ומסיסות בשומן, ולכן הן עוברות ישירות דרך שכבת השומנים של הקרום.
◂ פתרון מלא לשאלה 13
ד – הקרום בנוי בעיקר משכבה כפולה של פוספוליפידים; מולקולות קטנות המסיסות בשומן עוברות דרכה בדיפוזיה, בלי חלבונים ובלי אנרגיה.
התשובה הנכונה: ד. קרום התא בנוי בעיקר משכבה כפולה של פוספוליפידים (שומנים), ובה חלבונים. מולקולות קטנות ומסיסות בשומן (למשל חמצן, CO₂, כוהל, הורמונים מסוימים) "מתמוססות" בשכבת השומנים ועוברות דרכה בדיפוזיה – לפי מפל הריכוזים, בלי חלבוני נשא ובלי השקעת אנרגיה. לכן הן חודרות מהר.
- א. מולקולות גדולות שאינן מסיסות בשומן אינן יכולות לעבור דרך שכבת השומנים בלי חלבוני נשא – בדיוק ההפך מן הנתון.
- ב. הקרום אינו "יודע" למה התא זקוק; הבררנות נקבעת לפי תכונות המולקולה (גודל, מסיסות בשומן, מטען) ולפי החלבונים שבקרום. גם חומרים רעילים קטנים ומסיסים בשומן חודרים.
- ג. העברה פעילה צורכת אנרגיה ונעשית בעזרת חלבוני נשא – שני דברים שלפי הנתון אינם נחוצים כאן.
שאלה 14 · שלוש בנות – מה הסיכוי לבן
לזוג נולדו שלוש בנות (לא תאומות). הזוג מצפה לילד רביעי (לא תאומים).
מה הסיכוי שהילד הרביעי יהיה בן?
- א.
1/8, כי הסיכוי ללדת ארבעה ילדים מאותו מין קטן מאוד.
- ב.
יותר מ־1/2, כי אחרי שלוש בנות "הגיע התור" של בן.
- ג.
1/4
- ד.
1/2
◂ פתרון מלא לשאלה 14
ד – בכל הפריה הסיכוי שתא הזרע נושא Y הוא 1/2, ואין קשר בין הפריה אחת לאחרת; לכן הסיכוי לבן הוא 1/2.
התשובה הנכונה: ד. אצל הגבר נוצרים במיוזה תאי זרע משני סוגים בכמות שווה: מחציתם נושאים X ומחציתם Y. כל ביצית נושאת X. מין הילד נקבע לפי תא הזרע שהפרה את הביצית: X ← בת (XX), Y ← בן (XY). לכן בכל היריון הסיכוי לבן הוא 1/2. כל הפריה היא אירוע בלתי תלוי – תא הזרע "אינו יודע" מה נולד קודם – ולכן שלוש הבנות הקודמות אינן משנות את הסיכוי.
- א. הסיכוי שמחשבים מראש, לפני שנולד ילד כלשהו, שארבעה ילדים יהיו כולם מאותו מין אכן קטן (1/8). אבל שלוש הבנות כבר נולדו, והשאלה היא רק על הילד הרביעי – והסיכוי שלו אינו תלוי בקודמים.
- ב. אין "תור": תוצאות ההפריות הקודמות אינן משפיעות על ההפריה הבאה.
- ג. 1/4 אינו מתאים לשום חישוב רלוונטי כאן – הסיכוי לכל ילד בנפרד הוא 1/2.
שאלה 15 · תהליך שאנזימים אינם משתתפים בו
באיזה מן התהליכים שלהלן אנזימים אינם משתתפים?
- א.
שכפול DNA
- ב.
נשימה תאית
- ג.
בניית חלבון בריבוזום (תרגום)
- ד.
מעבר חמצן מן הנאדיות לדם
◂ פתרון מלא לשאלה 15
ד – חמצן עובר מן הנאדיות לדם בדיפוזיה – תנועה פסיבית של מולקולות לפי מפל הריכוזים, שאינה תגובה כימית ואינה זקוקה לאנזים.
התשובה הנכונה: ד. אנזימים הם זרזים ביולוגיים: הם מזרזים תגובות כימיות – פירוק ובנייה של חומרים. מעבר חמצן מן האוויר שבנאדיות אל הדם הוא דיפוזיה: המולקולות נעות מאזור שריכוזן בו גבוה לאזור שריכוזן בו נמוך, ועוברות דרך הקרומים הדקים. זו אינה תגובה כימית, ואין בה צורך באנזים.
- א. בשכפול DNA אנזימים (למשל DNA־פולימראז) מחברים נוקלאוטידים לגדיל חדש.
- ב. הנשימה התאית היא שרשרת של תגובות פירוק, וכל אחת מהן מזורזת על ידי אנזים.
- ג. בתרגום נוצרים קשרים בין חומצות אמינו, וגם תהליך זה מזורז (בין השאר בעזרת הריבוזום עצמו ואנזימים הטוענים חומצות אמינו על ה־tRNA).
שאלה 16 · גן אנושי המתבטא בחיידק – אוניברסליות הצופן
חוקרים החדירו לחיידק רצף DNA המקודד לחלבון אנושי (בלי אינטרונים, ועם אזורי בקרה של חיידק). החיידק ייצר חלבון שרצף החומצות האמיניות שלו זהה לרצף שבחלבון האנושי.
איזו תכונה של הצופן הגנטי מאפשרת זאת?
- א.
לחיידק ולאדם יש אותו גנום.
- ב.
הריבוזומים של החיידק מתרגמים DNA ישירות לחלבון, בלי צורך ב־mRNA.
- ג.
כל קודון מקודד לכמה חומצות אמיניות, ולכן החיידק יכול לבחור את החומצה המתאימה.
- ד.
הצופן הגנטי אוניברסלי: אותו קודון מקודד לאותה חומצה אמינית כמעט בכל היצורים החיים.
◂ פתרון מלא לשאלה 16
ד – כמעט בכל היצורים כל קודון מקודד לאותה חומצה אמינית; לכן מערכת התרגום של החיידק "קוראת" את ה־mRNA שנוצר מן הגן האנושי ובונה אותו רצף של חומצות אמיניות.
התשובה הנכונה: ד. הצופן הגנטי הוא אוניברסלי: כמעט בכל היצורים החיים – חיידקים, צמחים, בעלי חיים ובני אדם – כל שלישייה של נוקלאוטידים (קודון) מקודדת לאותה חומצה אמינית. בחיידק, ה־DNA המוחדר משועתק ל־mRNA, והריבוזומים וה־tRNA של החיידק מתרגמים כל קודון לאותה חומצה אמינית שהיה מתרגם אליה תא אנושי. לכן נוצר חלבון בעל אותו רצף של חומצות אמיניות. תכונה זו היא אחד העקרונות שעליהם מבוססת ההנדסה הגנטית.
- א. הגנום של החיידק שונה מאוד מן הגנום של האדם; החוקרים החדירו לחיידק גן אחד בלבד.
- ב. הריבוזומים מתרגמים mRNA, לא DNA. גם בחיידק הגן משועתק תחילה ל־mRNA.
- ג. כל קודון מקודד לחומצה אמינית אחת בלבד (ההפך הוא הנכון: לאותה חומצה אמינית יכולים לקודד כמה קודונים).
שאלה 17 · זרעים שנשארים רדומים כמה שנים
בצמח חד־שנתי מסוים רק חלק מן הזרעים נובטים בחורף הראשון אחרי פיזורם, ושאר הזרעים נשארים רדומים בקרקע ונובטים בשנים הבאות.
באיזה בית גידול יש יתרון לתכונה זו?
- א.
בבית גידול שבו יורד גשם בכמות דומה בכל שנה.
- ב.
בבית גידול שבו כמות הגשם משתנה מאוד משנה לשנה, ויש שנים שחונות.
- ג.
בבית גידול שבו הטמפרטורות דומות בכל עונות השנה.
- ד.
בבית גידול שבו יש בשפע מים ואור בכל השנה.
◂ פתרון מלא לשאלה 17
ב – אם בשנה שחונה כל הצמחים שנבטו מתים לפני שיצרו זרעים, הזרעים הרדומים בקרקע מבטיחים שהאוכלוסייה תתחדש בשנה גשומה.
התשובה הנכונה: ב. במקום שבו כמות הגשם אינה צפויה, ייתכן שבשנה מסוימת יירד מעט מאוד גשם, והצמחים שנבטו ימותו לפני שיספיקו ליצור זרעים. אם כל הזרעים היו נובטים באותה שנה, האוכלוסייה הייתה נעלמת. בזכות הזרעים שנשארים רדומים בקרקע לשנים הבאות, האוכלוסייה שורדת גם אחרי שנה שחונה ומתחדשת בשנה גשומה.
- א. כשהגשם יורד בכמות דומה בכל שנה, הסיכון קטן, ויש יתרון דווקא לנביטה מהירה של כל הזרעים.
- ג. טמפרטורה אחידה אינה יוצרת סיכון שבגללו כדאי "לשמור" זרעים לשנים הבאות.
- ד. כשיש מים ואור בשפע, אין סיכון שהצמחים ימותו לפני שיצרו זרעים, והתכונה אינה מקנה יתרון.
שאלה 18 · התחממות הקרקע ופעילות המפרקים
בקרקע של יערות רבים אגורה כמות גדולה של חומר אורגני מת (עלים נושרים, ענפים ושורשים). מדענים חוששים שההתחממות של כדור הארץ תגביר את פעילות המפרקים בקרקע.
כיצד הגברת הפעילות של המפרקים עלולה להגביר עוד יותר את ההתחממות?
- א.
המפרקים יקלטו יותר CO₂ מן האוויר.
- ב.
המפרקים ישחררו לאוויר יותר CO₂ בנשימה התאית.
- ג.
המפרקים יפרקו חומרים אי־אורגניים לחומרים אורגניים.
- ד.
המפרקים יפיקו יותר חמצן, והחמצן יקלוט חום.
◂ פתרון מלא לשאלה 18
ב – המפרקים מפרקים את החומר האורגני בנשימה תאית ומשחררים CO₂; יותר פעילות ← יותר CO₂ באוויר ← עוד התחממות.
התשובה הנכונה: ב. המפרקים (חיידקים ופטריות) ניזונים מחומר אורגני מת. את החומרים האורגניים שהם קולטים הם מפרקים בנשימה תאית, ובתהליך זה משתחרר CO₂. בטמפרטורה גבוהה יותר (בתחום שמתחת לטמפרטורה המיטבית) האנזימים של המפרקים פועלים מהר יותר, והפירוק מואץ. כך הפחמן שהיה אגור בקרקע עובר לאוויר כ־CO₂, ריכוזו של גז החממה עולה, וההתחממות מתגברת עוד יותר – ההתחממות מזינה את עצמה.
- א. המפרקים הם הטרוטרופים, ואינם קולטים CO₂ מן האוויר. CO₂ נקלט בפוטוסינתזה בידי יצרנים.
- ג. המפרקים מפרקים חומרים אורגניים לחומרים אי־אורגניים, ולא להפך.
- ד. המפרקים צורכים חמצן בנשימה התאית ואינם מפיקים אותו. ומלבד זאת, חמצן אינו גז חממה.
שאלה 19 · מספר הכרומוזומים בתאי מין של צמח אחרי אי־הפרדה
בתאי העלה של צמח מסוים יש כרומוזומים (5 זוגות). בתא־אם אחד שעבר מיוזה, זוג כרומוזומים הומולוגיים אחד לא נפרד בחלוקה הראשונה של המיוזה, ושאר שלבי המיוזה היו תקינים.
מה מספר הכרומוזומים בכל אחד מארבעת התאים שנוצרו מתא־אם זה?
- א.
5, 5, 5, 5
- ב.
10, 10, 0, 0
- ג.
6, 5, 5, 4
- ד.
6, 6, 4, 4
◂ פתרון מלא לשאלה 19
ד – בחלוקה הראשונה תא אחד קיבל 6 כרומוזומים (שני ההומולוגים של הזוג) והאחר 4; בחלוקה השנייה, התקינה, כל תא נחלק לשני תאים בעלי אותו מספר: 6, 6 ו־4, 4.
התשובה הנכונה: ד. במיוזה תקינה, בחלוקה הראשונה נפרדים הכרומוזומים ההומולוגיים, וכל תא מקבל אחד מכל זוג – 5 כרומוזומים (כל אחד בנוי משתי כרומטידות). בחלוקה השנייה נפרדות הכרומטידות, ומתקבלים ארבעה תאים עם 5 כרומוזומים.
כאן זוג אחד לא נפרד בחלוקה הראשונה: שני ההומולוגים עברו לאותו תא. לכן תא אחד קיבל כרומוזומים, והתא השני . בחלוקה השנייה כל אחד מהם נחלק לשני תאים בעלי אותו מספר כרומוזומים: 6, 6 ו־4, 4.
- א. 5, 5, 5, 5 הוא תוצאה של מיוזה תקינה.
- ב. 10, 10, 0, 0 היה מתקבל אילו אף זוג לא היה נפרד בחלוקה הראשונה – לא זוג אחד בלבד.
- ג. 6, 5, 5, 4 מתקבל כשאי־ההפרדה מתרחשת בחלוקה השנייה באחד התאים (כרומטידות אחיות שלא נפרדו), ולא בחלוקה הראשונה.
שאלה 20 · עצירת נשימה מתחת למים
שחיין עצר את נשימתו מתחת למים במשך דקה.
מה קרה בדמו במשך הזמן הזה?
- א.
ריכוז ה־CO₂ בדם עלה.
- ב.
ריכוז החמצן בדם עלה.
- ג.
ההמוגלובין קשר יותר חמצן.
- ד.
ריכוז ה־CO₂ בדם לא השתנה, כי השחיין לא נשם.
◂ פתרון מלא לשאלה 20
א – התאים המשיכו בנשימה תאית ושחררו CO₂ לדם, אבל הוא לא נפלט בנשיפה – ולכן ריכוזו בדם עלה.
התשובה הנכונה: א. גם כשהשחיין עוצר את נשימתו, התאים ממשיכים בנשימה תאית: הם צורכים חמצן ומשחררים CO₂ אל הדם. מכיוון שאין נשיפה, ה־CO₂ אינו נפלט מן הריאות, והוא מצטבר בדם. העלייה בריכוז ה־CO₂ מגרה את מרכז הנשימה, ולכן השחיין חש דחף חזק לנשום.
- ב. בלי שאיפה לא נכנס חמצן חדש, והתאים ממשיכים לצרוך חמצן – ריכוזו בדם יורד.
- ג. בלי שאיפה אין חמצן חדש שההמוגלובין יקשור; כמות החמצן הקשור להמוגלובין יורדת.
- ד. ה־CO₂ נוצר בנשימה התאית, שממשיכה גם בלי אוורור הריאות; הוא רק אינו נפלט.
פרק שני (36 נקודות)
בפרק זה שלוש שאלות, 21–23. קראו את הקטע, וענו על כל השאלות 21–23 במחברת הבחינה (מספר הנקודות לכל סעיף רשום בסופו).
שאלה 21 · צבע העור, קרינה על־סגולה וויטמין D – שני החומרים
(1) אור השמש מכיל, נוסף על האור הנראה, גם קרינה על־סגולה (קרינת UV). קרינה זו חודרת לשכבות העליונות של העור, ויכולה לגרום נזק ל־DNA שבתאי העור. נזק כזה עלול לגרום לשינויים ב־DNA, ולעיתים לסרטן העור.
(2) בתאים מסוימים בעור נוצר צבען (פיגמנט) כהה בשם מלנין. המלנין מצטבר בתאי השכבה העליונה של העור, ובולע חלק גדול מן הקרינה העל־סגולה לפני שהיא מגיעה אל ה־DNA שבגרעיני התאים. ככל שיש בעור יותר מלנין, צבעו כהה יותר.
(3) לקרינה העל־סגולה יש גם השפעה חיובית: בתאי העור, בעזרת אנרגיית הקרינה, הופך חומר מסוים שנמצא בעור לויטמין D. ויטמין D מובל בדם לכל הגוף, והוא דרוש לבניית העצמות ולשמירה על ריכוז תקין של סידן בדם. מעט מאוד מזונות עשירים בוויטמין D, ולכן אצל רוב בני האדם רוב הוויטמין נוצר בעור.
(4) באוכלוסיות האדם שחיו במשך דורות רבים באזורים קרובים לקו המשווה, שבהם הקרינה העל־סגולה חזקה כל השנה, צבע העור כהה בדרך כלל. באוכלוסיות שחיו במשך דורות רבים באזורים רחוקים מקו המשווה, שבהם הקרינה חלשה – בייחוד בחורף – צבע העור בהיר יותר. לפי הסבר מקובל, הבדלים אלה התפתחו בברירה טבעית, בגלל האיזון בין הצורך להגן על העור מפני הקרינה לבין הצורך לייצר די ויטמין D.
בקטע מוזכרים שני חומרים הנוצרים בעור ומשפיעים על הגוף.
כתבו מה הם שני החומרים, וציינו מהי ההשפעה של כל אחד מהם.
◂ פתרון מלא לשאלה 21
פתרון
1. מלנין – צבען כהה שבולע את הקרינה העל־סגולה לפני שהיא מגיעה ל־DNA שבתאי העור, ולכן מגן על ה־DNA מנזק (ומפחית את הסיכון לסרטן העור); הוא גם קובע את צבע העור (פסקה 2). 2. ויטמין D – נוצר בתאי העור בעזרת אנרגיית הקרינה העל־סגולה, מובל בדם לכל הגוף, ודרוש לבניית העצמות ולשמירה על ריכוז תקין של סידן בדם (פסקה 3).
1. מלנין (פסקה 2): צבען (פיגמנט) כהה הנוצר בתאים מסוימים בעור ומצטבר בשכבה העליונה שלו. השפעתו: הוא בולע את הקרינה העל־סגולה לפני שהיא מגיעה אל ה־DNA שבגרעיני התאים, ולכן מגן על ה־DNA מפני נזק – נזק העלול לגרום לשינויים ב־DNA ולסרטן העור (פסקה 1). כמות המלנין קובעת גם את צבע העור.
2. ויטמין D (פסקה 3): נוצר בתאי העור מחומר הנמצא בעור, בעזרת אנרגיית הקרינה העל־סגולה. השפעתו: הוא מובל בדם לכל הגוף, ודרוש לבניית העצמות ולשמירה על ריכוז תקין של סידן בדם.
(שני החומרים קשורים זה לזה: המלנין בולע את הקרינה, ולכן בעור שבו מלנין רב נוצר פחות ויטמין D – זה האיזון המתואר בפסקה 4.)
שאלה 22 · ניסויים בתרביות תאי עור – צבע העור, משך החשיפה וויטמין D
חוקרים בדקו את הקשר בין כמות המלנין בעור, משך החשיפה לקרינה על־סגולה וכמות הוויטמין D הנוצרת. הם השתמשו ברקמות עור שגודלו במעבדה מתאי עור של אנשים שונים. לניסויים היו חזרות רבות.
החוקרים השתמשו ברקמות עור משני סוגים: רקמות שבהן מעט מלנין (עור בהיר) ורקמות שבהן הרבה מלנין (עור כהה). כל הרקמות היו באותו גודל, ונחשפו לאותה עוצמה של קרינה על־סגולה במשך 10 דקות. אחר כך נמדדה בכל רקמה כמות הוויטמין D (והחומרים שהופכים לו) שנוצרה.
בהמשך בדקו החוקרים את הקשר בין משך החשיפה לקרינה לבין כמות הוויטמין D. רקמות של עור בהיר נחשפו לאותה עוצמה של קרינה על־סגולה במשך זמנים שונים, ואחר כך נמדדה כמות הוויטמין D שנוצרה בכל רקמה.
נסחו מסקנה מן התוצאה של ניסוי 1 ומסקנה מן התוצאה של ניסוי 2.
במחקרים נמצא כי אנשים בעלי עור כהה, שמשפחותיהם היגרו לפני כמה דורות מאזורים קרובים לקו המשווה לארצות רחוקות מקו המשווה, סובלים לעיתים קרובות יותר ממחסור בוויטמין D מאשר שכניהם בעלי העור הבהיר.
הסבירו ממצא זה. בססו את תשובתכם על המידע שבקטע ועל התוצאות של ניסוי 1.
◂ פתרון מלא לשאלה 22
סעיף א
ניסוי 1: בעור שבו הרבה מלנין (כהה) נוצר פחות ויטמין D מאשר בעור שבו מעט מלנין (בהיר) באותה חשיפה – 35 לעומת 100 יחידות (פחות ב־65%). ניסוי 2: ככל שמשך החשיפה לקרינה ארוך יותר, נוצר יותר ויטמין D (מ־0 בלי חשיפה ל־160 אחרי 40 דקות); העלייה מתמתנת בחשיפה ארוכה (בין 20 ל־40 דקות רק מ־150 ל־160).
מסקנה מניסוי 1: ככל שיש בעור יותר מלנין, נוצר בו פחות ויטמין D באותה חשיפה לקרינה. בעור הכהה נוצרו 35 יחידות ויטמין D, ובעור הבהיר 100 יחידות – פחות ב־65%. מאחר שגודל הרקמות, עוצמת הקרינה ומשך החשיפה היו זהים, ההבדל נובע מכמות המלנין. הדבר מתאים לקטע: המלנין בולע חלק מן הקרינה, ולכן פחות קרינה מגיעה לחומר שהופך לוויטמין D.
מסקנה מניסוי 2: ככל שמשך החשיפה לקרינה העל־סגולה ארוך יותר, נוצר יותר ויטמין D: 0, 55, 100, 150 ו־160 יחידות אחרי 0, 5, 10, 20 ו־40 דקות. בלי חשיפה לא נוצר ויטמין D כלל – הקרינה הכרחית לתהליך. העלייה מתמתנת בחשיפה ארוכה: בין 20 ל־40 דקות הכמות עלתה רק ב־10 יחידות, כלומר מעבר לזמן מסוים חשיפה נוספת כמעט אינה מוסיפה ויטמין D.
סעיף ב
לפי ניסוי 1, בעור כהה נוצר באותה חשיפה רק כשליש מכמות הוויטמין D שנוצרת בעור בהיר (35 לעומת 100). לפי הקטע, המלנין בולע את הקרינה העל־סגולה (פסקה 2), ובאזורים הרחוקים מקו המשווה הקרינה חלשה, בייחוד בחורף (פסקה 4). לכן אנשים בעלי עור כהה, שבעורם מלנין רב, מייצרים שם מעט ויטמין D, וגם מן המזון הם מקבלים מעט ממנו (פסקה 3) – ולכן מחסור בוויטמין D שכיח אצלם יותר.
1. מניסוי 1: באותה חשיפה לקרינה נוצר בעור כהה רק 35 יחידות ויטמין D, לעומת 100 בעור בהיר – כשליש בלבד.
2. מן הקטע (פסקה 2): הסיבה היא המלנין, הבולע חלק גדול מן הקרינה העל־סגולה, ולכן פחות קרינה מגיעה לחומר שהופך בעור לוויטמין D.
3. מן הקטע (פסקה 4): באזורים רחוקים מקו המשווה הקרינה העל־סגולה חלשה, בייחוד בחורף. בעור כהה, שבו מלנין רב, הקרינה החלשה מספיקה לייצור כמות קטנה בלבד של ויטמין D.
4. מן הקטע (פסקה 3): מעט מאוד מזונות עשירים בוויטמין D, ולכן אי אפשר לפצות על כך בקלות בתזונה.
5. לכן: אצל המהגרים בעלי העור הכהה נוצר פחות ויטמין D מאשר אצל שכניהם בעלי העור הבהיר, החשופים לאותה קרינה – והמחסור שכיח אצלם יותר.
שאלה 23 · הכללת מסקנות ממחקר בתרביות עור – פרסומת למכון שיזוף
מחקרים נוספים על הקשר בין חשיפה לקרינה, צבע העור וכמות הוויטמין D בדם של בני אדם עדיין נמשכים.
בעלים של מכון שיזוף, שבו מכשירים המקרינים קרינה על־סגולה, קרא את המחקר המתואר בקטע, והוא מעוניין לפרסם כי שיזוף ממושך במכון פעם בשבוע הוא הדרך הבטוחה ביותר למנוע מחסור בוויטמין D.
הסבירו מדוע אי אפשר לבסס את טענת בעל המכון רק על תוצאות המחקר המתואר בקטע.
◂ פתרון מלא לשאלה 23
פתרון
1. המחקר נערך ברקמות עור שגודלו במעבדה, ולא באנשים; נמדדה כמות הוויטמין D שנוצרה ברקמה, ולא ריכוזו בדם לאורך זמן או מחסור בו. 2. לפי ניסוי 2, מעבר לזמן מסוים חשיפה נוספת כמעט אינה מוסיפה ויטמין D (150 ← 160 בין 20 ל־40 דקות), ולכן חשיפה "ממושכת" אינה מועילה בהרבה. 3. לפי הקטע, הקרינה העל־סגולה גורמת נזק ל־DNA ועלולה לגרום לסרטן העור, והמחקר לא בדק את הבטיחות של חשיפה כזו – ולכן אי אפשר לטעון שהיא "בטוחה". (גם: המחקר לא בדק את מכשירי המכון ואת עוצמת הקרינה שלהם, ולא השווה לדרכים אחרות.)
אי אפשר לבסס את הטענה על המחקר מכמה סיבות (די בשתיים):
1. רקמות במעבדה ולא אנשים: הניסויים נערכו ברקמות עור שגודלו במעבדה. נמדדה בהן כמות הוויטמין D שנוצרה, אבל לא נבדק ריכוז הוויטמין בדם של אנשים לאורך שבועות, ולא נבדק אם הוא מונע מחסור.
2. חשיפה ממושכת אינה מוסיפה הרבה: לפי ניסוי 2, הכמות עלתה מהר בדקות הראשונות, אבל בין 20 ל־40 דקות עלתה רק מ־150 ל־160. כלומר חשיפה ממושכת כמעט אינה מוסיפה ויטמין D.
3. בטיחות: לפי פסקה 1, הקרינה העל־סגולה גורמת נזק ל־DNA בתאי העור, ועלולה לגרום לסרטן העור. המחקר לא בדק את הנזק של חשיפה ממושכת, ולכן אין בו בסיס לטענה שזו דרך בטוחה.
4. מה לא נבדק: במחקר לא נבדקו המכשירים של המכון ועוצמת הקרינה שלהם, ולא הושוו דרכים אחרות למנוע מחסור (למשל חשיפה קצרה לשמש או תוספי ויטמין D) – ולכן אי אפשר לקבוע שזו הדרך "הטובה ביותר".
טבלת התשובות
| שאלה | סעיף | תשובה |
|---|---|---|
| 1 | - | ב – איבוד המים בזיעה מעלה את ריכוז המומסים בדם; זה הגירוי להגברת הפרשת ADH מן ההיפופיזה; ADH מגביר את הספיגה החוזרת של מים מן הצינוריות בנפרונים אל הדם, ולכן נוצר מעט שתן מרוכז. |
| 2 | - | א – הסוכר מובל מן העלים אל השורשים בשיפה; כשהשיפה הוסרה, השורשים אינם מקבלים סוכר לנשימה תאית, ולאחר שינוצלו חומרי התשמורת שבהם הם ימותו. |
| 3 | - | ב – איש צוות מחוסן כמעט אינו נדבק ואינו מעביר את הנגיף; כך מוגנים המטופלים החולים והחלשים, שעבורם שפעת מסוכנת במיוחד. |
| 4 | - | ב – אחרי שהגליקוגן מתרוקן, הגוף מפרק שומן שנאגר ברקמת השומן; חומצות השומן מועברות בדם לשרירים ומפורקות בנשימה התאית. |
| 5 | - | ד – עמילן אינו מסיס ואינו משפיע על פוטנציאל המים; פירוקו למולקולות סוכר רבות ומסיסות מעלה את ריכוז המומסים ומוריד את פוטנציאל המים בתאי השורש, כך שמים ממשיכים לעבור אליהם מן הקרקע היבשה. |
| 6 | - | ד – הציטופלסמה התכווצה כי מים יצאו מן התאים באוסמוזה. מים עוברים מפוטנציאל מים גבוה לנמוך – אל הצד שבו ריכוז המומסים גבוה יותר – ולכן התמיסה מרוכזת יותר מתוכן התאים. |
| 7 | - | ד – בהגיע האות החשמלי לקצה האקסון משתחרר מוליך עצבי למרווח הסינפטי; הוא נקשר לקולטנים ייחודיים בקרום תא השריר ומעורר בו תגובה. |
| 8 | - | ב – רוב האנרגייה שבזברות משמשת אותן לנשימה תאית ואובדת כחום, ורק חלק קטן (בערך 10%) עובר לאריות; כמות אנרגייה קטנה מקיימת מעט פרטים. |
| 9 | - | א – כרומוזום הוא מולקולת DNA אחת ארוכה מאוד, הכרוכה סביב חלבונים ומקופלת בעזרתם. |
| 10 | - | ג – האצות הן היצרנים ובסיס השרשרת; כשהן פוחתות, פחות מזון ואנרגייה עוברים לכל הרמות: החלזונות, הדגים והאנפות פוחתים. |
| 11 | - | א – מולקולת חלבון גדולה אינה יכולה לעבור דרך הקרום; היא נארזת בשלפוחיות, והשלפוחיות מתאחות עם קרום התא ומשחררות אותה החוצה – אקסוציטוזה. |
| 12 | - | ב – קודם מיוזה באיברי הרבייה של הזכר (II), בעקבותיה נוצרים תאי זרע הפלואידיים (IV), אחר כך הפריה (III), ובסוף חלוקות מיטוזה של הזיגוטה ליצירת העובר (I). |
| 13 | - | ד – הקרום בנוי בעיקר משכבה כפולה של פוספוליפידים; מולקולות קטנות המסיסות בשומן עוברות דרכה בדיפוזיה, בלי חלבונים ובלי אנרגיה. |
| 14 | - | ד – בכל הפריה הסיכוי שתא הזרע נושא Y הוא 1/2, ואין קשר בין הפריה אחת לאחרת; לכן הסיכוי לבן הוא 1/2. |
| 15 | - | ד – חמצן עובר מן הנאדיות לדם בדיפוזיה – תנועה פסיבית של מולקולות לפי מפל הריכוזים, שאינה תגובה כימית ואינה זקוקה לאנזים. |
| 16 | - | ד – כמעט בכל היצורים כל קודון מקודד לאותה חומצה אמינית; לכן מערכת התרגום של החיידק "קוראת" את ה־mRNA שנוצר מן הגן האנושי ובונה אותו רצף של חומצות אמיניות. |
| 17 | - | ב – אם בשנה שחונה כל הצמחים שנבטו מתים לפני שיצרו זרעים, הזרעים הרדומים בקרקע מבטיחים שהאוכלוסייה תתחדש בשנה גשומה. |
| 18 | - | ב – המפרקים מפרקים את החומר האורגני בנשימה תאית ומשחררים CO₂; יותר פעילות ← יותר CO₂ באוויר ← עוד התחממות. |
| 19 | - | ד – בחלוקה הראשונה תא אחד קיבל 6 כרומוזומים (שני ההומולוגים של הזוג) והאחר 4; בחלוקה השנייה, התקינה, כל תא נחלק לשני תאים בעלי אותו מספר: 6, 6 ו־4, 4. |
| 20 | - | א – התאים המשיכו בנשימה תאית ושחררו CO₂ לדם, אבל הוא לא נפלט בנשיפה – ולכן ריכוזו בדם עלה. |
| 21 | - | 1. מלנין – צבען כהה שבולע את הקרינה העל־סגולה לפני שהיא מגיעה ל־DNA שבתאי העור, ולכן מגן על ה־DNA מנזק (ומפחית את הסיכון לסרטן העור); הוא גם קובע את צבע העור (פסקה 2). 2. ויטמין D – נוצר בתאי העור בעזרת אנרגיית הקרינה העל־סגולה, מובל בדם לכל הגוף, ודרוש לבניית העצמות ולשמירה על ריכוז תקין של סידן בדם (פסקה 3). |
| 22 | א | ניסוי 1: בעור שבו הרבה מלנין (כהה) נוצר פחות ויטמין D מאשר בעור שבו מעט מלנין (בהיר) באותה חשיפה – 35 לעומת 100 יחידות (פחות ב־65%). ניסוי 2: ככל שמשך החשיפה לקרינה ארוך יותר, נוצר יותר ויטמין D (מ־0 בלי חשיפה ל־160 אחרי 40 דקות); העלייה מתמתנת בחשיפה ארוכה (בין 20 ל־40 דקות רק מ־150 ל־160). |
| ב | לפי ניסוי 1, בעור כהה נוצר באותה חשיפה רק כשליש מכמות הוויטמין D שנוצרת בעור בהיר (35 לעומת 100). לפי הקטע, המלנין בולע את הקרינה העל־סגולה (פסקה 2), ובאזורים הרחוקים מקו המשווה הקרינה חלשה, בייחוד בחורף (פסקה 4). לכן אנשים בעלי עור כהה, שבעורם מלנין רב, מייצרים שם מעט ויטמין D, וגם מן המזון הם מקבלים מעט ממנו (פסקה 3) – ולכן מחסור בוויטמין D שכיח אצלם יותר. | |
| 23 | - | 1. המחקר נערך ברקמות עור שגודלו במעבדה, ולא באנשים; נמדדה כמות הוויטמין D שנוצרה ברקמה, ולא ריכוזו בדם לאורך זמן או מחסור בו. 2. לפי ניסוי 2, מעבר לזמן מסוים חשיפה נוספת כמעט אינה מוסיפה ויטמין D (150 ← 160 בין 20 ל־40 דקות), ולכן חשיפה "ממושכת" אינה מועילה בהרבה. 3. לפי הקטע, הקרינה העל־סגולה גורמת נזק ל־DNA ועלולה לגרום לסרטן העור, והמחקר לא בדק את הבטיחות של חשיפה כזו – ולכן אי אפשר לטעון שהיא "בטוחה". (גם: המחקר לא בדק את מכשירי המכון ואת עוצמת הקרינה שלהם, ולא השווה לדרכים אחרות.) |