מתכונת 5 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 · תכונה נרכשת וברירה טבעית
יעלים החיים באזור הררי מטפסים במשך חייהם על צוקים תלולים, ובמהלך השנים מתפתחים אצלם שרירי רגליים חזקים.
מהי הקביעה הנכונה בנוגע להשפעה של התפתחות זו על הדורות הבאים של היעלים?
- א.
צאצאי היעלים ייוולדו עם שרירי רגליים חזקים יותר מאלה של הוריהם, כי ההורים פיתחו אותם.
- ב.
התפתחות השרירים במהלך החיים אינה עוברת בתורשה, ולכן אינה משנה ישירות את התכונות של הצאצאים; ברירה טבעית פועלת רק על הבדלים תורשתיים.
- ג.
הטיפוס גורם למוטציות בגנים לבניית שרירים, וכך הצאצאים מותאמים יותר.
- ד.
ברירה טבעית פועלת רק על תכונות הנרכשות במהלך החיים.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
ב – שרירים שהתחזקו מאימון הם תכונה נרכשת, והשינוי אינו נמצא בגנים של תאי הרבייה; לכן הוא אינו עובר לצאצאים, וברירה טבעית יכולה לשנות רק את שכיחות התכונות התורשתיות.
התשובה הנכונה: ב. התחזקות השרירים בעקבות טיפוס היא תכונה נרכשת – שינוי בגוף הפרט שנגרם מן השימוש באיבר, ולא שינוי ברצף ה־DNA שבתאי הרבייה. לכן התכונה אינה עוברת בתורשה, וצאצאי היעלים אינם נולדים עם שרירים חזקים יותר בגלל האימון של הוריהם. ברירה טבעית משנה את שכיחות התכונות באוכלוסייה רק כשיש שונות תורשתית: אם יש יעלים שבזכות הגנים שלהם הם מטפסים טוב יותר, הם ישרדו ויתרבו יותר, והאללים שלהם יהיו שכיחים יותר בדורות הבאים.
- א. זו הטענה שתכונות נרכשות עוברות בתורשה, והיא אינה נכונה: האימון משנה את השרירים ולא את הגנים שבתאי הרבייה.
- ג. מוטציות מתרחשות באופן אקראי ואינן נוצרות "לפי הצורך" בעקבות פעילות של היצור.
- ד. ההפך: ברירה טבעית משפיעה רק על תכונות שעוברות בתורשה.
שאלה 2 · תגובות שונות לאותו הורמון בתאים שונים
ההורמון אדרנלין גורם להאצה של קצב הלב, וגם לפירוק גליקוגן לגלוקוז בתאי השריר.
מה מאפשר להורמון אחד לגרום לתגובות שונות באיברים שונים?
- א.
בתאי שני האיברים יש קולטנים לאדרנלין, וקישור ההורמון לקולטן מפעיל בכל סוג תא תהליכים אחרים, בהתאם לתפקיד התא.
- ב.
בדם האדרנלין הופך לשני הורמונים שונים, וכל אחד מהם מגיע לאיבר אחר.
- ג.
האדרנלין עובר לאורך תאי עצב שונים אל כל אחד מן האיברים.
- ד.
האדרנלין משנה את רצף הבסיסים ב־DNA של תאי המטרה.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
א – לשני סוגי התאים יש קולטנים לאדרנלין; ההורמון הוא אות זהה, אבל התגובה שהוא מעורר תלויה בתא שקולט אותו – בתא לב הוא מאיץ את הכיווץ, ובתא שריר שלד הוא מגביר פירוק גליקוגן.
התשובה הנכונה: א. הורמון הוא מולקולת אות. הוא מופץ בדם לכל הגוף, ומשפיע רק על תאי מטרה שיש להם קולטנים ספציפיים לו. גם לתאי שריר הלב וגם לתאי שרירי השלד יש קולטנים לאדרנלין. קישור ההורמון לקולטן מפעיל בתוך התא תהליכים, ואלה שונים בסוגי תאים שונים, בהתאם לתפקיד התא ולחלבונים שיש בו: בתאי הלב – האצת הכיווץ, ובתאי השריר – פירוק גליקוגן לגלוקוז, המספק אנרגיה למאמץ. כך אות אחד מתאם תגובה כללית של הגוף למצב חירום.
- ב. האדרנלין נשאר אותו הורמון בדם; ההבדל בתגובה נובע מן התאים, ולא מן ההורמון.
- ג. הורמונים מועברים בדם, ולא לאורך תאי עצב.
- ד. הורמונים אינם משנים את רצף הבסיסים ב־DNA; שינוי כזה הוא מוטציה.
שאלה 3 · בעלי חיים הפעילים בלילה ונחים במחילות
מינים רבים של מכרסמים ושל זוחלים מבלים את שעות היום במחילות עמוקות באדמה, ויוצאים לחפש מזון רק בלילה.
באיזה סוג של בית גידול תצפו שהתנהגות זו תהיה נפוצה במיוחד?
- א.
בבתי גידול לחים בגדות נחלים.
- ב.
בבתי גידול מדבריים, חמים ויבשים.
- ג.
בבתי גידול שבהם יורדים משקעים רבים בקיץ.
- ד.
ביערות צפופים ומוצלים.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
ב – במדבר הטמפרטורה ביום גבוהה והאוויר יבש; במחילה עמוקה קריר ולח יותר, ולכן בעלי החיים מאבדים פחות מים ונמנעים מהתחממות, ויוצאים בלילה הקריר.
התשובה הנכונה: ב. בבית גידול מדברי הטמפרטורה ביום גבוהה מאוד, ומים זמינים רק לעיתים רחוקות. שהייה בשמש בשעות היום עלולה לגרום להתחממות יתר ולאיבוד מים רב (בהזעה, בנשימה או דרך העור). באדמה, בעומק המחילה, הטמפרטורה נמוכה יותר והאוויר לח יותר. לכן ההתנהגות של מנוחה במחילה ביום ופעילות בלילה הקריר היא התאמה התנהגותית לחום וליובש – גורמים אביוטיים.
- א. וג. בבתי גידול לחים, או בבתי גידול שבהם יורדים משקעים רבים, המחסור במים אינו חמור, ולכן אין לחץ חזק להתאמה זו.
- ד. ביער צפוף ומוצל הקרקע מוגנת מן השמש, והאוויר לח יחסית, ולכן היתרון של הסתתרות במחילות מפני החום והיובש קטן.
שאלה 4 · אפרוחי פינגווין מצטופפים בקור
בחורף הקר אפרוחים של פינגווינים מצטופפים בקבוצות צפופות. אפרוח שנמצא בתוך הקבוצה מאבד פחות חום מאפרוח העומד לבדו.
מהו ההסבר לכך?
- א.
בתוך הקבוצה האפרוחים מפיקים פחות חום בנשימה התאית.
- ב.
בתוך הקבוצה האפרוחים הופכים לפויקילותרמיים.
- ג.
ההצטופפות מקטינה את שטח הפנים החשוף לקור של כל אפרוח.
- ד.
ההצטופפות מגדילה את שטח הפנים של הקבוצה ביחס לנפח שלה.
◂ פתרון מלא לשאלה 4
ג – כשהאפרוחים צמודים זה לזה, חלק גדול משטח הפנים של כל אחד מהם אינו חשוף לאוויר הקר; הקבוצה מתנהגת כמו "גוף" גדול שהיחס בין שטח הפנים שלו לנפח קטן, ולכן איבוד החום היחסי קטן.
התשובה הנכונה: ג. חום אובד לסביבה דרך פני השטח החשופים לאוויר הקר. כשאפרוחים מצטופפים, חלק גדול מגוף כל אחד מהם צמוד לאפרוחים אחרים ולא לאוויר, ולכן שטח הפנים החשוף של כל אפרוח קטן. הקבוצה כולה דומה לגוף אחד גדול: היחס בין שטח הפנים שלה לנפח קטן בהרבה מן היחס של אפרוח בודד. לכן כל אפרוח מאבד פחות חום, ושמירה על טמפרטורת הגוף דורשת ממנו פחות אנרגייה.
- א. האפרוחים ממשיכים להפיק חום בנשימה התאית; ההצטופפות מקטינה את איבוד החום, לא את הפקתו.
- ב. עופות הם הומאותרמיים; ההצטופפות אינה משנה זאת.
- ד. ההפך – ההצטופפות מקטינה את היחס בין שטח הפנים לנפח.
שאלה 5 · ירידת קצב התגובה עם הזמן
במבחנה התרחש פירוק אנזימטי של חלבון לחומצות אמינו, בטמפרטורה וב־pH קבועים ומיטביים. נמצא שקצב היווצרות חומצות האמינו היה גבוה בתחילת התגובה, והלך וירד במשך הזמן.
מה יכול להיות ההסבר לירידת הקצב?
- א.
הטמפרטורה במבחנה עלתה, והאנזים עבר דנטורציה.
- ב.
כמות האנזים במבחנה הלכה ופחתה, משום שהאנזים נצרך בתגובה.
- ג.
חומצות האמינו שנוצרו הפכו בחזרה לחלבון.
- ד.
ריכוז החלבון (הסובסטרט) הלך וירד במהלך התגובה.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
ד – הסובסטרט נצרך בתגובה, ולכן ריכוזו יורד; פחות מפגשים בין מולקולות האנזים לבין מולקולות הסובסטרט ← פחות קומפלקסים אנזים–סובסטרט ← הקצב יורד.
התשובה הנכונה: ד. כדי שהתגובה תתרחש, מולקולת הסובסטרט צריכה להיקשר לאתר הפעיל של האנזים. בתחילת התגובה ריכוז החלבון (הסובסטרט) גבוה, ויש מפגשים רבים בין מולקולות האנזים לבין מולקולות הסובסטרט, ולכן הקצב גבוה. במהלך התגובה החלבון מתפרק, וריכוזו יורד. לכן יש פחות מפגשים, נוצרים פחות קומפלקסים של אנזים–סובסטרט בכל רגע, וקצב היווצרות חומצות האמינו יורד, עד שהסובסטרט נגמר.
- א. בשאלה נאמר שהטמפרטורה נשמרה קבועה ומיטבית.
- ב. אנזים אינו נצרך בתגובה שהוא מזרז; כמותו נשארת קבועה.
- ג. האנזים מזרז פירוק; בתנאי המבחנה חומצות האמינו אינן נבנות בחזרה לחלבון.
שאלה 6 · רבייה אל־זוויגית של כנימות עלה בקיץ
כנימות עלה הן חרקים קטנים הניזונים מן הנוזל שבצינורות השיפה של צמחים. באביב ובקיץ, כשיש שפע של צמחים רעננים, הכנימות מתרבות ברבייה אל־זוויגית: נקבות מולידות נקבות בלי הפריה. בסתיו מופיעים זכרים, והכנימות מתרבות ברבייה זוויגית.
מהו היתרון של הרבייה האל־זוויגית בעונה שבה יש שפע של מזון?
- א.
ברבייה אל־זוויגית כל פרט מעמיד צאצאים בלי למצוא בן זוג, ולכן האוכלוסייה גדלה במהירות ומנצלת את שפע המזון.
- ב.
ברבייה אל־זוויגית השונות הגנטית גדולה, ולכן הצאצאים מותאמים לתנאים משתנים.
- ג.
ברבייה אל־זוויגית הצאצאים עמידים יותר לקור.
- ד.
ברבייה אל־זוויגית משתלבים אללים משני הורים, וכך נוצרים צירופים חדשים של תכונות.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
א – כל נקבה מולידה צאצאים בלי בן זוג ובלי השקעה בזכרים, ולכן קצב גידול האוכלוסייה מהיר מאוד – יתרון כשהסביבה יציבה ועשירה במזון.
התשובה הנכונה: א. ברבייה אל־זוויגית כל פרט באוכלוסייה (כל נקבה) מעמיד צאצאים, בלי לחפש בן זוג ובלי לייצר זכרים. לכן האוכלוסייה גדלה במהירות רבה, והכנימות מנצלות את שפע המזון בעונה הנוחה. כשהסביבה יציבה והתנאים טובים, אין צורך בשונות – צאצאים זהים לאם, שמותאמת לתנאים אלה, יצליחו גם הם. בסתיו, לקראת שינוי בתנאים, הרבייה הזוויגית יוצרת שונות גנטית.
- ב. ברבייה אל־זוויגית הצאצאים זהים גנטית לאם, והשונות קטנה ולא גדולה.
- ג. אין סיבה שצאצאים שנוצרו ברבייה אל־זוויגית יהיו עמידים יותר לקור; וממילא הרבייה האל־זוויגית מתרחשת בעונה החמה.
- ד. שילוב אללים משני הורים מתרחש ברבייה זוויגית (מיוזה והפריה), לא באל־זוויגית.
שאלה 7 · סדר גודל: מכליה עד חלבון נשא
באיזו מן האפשרויות א–ד שלפניכם המושגים מסודרים מן הגדול לקטן?
- א.
כליה, תא בדופן הנפרון, נפרון, חלבון נשא בקרום התא.
- ב.
נפרון, כליה, תא בדופן הנפרון, חלבון נשא בקרום התא.
- ג.
כליה, נפרון, תא בדופן הנפרון, חלבון נשא בקרום התא.
- ד.
כליה, נפרון, חלבון נשא בקרום התא, תא בדופן הנפרון.
◂ פתרון מלא לשאלה 7
ג – כליה (איבר ובו כמיליון נפרונים) > נפרון (צינורית הבנויה מתאים רבים) > תא בדופן הנפרון > חלבון נשא (מולקולה בקרום התא).
- כליה היא איבר, ובה מספר עצום של נפרונים.
- נפרון הוא היחידה המתפקדת של הכליה – צינורית שדופנה בנויה מתאים רבים.
- תא בדופן הנפרון הוא תא אחד מן התאים האלה.
- חלבון נשא הוא מולקולה אחת מן המולקולות הרבות שבקרום של תא כזה (למשל, נשא המשתתף בספיגה החוזרת).
- א. הנפרון בנוי מתאים רבים, ולכן הוא גדול מתא אחד שבדופנו; הסדר בין שני המושגים הפוך.
- ב. הנפרון הוא חלק מן הכליה, ולכן הוא קטן ממנה.
- ד. חלבון נשא הוא מולקולה בקרום התא, ולכן הוא קטן מן התא.
שאלה 8 · מזון מן הצומח מזין יותר אנשים
משטח חקלאי מסוים אפשר להזין יותר בני אדם אם מגדלים בו גידולים למאכל אדם (למשל חיטה), מאשר אם מגדלים בו מספוא לפרות, ובני האדם אוכלים את בשר הפרות.
מהו ההסבר לכך?
- א.
בשר הפרות מכיל פחות חלבון מן החיטה.
- ב.
כשבני האדם אוכלים צמחים, ניזונים מרמת הזנה נמוכה יותר, ונחסך אובדן האנרגייה במעבר דרך הפרות.
- ג.
הפרות אינן מקיימות נשימה תאית בזמן הגדילה.
- ד.
החיטה קולטת יותר אנרגיית שמש מן המספוא, כי היא נאכלת בידי בני אדם.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
ב – בכל מעבר בין רמות הזנה רוב האנרגייה אובדת (בעיקר כחום בנשימה התאית); כשבני האדם אוכלים צמחים, הם מקבלים חלק גדול יותר מן האנרגייה שהיצרנים קלטו.
התשובה הנכונה: ב. כשבני אדם אוכלים חיטה, הם צרכנים ראשוניים, ומקבלים ישירות את האנרגייה שהצמחים קלטו. כשהם אוכלים בשר פרות, הם צרכנים שניוניים: האנרגייה עוברת קודם מן המספוא אל הפרות, ורוב האנרגייה הזאת משמשת את הפרות לנשימה תאית (תנועה, שמירה על חום הגוף) ואובדת כחום. רק כ־10% ממנה נאגרים ברקמות הפרה ועוברים לאדם. לכן מאותה כמות של אנרגייה ראשונית, דרך הפרות מגיעה לבני האדם כמות קטנה בהרבה, ואפשר להזין פחות אנשים.
- א. בשר עשיר בחלבון. ההבדל אינו בהרכב המזון, אלא בכמות האנרגייה שאובדת במעבר בין רמות ההזנה.
- ג. הפרות, כמו כל היצורים, מקיימות נשימה תאית כל הזמן – וזו בדיוק הסיבה לאובדן האנרגייה.
- ד. כמות אנרגיית השמש שצמח קולט אינה תלויה במי שיאכל אותו.
שאלה 9 · ירידה במסה היבשה של נבטים בחושך
זרעי אפונה הונבטו בחושך, על צמר גפן לח שהורטב במים מזוקקים בלבד. אחרי שבוע הנבטים התארכו מאוד, אבל המסה היבשה שלהם (המסה ללא המים) הייתה קטנה מן המסה היבשה של הזרעים לפני ההנבטה.
מה מסביר את הירידה במסה היבשה?
- א.
חומרי התשמורת שבזרע פורקו בנשימה תאית, והפחמן שבהם נפלט לאוויר כ־CO₂.
- ב.
הנבטים איבדו מים רבים באידוי מן העלים.
- ג.
בחושך הנבטים הפכו חלק מן החומר האורגני שלהם למינרלים, ואלה עברו לצמר הגפן.
- ד.
הנבטים ביצעו פוטוסינתזה, ובה נוצל החומר האורגני של הזרע ליצירת חמצן.
◂ פתרון מלא לשאלה 9
א – בחושך אין פוטוסינתזה; האנרגיה לנביטה ולגדילה מגיעה מפירוק חומרי התשמורת של הזרע בנשימה תאית, שבה חלק מן החומר האורגני הופך ל־CO₂ ולמים ויוצא מן הנבט – ולכן המסה היבשה יורדת.
התשובה הנכונה: א. בזרע אגורים חומרי תשמורת (עמילן, חלבונים ושומנים). בנביטה הנבט מפרק אותם בנשימה תאית כדי להפיק ATP לחלוקת תאים ולגדילה, ומשתמש בחלקם כחומרי בניין. בנשימה התאית הפחמן שבחומר האורגני יוצא מן הנבט כ־CO₂, ולכן חלק מן החומר היבש "אובד" לאוויר. בחושך הנבט אינו יכול לבצע פוטוסינתזה ולבנות חומר אורגני חדש, ולכן המסה היבשה שלו יורדת, אף שהוא גדל (התארכות הנבט נובעת בעיקר מקליטת מים ומהתארכות תאים).
- ב. איבוד מים משפיע על המסה הכוללת (הרטובה), ולא על המסה היבשה, שאינה כוללת מים.
- ג. הנבט אינו הופך חומר אורגני למינרלים ומפריש אותם; הפחמן יוצא כגז CO₂ בנשימה.
- ד. בחושך אין פוטוסינתזה; ונוסף על כך, בפוטוסינתזה החמצן נוצר מפירוק מים ולא מן החומר האורגני של הזרע, והפוטוסינתזה בונה חומר אורגני ואינה מפרקת אותו.
שאלה 10 · מקום ייצור ATP בתא עלה מואר
היכן נוצר ATP בתא של עלה ירוק, כשהעלה מואר באור השמש?
- א.
בכלורופלסטים בלבד, כי באור הצמח אינו מבצע נשימה תאית
- ב.
במיטוכונדריות בלבד, כי ATP נוצר רק בנשימה תאית
- ג.
בכלורופלסטים, בציטופלסמה ובמיטוכונדריות
- ד.
בגרעין ובכלורופלסטים
◂ פתרון מלא לשאלה 10
ג – באור נוצר ATP בכלורופלסטים (בשלב התלוי באור של הפוטוסינתזה), וגם בנשימה התאית, המתרחשת באור ובחושך: בגליקוליזה בציטופלסמה ובמיטוכונדריות.
- בכלורופלסטים: בפוטוסינתזה אנרגיית האור נקלטת בכלורופיל ומשמשת ליצירת ATP, וה־ATP הזה מנוצל בכלורופלסט עצמו לבניית סוכר מ־CO₂.
- בציטופלסמה ובמיטוכונדריות: תאי הצמח מבצעים נשימה תאית כל הזמן – באור ובחושך. הגליקוליזה מתרחשת בציטופלסמה, ושאר שלבי הנשימה – במיטוכונדריות. ה־ATP שנוצר בנשימה משמש לכל תהליכי התא (הובלה פעילה, בניית חלבונים ועוד).
- א. צמחים מבצעים נשימה תאית גם באור; באור קצב הפוטוסינתזה גבוה בדרך כלל מקצב הנשימה, ולכן הנשימה "מוסתרת" במדידת חילוף הגזים – אבל היא מתרחשת.
- ב. ATP נוצר בנשימה התאית, אבל לא רק בה: באור הוא נוצר גם בכלורופלסטים בפוטוסינתזה.
- ד. בגרעין אין ייצור ATP; שם מתרחשים שכפול DNA ושעתוק, הצורכים ATP.
שאלה 11 · רצף ה־mRNA לפי גדיל התבנית
לפניכם רצף הבסיסים בקטע של גדיל התבנית ב־DNA: TACGGA .
מהו רצף הבסיסים ב־mRNA הנוצר לפי קטע זה בתהליך השעתוק?
- א.
ATGCCT
- ב.
UACGGA
- ג.
AUGCCU
- ד.
TACGGA
◂ פתרון מלא לשאלה 11
ג – ב־mRNA כל בסיס משלים לבסיס שבגדיל התבנית, ובמקום T יש U: T←A, A←U, C←G, G←C – ולכן AUGCCU.
התשובה הנכונה: ג. בשעתוק נבנה RNA לפי התאמת בסיסים משלימים לגדיל התבנית של ה־DNA: מול A נכנס U (ב־RNA אין T), מול T נכנס A, מול C נכנס G ומול G נכנס C.
גדיל התבנית: T A C G G A
ה־mRNA: A U G C C U
- א. זה הרצף המשלים – אבל עם T; ב־RNA אין תימין, ובמקומו יש אורציל (U).
- ב. זה גדיל התבנית שבו הוחלף T ב־U – אבל ה־mRNA משלים לגדיל התבנית, ואינו זהה לו.
- ד. זהו גדיל התבנית עצמו; ה־mRNA משלים לו.
שאלה 12 · הסקת הגנוטיפ של הורה מתוצאות הכלאה – צבע הפרווה בארנבים
בארנבים מזן מסוים האלל לפרווה שחורה () שולט על האלל לפרווה לבנה ().
מגדל הכליא ארנבת שחורה עם ארנב לבן כמה פעמים, ובסך הכול נולדו 18 גורים – כולם בעלי פרווה שחורה.
מהי הקביעה הסבירה ביותר?
- א.
הארנבת השחורה הטרוזיגוטית .
- ב.
כל הגורים הומוזיגוטים .
- ג.
הארנבת השחורה כנראה הומוזיגוטית , וכל הגורים הטרוזיגוטים .
- ד.
האלל לפרווה לבנה אבד מן האוכלוסייה, ולכן לא נולדו גורים לבנים.
◂ פתרון מלא לשאלה 12
ג – אילו הארנבת הייתה , היה צפוי שכמחצית מן הגורים יהיו לבנים; כשכל 18 הגורים שחורים, סביר שהיא , וכל גור קיבל ממנה ומן האב הלבן .
התשובה הנכונה: ג. הארנב הלבן מבטא את התכונה הרצסיבית, ולכן הוא , וכל הגמטות שלו נושאות . זו הכלאה מבחינה:
•אילו הארנבת השחורה הייתה , מחצית מן הגמטות שלה היו נושאות , וצפוי היה שכמחצית מן הגורים יהיו לבנים (). הסיכוי שמתוך 18 גורים אף אחד לא יהיה לבן הוא זעום (, פחות מ־1 לרבע מיליון).
•לכן סביר מאוד שהארנבת . כל הגמטות שלה נושאות , וכל גור מקבל מן האם ו־ מן האב – הגנוטיפ של כל הגורים , והם שחורים.
- א. כאמור, הטרוזיגוטית הייתה צפויה להוליד כמחצית גורים לבנים.
- ב. כל גור קיבל מן האב הלבן, ולכן אף גור אינו יכול להיות .
- ד. האלל לא אבד – הוא קיים בארנב הלבן ועבר לכל הגורים, אלא שבהטרוזיגוטים הוא אינו מתבטא, כי שולט.
שאלה 13 · זיהוי מעגל של משוב שלילי
באיזה מן המקרים שלפניכם מתואר מעגל של משוב שלילי?
- א.
אחרי ארוחה עשירה בפחמימות ריכוז הגלוקוז בדם עולה.
- ב.
בפציעה, טסיות דם שהופעלו משחררות חומרים שמפעילים טסיות נוספות, והתהליך מתעצם עד שנוצר קריש.
- ג.
עלייה בטמפרטורת הגוף גורמת להזעה ולהתרחבות כלי הדם בעור, וטמפרטורת הגוף יורדת לערכה התקין.
- ד.
ירידה בריכוז החמצן בדם גורמת להאטה בקצב הנשימה.
◂ פתרון מלא לשאלה 13
ג – הסטייה (עליית הטמפרטורה) מפעילה תגובות (הזעה, הרחבת כלי דם בעור) שמחזירות את הטמפרטורה לערכה התקין, ובכך מבטלות את הגירוי – זהו משוב שלילי.
התשובה הנכונה: ג. במשוב שלילי התגובה פועלת בכיוון הפוך לשינוי שגרם לה, ומחזירה את המשתנה לערכו התקין. כשטמפרטורת הגוף עולה, תאי חישה מזהים זאת, ומרכז הבקרה מפעיל הזעה (אידוי הזיעה מקרר את העור) והרחבה של כלי הדם בעור (יותר חום נפלט לסביבה). הטמפרטורה יורדת לערכה התקין, והגירוי לתגובות אלה נחלש.
- א. זה תיאור של שינוי בלבד, בלי תגובה שמחזירה את הריכוז לערכו התקין – אין כאן מעגל בקרה.
- ב. זהו משוב חיובי: התוצאה (טסיות שהופעלו) מגבירה את התהליך עצמו (הפעלת טסיות נוספות), עד שנוצר קריש.
- ד. האטת הנשימה בעת ירידה בריכוז החמצן הייתה מחמירה את הסטייה. בגוף התגובה למחסור בחמצן היא דווקא האצה של הנשימה.
שאלה 14 · שני אנזימים מסביבות שונות וה־pH
אנזים P הופק מחיידקים החיים במעיין שמימיו חומציים מאוד (pH 2). אנזים Q הופק מדם של אדם (pH 7.4). בטבלה שלפניכם מוצג קצב הפעילות של כל אחד מן האנזימים בערכי pH שונים (באחוזים מן הפעילות המרבית שלו).
איזו מסקנה נכונה על פי הנתונים?
- א.
לשני האנזימים אותו pH מיטבי.
- ב.
ב־pH 7 שני האנזימים פעילים באותה מידה.
- ג.
כל אחד מן האנזימים פעיל ביותר ב־pH הקרוב ל־pH של הסביבה שבה הוא פועל.
- ד.
שינוי ה־pH משפיע על פעילות האנזים P ואינו משפיע על פעילות האנזים Q.
◂ פתרון מלא לשאלה 14
ג – ה־pH המיטבי של P הוא 2 (כמו במעיין), ושל Q הוא 7 (קרוב ל־7.4 שבדם).
התשובה הנכונה: ג. על פי הטבלה, הפעילות המרבית (100%) של אנזים P היא ב־pH 2 – זה ה־pH של המעיין שבו חיים החיידקים. הפעילות המרבית של אנזים Q היא ב־pH 7 – קרוב ל־pH של הדם (7.4). כלומר כל אנזים מותאם ל־pH שבסביבה שבה הוא פועל: המבנה המרחבי שלו, ובכלל זה האתר הפעיל, יציב ומתאים לסובסטרט ב־pH זה.
- א. ה־pH המיטבי שונה: 2 ל־P ו־7 ל־Q.
- ב. ב־pH 7 פעילות P היא 0% ופעילות Q היא 100%.
- ד. גם פעילות Q משתנה מאוד עם ה־pH – מ־0% ב־pH 1–3 עד 100% ב־pH 7, ויורדת ל־20% ב־pH 9.
שאלה 15 · נסיוב נגד ארס נחשים – חיסון סביל
אדם שהכיש אותו צפע הובא לבית חולים, וקיבל בזריקה נוגדנים מוכנים נגד הארס (נסיוב).
איזה מן ההיגדים נכון בנוגע לטיפול זה?
- א.
הזריקה תיצור בגופו תאי זיכרון, ולכן הוא יהיה מוגן מפני הכשה נוספת לכל החיים.
- ב.
הנוגדנים שבזריקה יתרבו בדמו ויגנו עליו לאורך זמן.
- ג.
זהו חיסון פעיל, כי הנוגדנים פועלים בגופו של החולה.
- ד.
הנוגדנים מנטרלים את הארס מיד, אבל ההגנה זמנית.
◂ פתרון מלא לשאלה 15
ד – זהו חיסון סביל: הנוגדנים המוכנים פועלים מיד נגד הארס, אבל הם מתפרקים אחרי זמן, ומערכת החיסון של המטופל אינה יוצרת תאי זיכרון.
התשובה הנכונה: ד. בנסיוב החולה מקבל נוגדנים מוכנים שנוצרו בגוף של יצור אחר – זהו חיסון סביל. היתרון: הנוגדנים נקשרים לארס ומנטרלים אותו מיד – וזה חיוני, כי הארס פועל מהר. החיסרון: הנוגדנים הם חלבונים, והם מתפרקים בגוף אחרי זמן מה. מערכת החיסון של החולה לא הופעלה לייצר נוגדנים בעצמה, ולכן לא נוצרו תאי זיכרון, וההגנה זמנית.
- א. תאי זיכרון נוצרים רק כשמערכת החיסון של האדם עצמו מגיבה לאנטיגן (חיסון פעיל). בחיסון סביל הוא מקבל נוגדנים מוכנים, ואינם נוצרים בו תאי זיכרון.
- ב. נוגדנים הם חלבונים ולא תאים, ולכן אינם מתרבים. מספרם בדם רק הולך ופוחת.
- ג. חיסון פעיל הוא חיסון שבו הגוף עצמו מייצר נוגדנים ותאי זיכרון, בתגובה לאנטיגן. העובדה שהנוגדנים פועלים בגוף החולה אינה הופכת את החיסון לפעיל.
שאלה 16 · אלל דומיננטי חדש בגרגר אבקה – באיזה דור יתבטא
בגרגר אבקה של צמח עגבנייה בעל פירות אדומים (דור P) נוצר אלל דומיננטי חדש, הגורם לפירות צהובים. גרגר האבקה האביק פרח של צמח אחר בעל פירות אדומים, ומן הזרע שהתפתח גדל צמח (דור F1).
באיזה פרט צפוי שיתבטא האלל החדש לראשונה?
- א.
בצמח ההורה שבו נוצר גרגר האבקה (דור P)
- ב.
בצמח שגדל מן הזרע (דור F1)
- ג.
רק בחלק מצאצאי הדור השני (F2)
- ד.
רק בצמחים הומוזיגוטיים לאלל החדש
◂ פתרון מלא לשאלה 16
ב – הצמח שגדל מן הזרע קיבל את האלל הדומיננטי מגרגר האבקה; אלל דומיננטי מתבטא כבר כשיש ממנו עותק אחד, ולכן הפירות של צמח ה־F1 יהיו צהובים.
התשובה הנכונה: ב. האלל החדש נוצר בתא מין (בגרגר האבקה), ולכן הוא עובר לזיגוטה שנוצרה בהפריה, ומשם לכל תאי הצמח שגדל ממנה (F1). צמח זה הטרוזיגוטי: אלל חדש מגרגר האבקה, ואלל לאדום מן הביצית. מכיוון שהאלל החדש דומיננטי, די בעותק אחד כדי שיתבטא – ופירות צמח ה־F1 יהיו צהובים.
- א. האלל נוצר בגרגר אבקה אחד בלבד, ולא בתאי הגוף של צמח ההורה. לכן הוא אינו מתבטא בפירות של צמח ההורה.
- ג. אילו האלל היה רצסיבי, היה צריך לחכות לדורות הבאים. אלל דומיננטי מתבטא כבר בדור הראשון שמקבל אותו.
- ד. אלל דומיננטי מתבטא גם אצל פרטים הטרוזיגוטים. הצורך בשני עותקים נכון רק לאלל רצסיבי.
שאלה 17 · קרפדת הקנים באוסטרליה – כישלון הדברה ביולוגית
בשנת 1935 הובאה לאוסטרליה קרפדת הקנים, כדי שתטרוף חיפושיות שפגעו בשדות קני הסוכר. הקרפדות כמעט לא טרפו את החיפושיות, התרבו מאוד, התפשטו על פני שטחים גדולים וטרפו בעלי חיים מקומיים רבים.
מה אפשר ללמוד ממקרה זה על הדברה ביולוגית?
- א.
יש לבדוק מראש שהאויב הטבעי ייחודי למזיק ולא יפגע במינים אחרים.
- ב.
כדאי להחדיר כמה שיותר מיני טורפים, כדי שאחד מהם לפחות יטרוף את המזיק.
- ג.
הדברה ביולוגית יעילה תמיד יותר מריסוס בחומרי הדברה.
- ד.
בעלי חיים שהוחדרו לאזור חדש אינם יכולים להתרבות בו.
◂ פתרון מלא לשאלה 17
א – אויב טבעי שאינו ייחודי למזיק עלול לפגוע במינים מקומיים ולהפוך למין פולש; לכן יש לבחור אויב ייחודי ולבדוק זאת לפני ההחדרה.
התשובה הנכונה: א. הדברה ביולוגית מצליחה כאשר האויב הטבעי ייחודי למזיק – הוא פוגע רק בו. קרפדת הקנים אינה ייחודית לחיפושיות: היא טורפת בעלי חיים רבים. באוסטרליה לא היו לה אויבים טבעיים, היא התרבתה מאוד והפכה למין פולש, שפגע בבעלי חיים מקומיים – ואילו המזיק עצמו לא הודבר. מכאן שלפני החדרה של אויב טבעי יש לבדוק שהוא ייחודי למזיק, ושלא יפגע במינים אחרים ולא יתפשט ללא בקרה.
- ב. החדרת מינים רבים מגדילה את הסיכון שחלקם יפגעו במינים מקומיים ויהפכו לפולשים.
- ג. המקרה מראה בדיוק את ההפך: הדברה ביולוגית שלא תוכננה היטב גרמה נזק גדול, והמזיק לא הודבר.
- ד. הקרפדות התרבו מאוד באוסטרליה. זהו בדיוק הסיכון בהחדרת מין לאזור חדש שאין בו אויבים טבעיים שלו.
שאלה 18 · תאי שריר שהמיטוכונדריה שלהם אינן פועלות
במחלה תורשתית מסוימת המיטוכונדריה בתאי השריר אינן מתפקדות כראוי.
איזה מן התהליכים שלפניכם יתרחש בתאי השריר של החולים בקצב תקין?
- א.
התכווצות ממושכת של השריר בזמן הליכה ארוכה.
- ב.
בניית חלבונים חדשים בתאי השריר.
- ג.
פעפוע של מתאי השריר אל הדם.
- ד.
הובלה פעילה של יונים אל תוך תאי השריר.
◂ פתרון מלא לשאלה 18
ג – פעפוע הוא מעבר סביל לפי מפל הריכוזים, ואינו צורך ATP; לכן הוא אינו תלוי בפעילות המיטוכונדריה.
התשובה הנכונה: ג. במיטוכונדריה מתרחשים השלבים של הנשימה התאית האווירנית שבהם מופק רוב ה־ATP של התא. כשהמיטוכונדריה אינן מתפקדות, התא מפיק מעט ATP (רק בגליקוליזה ובתסיסה), ונפגעים התהליכים הצורכים אנרגייה. פעפוע של מן התא אל הדם הוא מעבר סביל – מריכוז גבוה לריכוז נמוך – ואינו צורך ATP, ולכן יתרחש כרגיל (גם אם כמות ה־ שהתאים מייצרים קטנה יותר).
- א. התכווצות שריר צורכת ATP רב; התכווצות ממושכת דורשת אספקה רצופה של ATP מנשימה אווירנית – בלי מיטוכונדריה תקינות השריר מתעייף מהר.
- ב. בניית חלבונים (תרגום) צורכת אנרגייה רבה.
- ד. הובלה פעילה מתבצעת נגד מפל הריכוזים ובצריכת ATP.
שאלה 19 · מסלול החמצן מן האוויר אל תא השריר
מהו הרצף הנכון של התהליכים שמולקולת חמצן עוברת בגוף האדם, מן האוויר שבנאדית ועד לשימוש בה?
- א.
הובלה בדם ← דיפוזיה מן הנאדית אל הדם ← דיפוזיה אל תא השריר ← נשימה תאית
- ב.
דיפוזיה אל תא השריר ← הובלה בדם ← דיפוזיה מן הנאדית אל הדם ← נשימה תאית
- ג.
דיפוזיה מן הנאדית אל הדם ← הובלה בדם ← דיפוזיה אל תא השריר ← נשימה תאית
- ד.
דיפוזיה מן הנאדית אל הדם ← נשימה תאית ← הובלה בדם ← דיפוזיה אל תא השריר
◂ פתרון מלא לשאלה 19
ג – החמצן עובר בדיפוזיה מן הנאדית לדם, מובל בדם (קשור להמוגלובין) אל הרקמות, עובר בדיפוזיה אל תא השריר, ומשמש בנשימה התאית.
1. דיפוזיה מן הנאדית אל הדם – ריכוז החמצן באוויר שבנאדית גבוה מבדם שבנימים.
2. הובלה בדם – החמצן נקשר להמוגלובין שבתאי הדם האדומים, והדם מובל ללב ומשם לכל הגוף.
3. דיפוזיה אל תא השריר – בנימי השריר ריכוז החמצן בדם גבוה מבתאי השריר, שצורכים אותו.
4. נשימה תאית – במיטוכונדריות החמצן משמש לפירוק גלוקוז ולהפקת ATP.
- א. החמצן אינו יכול להיות מובל בדם לפני שעבר מן הנאדית אל הדם.
- ב. הסדר הפוך: תא השריר הוא היעד האחרון, ולא השלב הראשון.
- ד. הנשימה התאית מתרחשת בתאים שמשתמשים בחמצן, ולא לפני שהחמצן הובל אליהם.
שאלה 20 · מסלול המידע מתא חישה בעור עד לשריר
מהו הסדר הנכון של העברת המידע מתא חישה בעור עד לשריר?
- א.
תא חישה ← תא עצב תנועתי ← מערכת העצבים המרכזית ← תא עצב תחושתי ← שריר
- ב.
תא חישה ← מערכת העצבים המרכזית ← תא עצב תחושתי ← שריר
- ג.
תא חישה ← תא עצב תחושתי ← מערכת העצבים המרכזית ← תא עצב תנועתי ← שריר
- ד.
תא חישה ← תא עצב תחושתי ← תא עצב תנועתי ← מערכת העצבים המרכזית ← שריר
◂ פתרון מלא לשאלה 20
ג – תא החישה קולט את הגירוי; תא עצב תחושתי מוליך את המידע אל מערכת העצבים המרכזית, שבה הוא מעובד; תא עצב תנועתי מוליך את המידע ממנה אל השריר.
התשובה הנכונה: ג. תאי חישה קולטים את הגירוי והופכים אותו לאות. תא עצב תחושתי מוליך את האות מאיבר החישה אל מערכת העצבים המרכזית (מוח ומוח השדרה). במערכת העצבים המרכזית המידע מעובד, ומתקבלת "החלטה" על תגובה. תא עצב תנועתי מוליך את האות ממערכת העצבים המרכזית אל תא המטרה – השריר – והשריר מתכווץ.
- א. סדר תאי העצב הפוך: תא העצב התנועתי מוליך מידע אל השריר, ולא מתא החישה אל מערכת העצבים המרכזית; ותא עצב תחושתי אינו מגיע אל השריר.
- ב. חסר תא העצב התחושתי בין תא החישה למערכת העצבים המרכזית, ותא עצב תחושתי אינו מוליך מידע אל השריר.
- ד. המידע עובר מתא העצב התחושתי אל מערכת העצבים המרכזית, ורק משם אל תא העצב התנועתי, המגיע לשריר; לא ממערכת העצבים המרכזית אל השריר ישירות.
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 · האלמוגים מלבינים – דיג דגים אוכלי אצות ויחסי הגומלין בשונית
שוניות אלמוגים הן מבתי הגידול העשירים ביותר במינים בים. אלמוג הוא בעל חיים קטן (פוליפ) החי במושבה. פוליפים רבים בונים יחד שלד גירני, ועליו מתפתחת השונית. שונית אלמוגים יש גם במפרץ אילת.
על פני השונית גדלות גם אצות רב־תאיות, הצמודות לסלעים ולשלד האלמוגים. אצות אלה מתחרות באלמוגים על מקום על פני השונית: כשהן גדלות, הן מתפשטות על האלמוגים ומכסות אותם. בשונית חיים גם מינים רבים של דגים הניזונים מאצות אלה.
בשוניות שבהן בני אדם דגו כמויות גדולות של דגים אוכלי אצות, האצות כיסו בתוך כמה שנים חלק גדול משטח השונית, ואלמוגים רבים מתו.
הסבירו ממצא זה. בתשובתכם התייחסו לשני סוגים של יחסי גומלין בין היצורים המתוארים.
◂ פתרון מלא לשאלה 21
פתרון
(1) יחסי אוכל–נאכל (צרכן ראשוני הניזון מיצרן): הדגים אוכלי האצות אוכלים את האצות ומגבילים את גודל אוכלוסייתן. (2) תחרות בין האצות לבין האלמוגים על משאב מוגבל – מקום על פני השונית. כשבני אדם דגו את רוב הדגים אוכלי האצות, נעלם הגורם שהגביל את האצות; אוכלוסיית האצות גדלה מאוד, והן התפשטו על השונית וכיסו את האלמוגים. האלמוגים הפסידו בתחרות: הפוליפים שכוסו מתו, ולפוליפים חדשים לא נשאר מקום להתיישב – ולכן אלמוגים רבים מתו.
יחסי גומלין 1 – אוכל–נאכל (צרכן–יצרן): האצות הן יצרנים, והדגים הניזונים מהן הם צרכנים ראשוניים. הדגים אוכלים כל הזמן חלק מן האצות, ולכן הם מגבילים את גודל אוכלוסיית האצות בשונית.
יחסי גומלין 2 – תחרות: האצות והאלמוגים זקוקים לאותו משאב מוגבל – מקום על פני השונית. לפי הקטע, כשהאצות גדלות הן מתפשטות על האלמוגים ומכסות אותם.
1. בני אדם דגו כמויות גדולות של דגים אוכלי אצות, ולכן פחות אצות נאכלו.
2. אוכלוסיית האצות גדלה מאוד, והן התפשטו על חלק גדול משטח השונית.
3. בתחרות על המקום האלמוגים הפסידו: הפוליפים שכוסו באצות נפגעו ומתו, ופוליפים חדשים לא מצאו מקום פנוי להתיישב בו.
כך פעילות של האדם, שפגעה במין אחד (הדגים), השפיעה דרך יחסי הגומלין על יצורים נוספים במערכת האקולוגית – האצות והאלמוגים.
שאלה 22 · האלמוגים מלבינים – טמפרטורה, אצות, האכלה והתאוששות
כשטמפרטורת המים עולה מעל לטמפרטורה הרגילה בקיץ, האלמוגים עלולים לאבד את האצות שבתאיהם. בלי האצות השלד הגירני הלבן נראה דרך הרקמה השקופה של האלמוג – תופעה המכונה הלבנת אלמוגים. חוקרים בדקו את השפעת טמפרטורת המים על אלמוגים ממין מסוים.
החוקרים חתכו קטעים ממושבת אלמוגים אחת, והחזיקו אותם במשך שלושה שבועות באקווריומים עם מי ים, באותה עוצמת אור. בחלק מן האקווריומים טמפרטורת המים הייתה 26°C (הטמפרטורה הרגילה בקיץ באזור), ובאחרים – 31°C. בסוף הניסוי נמדדו צפיפות האצות ברקמת האלמוג, קצב שחרור החמצן נטו באור (פוטוסינתזה פחות נשימה) וקצב הגדילה של השלד.
החוקרים החזיקו קטעי אלמוגים נוספים ב־31°C במשך שלושה שבועות. חלק מהם הואכלו מדי יום בבעלי חיים זעירים (זואופלנקטון), שהפוליפים לוכדים ואוכלים, וחלק לא הואכלו. בסוף הניסוי צפיפות האצות הייתה נמוכה (כ־0.3 מיליון תאים לסמ"ר) בשתי הקבוצות.
קטעים שהוחזקו ב־31°C במשך שלושה שבועות הועברו לאקווריומים של 26°C. אחרי חודשיים עלתה בהם צפיפות האצות ל־1.2 מיליון תאים לסמ"ר.
העתיקו את הטבלה שלהלן למחברת.
בנוגע לכל אחד מן ההיגדים א–ד, קבעו וכתבו בטבלה שבמחברת אם ממצאי המחקר תומכים בו, סותרים אותו או אינם מאפשרים לקבוע אם הוא נכון.
נמקו כל אחת מן הקביעות. בנימוק התבססו על ממצאי המחקר המתוארים בקטע.
בטמפרטורה של 31°C האלמוגים מאבדים חלק גדול מן האצות שבתאיהם.
הירידה בקצב הגדילה של שלד האלמוג ב־31°C נגרמת רק בגלל ירידה בכמות הסוכרים שהאצות מעבירות לאלמוג.
האכלת האלמוגים בבעלי חיים זעירים יכולה לפצות חלקית על אובדן האצות.
הלבנת אלמוגים היא תמיד תהליך בלתי הפיך.
◂ פתרון מלא לשאלה 22
פתרון
תומכים. בניסוי 1 צפיפות האצות ב־31°C הייתה 0.3 מיליון תאים לסמ"ר, לעומת 1.5 מיליון ב־26°C – ירידה של 80%.
נימוק: בניסוי 1 הקטעים נלקחו מאותה מושבה והוחזקו באותה עוצמת אור; ההבדל היחיד היה הטמפרטורה. ב־31°C צפיפות האצות הייתה 0.3 מיליון תאים לסמ"ר, לעומת 1.5 מיליון ב־26°C – ירידה של . גם שחרור החמצן נטו ירד מ־4.0 ל־0.5 יחידות, כצפוי כשיש פחות אצות המבצעות פוטוסינתזה.
אינם מאפשרים לקבוע. ב־31°C גם כמות האצות ירדה וגם הטמפרטורה עלתה; ייתכן שהטמפרטורה פוגעת ישירות גם בתאי האלמוג (למשל בפעילות האנזימים שלו). הניסוי לא הפריד בין שני הגורמים, ובניסוי 2 גדילת השלד לא נמדדה.
•בניסוי 1 ב־31°C שני דברים השתנו יחד: הטמפרטורה עלתה, וכמות האצות (ואיתה, ככל הנראה, כמות הסוכרים שהן מעבירות) ירדה. גדילת השלד ירדה מ־12 ל־3 מ"ג לשבוע (ירידה של 75%), אבל אי־אפשר לדעת איזה מן השינויים גרם לה.
•ייתכן שהטמפרטורה הגבוהה פוגעת ישירות גם בתאי האלמוג עצמו – למשל בפעילות האנזימים המשתתפים בבניית השלד – ולא רק דרך אובדן האצות.
•כדי לקבוע, היה צריך למשל לבדוק את גדילת השלד ב־31°C בקטעים שקיבלו מזון (סוכרים) ממקור אחר; בניסוי 2 נמדדה רק השרידה, לא הגדילה.
•נוסף על כך, ההיגד אומר "רק", וקביעה כזו דורשת לשלול כל גורם אחר – והמחקר לא עשה זאת.
תומכים. בניסוי 2 צפיפות האצות הייתה נמוכה באותה מידה בשתי הקבוצות, ובכל זאת שרדו 90% מן הקטעים שהואכלו, לעומת 40% מאלה שלא הואכלו.
נימוק: בניסוי 2 כל הקטעים הוחזקו ב־31°C, ובשתי הקבוצות צפיפות האצות ירדה לאותה רמה נמוכה (כ־0.3 מיליון תאים לסמ"ר) – כלומר בשתיהן האלמוגים איבדו את רוב האצות. ההבדל היחיד היה ההאכלה. מן הקטעים שהואכלו שרדו 90%, ומאלה שלא הואכלו – 40% בלבד. מכאן שהמזון מן הזואופלנקטון סיפק לאלמוג חומרים אורגניים, שבהם הוא יכול להשתמש בנשימה התאית במקום הסוכרים שקיבל מן האצות – פיצוי חלקי, כי השרידה לא הייתה מלאה.
סותרים. בניסוי 3 קטעים שהלבינו ב־31°C והוחזרו ל־26°C חזרו לצפיפות אצות של 1.2 מיליון תאים לסמ"ר אחרי חודשיים – קרוב לרמה הרגילה (1.5).
נימוק: בניסוי 3 קטעים שהוחזקו שלושה שבועות ב־31°C – תנאים שבהם, לפי ניסוי 1, צפיפות האצות יורדת ל־0.3 מיליון תאים לסמ"ר – הועברו ל־26°C, ואחרי חודשיים צפיפות האצות בהם עלתה ל־1.2 מיליון תאים לסמ"ר, קרוב לרמה הרגילה (1.5). כלומר, לפחות אחרי חשיפה של שלושה שבועות, ההלבנה הפיכה – האלמוגים התאוששו כשהטמפרטורה חזרה לרגילה. לכן ההיגד שההלבנה היא תמיד בלתי הפיכה נסתר. (המחקר אינו שולל שחשיפה ארוכה יותר תגרום לנזק בלתי הפיך.)
שאלה 23 · שריפת דלקים והלבנת אלמוגים – הפגיעה בשונית
שוניות אלמוגים רבות בעולם נפגעות בשנים האחרונות מהלבנה חוזרת ונשנית. שוניות אלמוגים הן בית גידול למינים רבים של דגים ובעלי חיים אחרים, המוצאים בהן מחסה ומזון.
הסבירו קשר אפשרי בין שריפה של דלקים (פחם, נפט וגז) לבין הלבנת אלמוגים, והסבירו מדוע הלבנה של שונית עלולה לפגוע גם בדגים ובבעלי חיים אחרים החיים בה.
◂ פתרון מלא לשאלה 23
פתרון
שריפת דלקים משחררת לאטמוספרה CO₂ – גז חממה; עלייה בריכוזו מגבירה את אפקט החממה, והאקלים מתחמם – גם מי הים מתחממים. כשטמפרטורת המים עולה מעל לרגיל, האלמוגים מאבדים את האצות (ניסוי 1: 1.5 ← 0.3 מיליון תאים לסמ"ר ב־31°C), ואיתן את מקור הסוכרים העיקרי שלהם – גדילתם נפגעת ורבים מהם מתים. האצות שבאלמוגים הן יצרנים בבסיס מארג המזון של השונית, והשלד שהאלמוגים בונים הוא המחסה של בעלי החיים; כשהאלמוגים מלבינים ומתים, פוחת המזון ונהרס בית הגידול – ואוכלוסיות הדגים ובעלי החיים האחרים קטנות.
1. דלקים כמו פחם, נפט וגז הם שרידים של יצורים עתיקים, ופחמן רב אצור בהם. בשריפתם משתחרר CO₂ לאטמוספרה.
2. CO₂ הוא גז חממה: הוא בולע חלק מן החום שכדור הארץ פולט ומחזיר אותו לפני הקרקע והים. עלייה בריכוזו מגבירה את אפקט החממה, והאקלים מתחמם – גם מי הים מתחממים.
התחממות המים ← הלבנה: לפי ניסוי 1, בטמפרטורה גבוהה מן הרגיל (31°C לעומת 26°C) האלמוגים מאבדים כ־80% מן האצות, שחרור החמצן נטו יורד מ־4.0 ל־0.5, וגדילת השלד יורדת מ־12 ל־3 מ"ג לשבוע. האלמוג מאבד את מקור הסוכרים העיקרי שלו, ולפי ניסוי 2, בלי מקור מזון אחר רבים מן האלמוגים מתים (40% שרדו).
- מזון: האצות שבאלמוגים הן יצרנים – הן בונות חומר אורגני בפוטוסינתזה, והאלמוגים, וכן בעלי חיים הניזונים מהם, תלויים בחומר זה. כשהאצות אובדות והאלמוגים מתים, יש פחות חומר אורגני בבסיס מארג המזון, ופחות מזון לכל הרמות שמעליו.
- מחסה: השלד הגירני שהאלמוגים בונים יוצר את מבנה השונית, ובו מסתתרים דגים ובעלי חיים רבים מפני טורפים, ובו הם מתרבים. כשהאלמוגים מתים, השלד נשחק ומתפרק, ובית הגידול נהרס.
לכן אוכלוסיות הדגים ובעלי החיים האחרים בשונית צפויות לקטון, ומגוון המינים בה צפוי לרדת.
טבלת התשובות
| שאלה | סעיף | תשובה |
|---|---|---|
| 1 | - | ב – שרירים שהתחזקו מאימון הם תכונה נרכשת, והשינוי אינו נמצא בגנים של תאי הרבייה; לכן הוא אינו עובר לצאצאים, וברירה טבעית יכולה לשנות רק את שכיחות התכונות התורשתיות. |
| 2 | - | א – לשני סוגי התאים יש קולטנים לאדרנלין; ההורמון הוא אות זהה, אבל התגובה שהוא מעורר תלויה בתא שקולט אותו – בתא לב הוא מאיץ את הכיווץ, ובתא שריר שלד הוא מגביר פירוק גליקוגן. |
| 3 | - | ב – במדבר הטמפרטורה ביום גבוהה והאוויר יבש; במחילה עמוקה קריר ולח יותר, ולכן בעלי החיים מאבדים פחות מים ונמנעים מהתחממות, ויוצאים בלילה הקריר. |
| 4 | - | ג – כשהאפרוחים צמודים זה לזה, חלק גדול משטח הפנים של כל אחד מהם אינו חשוף לאוויר הקר; הקבוצה מתנהגת כמו "גוף" גדול שהיחס בין שטח הפנים שלו לנפח קטן, ולכן איבוד החום היחסי קטן. |
| 5 | - | ד – הסובסטרט נצרך בתגובה, ולכן ריכוזו יורד; פחות מפגשים בין מולקולות האנזים לבין מולקולות הסובסטרט ← פחות קומפלקסים אנזים–סובסטרט ← הקצב יורד. |
| 6 | - | א – כל נקבה מולידה צאצאים בלי בן זוג ובלי השקעה בזכרים, ולכן קצב גידול האוכלוסייה מהיר מאוד – יתרון כשהסביבה יציבה ועשירה במזון. |
| 7 | - | ג – כליה (איבר ובו כמיליון נפרונים) > נפרון (צינורית הבנויה מתאים רבים) > תא בדופן הנפרון > חלבון נשא (מולקולה בקרום התא). |
| 8 | - | ב – בכל מעבר בין רמות הזנה רוב האנרגייה אובדת (בעיקר כחום בנשימה התאית); כשבני האדם אוכלים צמחים, הם מקבלים חלק גדול יותר מן האנרגייה שהיצרנים קלטו. |
| 9 | - | א – בחושך אין פוטוסינתזה; האנרגיה לנביטה ולגדילה מגיעה מפירוק חומרי התשמורת של הזרע בנשימה תאית, שבה חלק מן החומר האורגני הופך ל־CO₂ ולמים ויוצא מן הנבט – ולכן המסה היבשה יורדת. |
| 10 | - | ג – באור נוצר ATP בכלורופלסטים (בשלב התלוי באור של הפוטוסינתזה), וגם בנשימה התאית, המתרחשת באור ובחושך: בגליקוליזה בציטופלסמה ובמיטוכונדריות. |
| 11 | - | ג – ב־mRNA כל בסיס משלים לבסיס שבגדיל התבנית, ובמקום T יש U: T←A, A←U, C←G, G←C – ולכן AUGCCU. |
| 12 | - | ג – אילו הארנבת הייתה , היה צפוי שכמחצית מן הגורים יהיו לבנים; כשכל 18 הגורים שחורים, סביר שהיא , וכל גור קיבל ממנה ומן האב הלבן . |
| 13 | - | ג – הסטייה (עליית הטמפרטורה) מפעילה תגובות (הזעה, הרחבת כלי דם בעור) שמחזירות את הטמפרטורה לערכה התקין, ובכך מבטלות את הגירוי – זהו משוב שלילי. |
| 14 | - | ג – ה־pH המיטבי של P הוא 2 (כמו במעיין), ושל Q הוא 7 (קרוב ל־7.4 שבדם). |
| 15 | - | ד – זהו חיסון סביל: הנוגדנים המוכנים פועלים מיד נגד הארס, אבל הם מתפרקים אחרי זמן, ומערכת החיסון של המטופל אינה יוצרת תאי זיכרון. |
| 16 | - | ב – הצמח שגדל מן הזרע קיבל את האלל הדומיננטי מגרגר האבקה; אלל דומיננטי מתבטא כבר כשיש ממנו עותק אחד, ולכן הפירות של צמח ה־F1 יהיו צהובים. |
| 17 | - | א – אויב טבעי שאינו ייחודי למזיק עלול לפגוע במינים מקומיים ולהפוך למין פולש; לכן יש לבחור אויב ייחודי ולבדוק זאת לפני ההחדרה. |
| 18 | - | ג – פעפוע הוא מעבר סביל לפי מפל הריכוזים, ואינו צורך ATP; לכן הוא אינו תלוי בפעילות המיטוכונדריה. |
| 19 | - | ג – החמצן עובר בדיפוזיה מן הנאדית לדם, מובל בדם (קשור להמוגלובין) אל הרקמות, עובר בדיפוזיה אל תא השריר, ומשמש בנשימה התאית. |
| 20 | - | ג – תא החישה קולט את הגירוי; תא עצב תחושתי מוליך את המידע אל מערכת העצבים המרכזית, שבה הוא מעובד; תא עצב תנועתי מוליך את המידע ממנה אל השריר. |
| 21 | - | (1) יחסי אוכל–נאכל (צרכן ראשוני הניזון מיצרן): הדגים אוכלי האצות אוכלים את האצות ומגבילים את גודל אוכלוסייתן. (2) תחרות בין האצות לבין האלמוגים על משאב מוגבל – מקום על פני השונית. כשבני אדם דגו את רוב הדגים אוכלי האצות, נעלם הגורם שהגביל את האצות; אוכלוסיית האצות גדלה מאוד, והן התפשטו על השונית וכיסו את האלמוגים. האלמוגים הפסידו בתחרות: הפוליפים שכוסו מתו, ולפוליפים חדשים לא נשאר מקום להתיישב – ולכן אלמוגים רבים מתו. |
| 22 | א | תומכים. בניסוי 1 צפיפות האצות ב־31°C הייתה 0.3 מיליון תאים לסמ"ר, לעומת 1.5 מיליון ב־26°C – ירידה של 80%. |
| ב | אינם מאפשרים לקבוע. ב־31°C גם כמות האצות ירדה וגם הטמפרטורה עלתה; ייתכן שהטמפרטורה פוגעת ישירות גם בתאי האלמוג (למשל בפעילות האנזימים שלו). הניסוי לא הפריד בין שני הגורמים, ובניסוי 2 גדילת השלד לא נמדדה. | |
| ג | תומכים. בניסוי 2 צפיפות האצות הייתה נמוכה באותה מידה בשתי הקבוצות, ובכל זאת שרדו 90% מן הקטעים שהואכלו, לעומת 40% מאלה שלא הואכלו. | |
| ד | סותרים. בניסוי 3 קטעים שהלבינו ב־31°C והוחזרו ל־26°C חזרו לצפיפות אצות של 1.2 מיליון תאים לסמ"ר אחרי חודשיים – קרוב לרמה הרגילה (1.5). | |
| 23 | - | שריפת דלקים משחררת לאטמוספרה CO₂ – גז חממה; עלייה בריכוזו מגבירה את אפקט החממה, והאקלים מתחמם – גם מי הים מתחממים. כשטמפרטורת המים עולה מעל לרגיל, האלמוגים מאבדים את האצות (ניסוי 1: 1.5 ← 0.3 מיליון תאים לסמ"ר ב־31°C), ואיתן את מקור הסוכרים העיקרי שלהם – גדילתם נפגעת ורבים מהם מתים. האצות שבאלמוגים הן יצרנים בבסיס מארג המזון של השונית, והשלד שהאלמוגים בונים הוא המחסה של בעלי החיים; כשהאלמוגים מלבינים ומתים, פוחת המזון ונהרס בית הגידול – ואוכלוסיות הדגים ובעלי החיים האחרים קטנות. |