מתכונת 3 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 · מבנה משותף לתא חיידק ולתא עלה
איזה מן המבנים שלפניכם יש גם בתא חיידק וגם בתא של עלה ירוק?
- א.
גרעין
- ב.
ריבוזומים
- ג.
כלורופלסטים
- ד.
מיטוכונדריות
◂ פתרון מלא לשאלה 1
ב – ריבוזומים יש בכל תא חי, כי בכל תא מתרחש תרגום – ייצור חלבונים.
התשובה הנכונה: ב. בכל תא חי נוצרים חלבונים (אנזימים, חלבוני קרום ועוד), ולכן בכל תא – פרוקריוטי ואאוקריוטי – יש ריבוזומים, שבהם מתרחש התרגום.
- א. לחיידק אין גרעין – זה המאפיין העיקרי של תא פרוקריוטי.
- ג. כלורופלסטים יש בתאי צמחים ואצות, אבל לא בחיידקים (גם בחיידקים המבצעים פוטוסינתזה אין כלורופלסטים).
- ד. מיטוכונדריות הן אברונים התחומים בקרום, ויש אותן רק בתאים אאוקריוטיים, לא בחיידקים.
שאלה 2 · גן הקריסטלין בתאי העדשה ובתאי העור
תאי עדשת העין מייצרים כמות גדולה של החלבון קריסטלין, ההופך את העדשה לשקופה. תאי העור אינם מייצרים חלבון זה.
חוקרים בדקו אם יש בתאי העדשה ובתאי העור של אותו בעל חיים את הגן לקריסטלין (), ואם יש בהם של גן זה.
איזו מן השורות שלפניכם מתארת את התוצאה הצפויה?
- א.
בתאי העדשה – DNA של הגן ו־mRNA שלו; בתאי העור – לא DNA של הגן ולא mRNA שלו.
- ב.
בתאי העדשה – DNA של הגן ו־mRNA שלו; בתאי העור – DNA של הגן בלבד, בלי mRNA שלו.
- ג.
בתאי העדשה – mRNA של הגן בלבד; בתאי העור – DNA של הגן בלבד.
- ד.
בשני סוגי התאים – DNA של הגן ו־mRNA שלו, אבל רק בתאי העדשה הוא מתורגם.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
ב – כל תאי הגוף נושאים אותו DNA, ולכן הגן נמצא בשני סוגי התאים. רק בתאי העדשה הגן משועתק, ולכן רק בהם יש mRNA של קריסטלין.
התשובה הנכונה: ב. כל תאי הגוף של בעל החיים נוצרו מן הזיגוטה בחלוקות מיטוזה, ולכן כולם נושאים אותו DNA, ובו גם הגן לקריסטלין. ההבדל בין סוגי התאים נובע מבקרה על ביטוי גנים: בתאי העדשה הגן לקריסטלין משועתק ל־mRNA, וה־mRNA מתורגם לחלבון; בתאי העור הגן נמצא, אבל אינו משועתק, ולכן אין בהם mRNA שלו ואין קריסטלין. זה מה שמבדיל בין תאים מותמיינים: הם מבטאים גנים שונים.
- א. תאי העור לא "איבדו" את הגן – בכל תאי הגוף אותו מידע תורשתי.
- ג. mRNA נוצר בשעתוק לפי ה־DNA, ולכן לא ייתכן mRNA של הגן בלי הגן עצמו; וגם בתאי העדשה יש DNA של הגן.
- ד. הבקרה העיקרית על הגן הזה היא בשלב השעתוק: בתאי העור הגן אינו משועתק, ולכן אין בהם mRNA שלו.
שאלה 3 · פירוק הורמון אחרי פעולתו
הורמונים רבים מפורקים בגוף זמן קצר לאחר שהופרשו לדם.
מהי החשיבות של תכונה זו לוויסות בגוף?
- א.
בזכותה ההורמון ממשיך להשפיע זמן רב גם אחרי שהבלוטה הפסיקה להפריש אותו.
- ב.
בזכותה הבלוטה אינה צריכה להפריש את ההורמון שוב.
- ג.
בזכותה ההשפעה נמשכת רק כל עוד הבלוטה מפרישה את ההורמון, וכך אפשר לשנות במהירות את עוצמת ההשפעה לפי הצורך.
- ד.
בזכותה ההורמון הופך לנוגדן, המגן על הגוף.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
ג – כשההורמון מתפרק מהר, ריכוזו בדם תלוי בקצב ההפרשה הנוכחי; כך שינוי בהפרשה משנה במהירות את ההשפעה, וכשהגורם לשינוי חולף, ההשפעה פוסקת.
התשובה הנכונה: ג. הריכוז של הורמון בדם תלוי בשני תהליכים: קצב ההפרשה שלו מן הבלוטה וקצב הפירוק שלו. אילו ההורמון לא היה מתפרק, הוא היה ממשיך לפעול גם אחרי שכבר אין בו צורך. בזכות הפירוק המהיר, ריכוז ההורמון – ולכן גם עוצמת ההשפעה – משקף את ההפרשה העכשווית. כשהגוף צריך פחות מן ההשפעה (למשל ריכוז הגלוקוז חזר לתקין), הבלוטה מפרישה פחות, ההורמון שבדם מתפרק, וההשפעה פוסקת. כך מתאפשר ויסות מדויק, למשל במשוב שלילי.
- א. הפירוק גורם בדיוק להפך: ההשפעה אינה נמשכת זמן רב אחרי הפסקת ההפרשה.
- ב. כיוון שההורמון מתפרק, הבלוטה צריכה להפריש אותו שוב ושוב כל עוד יש בו צורך.
- ד. הורמונים אינם הופכים לנוגדנים; נוגדנים הם חלבונים שמייצרים תאי מערכת החיסון.
שאלה 4 · תפקיד הקריש בהגנה על הגוף
מלבד עצירת איבוד הדם, איזו תרומה נוספת יש לקריש הנוצר בפצע בעור לשמירה על הגוף?
- א.
הוא מקשה על חדירה של חיידקים לגוף דרך הפצע.
- ב.
הוא מייצר נוגדנים נגד חיידקים.
- ג.
הוא מעלה את טמפרטורת הגוף.
- ד.
הוא מחזיר לכלי הדם את תאי הדם שאבדו.
◂ פתרון מלא לשאלה 4
א – הקריש סוגר את הפתח שנוצר בעור, שהוא קו הגנה ראשון; כך הוא משמש מחסום הפוגע בחדירת גורמי מחלה לגוף.
התשובה הנכונה: א. העור השלם הוא קו ההגנה הראשון של הגוף מפני גורמי מחלה, ופצע יוצר בו פתח. הקריש – רשת של סיבי חלבון שלכדה תאי דם וטסיות – סוגר את הפתח, ומשמש מחסום שמקשה על חיידקים ועל גורמי מחלה אחרים לחדור לגוף, עד שהעור מתחדש מתחתיו. כך הקרישה תורמת גם למערכת ההגנה.
- ב. נוגדנים מיוצרים על ידי תאי דם לבנים מסוימים, לא על ידי הקריש.
- ג. לקריש אין השפעה על טמפרטורת הגוף.
- ד. תאי הדם שנלכדו בקריש אינם חוזרים לכלי הדם; את הדם שאבד הגוף משלים בהדרגה בייצור תאים חדשים במח העצם.
שאלה 5 · שינוי ב־DNA של תא בעור
בעקבות חשיפה ממושכת לקרינת שמש חל שינוי ב־DNA של תא בעור הזרוע של אדם.
האם השינוי עלול לעבור לילדיו של אדם זה?
- א.
כן, כי כל השינויים ב־DNA של אדם עוברים בתורשה לילדיו.
- ב.
לא, כי השינוי חל בתא גוף, ולא בתאים שמהם נוצרים תאי המין.
- ג.
כן, כי תאי העור מתחלקים בחלוקת הפחתה (מיוזה) ויוצרים תאי מין.
- ד.
לא, כי שינויים ב־DNA מתרחשים רק בזמן ההפריה, ולא אחריה.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
ב – השינוי יעבור רק לתאים שייווצרו בחלוקות של אותו תא עור; לצאצאים עובר רק ה־DNA שבתאי המין.
התשובה הנכונה: ב. ה־DNA של התא יכול להשתנות – למשל בעקבות קרינה. כשתא שה־DNA שלו השתנה מתחלק בחלוקת מיטוזה, השינוי עובר לתאי הבת שלו. אבל תא עור הוא תא גוף: התאים שנוצרים ממנו נשארים בעור, ואינם משתתפים ביצירת צאצאים. לצאצאים עובר רק ה־DNA שבתאי המין (תא הזרע או הביצית), שנוצרים במיוזה מתאים מיוחדים באשכים או בשחלות. לכן שינוי בתא העור אינו עובר לילדים (אף שהוא עלול להשפיע על האדם עצמו, למשל להתפתחות סרטן עור).
- א. רק שינויים ב־DNA של תאי מין, או של התאים שמהם הם נוצרים, עוברים לצאצאים.
- ג. תאי העור מתחלקים במיטוזה. מיוזה מתרחשת רק ביצירת תאי מין.
- ד. שינויים ב־DNA יכולים להתרחש בכל תא ובכל זמן – למשל בשכפול DNA או בעקבות קרינה – ולא רק בהפריה.
שאלה 6 · נבטים לבקנים מזרעים של צמח שהואבק האבקה עצמית
צמח עגבנייה ירוק הואבק האבקה עצמית (הגמטות הזכריות והנקביות באו מאותו צמח). מן הזרעים שלו נבטו 300 נבטים: 226 נבטים ירוקים ו־74 נבטים לבקנים (חסרי כלורופיל), שמתו כעבור כמה ימים.
מהי הקביעה הנכונה?
- א.
האלל ללבקנות דומיננטי.
- ב.
צמח ההורה הוא נשא (הטרוזיגוט) של אלל ללבקנות, והיחס בין הנבטים מראה שאלל זה רצסיבי.
- ג.
צמח ההורה הומוזיגוט לאלל לצבע ירוק.
- ד.
כל הנבטים הירוקים הם הומוזיגוטים.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
ב – צמח ירוק שמצאצאיו כרבע לבקנים נושא אלל ללבקנות שאינו מתבטא בו, כלומר הוא הטרוזיגוט והאלל רצסיבי; היחס 226:74 קרוב ליחס 3:1 הצפוי בהכלאה בין שני הטרוזיגוטים.
התשובה הנכונה: ב. בהאבקה עצמית שני ה"הורים" הם אותו צמח. ההורה ירוק, אבל מקצת צאצאיו לבקנים – כלומר הוא נושא אלל ללבקנות שאינו מתבטא בו. לכן:
•ההורה הטרוזיגוט, והאלל ללבקנות רצסיבי.
•בהכלאה בין שני הטרוזיגוטים צפוי יחס של 3 ירוקים : 1 לבקן. בניסוי: , כלומר כרבע מן הנבטים לבקנים, ו־ – יחס קרוב מאוד ל־3:1.
- א. אילו האלל ללבקנות היה דומיננטי, הצמח שנשא אותו היה לבקן בעצמו, ולא ירוק.
- ג. צמח הומוזיגוט לצבע ירוק אינו נושא אלל ללבקנות, ולא היו נוצרים ממנו צאצאים לבקנים.
- ד. בין הנבטים הירוקים יש הומוזיגוטים וגם הטרוזיגוטים (נשאים); לא כולם הומוזיגוטים.
שאלה 7 · מכנה משותף לחומרים המשמשים מקור אנרגיה
מה משותף לגלוקוז, לשומן ולחלבון בתא של בעל חיים?
- א.
שלושתם בנויים מחומצות אמינו.
- ב.
שלושתם נוצרים בתאי בעלי חיים בפוטוסינתזה.
- ג.
שלושתם מסיסים מאוד במים.
- ד.
שלושתם תרכובות אורגניות שהתא יכול לפרק בנשימה התאית כדי להפיק ATP.
◂ פתרון מלא לשאלה 7
ד – שלושתם חומרים אורגניים, שהאנרגיה הכימית שבקשריהם משתחררת כשהם מפורקים בנשימה התאית, ומשמשת לבניית ATP.
התשובה הנכונה: ד. גלוקוז (פחמימה), שומן וחלבון הם תרכובות אורגניות – בנויות משלד של פחמן. בקשרים שבהן אצורה אנרגיה כימית. התא יכול לפרק כל אחת מהן בנשימה התאית (חלבונים – אחרי פירוק לחומצות אמינו, בעיקר כשחסרות פחמימות ושומנים), והאנרגיה המשתחררת משמשת לבניית ATP.
- א. רק חלבונים בנויים מחומצות אמינו; גלוקוז הוא חד־סוכר, ושומן בנוי מגליצרול ומחומצות שומן.
- ב. בעלי חיים אינם מבצעים פוטוסינתזה; הם מקבלים את החומרים האלה מן המזון ובונים מהם חומרים בגופם.
- ג. שומנים אינם מסיסים במים, ולכן הם משמשים חומר תשמורת טוב.
שאלה 8 · נשימה במהלך השינה
במהלך השינה אנחנו ממשיכים לנשום, אף שאיננו מודעים לכך.
מה מאפשר זאת?
- א.
מרכז הנשימה במוח שולח אותות לשרירי הנשימה באופן קבוע, בלי צורך בשליטה רצונית.
- ב.
הריאות מתכווצות ומתרחבות מעצמן, בלי קשר למערכת העצבים.
- ג.
בשינה התאים אינם צורכים חמצן, ולכן הנשימה אינה נחוצה.
- ד.
הסרעפת פועלת רק בזמן השינה, ושרירי הצלעות פועלים רק בערות.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
א – הנשימה מבוקרת על ידי מרכז הנשימה במוח, השולח אותות קצובים לסרעפת ולשרירי הצלעות באופן לא רצוני, ומתאים את הקצב לריכוז ה־CO₂ בדם.
התשובה הנכונה: א. קצב הנשימה מבוקר על ידי מרכז הנשימה במוח, ששולח באופן קבוע אותות עצביים לשרירי הנשימה – הסרעפת ושרירי הצלעות – וגורם להם להתכווץ בקצב קבוע. הבקרה הזו אינה רצונית, ולכן היא נמשכת גם בשינה (אפשר לשלוט בנשימה גם באופן רצוני לזמן קצר, למשל בעצירת נשימה). מרכז הנשימה מקבל מידע מחיישנים על ריכוז ה־CO₂ בדם ומתאים לפיו את קצב הנשימה ועומקה.
- ב. בריאות אין שרירים; הן מתרחבות ומתכווצות בעקבות תנועות בית החזה והסרעפת, המופעלות על ידי מערכת העצבים.
- ג. גם בשינה התאים מבצעים נשימה תאית וצורכים חמצן ללא הפסקה.
- ד. הסרעפת היא שריר הנשימה העיקרי גם בערות; שני סוגי השרירים פועלים כל הזמן.
שאלה 9 · עדות להיווצרות מין חדש באי
לפני אלפי שנים הגיעו כמה ציפורים ממין מסוים מן היבשה אל אי מרוחק, והקימו בו אוכלוסייה. כיום הציפורים שבאי שונות במראן מן הציפורים שביבשה.
איזה מן הממצאים שלהלן יהיה העדות הטובה ביותר לכך שהציפורים שבאי הן כבר מין נפרד?
- א.
צבע הנוצות של הציפורים שבאי כהה יותר מצבען ביבשה.
- ב.
הציפורים שבאי ניזונות ממזון אחר מזה של הציפורים ביבשה.
- ג.
ציפורים מן האי ומן היבשה שהוחזקו יחד אינן יוצרות צאצאים פוריים.
- ד.
מקור הציפורים שבאי ארוך יותר בממוצע מזה של ציפורי היבשה.
◂ פתרון מלא לשאלה 9
ג – מין הוא קבוצת פרטים שמתרבים ביניהם ויוצרים צאצאים פוריים; מחסום רבייתי בין שתי האוכלוסיות מעיד שהן מינים נפרדים.
התשובה הנכונה: ג. על פי הגדרת המין, פרטים מאותו מין יכולים להתרבות ביניהם וליצור צאצאים פוריים. אם ציפורים מן האי ומן היבשה, שנמצאות יחד, אינן מתרבות זו עם זו, או שצאצאיהן אינם פוריים, נוצר ביניהן מחסום רבייתי – וזו העדות לכך שהן כבר שני מינים נפרדים.
למה האחרות שגויות: א, ב וד מתארות הבדלים במראה או בהתנהגות. הבדלים כאלה יכולים להתקיים גם בין אוכלוסיות של אותו מין (למשל בין זנים או בין אוכלוסיות באזורים שונים), כל עוד הפרטים יכולים להתרבות ביניהם וליצור צאצאים פוריים. לכן הם אינם מוכיחים שנוצר מין חדש.
שאלה 10 · גורם ביוטי בסביבת צמח מדבר
איזה מן הגורמים שלפניכם הוא חלק מן הסביבה הביוטית של שיח החי במדבר?
- א.
כמות הגשם היורד בחורף
- ב.
ריכוז המלחים בקרקע
- ג.
עוצמת האור בשעות הצהריים
- ד.
הנמלים האוספות את זרעיו
◂ פתרון מלא לשאלה 10
ד – הנמלים הן יצורים חיים, ולכן הן גורם ביוטי בסביבת השיח.
התשובה הנכונה: ד. הסביבה הביוטית של יצור כוללת את כל היצורים החיים האחרים המשפיעים עליו – טורפים, מתחרים, טפילים, מאביקים, מפיצי זרעים ועוד. הנמלים האוספות את הזרעים הן יצורים חיים, ולכן הן גורם ביוטי (הן יכולות לאכול חלק מן הזרעים, וגם להפיץ חלק מהם).
- א. כמות הגשם היא גורם אקלימי דומם – גורם א־ביוטי.
- ב. ריכוז המלחים בקרקע הוא תכונה כימית של הקרקע – גורם א־ביוטי.
- ג. עוצמת האור היא גורם פיזיקלי – גורם א־ביוטי.
שאלה 11 · אברונים בתאים המפרישים נוגדנים
תאי פלזמה הם לימפוציטים מסוג B, המייצרים ומפרישים בכל שנייה אלפי מולקולות של נוגדנים (חלבונים).
איזה מן האברונים צפוי להיות מפותח במיוחד בתאים אלה?
- א.
כלורופלסטים
- ב.
חלולית מרכזית גדולה
- ג.
רשת תוך־פלסמית ומערכת גולג'י
- ד.
דופן תא עבה
◂ פתרון מלא לשאלה 11
ג – חלבון מופרש מיוצר בריבוזומים שעל הרשת התוך־פלסמית, ממוין ונארז במערכת גולג'י ומופרש בשלפוחיות; לכן בתא שמפריש חלבונים רבים אברונים אלה מפותחים.
התשובה הנכונה: ג. נוגדנים הם חלבונים מופרשים. חלבון כזה נבנה בריבוזומים הצמודים לרשת התוך־פלסמית, נכנס לתוכה, מועבר בשלפוחיות אל מערכת גולג'י, שבה הוא עובר עיבוד ונארז, ומשם מגיע בשלפוחיות הפרשה לקרום התא ומופרש. תא שמייצר ומפריש כמויות גדולות של חלבון זקוק לרשת תוך־פלסמית מפותחת (עם ריבוזומים רבים) ולמערכת גולג'י גדולה. זוהי התאמה בין מבנה לתפקוד.
- א. כלורופלסטים יש רק בתאי צמחים ואצות, והם קשורים לפוטוסינתזה, ולא לייצור חלבונים.
- ב. חלולית מרכזית גדולה אופיינית לתאי צמחים, ותפקידה באגירת מים וחומרים, ולא בייצור נוגדנים.
- ד. לתאי בעלי חיים, ובהם הלימפוציטים, אין דופן תא כלל.
שאלה 12 · יונק בסביבה קרה – הומאוסטזיס
יונק שבגופו מתקיים הומאוסטזיס עבר לסביבה שבה הטמפרטורה נמוכה ב־10°C מן הסביבה הקודמת.
מה צפוי לקרות?
- א.
טמפרטורת גופו תרד ב־10°C, כמו טמפרטורת הסביבה.
- ב.
כל התהליכים בתאיו ייפסקו עד שהסביבה תתחמם.
- ג.
מנגנוני ויסות בגופו יפעלו כך שטמפרטורת הגוף תישאר בטווח צר.
- ד.
הסביבה הפנימית שלו תהיה זהה לסביבה החיצונית.
◂ פתרון מלא לשאלה 12
ג – הומאוסטזיס הוא שמירה על סביבה פנימית יציבה בעזרת מנגנוני ויסות, גם כשהסביבה החיצונית משתנה.
התשובה הנכונה: ג. הומאוסטזיס הוא שמירה על סביבה פנימית יציבה (בטווח צר), גם כשהסביבה החיצונית משתנה. בקור מנגנוני ויסות פועלים: כלי הדם בעור מתכווצים, השרירים רועדים וחילוף החומרים עולה – וכך טמפרטורת הגוף נשארת קבועה בערך.
- א. זה מה שקורה ביצור שאינו מווסת את טמפרטורת גופו. יונק שומר על טמפרטורת גוף קבועה בערך.
- ב. התהליכים בתאים ממשיכים; דווקא בזכות הוויסות הם מתרחשים בתנאים קבועים.
- ד. הומאוסטזיס פירושו שהסביבה הפנימית שונה מן הסביבה החיצונית ונשמרת יציבה.
שאלה 13 · חשיפה שנייה לנגיף אבעבועות רוח
ילדה חלתה באבעבועות רוח. כעבור כמה שנים היא נחשפה שוב לנגיף הגורם למחלה זו, ולא חלתה.
מה ההסבר לכך?
- א.
בגופה נשארו תאי זיכרון, והתגובה החיסונית השנייה הייתה מהירה.
- ב.
הנגיף עבר מוטציה, ואיבד את יכולתו לגרום למחלה אצלה.
- ג.
תאים בלענים בגופה למדו לייצר נוגדנים נגד הנגיף.
- ד.
במחלה הראשונה היא קיבלה נוגדנים מוכנים, והם נשארו בדמה.
◂ פתרון מלא לשאלה 13
א – במחלה הראשונה נוצרו בגופה תאי זיכרון; בחשיפה השנייה התגובה החיסונית מהירה וחזקה, והנגיף מסולק לפני שהוא גורם למחלה.
התשובה הנכונה: א. בחשיפה הראשונה לנגיף מערכת החיסון הגיבה לאט – הילדה חלתה, ובסוף התגובה נוצרו נוגדנים שסילקו את הנגיף. בתגובה זו נוצרו גם תאי זיכרון ספציפיים לאנטיגן של הנגיף, והם נשארים בגוף שנים רבות. בחשיפה השנייה תאי הזיכרון מזהים את האנטיגן, והתגובה החיסונית מהירה וחזקה בהרבה: נוצרים מהר נוגדנים רבים, והנגיף מנוטרל לפני שהוא מתרבה מספיק כדי לגרום לתסמיני המחלה.
- ב. אין שום נתון על מוטציה. ההסבר לחסינות נמצא בגוף הילדה, ולא בנגיף: ילד אחר שלא חלה בעבר עלול לחלות מאותו נגיף.
- ג. תאים בלענים בולעים גופים זרים, אבל אינם מייצרים נוגדנים. נוגדנים מיוצרים בידי תאי דם לבנים מסוג לימפוציטים.
- ד. במחלה עצמה הגוף ייצר נוגדנים בעצמו (חיסון פעיל טבעי), ולא קיבל נוגדנים מוכנים. גם נוגדנים אינם נשארים בדם ברמה גבוהה שנים רבות – ההגנה הארוכה נובעת מתאי הזיכרון.
שאלה 14 · זרע שקיבל חומר המעכב ייצור ATP
זרעים יבשים הושרו במים שהכילו חומר המעכב את ייצור ה־ATP במיטוכונדריה.
איזה תהליך יתרחש בזרעים אלה כמו בזרעים שהושרו במים בלבד?
- א.
קליטת מים לתוך הזרע ותפיחתו.
- ב.
חלוקות תאים בקצה השורש של העובר.
- ג.
ייצור אנזימים המפרקים את העמילן שבזרע.
- ד.
קליטה פעילה של יוני מינרלים לתאי הזרע.
◂ פתרון מלא לשאלה 14
א – קליטת המים לזרע היא תהליך סביל (בהתאם להפרש בפוטנציאל המים) שאינו צורך ATP, ולכן אינה נפגעת.
התשובה הנכונה: א. זרע יבש מכיל מעט מאוד מים, ופוטנציאל המים בו נמוך מאוד. כשהוא מושרה במים, המים נכנסים לתאיו באופן סביל – מפוטנציאל מים גבוה (המים שבסביבה) לפוטנציאל מים נמוך (תאי הזרע) – והזרע תופח. תהליך זה אינו צורך ATP, ולכן יתרחש גם כשייצור ה־ATP במיטוכונדריה מעוכב.
- ב. חלוקות תאים כוללות שכפול DNA, בניית מרכיבי תא ותנועת כרומוזומים – תהליכים הצורכים ATP.
- ג. ייצור אנזימים הוא ייצור חלבונים (תעתוק ותרגום), הצורך אנרגייה רבה.
- ד. קליטה פעילה של יונים מתבצעת נגד מפל הריכוזים, בצריכת ATP.
שאלה 15 · שלשול ואיבוד מים – השפעה על השתן
ילד שחלה בשלשול איבד כמות גדולה של מים במשך יום.
כיצד צפוי להשתנות השתן שלו באותו יום?
- א.
הנפח יגדל והריכוז ירד.
- ב.
הנפח יגדל והריכוז יעלה.
- ג.
הנפח יקטן והריכוז יעלה.
- ד.
לא יחול שינוי, כי הכליות אינן קשורות למערכת העיכול.
◂ פתרון מלא לשאלה 15
ג – איבוד המים מעלה את ריכוז המומסים בדם; הפרשת ADH גדלה, הכליות מחזירות יותר מים לדם – והשתן מועט ומרוכז.
1. בשלשול יוצאים מן הגוף מים רבים, ולכן ריכוז המומסים בדם עולה (ונפח הדם קטן).
2. תאי חישה במוח מזהים את העלייה בריכוז, והפרשת ADH מבלוטת יותרת המוח גדלה.
3. ADH מגביר את החדירות למים של צינוריות הנפרון, ולכן יותר מים מוחזרים מן הנפרון לדם.
4. נפח השתן קטן, וריכוזו עולה. כך הגוף מצמצם את איבוד המים, ומאט את העלייה בריכוז המומסים בדם. (לכן חשוב שהילד ישתה – הכליות רק מצמצמות את האיבוד, ואינן יכולות להחזיר את המים שאבדו.)
- א. נפח שתן גדול ומהול הוא תגובה לעודף מים בגוף, ולא למחסור.
- ב. כשפחות מים מופרשים בשתן, ריכוזו עולה ונפחו קטן. נפח גדול עם ריכוז גבוה אינו מתאים לחיסכון במים.
- ד. הכליות מגיבות לריכוז המומסים בדם, וכל איבוד מים מן הגוף – בכל דרך – משפיע עליו.
שאלה 16 · הוספת דגי גמבוזיה לבריכה ומארג המזון
בבריכה מסוימת זחלי יתושים ניזונים מאצות. דגי גמבוזיה ניזונים מזחלי יתושים, וגם נימפות (זחלים) של שפיריות ניזונות מזחלי יתושים.
כדי להילחם ביתושים הכניסו לבריכה כמות גדולה של דגי גמבוזיה.
מה צפוי לקרות במערכת אקולוגית זו?
- א.
תהיה עלייה בכמות זחלי היתושים ועלייה בכמות נימפות השפיריות.
- ב.
תהיה ירידה בכמות זחלי היתושים וירידה בכמות האצות.
- ג.
תהיה ירידה בכמות זחלי היתושים, עלייה בכמות האצות וירידה בכמות נימפות השפיריות.
- ד.
תהיה ירידה בכמות האצות ועלייה בכמות נימפות השפיריות.
◂ פתרון מלא לשאלה 16
ג – הגמבוזיות טורפות יותר זחלי יתושים, ולכן כמות הזחלים יורדת; פחות זחלים אוכלים אצות, ולכן כמות האצות עולה; נימפות השפיריות מתחרות בגמבוזיות על הזחלים, ולכן כמותן יורדת.
התשובה הנכונה: ג. יש לעקוב אחרי השפעת השינוי על כל אחד מן הקשרים במארג:
1. טריפה: דגי הגמבוזיה טורפים זחלי יתושים. תוספת גדולה של גמבוזיות ← ירידה בכמות זחלי היתושים.
2. השפעה על הרמה שמתחת: זחלי היתושים ניזונים מאצות. פחות זחלים ← פחות אצות נאכלות ← עלייה בכמות האצות.
3. תחרות: הגמבוזיות ונימפות השפיריות ניזונות מאותו מקור מזון – זחלי היתושים. כשהגמבוזיות רבות והזחלים מעטים, לנימפות נשאר פחות מזון ← ירידה בכמות נימפות השפיריות.
- א. תוספת של טורפים מקטינה את כמות הנטרפים (הזחלים), ואינה מגדילה אותה; ופחות זחלים פירושו פחות מזון לנימפות.
- ב. כשיש פחות זחלים, פחות אצות נאכלות, ולכן כמות האצות עולה ולא יורדת.
- ד. כמות האצות עולה, ונימפות השפיריות נפגעות מן התחרות על המזון.
שאלה 17 · עלייה בקצב הלב בסאונה
אדם ישב בסאונה חמה מאוד במשך כמה דקות, בלי לזוז. עורו האדים, והתברר שקצב הלב שלו עלה.
מה מסביר את העלייה בקצב הלב?
- א.
בחום השרירים מתכווצים ברעד, ולכן הם צורכים יותר חמצן.
- ב.
בחום כלי הדם בעור מתכווצים, ולכן הלב צריך לפעום חזק יותר.
- ג.
בחום ריכוז ה־CO₂ בדם יורד מאוד.
- ד.
כלי הדם בעור מתרחבים כדי לסלק חום, יותר דם זורם לעור, והלב פועם מהר יותר כדי לשמור על לחץ הדם ועל אספקת הדם לאיברים.
◂ פתרון מלא לשאלה 17
ד – כדי לסלק חום, כלי הדם בעור מתרחבים וחלק גדול מן הדם זורם לעור (העור מאדים); כדי שלחץ הדם ואספקת הדם לאיברים החיוניים יישמרו, תפוקת הלב צריכה לגדול – וקצב הלב עולה.
התשובה הנכונה: ד. בסאונה הגוף קולט חום מן הסביבה. מנגנוני הוויסות מגיבים בהרחבת כלי הדם בעור: יותר דם חם זורם קרוב לפני העור, ומשם החום עובר לסביבה (וגם מופעלת הזעה). העור מאדים. כשכלי הדם בעור מורחבים, חלק גדול מן הדם "מופנה" אליהם, ולחץ הדם נוטה לרדת. כדי שלחץ הדם יישמר וכדי שהאיברים החיוניים (מוח, לב, כליות) ימשיכו לקבל די דם, הלב פועם מהר יותר ומזרים יותר דם בדקה.
- א. רעד הוא תגובה לקור, שמגבירה ייצור חום; בחום אין רעד, והאדם ישב בלי לזוז.
- ב. בחום כלי הדם בעור מתרחבים (העור אדום), הם אינם מתכווצים.
- ג. אדם יושב בלי לזוז; אין סיבה לירידה חדה בריכוז ה־CO₂, ושינוי כזה אינו מסביר את עליית הדופק.
שאלה 18 · צמח מים מואר – הוספת סודה לשתייה
תלמיד הכניס ענף של צמח מים למבחנה עם מים, האיר אותו בעוצמות שונות וספר את בועות החמצן שנפלטו בדקה. התוצאות מוצגות בטבלה שלפניכם.
איזה שינוי בתנאי הניסוי יגדיל את מספר הבועות המרבי (21 בדקה)?
- א.
קירוב מקור האור אל המבחנה, כדי להגביר את עוצמת ההארה.
- ב.
הוספת חמצן טהור למים שבמבחנה, עד לריכוז גבוה.
- ג.
קירור המים שבמבחנה ל־5°C במשך כל הניסוי.
- ד.
הוספת נתרן ביקרבונט, המשחרר למים.
◂ פתרון מלא לשאלה 18
ד – מעוצמה 4 ומעלה הקצב אינו עולה, ולכן האור אינו הגורם המגביל; הגורם המגביל הוא כנראה ריכוז ה־ במים, והוספת ביקרבונט תעלה את הערך המרבי.
התשובה הנכונה: ד. הבועות הן חמצן שנוצר בפוטוסינתזה, ומספרן משקף את קצב התהליך. עד עוצמה 3 מספר הבועות עולה עם עוצמת ההארה; מעוצמה 4 ומעלה הוא נשאר 21 בדקה – רוויה באור: האור אינו הגורם המגביל. במים יש מעט מומס, ולכן הגורם המגביל הוא כנראה ריכוז ה־ – חומר המוצא של הפוטוסינתזה. נתרן ביקרבונט משחרר למים, ולכן הוספתו תגדיל את קצב הפוטוסינתזה המרבי ואת מספר הבועות.
- א. קירוב מקור האור מגדיל את עוצמת ההארה, אבל ברוויה תוספת אור אינה מגבירה את הקצב.
- ב. חמצן הוא תוצר של הפוטוסינתזה, לא חומר מוצא; הוספתו לא תגביר את הקצב.
- ג. קירור מאט את פעילות האנזימים – הקצב יירד.
שאלה 19 · אוסמוזה בין שלושה תאים בשורה
שלושה תאים מלאכותיים – X, Y ו־Z – מוקפים בקרום שתכונותיו דומות לתכונות של קרום התא. בכל תא יש תמיסת סוכרוז בריכוז אחר: בתא X – , בתא Y – , ובתא Z – . סוכרוז אינו עובר דרך הקרום.
התאים הוצמדו זה לזה בשורה: תא X צמוד לתא Y, ותא Y צמוד לתא Z (תא X אינו צמוד לתא Z).
מהי הקביעה הנכונה בנוגע למעבר המים בין התאים מייד לאחר ההצמדה?
- א.
מים יעברו מתא Y אל תא X ואל תא Z.
- ב.
מים לא יעברו בין התאים, כי סוכרוז אינו עובר דרך הקרום.
- ג.
מים יעברו מתא X אל תא Y בלבד, ובין תא Y לתא Z לא יעברו מים.
- ד.
מים יעברו מתא X אל תא Y ומתא Z אל תא Y, והכמות הגדולה יותר תעבור מתא X אל תא Y.
◂ פתרון מלא לשאלה 19
ד – מים עוברים באוסמוזה מן התמיסה המהולה אל המרוכזת; תא Y (8%) מרוכז משני שכניו, ולכן מים נכנסים אליו משניהם, ויותר מתא X, שהפרש הריכוזים בינו לבין Y גדול יותר (5% לעומת 3%).
התשובה הנכונה: ד. באוסמוזה המים עוברים דרך הקרום מתמיסה מהולה (פוטנציאל מים גבוה) אל תמיסה מרוכזת (פוטנציאל מים נמוך). הסוכרוז אינו עובר, ולכן רק המים נעים.
•בין X () ל־Y (): Y מרוכז יותר ← מים עוברים מ־X אל Y. הפרש הריכוזים: אחוזים.
•בין Z () ל־Y (): Y מרוכז יותר ← מים עוברים מ־Z אל Y. הפרש הריכוזים: אחוזים.
ככל שהפרש הריכוזים גדול יותר, קצב מעבר המים גדול יותר, ולכן בתחילה יעברו יותר מים מ־X אל Y.
- א. זה הכיוון ההפוך: מים עוברים אל התמיסה המרוכזת (Y), לא ממנה.
- ב. העובדה שהסוכרוז אינו עובר היא בדיוק הסיבה לאוסמוזה: המים עוברים כדי שהפרש הריכוזים יקטן.
- ג. גם בין Y ל־Z יש הפרש ריכוזים (8% לעומת 5%), ולכן גם שם יעברו מים – מ־Z אל Y.
שאלה 20 · קוצים וגבעול אוגר מים בצמח מדברי
בצמחים מדבריים מסוימים העלים הם קוצים דקים, והגבעול עבה, ירוק ומכיל רקמה האוגרת מים.
מה היתרון של מבנה זה לצמח במדבר?
- א.
איבוד המים בדיות קטן, והגבעול אוגר מים ומבצע פוטוסינתזה.
- ב.
הקוצים קולטים מים מן האוויר בשעות היום ומעבירים אותם לגבעול.
- ג.
שטח הפנים של העלים גדול, ולכן הפוטוסינתזה מהירה.
- ד.
הגבעול הירוק קולט מים מן הקרקע במקום השורשים.
◂ פתרון מלא לשאלה 20
א – עלים שהפכו לקוצים מקטינים את שטח הדיות ואת איבוד המים; הגבעול העבה אוגר מים, ובזכות הכלורופיל שבו מתקיימת בו פוטוסינתזה.
התשובה הנכונה: א. במדבר המים מעטים, והגורם המגביל העיקרי הוא מים. המבנה המתואר מותאם לכך:
- עלים שהפכו לקוצים – שטח הפנים של העלים קטן מאוד, ולכן איבוד המים בדיות קטן.
- גבעול עבה ובו רקמה אוגרת מים – הצמח צובר מים אחרי גשם, ומשתמש בהם בתקופות יובש.
- גבעול ירוק – יש בו כלורופיל, ולכן הפוטוסינתזה מתבצעת בגבעול במקום בעלים.
(הקוצים גם מגינים על הגבעול העסיסי מפני בעלי חיים הניזונים ממנו.)
- ב. הקוצים אינם קולטים מים, ובשעות היום האוויר במדבר יבש וחם.
- ג. העלים הפכו לקוצים דקים, ולכן שטח הפנים שלהם קטן, ולא גדול. שטח פנים גדול היה מגדיל את איבוד המים.
- ד. מים נקלטים מן הקרקע בשורשים, ולא בגבעול.
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 · רעלן היוצר נקבוביות בקרום – מעבר יונים בקרום תקין
קִראו את תיאור המחקר שלהלן, וענו על כל השאלות 21–23. מספר הנקודות לכל סעיף רשום בסופו.
(1) חיידקים גורמי מחלה רבים מפרישים רעלנים – חומרים הפוגעים בתאי הגוף. יש רעלנים שהם חלבונים הנקשרים לקרום של תאי הגוף. מולקולות הרעלן מתחברות זו לזו בתוך הקרום, ויוצרות בו נקבובית – פתח שדרכו עוברים בחופשיות מים, יונים ומולקולות קטנות, אבל לא מולקולות גדולות, כמו חלבונים.
(2) בקרום תקין, יונים (כמו יוני נתרן ויוני אשלגן) כמעט אינם עוברים דרך שכבות הפוספוליפידים. בתאים יש חלבונים רבים – למשל בתאי הדם האדומים יש כמות גדולה של המוגלובין – והם אינם יכולים לצאת מן התא, גם לא דרך הנקבוביות של הרעלן.
(3) חוקרים בדקו את רעלן T, שמפריש חיידק S. הם השתמשו בתאי דם אדומים: כשתא דם אדום מתפוצץ, ההמוגלובין יוצא ממנו אל התמיסה וצובע אותה באדום, וכך אפשר למדוד איזה אחוז מן התאים התפוצץ.
(4) החוקרים השתמשו גם בחומר K, הנקשר לנקבוביות שיוצר רעלן T וחוסם אותן.
על פי פסקה 2, יונים כמעט אינם עוברים דרך שכבות הפוספוליפידים של קרום תקין.
הַסבירו כיצד יונים עוברים בכל זאת דרך קרום של תא תקין, וצַיינו הבדל אחד בין מעבר זה לבין המעבר של יונים דרך הנקבובית של הרעלן.
◂ פתרון מלא לשאלה 21
פתרון
בקרום תקין יונים עוברים דרך חלבונים בקרום – תעלות (מעבר פסיבי) ומשאבות (הובלה פעילה בהשקעת ATP). הבדל: חלבוני התעלות והמשאבות בקרום התקין הם בררניים – כל אחד מעביר יון מסוים – ומבוקרים (נפתחים ונסגרים לפי צורכי התא, משאבות מעבירות גם נגד מפל הריכוזים), ואילו הנקבובית של הרעלן פתוחה כל הזמן ומעבירה בלי בקרה כל יון ומולקולה קטנה, רק במורד מפל הריכוזים.
המעבר בקרום תקין: יונים טעונים חשמלית, ולכן כמעט אינם עוברים דרך שכבות הפוספוליפידים. הם עוברים דרך חלבונים שבקרום:
- חלבוני תעלה – מעבר פסיבי, במורד מפל הריכוזים.
- משאבות – הובלה פעילה, בהשקעת ATP, גם נגד מפל הריכוזים (למשל המשאבה המוציאה יוני נתרן מן התא ומכניסה יוני אשלגן).
- בררנות: תעלות ומשאבות של התא הן בררניות – כל אחת מעבירה יון מסוים. הנקבובית של הרעלן מעבירה כל יון ומולקולה קטנה (פסקה 1).
- בקרה: תעלות התא נפתחות ונסגרות לפי צורכי התא. הנקבובית של הרעלן פתוחה כל הזמן, והתא אינו יכול לשלוט במעבר.
- כיוון ואנרגייה: משאבות יכולות להעביר יונים נגד מפל הריכוזים בהשקעת ATP; דרך הנקבובית היונים עוברים רק במורד מפל הריכוזים, בלי אנרגייה.
שאלה 22 · רעלן T וחומר K – התפוצצות תאי דם אדומים
בניסויים המתוארים בהמשך בדקו החוקרים כיצד רעלן T גורם לתאי הדם האדומים להתפוצץ, ואם חומר K מגן עליהם.
בכל הטיפולים הוכנסו כמויות שוות של תאי דם אדומים לתמיסה שריכוז המומסים בה שווה לריכוזם בתאים, ואחרי 30 דקות נמדד אחוז התאים שהתפוצצו.
נבדקו שלושה טיפולים:
טיפול I: תאי דם אדומים בתמיסת מלח, ללא רעלן T וללא חומר K;
טיפול II: תאי דם אדומים בתמיסת מלח, עם רעלן T וללא חומר K;
טיפול III: תאי דם אדומים בתמיסת מלח, עם רעלן T ועם חומר K.
תוצאות הניסוי מוצגות בטבלה שלהלן.
הַסבירו את ההבדל בתוצאות בין טיפול II לבין טיפול I. היעזרו בפסקאות 1 ו־2.
הַסבירו את ההבדל בתוצאות בין טיפול III לבין טיפול II.
בניסוי זה הוסיפו את רעלן T לכל הטיפולים, ולא הוסיפו חומר K. הטיפולים נבדלו זה מזה רק בחומרים שבתמיסה:
טיפול I: תמיסת מלח (כמו בטיפול II בניסוי 1);
טיפול II: תמיסת מלח שהוסיפו לה סוכר L – סוכר שמולקולותיו גדולות מדי ואינן עוברות דרך הנקבוביות של רעלן T;
טיפול III: תמיסת מלח שהוסיפו לה סוכר M – סוכר שמולקולותיו קטנות, והן עוברות דרך הנקבוביות של רעלן T.
כמות הסוכר שהוסיפו בטיפולים II ו־III זהה.
תוצאות הניסוי מוצגות בטבלה שלהלן.
הַסבירו את ההבדל בתוצאות בין טיפול II לבין טיפול I.
הַסבירו כיצד ההבדל בתוצאות בין טיפול III לבין טיפול II תומך בהשערה שרעלן T גורם להתפוצצות התאים באמצעות נקבוביות, שדרכן עוברים רק חומרים קטנים, ולא באמצעות הרס של הקרום כולו.
◂ פתרון מלא לשאלה 22
סעיף א
בטיפול II התפוצצו 85% מן התאים, לעומת 2% בטיפול I (בקרה). רעלן T יצר נקבוביות בקרום ← יונים ומולקולות קטנות עוברים דרכן בחופשיות, וריכוזם מבפנים ומבחוץ משתווה ← ההמוגלובין והחלבונים האחרים אינם יכולים לצאת ← בתאים יש יותר מומסים מבחוץ, כלומר פוטנציאל המים בתאים נמוך מבתמיסה ← מים נכנסים לתאים באוסמוזה ← התאים מתנפחים ומתפוצצים.
התוצאות: בטיפול I (בקרה, ללא רעלן) התפוצצו 2% בלבד מן התאים, ובטיפול II, עם רעלן T – 85%.
1. רעלן T נקשר לקרום ויוצר בו נקבוביות (פסקה 1).
2. דרך הנקבוביות יונים ומולקולות קטנות עוברים בחופשיות, ולכן ריכוזם בתוך התא ומחוצה לו משתווה.
3. אבל ההמוגלובין והחלבונים האחרים אינם יכולים לצאת מן התא (פסקה 2). לכן, אחרי שהיונים השתוו, בתוך התא יש יותר מומסים מאשר בתמיסה – כלומר פוטנציאל המים בתא נמוך מבתמיסה.
4. מים נכנסים לתא באוסמוזה, והוא מתנפח.
5. לתא דם אדום אין דופן תא, ולכן הוא מתפוצץ, וההמוגלובין יוצא לתמיסה.
בטיפול I הקרום תקין, ובתמיסה שריכוז המומסים בה שווה לריכוזם בתאים אין כניסה נטו של מים – ולכן כמעט אין התפוצצות.
בטיפול III התפוצצו 10% בלבד, לעומת 85% בטיפול II (ירידה של כ־88%): חומר K נקשר לנקבוביות של רעלן T וחוסם אותן (פסקה 4) ← יונים כמעט אינם עוברים דרך הקרום ← לא נוצר מצב שבו פוטנציאל המים בתא נמוך מבחוץ ← מים אינם נכנסים באוסמוזה ← רוב התאים אינם מתפוצצים. 10% (יותר מ־2% בבקרה) מראה שהחסימה אינה מלאה.
התוצאות: בטיפול III, עם רעלן T ועם חומר K, התפוצצו 10% מן התאים, לעומת 85% בטיפול II – ירידה של כ־88%.
ההסבר: חומר K נקשר לנקבוביות שרעלן T יוצר, וחוסם אותן (פסקה 4). כשהנקבוביות חסומות, הקרום חוזר להיות כמעט בלתי חדיר ליונים, כמו קרום תקין. לכן לא נוצר הבדל בריכוז המומסים בין התא לבין התמיסה, מים אינם נכנסים לתאים באוסמוזה, ורוב התאים אינם מתפוצצים.
בטיפול III התפוצצו מעט יותר תאים מבבקרה (10% לעומת 2%), ככל הנראה משום שחומר K לא חסם את כל הנקבוביות.
סעיף ב
בטיפול II התפוצצו 6% בלבד, לעומת 85% בטיפול I. סוכר L גדול מכדי לעבור דרך הנקבוביות, ולכן נשאר בתמיסה; הוא מאזן את ההמוגלובין שנשאר בתאים – ריכוז המומסים שאינם יכולים לעבור דומה מבפנים ומבחוץ ← פוטנציאל המים משני צדי הקרום שווה ← מים אינם נכנסים לתאים באוסמוזה ← התאים אינם מתנפחים ואינם מתפוצצים, אף שיש בקרום נקבוביות.
התוצאות: בטיפול I (תמיסת מלח) התפוצצו 85% מן התאים, ובטיפול II (מלח + סוכר L) – 6% בלבד.
ההסבר: בשני הטיפולים רעלן T יצר נקבוביות, והיונים עוברים דרכן בחופשיות. ההבדל הוא במה שנשאר בלי יכולת לעבור:
- בטיפול I – רק בתוך התאים יש מומסים שאינם עוברים (ההמוגלובין), ולכן פוטנציאל המים בתאים נמוך מבתמיסה, מים נכנסים באוסמוזה, והתאים מתפוצצים.
- בטיפול II – גם בתמיסה יש מומס שאינו עובר: סוכר L, שמולקולותיו גדולות מדי לנקבוביות. הוא נשאר בחוץ, ו"מאזן" את ההמוגלובין שבפנים. לכן פוטנציאל המים משני צדי הקרום דומה, אין כניסה נטו של מים לתאים, והם אינם מתפוצצים – אף שיש בקרום שלהם נקבוביות.
סוכר M וסוכר L נוספו באותה כמות, וההבדל ביניהם הוא רק בגודל המולקולות. M הקטן עובר דרך הנקבוביות, ריכוזו מבפנים ומבחוץ משתווה, ולכן הוא אינו מאזן את ההמוגלובין – והתאים התפוצצו (83%, כמעט כמו ללא סוכר). L הגדול אינו עובר, והוא הגן (6%). כלומר, ההגנה תלויה בגודל המולקולה ביחס לנקבוביות. אילו הרעלן היה הורס את הקרום כולו, גם L היה עובר, ולא היה מגן – לכן התוצאות תומכות במנגנון של נקבוביות וכניסת מים באוסמוזה.
ההשוואה: בטיפולים II ו־III הוסיפו אותה כמות של סוכר, וההבדל היחיד הוא גודל מולקולות הסוכר.
- סוכר M (קטן) עובר דרך הנקבוביות, ולכן ריכוזו בתוך התאים ומחוצה להם משתווה. הוא אינו "מאזן" את ההמוגלובין, פוטנציאל המים בתאים נשאר נמוך, מים נכנסים, והתאים מתפוצצים – 83%, כמעט כמו בלי סוכר (85%).
- סוכר L (גדול) אינו עובר, ולכן הוא הגן על התאים – 6% בלבד.
המסקנה: ההגנה תלויה רק בגודל המולקולה ביחס לנקבוביות. זה מתאים להשערה שהרעלן יוצר פתחים בגודל מוגבל, שדרכם עוברים רק חומרים קטנים, ושהתאים מתפוצצים בגלל כניסת מים באוסמוזה. אילו הרעלן היה הורס את הקרום כולו, גם המולקולות הגדולות של סוכר L היו עוברות, וגם ההמוגלובין היה יוצא – ואז סוכר L לא היה יכול להגן על התאים.
שאלה 23 · האם להמליץ על חומר K כטיפול במחלה שגורם חיידק S
על בסיס תוצאות הניסויים, שנערכו בתאי דם אדומים במבחנה, הועלתה השערה שחומר K יכול להקל על התסמינים של המחלה שגורם חיידק S בבני אדם.
האם לדעתכם אפשר להמליץ על שימוש בחומר K כתרופה לחולים שנדבקו בחיידק S, לפי המידע ותוצאות הניסויים שבקטע?
הָביאו נימוק אחד מתחום הביולוגיה התומך בדעתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 23
פתרון
לא (עדיין). למשל: הניסויים נערכו רק בתאי דם אדומים במבחנה, ולא בגוף חי – לא ידוע אם K מגיע לרקמות שבהן פועל הרעלן, ואם הוא אינו חוסם גם תעלות חיוניות בקרום של תאי הגוף. (נימוק אחר: K אינו פוגע בחיידק S עצמו – החיידקים ממשיכים להתרבות ולהפריש רעלן; או: תאים אחרים בגוף, שאינם תאי דם אדומים, עשויים להגיב לרעלן אחרת.)
- ניסוי במבחנה: הניסויים נערכו רק בתאי דם אדומים במבחנה, ולא ביצור חי. לא ידוע אם חומר K מגיע בגוף אל הרקמות שבהן הרעלן פועל, באיזה ריכוז, ולכמה זמן.
- פגיעה בתאי הגוף: חומר K נקשר לנקבוביות בקרום. ייתכן שבגוף הוא נקשר גם לתעלות שבקרום תאי הגוף עצמם – למשל תאי עצב ותאי שריר – וחוסם אותן, וכך פוגע בתפקודם.
- החיידק אינו נפגע: חומר K חוסם את הנקבוביות, אבל אינו פוגע בחיידק S. החיידקים ממשיכים להתרבות בגוף ולהפריש עוד ועוד רעלן, ולכן K לבדו אינו מרפא את המחלה.
- תאים אחרים: נבדקו רק תאי דם אדומים; הרעלן עשוי לפגוע גם בתאים אחרים, שבהם התגובה ל־K לא נבדקה.
(אפשר גם לענות "כן, כטיפול משלים בלבד ואחרי ניסויים נוספים", אם הנימוק ביולוגי ונכון – למשל ש־K מונע את הנזק לתאים בזמן שמערכת החיסון מסלקת את החיידקים.)
טבלת התשובות
| שאלה | סעיף | תשובה |
|---|---|---|
| 1 | - | ב – ריבוזומים יש בכל תא חי, כי בכל תא מתרחש תרגום – ייצור חלבונים. |
| 2 | - | ב – כל תאי הגוף נושאים אותו DNA, ולכן הגן נמצא בשני סוגי התאים. רק בתאי העדשה הגן משועתק, ולכן רק בהם יש mRNA של קריסטלין. |
| 3 | - | ג – כשההורמון מתפרק מהר, ריכוזו בדם תלוי בקצב ההפרשה הנוכחי; כך שינוי בהפרשה משנה במהירות את ההשפעה, וכשהגורם לשינוי חולף, ההשפעה פוסקת. |
| 4 | - | א – הקריש סוגר את הפתח שנוצר בעור, שהוא קו הגנה ראשון; כך הוא משמש מחסום הפוגע בחדירת גורמי מחלה לגוף. |
| 5 | - | ב – השינוי יעבור רק לתאים שייווצרו בחלוקות של אותו תא עור; לצאצאים עובר רק ה־DNA שבתאי המין. |
| 6 | - | ב – צמח ירוק שמצאצאיו כרבע לבקנים נושא אלל ללבקנות שאינו מתבטא בו, כלומר הוא הטרוזיגוט והאלל רצסיבי; היחס 226:74 קרוב ליחס 3:1 הצפוי בהכלאה בין שני הטרוזיגוטים. |
| 7 | - | ד – שלושתם חומרים אורגניים, שהאנרגיה הכימית שבקשריהם משתחררת כשהם מפורקים בנשימה התאית, ומשמשת לבניית ATP. |
| 8 | - | א – הנשימה מבוקרת על ידי מרכז הנשימה במוח, השולח אותות קצובים לסרעפת ולשרירי הצלעות באופן לא רצוני, ומתאים את הקצב לריכוז ה־CO₂ בדם. |
| 9 | - | ג – מין הוא קבוצת פרטים שמתרבים ביניהם ויוצרים צאצאים פוריים; מחסום רבייתי בין שתי האוכלוסיות מעיד שהן מינים נפרדים. |
| 10 | - | ד – הנמלים הן יצורים חיים, ולכן הן גורם ביוטי בסביבת השיח. |
| 11 | - | ג – חלבון מופרש מיוצר בריבוזומים שעל הרשת התוך־פלסמית, ממוין ונארז במערכת גולג'י ומופרש בשלפוחיות; לכן בתא שמפריש חלבונים רבים אברונים אלה מפותחים. |
| 12 | - | ג – הומאוסטזיס הוא שמירה על סביבה פנימית יציבה בעזרת מנגנוני ויסות, גם כשהסביבה החיצונית משתנה. |
| 13 | - | א – במחלה הראשונה נוצרו בגופה תאי זיכרון; בחשיפה השנייה התגובה החיסונית מהירה וחזקה, והנגיף מסולק לפני שהוא גורם למחלה. |
| 14 | - | א – קליטת המים לזרע היא תהליך סביל (בהתאם להפרש בפוטנציאל המים) שאינו צורך ATP, ולכן אינה נפגעת. |
| 15 | - | ג – איבוד המים מעלה את ריכוז המומסים בדם; הפרשת ADH גדלה, הכליות מחזירות יותר מים לדם – והשתן מועט ומרוכז. |
| 16 | - | ג – הגמבוזיות טורפות יותר זחלי יתושים, ולכן כמות הזחלים יורדת; פחות זחלים אוכלים אצות, ולכן כמות האצות עולה; נימפות השפיריות מתחרות בגמבוזיות על הזחלים, ולכן כמותן יורדת. |
| 17 | - | ד – כדי לסלק חום, כלי הדם בעור מתרחבים וחלק גדול מן הדם זורם לעור (העור מאדים); כדי שלחץ הדם ואספקת הדם לאיברים החיוניים יישמרו, תפוקת הלב צריכה לגדול – וקצב הלב עולה. |
| 18 | - | ד – מעוצמה 4 ומעלה הקצב אינו עולה, ולכן האור אינו הגורם המגביל; הגורם המגביל הוא כנראה ריכוז ה־ במים, והוספת ביקרבונט תעלה את הערך המרבי. |
| 19 | - | ד – מים עוברים באוסמוזה מן התמיסה המהולה אל המרוכזת; תא Y (8%) מרוכז משני שכניו, ולכן מים נכנסים אליו משניהם, ויותר מתא X, שהפרש הריכוזים בינו לבין Y גדול יותר (5% לעומת 3%). |
| 20 | - | א – עלים שהפכו לקוצים מקטינים את שטח הדיות ואת איבוד המים; הגבעול העבה אוגר מים, ובזכות הכלורופיל שבו מתקיימת בו פוטוסינתזה. |
| 21 | - | בקרום תקין יונים עוברים דרך חלבונים בקרום – תעלות (מעבר פסיבי) ומשאבות (הובלה פעילה בהשקעת ATP). הבדל: חלבוני התעלות והמשאבות בקרום התקין הם בררניים – כל אחד מעביר יון מסוים – ומבוקרים (נפתחים ונסגרים לפי צורכי התא, משאבות מעבירות גם נגד מפל הריכוזים), ואילו הנקבובית של הרעלן פתוחה כל הזמן ומעבירה בלי בקרה כל יון ומולקולה קטנה, רק במורד מפל הריכוזים. |
| 22 | א 1 | בטיפול II התפוצצו 85% מן התאים, לעומת 2% בטיפול I (בקרה). רעלן T יצר נקבוביות בקרום ← יונים ומולקולות קטנות עוברים דרכן בחופשיות, וריכוזם מבפנים ומבחוץ משתווה ← ההמוגלובין והחלבונים האחרים אינם יכולים לצאת ← בתאים יש יותר מומסים מבחוץ, כלומר פוטנציאל המים בתאים נמוך מבתמיסה ← מים נכנסים לתאים באוסמוזה ← התאים מתנפחים ומתפוצצים. |
| א 2 | בטיפול III התפוצצו 10% בלבד, לעומת 85% בטיפול II (ירידה של כ־88%): חומר K נקשר לנקבוביות של רעלן T וחוסם אותן (פסקה 4) ← יונים כמעט אינם עוברים דרך הקרום ← לא נוצר מצב שבו פוטנציאל המים בתא נמוך מבחוץ ← מים אינם נכנסים באוסמוזה ← רוב התאים אינם מתפוצצים. 10% (יותר מ־2% בבקרה) מראה שהחסימה אינה מלאה. | |
| ב 1 | בטיפול II התפוצצו 6% בלבד, לעומת 85% בטיפול I. סוכר L גדול מכדי לעבור דרך הנקבוביות, ולכן נשאר בתמיסה; הוא מאזן את ההמוגלובין שנשאר בתאים – ריכוז המומסים שאינם יכולים לעבור דומה מבפנים ומבחוץ ← פוטנציאל המים משני צדי הקרום שווה ← מים אינם נכנסים לתאים באוסמוזה ← התאים אינם מתנפחים ואינם מתפוצצים, אף שיש בקרום נקבוביות. | |
| ב 2 | סוכר M וסוכר L נוספו באותה כמות, וההבדל ביניהם הוא רק בגודל המולקולות. M הקטן עובר דרך הנקבוביות, ריכוזו מבפנים ומבחוץ משתווה, ולכן הוא אינו מאזן את ההמוגלובין – והתאים התפוצצו (83%, כמעט כמו ללא סוכר). L הגדול אינו עובר, והוא הגן (6%). כלומר, ההגנה תלויה בגודל המולקולה ביחס לנקבוביות. אילו הרעלן היה הורס את הקרום כולו, גם L היה עובר, ולא היה מגן – לכן התוצאות תומכות במנגנון של נקבוביות וכניסת מים באוסמוזה. | |
| 23 | - | לא (עדיין). למשל: הניסויים נערכו רק בתאי דם אדומים במבחנה, ולא בגוף חי – לא ידוע אם K מגיע לרקמות שבהן פועל הרעלן, ואם הוא אינו חוסם גם תעלות חיוניות בקרום של תאי הגוף. (נימוק אחר: K אינו פוגע בחיידק S עצמו – החיידקים ממשיכים להתרבות ולהפריש רעלן; או: תאים אחרים בגוף, שאינם תאי דם אדומים, עשויים להגיב לרעלן אחרת.) |