מתכונת 4 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 · תא דם אדום ותא צמח בתמיסת מלח מרוכזת
תא דם אדום של אדם ותא מעלה של צמח הועברו לתמיסת מלח מרוכזת מאוד.
מה יקרה לתאים?
- א.
שני התאים יתנפחו, ותא הדם האדום יתפוצץ.
- ב.
תא הצמח לא ישתנה, כי הדופן מגינה עליו, ותא הדם האדום יתכווץ.
- ג.
שני התאים יאבדו מים: תא הדם האדום יתכווץ, ובתא הצמח הקרום והציטופלסמה יתרחקו מן הדופן.
- ד.
תא הדם האדום לא ישתנה, ותא הצמח יתנפח.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
ג – פוטנציאל המים בתמיסה המרוכזת נמוך מבתוך התאים, ולכן מים יוצאים משני התאים באוסמוזה; תא הדם מתכווץ, ובתא הצמח הדופן הקשיחה נשארת בצורתה והקרום מתרחק ממנה (פלזמוליזה).
התשובה הנכונה: ג. ריכוז המומסים בתמיסת המלח המרוכזת גבוה מן הריכוז בתוך התאים, כלומר פוטנציאל המים בתמיסה נמוך מפוטנציאל המים בתאים. מים עוברים באוסמוזה דרך הקרום הבררני מן המקום שבו פוטנציאל המים גבוה אל המקום שבו הוא נמוך – כאן מן התאים החוצה.
- תא הדם האדום – אין לו דופן, ולכן כל התא מתכווץ (מצטמק).
- תא הצמח – גם הוא מאבד מים, והחלולית והציטופלסמה מצטמקות. הדופן קשיחה ואינה מתכווצת, ולכן הקרום מתרחק מן הדופן (פלזמוליזה).
- א. התאים יתנפחו רק בסביבה שפוטנציאל המים בה גבוה מבתוך התא (למשל במים מזוקקים) – כאן ההפך.
- ב. הדופן מגינה על תא הצמח מפני התפוצצות בסביבה מהולה, אבל אינה מונעת יציאת מים מן התא בסביבה מרוכזת.
- ד. קרום תא הדם האדום חדיר למים, ולכן הוא יאבד מים; תא הצמח לא יתנפח בתמיסה מרוכזת.
שאלה 2 · לטאות מדבר מסתתרות בצהריים
לטאות במדבר פעילות בעיקר בשעות הבוקר. בצהריים, כשהחול לוהט, הן מסתתרות בצל או במחילות.
מה היתרון של התנהגות זו ללטאות?
- א.
בצהריים הן צריכות להתחמם, כדי להגביר את קצב חילוף החומרים בתאיהן.
- ב.
במחילה הן מייצרות חום בעצמן, ושומרות על טמפרטורת גוף קבועה.
- ג.
כך הן נמנעות מהתחממות־יתר, שבה האנזימים עלולים לעבור דנטורציה.
- ד.
בצהריים טמפרטורת גופן נשארת קבועה בכל מקום שבו הן נמצאות.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
ג – טמפרטורת הגוף של לטאה נקבעת בעיקר בסביבתה; במסתור היא נמנעת מהתחממות־יתר, שבה אנזימים עוברים דנטורציה ותפקוד התאים נפגע.
התשובה הנכונה: ג. לטאות הן פויקילותרמיות – הן אינן מייצרות מספיק חום כדי לווסת את טמפרטורת גופן, וטמפרטורת הגוף שלהן נקבעת בעיקר בחום שהן קולטות מן הסביבה. לכן הן מווסתות את הטמפרטורה בהתנהגות: בבוקר הן מתחממות בשמש, ובצהריים, כשהחום קיצוני, הן עוברות לצל או למחילה. אילו נשארו על החול הלוהט, טמפרטורת גופן הייתה עולה מעבר לטמפרטורה המיטבית, האנזימים בתאיהן היו עלולים לעבור דנטורציה, ותפקוד התאים היה נפגע – עד מוות.
- א. בצהריים הסביבה חמה מאוד, ולכן הלטאה אינה צריכה להתחמם, אלא להימנע מהתחממות־יתר.
- ב. לטאות אינן מייצרות מספיק חום כדי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה, וגם אינן זקוקות לחום נוסף בצהרי היום.
- ד. טמפרטורת הגוף של הלטאה משתנה לפי המקום: בשמש היא מתחממת, ובצל היא מתחממת פחות. לכן יש משמעות לבחירת המקום.
שאלה 3 · בחירת בת זוג למבחן הכלאה
בכבשים האלל לצמר שחור דומיננטי על האלל לצמר לבן. מגדל רוצה לברר אם איל בעל צמר שחור הוא הומוזיגוט או הטרוזיגוט.
עם איזו כבשה כדאי להכליא את האיל?
- א.
עם כבשה שחורה הומוזיגוטית.
- ב.
אין צורך בהכלאה – אפשר לקבוע את הגנוטיפ לפי צבע הצמר של האיל.
- ג.
עם כל כבשה, כי צבע הצאצאים נקבע רק לפי האב.
- ד.
עם כבשה לבנה.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
ד – כבשה לבנה היא הומוזיגוטית לאלל הרצסיבי ומעבירה לכל צאצא אלל לבן; לכן צבע הצאצאים מראה ישירות איזה אלל קיבלו מן האיל.
התשובה הנכונה: ד. נסמן: B – צמר שחור (דומיננטי), b – צמר לבן (רצסיבי). האיל השחור יכול להיות BB או Bb. בהכלאה מבחינה מכליאים אותו עם פרט הומוזיגוטי רצסיבי – כבשה לבנה (bb), המעבירה לכל צאצא אלל b.
•אם האיל BB – כל הצאצאים Bb, שחורים.
•אם האיל Bb – צפויים כמחצית צאצאים שחורים (Bb) וכמחצית לבנים (bb).
הופעה של צאצא לבן מוכיחה שהאיל נושא אלל b.
- א. כבשה שחורה הומוזיגוטית (BB) מעבירה לכל צאצא אלל B, ולכן כל הצאצאים יהיו שחורים גם אם האיל Bb – ההכלאה לא תגלה דבר.
- ב. לאיל BB ולאיל Bb אותו פנוטיפ – צמר שחור – כי האלל B דומיננטי; לפי המראה אי אפשר להבחין ביניהם.
- ג. כל צאצא מקבל אלל אחד מכל הורה; הגנוטיפ של האם משפיע על צבע הצאצאים.
שאלה 4 · אגירת שומן בתאי רקמת השומן
רוב בעלי החיים אוגרים את עודפי האנרגיה כשומן בתאי רקמת השומן. השומן אינו מסיס במים.
מהו היתרון של תכונה זו לאגירה?
- א.
אפשר להוביל את השומן המאוגר בקלות בדם, כתמיסה מימית.
- ב.
השומן משמש מקור לחומצות אמינו לבניית חלבונים.
- ג.
השומן נאגר בתאים בכמות גדולה בלי להעלות את ריכוז המומסים בהם, ולכן אינו גורם לכניסת מים לתאים באוסמוזה.
- ד.
השומן מתפרק בתאים בקלות גם בלי אנזימים.
◂ פתרון מלא לשאלה 4
ג – חומר שאינו מסיס אינו נחשב מומס, ולכן אינו מוריד את פוטנציאל המים בתא; כך אפשר לאגור כמות גדולה בלי שהתאים יתנפחו מכניסת מים.
התשובה הנכונה: ג. ריכוז המומסים בתא קובע את פוטנציאל המים שלו, ולכן את כיוון מעבר המים באוסמוזה. שומן אינו מסיס במים – הוא נאגר בטיפות בתוך התא – ולכן אינו מעלה את ריכוז המומסים. כך התא יכול לאגור כמות גדולה של חומר עשיר באנרגיה, בלי שייכנסו אליו מים באוסמוזה ובלי שישתנה נפחו בגלל מים.
- א. דווקא משום שהשומן אינו מסיס במים, אי אפשר להובילו בדם כתמיסה מימית; כדי להובילו יש לפרק אותו או לקשור אותו לחלבונים.
- ב. שומנים אינם מכילים חנקן ואינם מתפרקים לחומצות אמינו; חומצות אמינו מקורן בחלבונים.
- ד. פירוק שומן בתא, כמו כל תהליך בתא, נעשה בעזרת אנזימים, וחוסר המסיסות אינו מאיץ אותו.
שאלה 5 · קוצים במקום עלים בצבר – ברירה טבעית
לצמח הצבר (סברס) אין עלים רחבים; במקומם יש לו קוצים, והפוטוסינתזה מתרחשת בגבעול העבה והירוק.
מהו ההסבר האבולוציוני לכך?
- א.
הצמחים הקטינו את עליהם במהלך חייהם כדי לחסוך במים, והעבירו את השינוי לצאצאיהם.
- ב.
בין אבות הצבר היו צמחים בעלי עלים קטנים יותר; הם איבדו פחות מים, שרדו והתרבו יותר באזורים יבשים.
- ג.
החום והיובש גרמו למוטציות שהפכו את העלים לקוצים בכל הצמחים.
- ד.
הצמחים שהיו להם עלים רחבים נאכלו, ולכן נשארו רק קוצים.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
ב – באוכלוסיית האבות הייתה שונות תורשתית בגודל העלים; בסביבה יבשה צמחים בעלי עלים קטנים איבדו פחות מים באידוי, שרדו והתרבו יותר, ושכיחותם עלתה במשך דורות.
התשובה הנכונה: ב. בסביבה יבשה מים הם גורם מגביל. דרך עלים רחבים, בעלי שטח פנים גדול, נאבדים מים רבים באידוי (דיות). באוכלוסיית האבות הייתה שונות תורשתית: לחלק מן הצמחים היו עלים קטנים יותר. צמחים אלה איבדו פחות מים, שרדו והתרבו יותר, והעבירו את התכונה לצאצאיהם. במשך דורות רבים, בברירה טבעית, נבררו צמחים שעליהם קטנים מאוד והפכו לקוצים, והפוטוסינתזה עברה לגבעול. (הקוצים מגנים גם מפני בעלי חיים.)
- א. זה הסבר למרקיאני: שינוי שצמח "עושה" במהלך חייו אינו עובר בתורשה, וצמח אינו משנה את תכונותיו כי הוא "צריך".
- ג. מוטציות מתרחשות באקראי, ולא "בהתאם לצורך" ולא בכל הצמחים באותה צורה. הסביבה בוררת בין פרטים, ואינה יוצרת את השינוי המתאים.
- ד. אכילה של עלים אינה הופכת אותם לקוצים בצאצאים; ההסבר אינו מתאר תכונה תורשתית שנבררה.
שאלה 6 · ריכוז שתנן בעורק הכליה ובווריד הכליה
מהו ההבדל הצפוי בין הדם בעורק הכליה (הדם הנכנס לכליה) לבין הדם בווריד הכליה (הדם היוצא מן הכליה) באדם בריא?
- א.
ריכוז השתנן בווריד הכליה נמוך מריכוזו בעורק הכליה.
- ב.
ריכוז החמצן בווריד הכליה גבוה מריכוזו בעורק הכליה.
- ג.
בווריד הכליה אין גלוקוז, כי כל הגלוקוז מופרש בשתן.
- ד.
ריכוז החלבונים בווריד הכליה נמוך מאוד, כי החלבונים מסוננים אל השתן.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
א – הכליות מסלקות שתנן מן הדם אל השתן, ולכן בדם היוצא מן הכליה ריכוז השתנן נמוך יותר.
התשובה הנכונה: א. אחד התפקידים העיקריים של הכליות הוא סילוק חומרי פסולת מן הדם – בעיקר שתנן. בנפרון השתנן מסונן מן הדם אל התסנין, ורובו אינו נספג חזרה, ולכן הוא יוצא בשתן. לכן בדם היוצא מן הכליה בווריד הכליה ריכוז השתנן נמוך מזה שבדם הנכנס בעורק הכליה.
- ב. תאי הכליה מבצעים נשימה תאית וצורכים חמצן (בעיקר להעברה פעילה בספיגה החוזרת), ולכן ריכוז החמצן בווריד הכליה נמוך מזה שבעורק.
- ג. באדם בריא כמעט כל הגלוקוז שסונן נספג חזרה אל הדם, ואין גלוקוז בשתן; בווריד הכליה יש גלוקוז.
- ד. חלבוני הדם גדולים מכדי לעבור בסינון, והם נשארים בדם; בשתן של אדם בריא אין חלבונים.
שאלה 7 · התאמה לגורם ביוטי – הסוואה של זחל
באיזה מן המשפטים שלפניכם מתוארת התאמה לגורם ביוטי?
- א.
לשועל הארקטי פרווה עבה וצפופה, השומרת על חום גופו.
- ב.
צמחים רבים במדבר סוגרים את הפיוניות בשעות הצהריים.
- ג.
לעצי האלון שורשים ארוכים, המגיעים לשכבות קרקע עמוקות.
- ד.
זחל של פרפר מסוים ירוק כצבע העלים, וקשה לציפורים להבחין בו.
◂ פתרון מלא לשאלה 7
ד – ההסוואה של הזחל היא התאמה ליצור חי אחר – לציפורים הטורפות אותו.
התשובה הנכונה: ד. גורם ביוטי הוא גורם בסביבה שמקורו ביצור חי – טורף, מזון, מתחרה, טפיל וכדומה. הצבע הירוק של הזחל מסווה אותו על רקע העלים, וכך ציפורים טורפות מתקשות למצוא אותו. ההתאמה היא אפוא לגורם ביוטי – הטורפים.
- א. פרווה עבה היא התאמה לטמפרטורה נמוכה – גורם אביוטי.
- ב. סגירת פיוניות בצהריים מקטינה את איבוד המים בדיות. זו התאמה למחסור במים ולחום – גורמים אביוטיים.
- ג. שורשים ארוכים מגיעים למים בשכבות העמוקות של הקרקע – התאמה לגורם אביוטי.
שאלה 8 · הכלאה בין שני צמחי אפונה בעלי זרעים מקומטים
באפונה, זרע מקומט הוא תכונה רצסיבית, וזרע חלק – תכונה דומיננטית.
הוכלאו שני צמחי אפונה שצמחו מזרעים מקומטים.
מה צפוי להתקבל בצאצאים?
- א.
כל הצאצאים יהיו בעלי זרעים מקומטים.
- ב.
שלושה רבעים מן הצאצאים יהיו בעלי זרעים מקומטים.
- ג.
מחצית מן הצאצאים יהיו בעלי זרעים מקומטים.
- ד.
כל הצאצאים יהיו בעלי זרעים חלקים.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
א – לצמח בעל זרעים מקומטים (תכונה רצסיבית) יש שני אללים רצסיביים; כל צאצא מקבל מכל הורה אלל רצסיבי, ולכן כל הצאצאים מקומטים.
התשובה הנכונה: א. נסמן את האלל הדומיננטי (זרע חלק) R ואת האלל הרצסיבי (זרע מקומט) r.
•תכונה רצסיבית מתבטאת רק בפרט ששני האללים שלו רצסיביים, ולכן שני ההורים הם rr.
•כל תא מין של כל הורה נושא אלל r, ולכן כל הצאצאים הם rr – כולם בעלי זרעים מקומטים.
- ב. יחס של 3:1 מתקבל בהכלאה בין שני הטרוזיגוטים (Rr × Rr), ובה שלושה רבעים הם בעלי התכונה הדומיננטית.
- ג. יחס של 1:1 מתקבל בהכלאה בין הטרוזיגוט להומוזיגוט רצסיבי (Rr × rr).
- ד. להורים אין אלל R כלל, ולכן אף צאצא אינו יכול להיות בעל זרעים חלקים.
שאלה 9 · תפקיד הריבוזום
מהו התפקיד של הריבוזום בתא?
- א.
שעתוק ה־DNA ל־mRNA בגרעין התא.
- ב.
הבאת החומצות האמיניות מן הציטופלסמה אל ה־mRNA.
- ג.
קישור החומצות האמיניות זו לזו לפי סדר הקודונים שב־mRNA.
- ד.
פירוק חלבונים פגומים לחומצות אמיניות בציטופלסמה.
◂ פתרון מלא לשאלה 9
ג – בריבוזום מתבצע התרגום: הוא "קורא" את קודוני ה־mRNA, ומקשר את החומצות האמיניות שמביאות מולקולות ה־tRNA לשרשרת חלבון.
התשובה הנכונה: ג. הריבוזום הוא המקום שבו מתבצע התרגום. ה־mRNA נקשר לריבוזום, והריבוזום נע לאורכו, קודון אחר קודון. לכל קודון מגיעה מולקולת tRNA שהאנטיקודון שלה משלים לקודון, והיא נושאת את החומצה האמינית המתאימה. הריבוזום מקשר את החומצה האמינית החדשה לשרשרת שכבר נבנתה, וכך נוצרת שרשרת חלבון בסדר שנקבע ברצף הקודונים.
- א. שעתוק DNA ל־mRNA מתרחש בגרעין, בידי האנזים RNA פולימראז, ולא בריבוזום.
- ב. את החומצות האמיניות מביאות מולקולות tRNA. הריבוזום הוא המקום שאליו הן מובאות.
- ד. הריבוזום בונה חלבונים, ולא מפרק אותם. פירוק חלבונים נעשה בידי מערכות אחרות בתא.
שאלה 10 · תיבות קינון לתנשמות בשדות
בעמקים בישראל מציבים בשדות תיבות קינון לתנשמות – עופות דורסים הניזונים בעיקר ממכרסמים, כמו נברנים, הפוגעים בגידולים החקלאיים.
מה היתרון של שיטה זו לעומת פיזור רעל נגד מכרסמים בשדות?
- א.
פוחתת ההרעלה של בעלי חיים שאינם המזיק.
- ב.
התנשמות ניזונות גם מן הגידולים, וכך מקטינות את מזונם של המכרסמים.
- ג.
התנשמות מפרקות את הרעל שכבר פוזר בשדות.
- ד.
התנשמות מחסלות את כל המכרסמים בשדה בתוך כמה ימים.
◂ פתרון מלא לשאלה 10
א – התנשמות טורפות את המכרסמים בלי רעל; כך פחות רעל עובר בשרשרת המזון ופוגע בעופות דורסים ובבעלי חיים אחרים.
התשובה הנכונה: א. רעל נגד מכרסמים פוגע לא רק במכרסמים. בעלי חיים אחרים אוכלים את הפיתיונות המורעלים, ועופות דורסים וטורפים אחרים, האוכלים מכרסמים מורעלים, מורעלים גם הם – הרעל עובר בשרשרת המזון. התנשמות הן אויב טבעי של המכרסמים: הן טורפות אותם וכך מצמצמות את אוכלוסייתם בלי רעל. השימוש בהן מאפשר לפזר פחות רעל, ולכן פוחתת הפגיעה בבעלי חיים שאינם המזיק.
- ב. תנשמות הן טורפות, וניזונות בעיקר ממכרסמים – הן אינן אוכלות גידולים.
- ג. תנשמות אינן מפרקות רעלים בשדה. להפך – הן עצמן עלולות להיפגע מן הרעל.
- ד. טורף אינו מחסל לגמרי את אוכלוסיית הטרף שלו, ובוודאי לא בתוך כמה ימים. הוא מקטין את האוכלוסייה ושומר אותה ברמה נמוכה יותר.
שאלה 11 · גורל הנוירוטרנסמיטר אחרי היקשרותו
נוירוטרנסמיטר שהופרש לסינפסה נקשר לקולטנים שבקרום של התא הבא.
מה קורה לנוירוטרנסמיטר זמן קצר אחרי שנקשר, ומה החשיבות של כך?
- א.
הוא נכנס לתא הבא ועובר לאורכו עד הסינפסה הבאה.
- ב.
הוא נשאר קשור לקולטנים זמן רב, ולכן התא הבא פעיל ברציפות.
- ג.
הוא מפורק או נקלט בחזרה, ולכן האות לתא הבא נפסק כשתא העצב מפסיק להפריש אותו.
- ד.
הוא עובר אל הדם ומגיע בו אל איברי המטרה.
◂ פתרון מלא לשאלה 11
ג – הנוירוטרנסמיטר מסולק מן הסינפסה (מפורק או נקלט בחזרה לתא שהפריש אותו), וכך האות לתא הבא קצר ומדויק ונפסק כשהגירוי נפסק.
התשובה הנכונה: ג. אחרי שהנוירוטרנסמיטר נקשר לקולטנים וגרם לשינוי בתא הבא, הוא מסולק מן הסינפסה – מפורק בידי אנזים או נקלט בחזרה לתא העצב שהפריש אותו. בזכות זה האות לתא הבא נמשך רק כל עוד תא העצב מפריש נוירוטרנסמיטר, וכשהגירוי נפסק – גם האות נפסק. כך מערכת העצבים מעבירה מידע מהיר ומדויק.
- א. הנוירוטרנסמיטר אינו נכנס לתא הבא ואינו עובר לאורכו; לאורך תא העצב עובר אות חשמלי.
- ב. אילו הנוירוטרנסמיטר היה נשאר קשור, התא הבא היה מגורה ברציפות גם בלי גירוי – מצב שבו העברת המידע אינה תקינה.
- ד. מעבר בדם אל איברי מטרה מאפיין הורמונים. הנוירוטרנסמיטר פועל במרחק קצר מאוד – בסינפסה בלבד.
שאלה 12 · תהליך שאינו תלוי במינרלים מן הקרקע
צמח סובל ממחסור במינרלים (יונים כמו חנקה, זרחה ומגנזיום) בקרקע.
איזה מן התהליכים שלפניכם ייפגע פחות מן האחרים בגלל המחסור?
- א.
בניית כלורופיל
- ב.
בניית חלבונים
- ג.
בניית קרומים חדשים לתאים
- ד.
מעבר CO₂ מן האוויר אל תוך העלה דרך הפיוניות
◂ פתרון מלא לשאלה 12
ד – CO₂ עובר בדיפוזיה מן האוויר דרך פיוניות פתוחות אל החללים שבעלה; התהליך אינו מחייב בניית חומרים המכילים חנקן, זרחן או מגנזיום.
התשובה הנכונה: ד. CO₂ עובר מן האוויר אל תוך העלה בדיפוזיה דרך פתחי הפיוניות, ממקום שבו ריכוזו גבוה (האוויר) למקום שבו ריכוזו נמוך (החללים שבעלה, שבהם התאים צורכים אותו בפוטוסינתזה). התהליך אינו דורש בניה של חומרים חדשים המכילים את היסודות החסרים, ולכן ייפגע פחות.
- א. במולקולת הכלורופיל יש מגנזיום וחנקן; במחסור בהם נבנה פחות כלורופיל, והעלים מצהיבים.
- ב. בחלבונים יש חנקן (בכל חומצת אמינו); במחסור בחנקה נבנים פחות חלבונים.
- ג. הקרומים בנויים בעיקר מפוספוליפידים, המכילים זרחן, ומחלבונים, המכילים חנקן; במחסור בהם תיפגע בניית קרומים לתאים חדשים.
שאלה 13 · שני זנים של צמח – אנזים פעיל ואנזים לא פעיל
בצמח מסוים יש אנזים המזרז שלב ביצירת צבען אדום בפרחים. בזן בעל פרחים אדומים האנזים פעיל, ובזן בעל פרחים לבנים האנזים אינו פעיל. נמצא שבאנזים של שני הזנים יש הבדל ברצף החומצות האמיניות.
ממה נובע ההבדל ברצף החומצות האמיניות של האנזים בשני הזנים?
- א.
מהבדל בסוגי החומצות האמיניות שבתאי הצמח.
- ב.
מהבדל במבנה הריבוזומים שבתאי הזנים.
- ג.
מהבדל ברצף הנוקלאוטידים בגן המקודד לאנזים.
- ד.
מהבדל בטמפרטורה שבה גדלו הצמחים.
◂ פתרון מלא לשאלה 13
ג – רצף החומצות האמיניות בחלבון נקבע לפי רצף הנוקלאוטידים בגן המקודד לו; הבדל בגן גורם להבדל באנזים.
התשובה הנכונה: ג. המידע לבניית כל חלבון שמור ברצף הנוקלאוטידים של הגן המקודד לו ב־DNA. בתהליך השעתוק נוצר לפי הגן RNA שליח (mRNA), ובתהליך התרגום בריבוזומים נקבע לפי רצף הקודונים ב־mRNA סדר החומצות האמיניות בחלבון. לכן הבדל קבוע (תורשתי) ברצף החומצות האמיניות בין שני זנים נובע מהבדל בגן עצמו. הבדל כזה עלול לשנות את המבנה המרחבי של האנזים ואת האתר הפעיל, ולכן האנזים של הזן הלבן אינו פעיל.
- א. בכל התאים משמשים אותם 20 סוגים של חומצות אמיניות. סדר החומצות בחלבון אינו נקבע לפי החומצות הזמינות, אלא לפי ה־mRNA.
- ב. הריבוזומים "קוראים" את ה־mRNA ומחברים חומצות אמיניות, אבל הם אינם קובעים את סדרן. אותם ריבוזומים בונים חלבונים שונים לפי mRNA שונים.
- ד. טמפרטורה יכולה לשנות את המבנה המרחבי של אנזים קיים (ובחום גבוה – לגרום לדנטורציה), אבל אינה משנה את רצף החומצות האמיניות שלו.
שאלה 14 · הגדלת כמות החמצן המגיעה לשרירים
איזה מן השינויים שלפניכם יגדיל את כמות החמצן המגיעה בכל דקה לשרירי הרגליים?
- א.
ירידה בכמות ההמוגלובין בדם.
- ב.
האצת קצב הלב, כשנפח הפעימה נשאר קבוע.
- ג.
היצרות של כלי הדם המובילים דם לשרירי הרגליים.
- ד.
האטה של קצב הנשימה.
◂ פתרון מלא לשאלה 14
ב – כשקצב הלב עולה ונפח הפעימה קבוע, תפוקת הלב גדלה – יותר דם, ובו יותר חמצן, מגיע לשרירים בכל דקה.
התשובה הנכונה: ב. תפוקת הלב = קצב הלב × נפח הפעימה. כשקצב הלב עולה ונפח הפעימה אינו משתנה, תפוקת הלב גדלה – הלב מזרים יותר דם בדקה. הדם נושא חמצן הקשור להמוגלובין, ולכן יותר חמצן מגיע לשרירים בכל דקה.
- א. ההמוגלובין שבתאי הדם האדומים קושר את החמצן; פחות המוגלובין – פחות חמצן בכל ליטר דם.
- ג. היצרות כלי הדם מקטינה את זרימת הדם לשרירים.
- ד. האטת הנשימה מקטינה את אוורור הריאות, ופחות חמצן נכנס לדם.
שאלה 15 · דלק ביולוגי לעומת דלק מאובנים
דלק ביולוגי מופק מצמחים שגודלו בשנה האחרונה, ואילו דלק מאובנים (נפט, פחם) נוצר משרידים של יצורים שחיו לפני מיליוני שנים. גם בשריפת דלק ביולוגי וגם בשריפת דלק מאובנים נפלט פחמן דו־חמצני.
מדוע נחשב השימוש בדלק ביולוגי לתורם פחות לאפקט החממה?
- א.
כי בשריפת דלק ביולוגי נפלט חמצן ולא פחמן דו־חמצני.
- ב.
כי פחמן דו־חמצני שמקורו בצמחים אינו גז חממה.
- ג.
כי דלק מאובנים אינו מכיל פחמן שמקורו ביצורים חיים.
- ד.
כי הפחמן הדו־חמצני הנפלט בשריפת דלק ביולוגי נקלט מן האוויר זמן קצר קודם לכן בפוטוסינתזה של הצמחים.
◂ פתרון מלא לשאלה 15
ד – הצמחים קלטו את ה־CO₂ מן האוויר בפוטוסינתזה בזמן גידולם, ובשריפה הוא חוזר לאוויר; לכן כמעט אין תוספת נטו. דלק מאובנים משחרר פחמן שהיה אגור מחוץ לאטמוספרה מיליוני שנים – תוספת חדשה של CO₂.
התשובה הנכונה: ד. בזמן גידולם, הצמחים שמהם מפיקים דלק ביולוגי קלטו CO₂ מן האוויר בפוטוסינתזה, וקיבעו את הפחמן בחומרים אורגניים. כששורפים את הדלק, הפחמן הזה חוזר לאוויר כ־CO₂. לכן, בסיכום, שריפת הדלק הביולוגי מחזירה בערך את מה שנקלט ממנו לאחרונה, וריכוז ה־CO₂ באטמוספרה כמעט אינו עולה. לעומת זאת, הפחמן שבדלק מאובנים היה אגור באדמה במשך מיליוני שנים; שריפתו מוסיפה לאטמוספרה CO₂ שלא היה בה – ולכן היא מגבירה את אפקט החממה.
- א. בשריפה החומר האורגני מגיב עם חמצן ונפלט CO₂ (כפי שנאמר בשאלה); חמצן נצרך ולא נפלט.
- ב. מולקולת CO₂ היא אותה מולקולה, ממקור כלשהו, והיא גז חממה.
- ג. דלק מאובנים נוצר משרידי יצורים חיים, ולכן הוא עשיר בפחמן שמקורו ביצורים חיים.
שאלה 16 · חיסון בחיידקים מומתים נגד טיפוס
מחלת הטיפוס נגרמת על ידי חיידק מסוים. אחד החיסונים נגד המחלה מכיל חיידקי טיפוס מומתים: הם אינם יכולים להתרבות ולגרום למחלה, אבל החלבונים שעל פניהם שומרים על מבנם.
מה נוצר בגוף המחוסן בעקבות החיסון?
- א.
חיידקים חיים, המתרבים מן החיידקים שבחיסון ומגנים על הגוף.
- ב.
נוגדנים לחיידק ותאי זיכרון ספציפיים לו.
- ג.
נוגדנים לכל סוגי החיידקים.
- ד.
תאי דם אדומים העמידים לחיידק.
◂ פתרון מלא לשאלה 16
ב – החלבונים שעל פני החיידקים המומתים משמשים אנטיגנים: מערכת החיסון של המחוסן מייצרת נגדם נוגדנים ספציפיים ותאי זיכרון – חיסון פעיל.
התשובה הנכונה: ב. החיידקים המומתים שומרים על החלבונים שעל פניהם, ולכן הם משמשים אנטיגנים: מערכת החיסון מזהה אותם כגורם זר. לימפוציטים ספציפיים להם מופעלים, מתרבים ומתמיינים, ונוצרים נוגדנים הנקשרים לחיידק ותאי זיכרון. אם המחוסן ייחשף בעתיד לחיידקי טיפוס חיים, תאי הזיכרון יגיבו מהר ובעוצמה, והנוגדנים יסייעו לסלק את החיידקים לפני שיגרמו למחלה. זהו חיסון פעיל – הגוף עצמו מייצר את הנוגדנים.
- א. החיידקים שבחיסון מומתים, ואינם יכולים להתרבות.
- ג. התגובה החיסונית ספציפית: הנוגדנים נקשרים רק לאנטיגן שעורר את יצירתם, ולא לכל החיידקים.
- ד. תאי דם אדומים אינם משתתפים בתגובה החיסונית, והחיסון אינו משנה אותם.
שאלה 17 · תאי דם אדומים ללא גרעין וללא מיטוכונדריות
לתאי הדם האדומים הבוגרים באדם אין גרעין ואין מיטוכונדריות.
מהו היתרון של מבנה זה לתפקידם של תאי הדם האדומים?
- א.
יש בתא מקום רב למולקולות המוגלובין, והתא אינו צורך בנשימה אווירנית את החמצן שהוא מוביל.
- ב.
התא יכול להתחלק במהירות בתוך כלי הדם.
- ג.
התא מפיק כמות גדולה של ATP בנשימה אווירנית.
- ד.
התא חי זמן רב יותר מכל תא אחר בגוף.
◂ פתרון מלא לשאלה 17
א – בלי גרעין ומיטוכונדריות יש בתא יותר מקום להמוגלובין (יותר חמצן לכל תא), והתא אינו צורך את החמצן שהוא מוביל, כי אינו מבצע נשימה אווירנית.
התשובה הנכונה: א. תפקיד תא הדם האדום הוא להוביל חמצן הקשור להמוגלובין. כשאין בתא גרעין ומיטוכונדריות, כמעט כל נפח התא ממולא בהמוגלובין, ולכן כל תא מוביל כמות גדולה של חמצן. נוסף על כך, הנשימה האווירנית מתרחשת במיטוכונדריות; בלעדיהן התא מפיק ATP בגליקוליזה בלבד, ואינו צורך בעצמו את החמצן שהוא מוביל לתאי הגוף.
- ב. תא בלי גרעין אין בו DNA, ולכן הוא אינו יכול להתחלק. תאי דם אדומים חדשים נוצרים מתאים אחרים (במוח העצם).
- ג. בלי מיטוכונדריות התא אינו מבצע נשימה אווירנית, ומפיק מעט ATP.
- ד. בלי גרעין התא אינו יכול לייצר חלבונים חדשים ולתקן את עצמו, ולכן הוא חי זמן מוגבל (כ־4 חודשים) ומוחלף.
שאלה 18 · זיהוי מיוזה, הפריה ומיטוזה לפי מספר הכרומוזומים
בטבלה שלפניכם מתוארים שלושה תהליכים, I–III, המתרחשים באדם. בכל תהליך מצוין מספר הכרומוזומים בתא שלפני התהליך ובתאים שנוצרו בו.
מה הם התהליכים I, II, III?
- א.
I – הפריה, II – מיוזה, III – מיטוזה
- ב.
I – מיוזה, II – הפריה, III – מיטוזה
- ג.
I – מיטוזה, II – הפריה, III – מיוזה
- ד.
I – מיוזה, II – מיטוזה, III – הפריה
◂ פתרון מלא לשאלה 18
ב – I: מספר הכרומוזומים יורד לחצי ונוצר תא מין – מיוזה; II: שני תאי מין מתאחדים ונוצרת זיגוטה – הפריה; III: נוצרים שני תאים עם מספר כרומוזומים זהה לתא האם – מיטוזה.
- תהליך I – מיוזה: מתא בשחלה שבו 46 כרומוזומים (2n) נוצר תא ביצה שבו 23 כרומוזומים (n). רק במיוזה מספר הכרומוזומים יורד לחצי, והיא יוצרת את תאי המין.
- תהליך II – הפריה: תא ביצה ותא זרע, שבכל אחד מהם 23 כרומוזומים, מתאחדים לזיגוטה שבה 46 כרומוזומים – מספר הכרומוזומים חוזר ל־2n.
- תהליך III – מיטוזה: הזיגוטה מתחלקת לשני תאים, ובכל אחד מהם 46 כרומוזומים – כמו בתא שהתחלק. במיטוזה נוצרים תאים זהים לתא האם במספר הכרומוזומים ובמידע התורשתי; כך מתפתח העובר.
- א. בהפריה מתאחדים שני תאים, ולא נוצר תא בעל חצי ממספר הכרומוזומים; ובמיוזה מספר הכרומוזומים יורד, ולא עולה מ־23 ל־46.
- ג. במיטוזה מספר הכרומוזומים אינו יורד ל־23, ובמיוזה אינם נוצרים תאים בעלי 46 כרומוזומים מזיגוטה.
- ד. במיטוזה אינם מתאחדים שני תאים, ובהפריה אינו מתחלק תא אחד לשניים.
שאלה 19 · דגים מנקים ודגים גדולים בשונית
בשונית אלמוגים יש מין של דג קטן הניזון מטפילים שהוא מלקט מעורם ומפיהם של דגים גדולים. הדגים הגדולים מגיעים אל המקום שבו הוא חי, פותחים את פיהם ומאפשרים לו לנקות אותם, ואינם טורפים אותו.
מה הם יחסי הגומלין בין הדג המנקה ובין הדגים הגדולים?
- א.
הדדיות
- ב.
טריפה
- ג.
תחרות
- ד.
טפילות
◂ פתרון מלא לשאלה 19
א – שני הצדדים מרוויחים: הדג המנקה מקבל מזון, והדגים הגדולים נפטרים מן הטפילים – אלה יחסי הדדיות.
התשובה הנכונה: א. בהדדיות שני המינים מרוויחים מן הקשר:
- הדג המנקה מקבל מזון – את הטפילים שהוא מלקט.
- הדגים הגדולים נפטרים מטפילים הפוגעים בהם (ומוצצים מהם חומרים או גורמים לפצעים וזיהומים).
- ב. הדג המנקה אמנם "טורף" את הטפילים, אבל השאלה עוסקת ביחסים בינו ובין הדגים הגדולים – והם אינם טורפים זה את זה.
- ג. בתחרות שני מינים נפגעים, כי הם מנצלים אותו משאב מוגבל. כאן שני הצדדים מרוויחים.
- ד. בטפילות צד אחד מרוויח והצד האחר נפגע. הדג המנקה אינו פוגע בדגים הגדולים – להפך, הוא מסלק מהם טפילים.
שאלה 20 · צמח טורף חרקים במארג המזון
הצמח הטורף טללית גדל בקרקעות ביצתיות דלות בתרכובות חנקן. עליו ירוקים ומבצעים פוטוסינתזה, ויש עליהם שערות דביקות הלוכדות חרקים קטנים. הצמח מפרק את החרקים בעזרת אנזימים, וקולט מהם בעיקר תרכובות חנקן.
מדוע הטללית נחשבת ליצרן במארג המזון?
- א.
כי היא אינה ניזונה מחרקים גדולים.
- ב.
כי היא מפרקת את גופות החרקים בעזרת אנזימים.
- ג.
כי היא בונה את החומר האורגני שלה בפוטוסינתזה מחומרים אי־אורגניים, ומן החרקים היא מקבלת בעיקר מינרלים.
- ד.
כי היא אינה צורכת חמצן.
◂ פתרון מלא לשאלה 20
ג – מקור החומר האורגני והאנרגיה של הטללית הוא הפוטוסינתזה – בניית סוכרים מ־CO₂ וממים באנרגיית אור; החרקים משמשים לה בעיקר מקור לחנקן, החסר בקרקע.
התשובה הנכונה: ג. יצרן הוא יצור שבונה חומר אורגני מחומרים אי־אורגניים באנרגיה חיצונית (אור). הטללית מבצעת פוטוסינתזה בעליה הירוקים, ובונה בה סוכרים מ־CO₂ וממים – ומהם את שאר החומר האורגני שלה. מן החרקים היא מקבלת בעיקר תרכובות חנקן, מינרל שחסר בקרקע הביצתית שבה היא גדלה – בדומה לכך שצמחים אחרים קולטים חנקן מן הקרקע. לכן היא יצרן (שנעזר גם במזון מן החי).
- א. גודל הטרף אינו קובע אם יצור הוא יצרן; הקובע הוא אם הוא בונה חומר אורגני מחומרים אי־אורגניים.
- ב. פירוק בעזרת אנזימים מתרחש אצל יצורים רבים – גם צרכנים ומפרקים; אין בו כדי להגדיר יצרן.
- ד. הטללית, כמו כל הצמחים, צורכת חמצן בנשימה התאית.
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 · עלה הלוטוס – התאמה לניקוי עצמי
(1) הלוטוס הוא צמח מים הגדל באגמים ובביצות רדודים, שהמים בהם עכורים ומלאים בוץ. העלים הגדולים שלו צפים על המים או מתרוממים מעליהם. אף שהם גדלים בסביבה בוצית, עלי הלוטוס נשארים נקיים כמעט תמיד.
(2) כשמסתכלים על פני העלה במיקרוסקופ, רואים שהם מכוסים בבליטות זעירות, ועליהן שכבה דקה של שעווה. טיפות מים אינן נדבקות לפני שטח כאלה – הן נשארות כדוריות, ומתגלגלות מן העלה. תוך כדי התגלגלות הטיפות אוספות את חלקיקי האבק והבוץ, וגם נבגים של פטריות ותאי חיידקים, ומסלקות אותם מן העלה. תופעה זו נקראת "ניקוי עצמי".
(3) בעקבות התגלית פיתחו מהנדסים צבעים, זכוכיות ובדים שעל פניהם בליטות זעירות דומות, ולכן הם מתנקים בעזרת מי גשם. תחום הידע שבו לומדים מן הטבע כיצד לפתור בעיות של האדם נקרא ביומימיקרי (ביו – חיים; מימיקרי – חיקוי).
על פי פסקאות 1–2, ציינו יתרון אחד שהעלים בעלי הניקוי העצמי מקנים ללוטוס בבית הגידול שלו.
תארו את שלבי התהליך האבולוציוני שבו הייתה עשויה להתפתח ההתאמה של עלי הלוטוס לניקוי עצמי.
◂ פתרון מלא לשאלה 21
סעיף א
לדוגמה: העלים נשארים נקיים מבוץ ומאבק, ולכן האור מגיע אל התאים המקיימים פוטוסינתזה, והצמח מייצר יותר חומר אורגני. (או: נבגי פטריות ותאי חיידקים מסולקים מן העלה, ולכן פוחת הסיכון למחלות.)
יתרון 1 – פוטוסינתזה יעילה: בסביבה בוצית (פסקה 1), חלקיקי בוץ ואבק שהיו מצטברים על העלה היו מסתירים את האור. הניקוי העצמי (פסקה 2) משאיר את העלה נקי, ולכן האור מגיע אל תאי העלה, והצמח מקיים יותר פוטוסינתזה – ומייצר יותר חומר אורגני לגדילה ולרבייה.
או – יתרון 2 – הגנה מפני מחלות: הטיפות המתגלגלות מסלקות נבגים של פטריות ותאי חיידקים (פסקה 2), ולכן הם אינם נשארים על העלה זמן רב, והסיכון לזיהום של העלה קטן.
סעיף ב
באוכלוסיית הצמחים הקדומה הייתה שונות תורשתית (שנוצרה במוטציות) במבנה פני העלים – במספר הבליטות ובשכבת השעווה. צמחים שעליהם התנקו טוב יותר קיימו יותר פוטוסינתזה ונפגעו פחות ממחלות, ולכן שרדו יותר והשאירו יותר צאצאים, שקיבלו מהם את האללים לתכונה (ברירה טבעית). במשך דורות רבים שכיחות התכונה באוכלוסייה עלתה, עד שהיא אפיינה את כל המין.
1. שונות תורשתית: באוכלוסייה הקדומה של הצמחים היו הבדלים תורשתיים בין הפרטים במבנה פני העלים – למשל במספר הבליטות ובעובי שכבת השעווה. השונות נוצרה במוטציות אקראיות (ובצירופים חדשים של אללים ברבייה מינית).
2. ברירה טבעית: בבית גידול בוצי, צמחים שעליהם התנקו טוב יותר קיימו יותר פוטוסינתזה ונפגעו פחות ממחלות. לכן הם שרדו יותר, והשאירו יותר צאצאים.
3. תורשה: הצאצאים קיבלו מהוריהם את האללים שקובעים את מבנה פני העלה.
4. הצטברות לאורך דורות: בכל דור חזר התהליך, ושכיחות האללים לעלים המתנקים עלתה באוכלוסייה, עד שהתכונה אפיינה את רוב הפרטים – ונעשתה התאמה של המין לבית הגידול שלו.
טעות נפוצה: לכתוב שהצמחים "פיתחו" את התכונה כי הם "היו צריכים" אותה. השונות קיימת לפני הברירה – הסביבה רק בוררת בין הפרטים.
שאלה 22 · משטח בהשראת הלוטוס – היצמדות חיידקים
(4) בבתי חולים חיידקים נצמדים למשטחים – למשל לידיות של דלתות ולמעקות של מיטות – ומשם הם עלולים לעבור לחולים. חוקרים שאלו אם משטח שפניו דומים לפני עלה הלוטוס יכול לצמצם את היצמדות החיידקים. הם ייצרו משטח מפלסטיק ועליו בליטות זעירות, וכינו אותו משטח L.
(5) החוקרים השתמשו בשני מיני חיידקים: מין K מפריש סביב התא שכבה של חומר דביק (ריר), ומין M אינו מפריש חומר כזה.
(6) בניסוי 1 טבלו החוקרים משטח חלק ומשטח L בתרבית של כל אחד ממיני החיידקים, ואחר כך שטפו את המשטחים בזרם מים חלש. הם בדקו איזה אחוז מן החיידקים שנצמדו למשטח נשאר עליו אחרי השטיפה.
(7) בניסוי 2 ייצרו החוקרים משטחים מסוג L בצפיפות שונה של בליטות (מספר הבליטות בשטח קבוע), ובדקו בכל אחד מהם איזה אחוז מחיידקי מין M סולק בשטיפה.
ציינו מסקנה אחת שאפשר להסיק משני הניסויים בנוגע לתרומת הבליטות לצמצום היצמדות החיידקים למשטח. נמקו את מסקנתכם בעזרת הנתונים בשתי הטבלאות.
על פי המידע בפסקה 5 והנתונים בניסוי 1, הציעו הסבר להבדל בין חיידקי מין K לחיידקי מין M באחוז החיידקים שנשארו על משטח L.
באילו צפיפויות של בליטות הצפיפות היא גורם מגביל לסילוק חיידקי מין M בשטיפה? נמקו את תשובתכם בעזרת הנתונים של ניסוי 2.
◂ פתרון מלא לשאלה 22
סעיף א
הבליטות מקטינות את היצמדות החיידקים, ומאפשרות לסלק אותם בשטיפה (עד צפיפות מסוימת – ככל שיש יותר בליטות, כך יותר חיידקים מסולקים). ניסוי 1: על משטח חלק נשארו 95% מחיידקי K ו־90% מחיידקי M, ועל משטח L רק 45% ו־8%. ניסוי 2: עם העלייה בצפיפות הבליטות מ־0 ל־40 עלה אחוז חיידקי M שסולקו מ־10% ל־92%.
המסקנה: הבליטות שעל המשטח מצמצמות את היצמדות החיידקים, ומאפשרות לסלק אותם בשטיפה – וככל שצפיפות הבליטות גבוהה יותר (עד גבול מסוים), יותר חיידקים מסולקים.
נימוק מניסוי 1: ההבדל היחיד בין המשטחים הוא הבליטות. על המשטח החלק נשארו אחרי השטיפה 95% מחיידקי K ו־90% מחיידקי M, ואילו על משטח L נשארו רק 45% ו־8% בהתאמה – לשני המינים פחות חיידקים נשארו על המשטח בעל הבליטות.
נימוק מניסוי 2: כשצפיפות הבליטות עלתה מ־0 ל־40, אחוז חיידקי M שסולקו בשטיפה עלה מ־10% ל־92% – ככל שיש יותר בליטות, יותר חיידקים מסולקים.
סעיף ב
חיידקי מין K מפרישים חומר דביק (ריר), שמדביק אותם למשטח גם כשיש בו בליטות, ולכן השטיפה מסלקת פחות מהם (45% נשארו). חיידקי מין M אינם מפרישים חומר דביק, ונצמדים למשטח בנקודות מגע מעטות בין הבליטות, ולכן כמעט כולם נשטפים (רק 8% נשארו).
1. ההבדל בנתונים: על משטח L נשארו 45% מחיידקי K, אבל רק 8% מחיידקי M – פי 5.6 יותר חיידקי K.
2. ההסבר: לפי פסקה 5, חיידקי K מפרישים חומר דביק (ריר) סביב התא. החומר הזה "ממלא" את הרווחים בין הבליטות ומדביק את החיידק למשטח, ולכן זרם המים מסלק רק חלק מהם.
3. חיידקי M אינם מפרישים חומר דביק. על משטח L הם נוגעים במשטח רק בנקודות מעטות (בראשי הבליטות), וההיצמדות שלהם חלשה – ולכן כמעט כולם נשטפים.
(על המשטח החלק שני המינים נשארו כמעט כולם – 95% ו־90% – כי שטח המגע עם המשטח גדול.)
סעיף ג
בצפיפויות 0–40: בתחום זה כל עלייה בצפיפות הבליטות הגדילה את אחוז החיידקים שסולקו (מ־10% ל־92%). מעל 40 (50 ו־60) האחוז נשאר קבוע (92%), ולכן שם הצפיפות כבר אינה גורם מגביל – גורם אחר מגביל את הסילוק.
גורם מגביל הוא גורם שהשינוי בו משנה את התוצאה. כשמגדילים אותו והתוצאה כבר אינה משתנה, הוא חדל להיות גורם מגביל.
- בצפיפויות 0 עד 40: כל עלייה בצפיפות הבליטות הגדילה את אחוז החיידקים שסולקו: 10% ← 32% ← 55% ← 78% ← 92% (עלייה של 22–23 נקודות אחוז על כל 10 יחידות צפיפות, ושל 14 נקודות בין 30 ל־40). בתחום זה הצפיפות היא גורם מגביל.
- מעל 40 (50 ו־60): האחוז נשאר קבוע – 92%, אף שהצפיפות עלתה. כאן הצפיפות כבר אינה גורם מגביל; גורם אחר מגביל את הסילוק – למשל עוצמת זרם המים, או חיידקים שנלכדו בין הבליטות.
שאלה 23 · ייבוש ביצות ופיתוח פתרונות בהשראת הטבע
בעשורים האחרונים יובשו בעולם ביצות ואגמים רבים לשם חקלאות ובנייה.
הסבירו כיצד ייבוש ביצות ואגמים עלול לפגוע ביכולת של האדם לפתח בעתיד פתרונות בהשראת הטבע, כמו המשטח בהשראת עלה הלוטוס.
◂ פתרון מלא לשאלה 23
פתרון
ייבוש ביצות ואגמים הורס את בית הגידול של מינים רבים, המותאמים לסביבה לחה, ומקטין את מגוון המינים – חלקם עלולים להיכחד. לכל מין יש התאמות ייחודיות שהתפתחו בברירה טבעית במשך דורות רבים (כמו העלים המתנקים של הלוטוס). מין שנכחד אובד לתמיד, ואיתו ההתאמות שלו – ואיננו יודעים אילו מהן היו יכולות לשמש בעתיד השראה לפתרון בעיות של האדם.
1. הפגיעה בבית הגידול: ביצות ואגמים הם בית גידול של מינים רבים של צמחים ובעלי חיים, המותאמים לחיים בסביבה לחה – ובהם מינים שאינם יכולים לחיות במקום אחר. ייבוש הביצה הורס את בית הגידול, ומינים אלה עלולים להיכחד באזור, או בכלל. כך פוחת מגוון המינים.
2. מדוע זה חשוב לפתרונות בהשראת הטבע: לכל מין יש התאמות ייחודיות לבית הגידול שלו, שהתפתחו בברירה טבעית במשך מיליוני שנים – כמו פני העלים המתנקים של הלוטוס. התאמות אלה הן מעין "פתרונות" לבעיות, וחלקן יכולות להיות מקור השראה לפתרון בעיות של האדם (פסקה 3).
3. הנזק: מין שנכחד אובד לתמיד, ואיתו ההתאמות שלו. רוב המינים עדיין לא נחקרו, ואיננו יודעים אילו מהם יכולים לתרום לפתרונות בעתיד. לכן הפגיעה במגוון המינים היום מצמצמת את מקורות ההשראה של האדם בעתיד.
טבלת התשובות
| שאלה | סעיף | תשובה |
|---|---|---|
| 1 | - | ג – פוטנציאל המים בתמיסה המרוכזת נמוך מבתוך התאים, ולכן מים יוצאים משני התאים באוסמוזה; תא הדם מתכווץ, ובתא הצמח הדופן הקשיחה נשארת בצורתה והקרום מתרחק ממנה (פלזמוליזה). |
| 2 | - | ג – טמפרטורת הגוף של לטאה נקבעת בעיקר בסביבתה; במסתור היא נמנעת מהתחממות־יתר, שבה אנזימים עוברים דנטורציה ותפקוד התאים נפגע. |
| 3 | - | ד – כבשה לבנה היא הומוזיגוטית לאלל הרצסיבי ומעבירה לכל צאצא אלל לבן; לכן צבע הצאצאים מראה ישירות איזה אלל קיבלו מן האיל. |
| 4 | - | ג – חומר שאינו מסיס אינו נחשב מומס, ולכן אינו מוריד את פוטנציאל המים בתא; כך אפשר לאגור כמות גדולה בלי שהתאים יתנפחו מכניסת מים. |
| 5 | - | ב – באוכלוסיית האבות הייתה שונות תורשתית בגודל העלים; בסביבה יבשה צמחים בעלי עלים קטנים איבדו פחות מים באידוי, שרדו והתרבו יותר, ושכיחותם עלתה במשך דורות. |
| 6 | - | א – הכליות מסלקות שתנן מן הדם אל השתן, ולכן בדם היוצא מן הכליה ריכוז השתנן נמוך יותר. |
| 7 | - | ד – ההסוואה של הזחל היא התאמה ליצור חי אחר – לציפורים הטורפות אותו. |
| 8 | - | א – לצמח בעל זרעים מקומטים (תכונה רצסיבית) יש שני אללים רצסיביים; כל צאצא מקבל מכל הורה אלל רצסיבי, ולכן כל הצאצאים מקומטים. |
| 9 | - | ג – בריבוזום מתבצע התרגום: הוא "קורא" את קודוני ה־mRNA, ומקשר את החומצות האמיניות שמביאות מולקולות ה־tRNA לשרשרת חלבון. |
| 10 | - | א – התנשמות טורפות את המכרסמים בלי רעל; כך פחות רעל עובר בשרשרת המזון ופוגע בעופות דורסים ובבעלי חיים אחרים. |
| 11 | - | ג – הנוירוטרנסמיטר מסולק מן הסינפסה (מפורק או נקלט בחזרה לתא שהפריש אותו), וכך האות לתא הבא קצר ומדויק ונפסק כשהגירוי נפסק. |
| 12 | - | ד – CO₂ עובר בדיפוזיה מן האוויר דרך פיוניות פתוחות אל החללים שבעלה; התהליך אינו מחייב בניית חומרים המכילים חנקן, זרחן או מגנזיום. |
| 13 | - | ג – רצף החומצות האמיניות בחלבון נקבע לפי רצף הנוקלאוטידים בגן המקודד לו; הבדל בגן גורם להבדל באנזים. |
| 14 | - | ב – כשקצב הלב עולה ונפח הפעימה קבוע, תפוקת הלב גדלה – יותר דם, ובו יותר חמצן, מגיע לשרירים בכל דקה. |
| 15 | - | ד – הצמחים קלטו את ה־CO₂ מן האוויר בפוטוסינתזה בזמן גידולם, ובשריפה הוא חוזר לאוויר; לכן כמעט אין תוספת נטו. דלק מאובנים משחרר פחמן שהיה אגור מחוץ לאטמוספרה מיליוני שנים – תוספת חדשה של CO₂. |
| 16 | - | ב – החלבונים שעל פני החיידקים המומתים משמשים אנטיגנים: מערכת החיסון של המחוסן מייצרת נגדם נוגדנים ספציפיים ותאי זיכרון – חיסון פעיל. |
| 17 | - | א – בלי גרעין ומיטוכונדריות יש בתא יותר מקום להמוגלובין (יותר חמצן לכל תא), והתא אינו צורך את החמצן שהוא מוביל, כי אינו מבצע נשימה אווירנית. |
| 18 | - | ב – I: מספר הכרומוזומים יורד לחצי ונוצר תא מין – מיוזה; II: שני תאי מין מתאחדים ונוצרת זיגוטה – הפריה; III: נוצרים שני תאים עם מספר כרומוזומים זהה לתא האם – מיטוזה. |
| 19 | - | א – שני הצדדים מרוויחים: הדג המנקה מקבל מזון, והדגים הגדולים נפטרים מן הטפילים – אלה יחסי הדדיות. |
| 20 | - | ג – מקור החומר האורגני והאנרגיה של הטללית הוא הפוטוסינתזה – בניית סוכרים מ־CO₂ וממים באנרגיית אור; החרקים משמשים לה בעיקר מקור לחנקן, החסר בקרקע. |
| 21 | א | לדוגמה: העלים נשארים נקיים מבוץ ומאבק, ולכן האור מגיע אל התאים המקיימים פוטוסינתזה, והצמח מייצר יותר חומר אורגני. (או: נבגי פטריות ותאי חיידקים מסולקים מן העלה, ולכן פוחת הסיכון למחלות.) |
| ב | באוכלוסיית הצמחים הקדומה הייתה שונות תורשתית (שנוצרה במוטציות) במבנה פני העלים – במספר הבליטות ובשכבת השעווה. צמחים שעליהם התנקו טוב יותר קיימו יותר פוטוסינתזה ונפגעו פחות ממחלות, ולכן שרדו יותר והשאירו יותר צאצאים, שקיבלו מהם את האללים לתכונה (ברירה טבעית). במשך דורות רבים שכיחות התכונה באוכלוסייה עלתה, עד שהיא אפיינה את כל המין. | |
| 22 | א | הבליטות מקטינות את היצמדות החיידקים, ומאפשרות לסלק אותם בשטיפה (עד צפיפות מסוימת – ככל שיש יותר בליטות, כך יותר חיידקים מסולקים). ניסוי 1: על משטח חלק נשארו 95% מחיידקי K ו־90% מחיידקי M, ועל משטח L רק 45% ו־8%. ניסוי 2: עם העלייה בצפיפות הבליטות מ־0 ל־40 עלה אחוז חיידקי M שסולקו מ־10% ל־92%. |
| ב | חיידקי מין K מפרישים חומר דביק (ריר), שמדביק אותם למשטח גם כשיש בו בליטות, ולכן השטיפה מסלקת פחות מהם (45% נשארו). חיידקי מין M אינם מפרישים חומר דביק, ונצמדים למשטח בנקודות מגע מעטות בין הבליטות, ולכן כמעט כולם נשטפים (רק 8% נשארו). | |
| ג | בצפיפויות 0–40: בתחום זה כל עלייה בצפיפות הבליטות הגדילה את אחוז החיידקים שסולקו (מ־10% ל־92%). מעל 40 (50 ו־60) האחוז נשאר קבוע (92%), ולכן שם הצפיפות כבר אינה גורם מגביל – גורם אחר מגביל את הסילוק. | |
| 23 | - | ייבוש ביצות ואגמים הורס את בית הגידול של מינים רבים, המותאמים לסביבה לחה, ומקטין את מגוון המינים – חלקם עלולים להיכחד. לכל מין יש התאמות ייחודיות שהתפתחו בברירה טבעית במשך דורות רבים (כמו העלים המתנקים של הלוטוס). מין שנכחד אובד לתמיד, ואיתו ההתאמות שלו – ואיננו יודעים אילו מהן היו יכולות לשמש בעתיד השראה לפתרון בעיות של האדם. |