מתכונת 7 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 · עיניים מנוונות בדגי מערות
במערות חשוכות לגמרי חיים מינים של דגים שעיניהם מנוונות וכמעט אינן מתפקדות. הדגים הקרובים אליהם ביותר, החיים בנחלים מוארים, הם בעלי עיניים מפותחות.
מהו ההסבר הנכון ביותר לכך על פי תורת הברירה הטבעית?
- א.
הדגים במערות לא השתמשו בעיניהם במשך דורות רבים, ולכן העיניים הלכו והתנוונו מדור לדור.
- ב.
החושך גרם לשינויים ב־DNA של הדגים, וכך נוצרו עיניים מנוונות.
- ג.
בחושך עיניים אינן מקנות יתרון. דגים בעלי עיניים קטנות חסכו חומרים ואנרגייה, שרדו והתרבו יותר, ושכיחותם גדלה מדור לדור.
- ד.
הדגים בעלי העיניים המנוונות בחרו לעבור לחיות במערות, כי שם לא נזקקו לעיניים.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
ג – במערה חשוכה לעיניים אין ערך הישרדותי, ובנייתן ותחזוקתן עולות בחומרים ובאנרגייה. פרטים שבעקבות מוטציות אקראיות היו בעלי עיניים קטנות נשאו יותר משאבים לגדילה ולרבייה, ולכן הותירו יותר צאצאים.
התשובה הנכונה: ג. ההסבר מבוסס על ברירה טבעית:
1. שונות: באוכלוסיית הדגים שהגיעו למערה הייתה שונות תורשתית בגודל העיניים ובמבנה שלהן (בעקבות מוטציות אקראיות).
2. יתרון בסביבה: בחושך מוחלט עין אינה מקנה יתרון. מנגד, בניית העין ותפקודה צורכים חומרים ואנרגייה, שבמערות – שבהן המזון מועט – הם משאב יקר.
3. הישרדות ורבייה: דגים בעלי עיניים קטנות או מנוונות הפנו יותר משאבים לגדילה ולרבייה, ולכן שרדו והעמידו יותר צאצאים.
4. שינוי בשכיחות: במשך דורות רבים גדלה באוכלוסייה שכיחות הדגים בעלי העיניים המנוונות.
- א. זהו הסבר של "שימוש ואי־שימוש": תכונה שנרכשה (או נחלשה) בחיי הפרט אינה עוברת בתורשה לצאצאים.
- ב. סביבה חשוכה אינה גורמת למוטציות מכוונות. מוטציות מתרחשות באקראי, והסביבה רק בוררת ביניהן.
- ד. הדגים אינם "בוחרים" את תכונותיהם; התכונה השתנתה באוכלוסייה במשך דורות בעקבות ברירה טבעית.
שאלה 2 · שורשים עמוקים של שיחי מדבר
לשיחים רב־שנתיים מסוימים הגדלים במדבר יש מערכת שורשים המגיעה לעומק של עשרות מטרים, הרבה יותר מגובה החלק העילי שלהם.
מה היתרון של מבנה זה לשיחים במדבר?
- א.
השורשים העמוקים מגדילים את קצב הפוטוסינתזה בשורשים.
- ב.
השורשים העמוקים מגנים על הצמח מפני בעלי חיים הניזונים ממנו.
- ג.
השורשים מגיעים לשכבות קרקע עמוקות שיש בהן מים גם בעונה היבשה.
- ד.
השורשים העמוקים מקטינים את איבוד המים מן העלים.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
ג – בשכבות העליונות של הקרקע המדברית המים מתאדים מהר; השורשים העמוקים מגיעים למים שבעומק ומאפשרים לשיח לקלוט מים לאורך כל השנה.
התשובה הנכונה: ג. במדבר הגשם מועט, והמים שבשכבות העליונות של הקרקע מתאדים מהר בחום. בעומק הקרקע יש מים (שחלחלו אחרי שיטפונות או מי תהום) גם בעונה היבשה. שורשים עמוקים מאפשרים לשיח לקלוט מים מן השכבות האלה כל השנה – ולכן הוא יכול להחזיק עלים ולבצע פוטוסינתזה גם בקיץ.
- א. בשורשים אין כלורופלסטים, ובקרקע אין אור – בשורשים אין פוטוסינתזה.
- ב. השורשים נמצאים בקרקע; עומקם אינו מגן על החלקים העיליים מפני אכילה.
- ד. איבוד המים בדיות מתרחש בעלים ותלוי במבנה העלים ובפיוניות; השורשים משפיעים על קליטת המים, לא על איבודם.
שאלה 3 · מסלול של הדם העובר דרך הריאות
באיזה מן המסלולים האלה, שהדם עובר בהם, הדם עובר דרך הריאות?
- א.
מאבי העורקים אל הווריד הנבוב.
- ב.
מן העלייה השמאלית אל אבי העורקים.
- ג.
מן הווריד הנבוב אל אבי העורקים.
- ד.
מווריד הריאה אל החדר השמאלי.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
ג – מן הווריד הנבוב הדם נכנס לעלייה הימנית, עובר לחדר הימני, נשאב לעורק הריאה ולנימי הריאות, חוזר בווריד הריאה לעלייה השמאלית ולחדר השמאלי, ורק אז יוצא לאבי העורקים.
התשובה הנכונה: ג. כדי לעבור דרך הריאות, הדם צריך לעבור את המחזור הקטן (הריאתי), שמתחיל בחדר הימני ומסתיים בעלייה השמאלית. מן הווריד הנבוב הדם עובר במסלול:
וריד נבוב ← עלייה ימנית ← חדר ימני ← עורק הריאה ← נימי הריאות ← וריד הריאה ← עלייה שמאלית ← חדר שמאלי ← אבי העורקים.
כלומר, בדרך מן הווריד הנבוב אל אבי העורקים הדם עובר בריאות – קולט בהן חמצן ופולט CO₂.
- א. מאבי העורקים הדם עובר בעורקים אל הנימים באיברי הגוף, ומהם בוורידים אל הווריד הנבוב – זה המחזור הגדול, בלי מעבר בריאות.
- ב. מן העלייה השמאלית הדם עובר לחדר השמאלי, ומשם ישירות לאבי העורקים – בלי מעבר בריאות.
- ד. וריד הריאה מוביל דם מן הריאות אל העלייה השמאלית, ומשם הדם עובר לחדר השמאלי. הדם עבר בריאות לפני שהגיע לווריד הריאה, אבל במסלול זה עצמו הוא אינו עובר בהן.
שאלה 4 · מקום ייצור ATP בתאי שמר ללא חמצן
תאי שמר גודלו במבחנה סגורה, בתמיסת גלוקוז שלא היה בה חמצן כלל. התאים נשארו חיים והתרבו.
היכן נוצר ATP בתאי השמר בתנאים אלה?
- א.
במיטוכונדריות בלבד
- ב.
בציטופלסמה בלבד
- ג.
בציטופלסמה ובמיטוכונדריות
- ד.
בגרעין ובריבוזומים
◂ פתרון מלא לשאלה 4
ב – בלי חמצן השמרים מבצעים תסיסה כוהלית, ו־ATP נוצר רק בגליקוליזה, המתרחשת בציטופלסמה.
התשובה הנכונה: ב. בהיעדר חמצן אין נשימה תאית אווירנית, ולכן השלבים המתרחשים במיטוכונדריות – שבהם נוצר רוב ה־ATP בנוכחות חמצן – אינם מתרחשים. השמרים מפרקים את הגלוקוז בתסיסה כוהלית: הגלוקוז מתפרק בגליקוליזה בציטופלסמה, ונוצרים מעט ATP, כוהל ו־CO₂. לכן בתנאים אלה ה־ATP נוצר בציטופלסמה בלבד (וזו הסיבה שהשמרים צורכים בתסיסה הרבה יותר גלוקוז מאשר בנשימה כדי לקבל אותה כמות ATP).
- א. השלבים שבמיטוכונדריות זקוקים לחמצן; בלי חמצן הם אינם מתרחשים, ושם אינו נוצר ATP.
- ג. בנוכחות חמצן ATP נוצר גם בציטופלסמה וגם במיטוכונדריות, אבל בניסוי לא היה חמצן כלל.
- ד. בגרעין נמצא ה־DNA ומתרחש שעתוק; בריבוזומים מתרחש תרגום (בניית חלבונים). תהליכים אלה צורכים ATP ואינם מייצרים אותו.
שאלה 5 · תפקיד ה־RNA השליח (mRNA)
מהו התפקיד של RNA שליח (mRNA) בתא?
- א.
הבאת החומצות האמיניות אל הריבוזומים.
- ב.
העתקת ה־DNA לפני חלוקת התא.
- ג.
קישור החומצות האמיניות זו לזו בריבוזום.
- ד.
העברת המידע מן הגן שב־DNA אל הריבוזומים.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
ד – ה־mRNA נוצר בשעתוק של גן, יוצא מן הגרעין אל הריבוזומים, ורצף הקודונים שבו קובע את סדר החומצות האמיניות בחלבון.
התשובה הנכונה: ד. ה־DNA נמצא בגרעין, והחלבונים נבנים בריבוזומים שבציטופלסמה. בשעתוק נוצר מן הגן עותק של המידע – mRNA. ה־mRNA יוצא מן הגרעין אל הריבוזומים, ושם, בתרגום, נבנה החלבון: כל קודון (שלושה נוקלאוטידים) ב־mRNA מתאים לחומצה אמינית מסוימת, ורצף הקודונים קובע את סדר החומצות האמיניות בחלבון.
- א. זהו תפקידו של ה־tRNA (RNA מוביל), הנושא חומצה אמינית אל הריבוזום.
- ב. העתקת ה־DNA לפני חלוקה היא שכפול DNA, ונעשית בידי אנזימים, ולא בידי mRNA.
- ג. הקישור בין החומצות האמיניות מתבצע בריבוזום. ה־mRNA רק קובע את סדרן.
שאלה 6 · תכונה משותפת לכל הצרכנים
איזה מן המשפטים נכון בנוגע לכל הצרכנים במערכת אקולוגית?
- א.
הם ניזונים מיצרנים בלבד.
- ב.
הם משחררים חמצן לאוויר בתהליך הנשימה התאית.
- ג.
הם מקבלים את האנרגייה שלהם מחומרים אורגניים שיצרנים ייצרו – במישרין או בעקיפין.
- ד.
הם תמיד גדולים יותר מן היצורים שהם ניזונים מהם.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
ג – כל הצרכנים הם הטרוטרופים: האנרגייה שלהם מקורה בחומרים אורגניים שנוצרו בידי יצרנים, ישירות (צרכנים ראשוניים) או דרך יצורים אחרים (צרכנים שניוניים ומעלה).
התשובה הנכונה: ג. צרכנים הם יצורים הטרוטרופים – הם אינם מסוגלים לייצר חומרים אורגניים מחומרים אי־אורגניים, ולכן הם חייבים לקבל חומרים אורגניים מן הסביבה. בתחילת כל שרשרת מזון עומד יצרן, שקלט את אנרגיית האור בפוטוסינתזה ואגר אותה בחומרים אורגניים. צרכן ראשוני ניזון מן היצרן במישרין, וצרכן שניוני או שלישוני ניזון מצרכנים – כלומר מקבל את אותה אנרגייה בעקיפין. לכן מקור האנרגייה של כל הצרכנים הוא בחומרים האורגניים שהיצרנים ייצרו.
- א. רק צרכנים ראשוניים (אוכלי צמחים) ניזונים מיצרנים. צרכנים שניוניים, למשל טורפים, ניזונים מצרכנים אחרים.
- ב. בנשימה התאית נצרך חמצן ומשתחרר פחמן דו־חמצני. חמצן משתחרר בפוטוסינתזה, שהצרכנים אינם מבצעים.
- ד. אין כלל כזה: טפילים (למשל קרציה על כלב) וחרקים הניזונים מעצים קטנים בהרבה מן היצור שהם ניזונים ממנו.
שאלה 7 · מסלול האות בתא עצב ובסינפסה
באיזה סדר עובר אות עצבי בתוך תא עצב, ומתא העצב אל התא שאחריו?
- א.
אקסון ← גוף התא ← דנדריטים ← הפרשת נוירוטרנסמיטר ← קולטנים בתא הבא
- ב.
דנדריטים ← גוף התא ← אקסון ← קולטנים בתא הבא ← הפרשת נוירוטרנסמיטר
- ג.
דנדריטים ← גוף התא ← אקסון ← הפרשת נוירוטרנסמיטר ← קולטנים בתא הבא
- ד.
גוף התא ← דנדריטים ← הפרשת נוירוטרנסמיטר ← אקסון ← קולטנים בתא הבא
◂ פתרון מלא לשאלה 7
ג – האות נקלט בדנדריטים, עובר בגוף התא ולאורך האקסון כאות חשמלי, ובקצה האקסון גורם להפרשת נוירוטרנסמיטר, הנקשר לקולטנים בתא הבא.
התשובה הנכונה: ג. תא עצב קולט אותות בדנדריטים (ובגוף התא). האות עובר כאות חשמלי דרך גוף התא ולאורך האקסון עד לקצהו. בקצה האקסון האות החשמלי גורם להפרשת נוירוטרנסמיטר אל הסינפסה – המרווח הצר בין תא העצב לתא הבא. הנוירוטרנסמיטר מתפזר במרווח ונקשר לקולטנים שבקרום התא הבא, וכך האות עובר אליו.
- א. הכיוון הפוך: האות אינו מתחיל באקסון ועובר לדנדריטים. האקסון הוא החלק המוביל את האות אל הסינפסה.
- ב. הסדר בסוף שגוי: הנוירוטרנסמיטר מופרש קודם, ורק אחר כך הוא נקשר לקולטנים בתא הבא.
- ד. הנוירוטרנסמיטר מופרש בקצה האקסון, בסוף המסלול בתוך התא – ולא לפני שהאות עבר באקסון. גם הדנדריטים אינם באים אחרי גוף התא במסלול זה.
שאלה 8 · ההבדל בין חיסון פעיל לחיסון סביל
מהו ההבדל בין חיסון פעיל ובין חיסון סביל?
- א.
בחיסון פעיל מקבלים נוגדנים מוכנים, ובחיסון סביל מקבלים נגיפים מוחלשים.
- ב.
חיסון סביל מגן לשנים רבות, וחיסון פעיל מגן לכמה שבועות בלבד.
- ג.
בחיסון סביל נוצרים בגוף תאי זיכרון, ובחיסון פעיל לא נוצרים תאי זיכרון.
- ד.
בחיסון פעיל הגוף מייצר נוגדנים ותאי זיכרון, ובחיסון סביל מקבלים נוגדנים מוכנים, וההגנה קצרה.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
ד – בחיסון פעיל מכניסים אנטיגן, ומערכת החיסון של המחוסן מייצרת נוגדנים ותאי זיכרון (הגנה ארוכה); בחיסון סביל מכניסים נוגדנים מוכנים, שמתפרקים כעבור זמן, ואין תאי זיכרון (הגנה מיידית אך קצרה).
- חיסון פעיל: מכניסים לגוף אנטיגן (נגיפים או חיידקים מומתים או מוחלשים, רעלן מנוטרל, חלבון של הגורם). מערכת החיסון של המחוסן עצמו מגיבה: נוצרים נוגדנים ותאי זיכרון. ההגנה מתפתחת אחרי כמה ימים או שבועות, אבל נמשכת זמן רב, כי תאי הזיכרון נשארים בגוף.
- חיסון סביל: מכניסים לגוף נוגדנים מוכנים שיוצרו בגוף אחר. ההגנה מיידית, אבל הנוגדנים מתפרקים בתוך שבועות, ולא נוצרים תאי זיכרון – ולכן ההגנה קצרה.
- א. הפוך: נוגדנים מוכנים ניתנים בחיסון סביל, ונגיפים מוחלשים – בחיסון פעיל.
- ב. הפוך: חיסון פעיל מגן לטווח ארוך, וחיסון סביל – לטווח קצר.
- ג. הפוך: תאי זיכרון נוצרים רק בחיסון פעיל, כי רק בו מערכת החיסון של המחוסן מגיבה לאנטיגן. בחיסון סביל הנוגדנים מוכנים, ולא נוצרים תאי זיכרון.
שאלה 9 · קרישת הדם
להלן ארבעה משפטים בנוגע לקרישת הדם. איזה מהם אינו נכון?
- א.
הדם נקרש כל הזמן בכלי הדם השלמים, וכך מואטת זרימתו.
- ב.
טסיות הדם משתתפות בתהליך הקרישה.
- ג.
קרישת הדם סוגרת את הפצע ומונעת איבוד דם.
- ד.
הקריש מקטין את הסיכוי של חיידקים לחדור לגוף דרך הפצע.
◂ פתרון מלא לשאלה 9
א – המשפט שגוי: הקרישה מתחילה בעקבות פגיעה בכלי דם; קרישה בכלי דם שלם היא מצב מסוכן, שעלול לחסום את זרימת הדם.
התשובה הנכונה (המשפט שאינו נכון): א. תהליך הקרישה מתחיל כשכלי דם נפגע. בכלי דם שלמים ובריאים הדם זורם בלי להיקרש. קריש שנוצר בתוך כלי דם שלם הוא מצב מסוכן: הוא עלול לחסום את זרימת הדם לאיבר (למשל לשריר הלב או למוח) ולגרום לתמותת תאים.
- ב. טסיות הדם מגיבות לפגיעה בדופן כלי הדם ומשתתפות ביצירת הקריש.
- ג. הקריש סוגר את הפתח בכלי הדם ומונע איבוד דם נוסף.
- ד. הקריש סוגר את הפצע, ולכן הוא גם מחסום מפני חדירת חיידקים לגוף – חלק מן ההגנה הלא ייחודית.
שאלה 10 · קרום הגרעין והפרדת תהליכים
מה נכון בנוגע לקרום הגרעין בתאים אאוקריוטיים?
- א.
הוא מונע יציאה של כל סוגי ה־RNA מן הגרעין.
- ב.
הוא נמצא גם בתאים פרוקריוטיים וגם בנגיפים.
- ג.
בזכותו השעתוק והתרגום מתרחשים באותו מקום בתא.
- ד.
הוא יוצר מידור: השעתוק מתרחש בתוך הגרעין, והתרגום מתרחש בציטופלסמה שמחוץ לו.
◂ פתרון מלא לשאלה 10
ד – קרום הגרעין מפריד בין ה־DNA ותהליך השעתוק שבגרעין לבין הריבוזומים ותהליך התרגום שבציטופלסמה.
התשובה הנכונה: ד. קרום הגרעין הוא דוגמה למידור: הוא תוחם את ה־DNA ואת תהליך השעתוק בתוך הגרעין. ה־mRNA יוצא מן הגרעין דרך נקבוביות בקרום אל הציטופלסמה, ושם, בריבוזומים, מתרחש התרגום. בזכות ההפרדה כל תהליך מתרחש בתנאים המתאימים לו, וה־RNA יכול לעבור עיבוד לפני היציאה מן הגרעין.
- א. ה־mRNA (וגם RNA אחר) יוצא מן הגרעין דרך הנקבוביות שבקרום – אחרת לא היה מתרחש תרגום.
- ב. לתאים פרוקריוטיים אין גרעין מוקף קרום, ונגיפים אינם תאים כלל.
- ג. קרום הגרעין דווקא מפריד בין השעתוק לתרגום. בפרוקריוטים, שאין להם קרום גרעין, הם יכולים להתרחש באותו מקום.
שאלה 11 · ריכוז הגלוקוז ורמת האינסולין
לאדם בריא נמדד ריכוז הגלוקוז בדם בשני מצבים, I ו־II. הנתונים מוצגים בטבלה שלפניכם.
על פי הנתונים, מהי הקביעה הנכונה בנוגע לרמת ההורמון אינסולין?
- א.
במצב I רמת האינסולין גבוהה, ולכן ריכוז הגלוקוז יציב.
- ב.
במצב II רמת האינסולין גבוהה, והיא תוריד את ריכוז הגלוקוז.
- ג.
במצב II רמת האינסולין נמוכה, ולכן ריכוז הגלוקוז גבוה.
- ד.
בשני המצבים רמת האינסולין זהה, כי מדובר באדם בריא.
◂ פתרון מלא לשאלה 11
ב – אחרי ארוחה ריכוז הגלוקוז עולה, והלבלב מגיב בהפרשת אינסולין רבה; האינסולין מגביר קליטת גלוקוז בתאים ואגירתו כגליקוגן, וריכוזו בדם יורד.
התשובה הנכונה: ב. הפרשת אינסולין מן הלבלב מווסתת לפי ריכוז הגלוקוז בדם. במצב II, חצי שעה אחרי ארוחה עשירה בפחמימות, ריכוז הגלוקוז גבוה (140 מ״ג/100 מ״ל) – זהו הגירוי להפרשת אינסולין רבה. האינסולין גורם לתאי הכבד, השריר והשומן לקלוט גלוקוז ולאגור אותו (כגליקוגן בכבד ובשריר), ולכן ריכוז הגלוקוז בדם יירד בהמשך לערכו התקין – משוב שלילי.
- א. במצב I, אחרי צום של 12 שעות, ריכוז הגלוקוז נמוך יחסית (80 מ״ג/100 מ״ל) – רמת האינסולין נמוכה, ולא גבוהה.
- ג. ריכוז הגלוקוז גבוה כאן בגלל הארוחה – והוא מעורר הפרשת אינסולין, כך שרמתו גבוהה ולא נמוכה.
- ד. גם באדם בריא רמת האינסולין משתנה כל הזמן לפי ריכוז הגלוקוז – זה הוויסות ששומר על ההומאוסטזיס.
שאלה 12 · טורף שהגיע לאי מבודד
חולדות שהגיעו עם ספינות לאיים מבודדים באוקיינוס גרמו להכחדה של מיני ציפורים רבים המקננים על הקרקע. לפני הגעת החולדות לא היו באיים אלה יונקים טורפים.
מהי הסיבה העיקרית לכך שהחולדות גרמו להכחדה של מיני הציפורים?
- א.
החולדות התחרו עם הציפורים על אור.
- ב.
ציפורים אינן יכולות להתרבות באיים מבודדים.
- ג.
לציפורים באיים לא היו התאמות להתגונן מפני טורף מסוג זה, כי במשך דורות רבים לא היו באיים טורפים כאלה.
- ד.
החולדות העבירו לציפורים מוטציות שפגעו ביכולתן להתרבות.
◂ פתרון מלא לשאלה 12
ג – במשך דורות רבים לא הייתה באיים ברירה טבעית לטובת התגוננות מפני יונקים טורפים (למשל קינון במקומות גבוהים), ולכן הביצים והגוזלים היו טרף קל, והאוכלוסיות קרסו.
התשובה הנכונה: ג. התאמות נוצרות בתהליך של ברירה טבעית לאורך דורות, בתנאי הסביבה שבה חי המין. באיים לא היו יונקים טורפים, ולכן לא הייתה ברירה לטובת תכונות של התגוננות מפניהם – למשל קינון במקומות גבוהים או מוסתרים, או תגובת בריחה. כשהחולדות הגיעו, הן טרפו ביצים, גוזלים וציפורים בוגרות על הקרקע. לחולדות היה גם מעט אויבים טבעיים באיים, ולכן אוכלוסייתן גדלה מהר. התמותה הגבוהה של הציפורים הייתה גדולה מקצב ההתרבות שלהן, ומינים רבים נכחדו.
- א. חולדות אינן מבצעות פוטוסינתזה ואינן זקוקות לאור כמשאב; יחסי הגומלין העיקריים כאן הם טריפה.
- ב. הציפורים התרבו באיים במשך דורות רבים לפני הגעת החולדות.
- ד. מוטציות אינן עוברות מטורף לנטרף; הן נוצרות ב־DNA של היצור עצמו.
שאלה 13 · מאזן CO₂ ביער צעיר
ביער צעיר שניטע לפני 15 שנה נמצא כי במשך שנה שלמה כמות ה־CO₂ שקולטים הצמחים ביער גדולה מכמות ה־CO₂ שפולטים כל היצורים ביער.
מה אפשר להסיק בנוגע לביומסה (כמות החומר האורגני) ביער?
- א.
הביומסה ביער יורדת, כי הצמחים קולטים CO₂ מן האוויר.
- ב.
ביער אין נשימה תאית, כי כל ה־CO₂ נקלט.
- ג.
הביומסה אינה משתנה, כי ה־CO₂ נקלט ונפלט כל הזמן.
- ד.
הביומסה ביער עולה, כי נבנה בו יותר חומר אורגני משמתפרק.
◂ פתרון מלא לשאלה 13
ד – קליטת CO₂ (בפוטוסינתזה) גדולה מפליטתו (בנשימה), ולכן נבנה יותר חומר אורגני משמתפרק – הביומסה עולה.
התשובה הנכונה: ד. ה־CO₂ נקלט בפוטוסינתזה, שבה נבנה חומר אורגני (סוכרים, ומהם שאר החומרים). ה־CO₂ נפלט בנשימה התאית של כל היצורים – צמחים, בעלי חיים ומפרקים – שבה מתפרק חומר אורגני. אם במשך שנה הקליטה גדולה מן הפליטה, פירוש הדבר שנבנה יותר חומר אורגני משמתפרק, והעודף מצטבר ביצורים החיים (בעיקר בגזעים ובשורשים של העצים הגדלים). לכן הביומסה עולה. זה מתאים ליער צעיר, שעציו עדיין גדלים.
- א. קליטת CO₂ בפוטוסינתזה בונה חומר אורגני, ולא מקטינה את הביומסה.
- ב. נשימה תאית מתרחשת בכל היצורים ביער, וגם הם פולטים CO₂. הנתון אומר רק שהקליטה גדולה מן הפליטה, ולא שאין פליטה.
- ג. הביומסה אינה משתנה רק כשהקליטה שווה לפליטה. כאן הקליטה גדולה מן הפליטה.
שאלה 14 · מספר הכרומוזומים בתא זרע ובזיגוטה של זבוב פירות
בתא עור של זבוב הפירות יש 8 כרומוזומים.
כמה כרומוזומים יש בתא זרע של זבוב פירות, וכמה בזיגוטה (ביצית מופרית) של זבוב פירות?
- א.
8 בתא הזרע, 16 בזיגוטה
- ב.
4 בתא הזרע, 8 בזיגוטה
- ג.
4 בתא הזרע, 4 בזיגוטה
- ד.
8 בתא הזרע, 8 בזיגוטה
◂ פתרון מלא לשאלה 14
ב – תא הזרע נוצר במיוזה ובו מחצית מן הכרומוזומים (4); בהפריה מתאחדים שני תאי מין (4 + 4), ובזיגוטה 8.
התשובה הנכונה: ב. בתאי הגוף (כמו תא עור) יש מערכת כפולה של כרומוזומים (2n = 8).
- תא זרע נוצר בחלוקת הפחתה (מיוזה), ובו מחצית ממספר הכרומוזומים: n = 4.
- זיגוטה נוצרת בהפריה – איחוד של תא זרע (4) ותא ביצה (4). לכן בזיגוטה 4 + 4 = 8 כרומוזומים, כמו בתאי הגוף. מן הזיגוטה מתפתחים כל תאי הגוף בחלוקות מיטוזה, שאינן משנות את מספר הכרומוזומים.
- א. בתא זרע אין אותו מספר כרומוזומים כמו בתא גוף: המיוזה מקטינה אותו בחצי. לכן גם בזיגוטה אין 16.
- ג. בזיגוטה מתאחדים שני תאי מין, ולכן מספר הכרומוזומים בה כפול ממספרם בתא הזרע.
- ד. תא הזרע נוצר במיוזה, ולכן אין בו 8 כרומוזומים. אילו היו בו 8, בזיגוטה היו 16.
שאלה 15 · תפקיד תאי הדם הלבנים הבולענים
במה משתתפים תאי הדם הלבנים מסוג בולענים (פגוציטים)?
- א.
בקרישת הדם במקום הפציעה.
- ב.
בבליעה ובפירוק של חיידקים שחדרו לגוף.
- ג.
בהובלת חמצן לרקמות.
- ד.
בוויסות של ריכוז הגלוקוז בדם.
◂ פתרון מלא לשאלה 15
ב – הבולענים מקיפים חיידקים וגופים זרים, בולעים אותם (אנדוציטוזה) ומפרקים אותם בעזרת אנזימי עיכול שבליזוזומים.
התשובה הנכונה: ב. בולענים הם תאי דם לבנים המשתתפים בהגנה של הגוף. הם מגיעים למקום שחדרו אליו חיידקים (למשל פצע), מקיפים את החיידק בשלוחות של התא, בולעים אותו לתוך שלפוחית (אנדוציטוזה), ומפרקים אותו בעזרת אנזימים שבליזוזומים. זהו חלק מן ההגנה הלא ספציפית, ובולענים משתתפים גם בהפעלת התגובה החיסונית הספציפית.
- א. בקרישת הדם משתתפות טסיות הדם וחלבוני קרישה שבפלזמה.
- ג. את החמצן מובילים תאי הדם האדומים, בעזרת ההמוגלובין.
- ד. את ריכוז הגלוקוז בדם מווסתים ההורמונים אינסולין וגלוקגון, שמפריש הלבלב.
שאלה 16 · תפקיד האנזימים בחילוף החומרים
תהליכי חילוף החומרים בתא מזורזים בידי אנזימים.
איזה מן המשפטים שלהלן מתאר נכון אנזימים?
- א.
מולקולת אנזים אינה נצרכת בתגובה, ויכולה לזרז אותה פעמים רבות.
- ב.
אנזים הוא מקור האנרגייה של התגובה הכימית שהוא מזרז בתא.
- ג.
כל אנזים יכול לזרז תגובות רבות ושונות זו מזו.
- ד.
אנזימים פועלים רק בתוך תאים חיים, ואינם פועלים מחוץ להם.
◂ פתרון מלא לשאלה 16
א – אנזים הוא זרז ביולוגי ייחודי לתגובה מסוימת; הוא אינו משתנה בתגובה, ולכן כל מולקולת אנזים מזרזת את התגובה שוב ושוב.
התשובה הנכונה: א. אנזים הוא זרז ביולוגי – בדרך כלל חלבון. הסובסטרט נקשר לאתר הפעיל של האנזים, התגובה מתרחשת מהר יותר, והתוצרים משתחררים. האנזים אינו נצרך ואינו משתנה בתגובה, ולכן אותה מולקולת אנזים מזרזת את התגובה פעמים רבות.
- ב. האנזים אינו מספק אנרגייה לתגובה; הוא רק מאפשר לה להתרחש מהר יותר.
- ג. אנזימים הם ייחודיים: לאתר הפעיל של כל אנזים יש צורה מרחבית המתאימה לסובסטרט מסוים, ולכן כל אנזים מזרז תגובה מסוימת.
- ד. אנזימים פועלים גם מחוץ לתאים – למשל במבחנה בתנאי מעבדה, או אנזימים שתאים מפרישים לסביבה.
שאלה 17 · דגים בבריכה שהמים בה התחממו
ככל שטמפרטורת המים גבוהה יותר, כמות החמצן המומס בהם קטנה יותר.
מה צפוי לקרות לדגים בבריכה שהמים בה התחממו?
- א.
קצב התנועה של מכסי הזימים יעלה, וכך יעברו יותר מים דרך הזימים.
- ב.
הדגים יקלטו חמצן דרך הסנפירים במקום דרך הזימים.
- ג.
ההמוגלובין בדם הדגים יפסיק לקשור חמצן.
- ד.
קצב הנשימה התאית בתאי הדגים לא יושפע מכמות החמצן במים.
◂ פתרון מלא לשאלה 17
א – בכל ליטר מים יש פחות חמצן, ולכן הדגים מזרימים יותר מים דרך הזימים כדי לקלוט כמות מספקת של חמצן.
התשובה הנכונה: א. הדג קולט חמצן מן המים שזורמים על פני הזימים. במים חמים יש פחות חמצן מומס בכל ליטר, ובנוסף – הדג הוא יצור שטמפרטורת גופו משתנה עם הסביבה, ובמים חמים קצב חילוף החומרים שלו עולה והוא זקוק ליותר חמצן. כדי לקלוט די חמצן הדג מגביר את קצב תנועת מכסי הזימים, וכך עוברים יותר מים על פני הזימים.
- ב. איבר חילוף הגזים של הדג הוא הזימים, שיש להם שטח פנים גדול ונימי דם רבים; הסנפירים אינם משמשים לכך.
- ג. ההמוגלובין ממשיך לקשור חמצן; הבעיה היא שבמים יש פחות חמצן.
- ד. הנשימה התאית האווירנית תלויה באספקת החמצן; בלי די חמצן נוצר פחות ATP.
שאלה 18 · פרחי סחלב הדומים לנקבת דבורה – ברירה טבעית
לפרחים של סחלב מסוים צורה, צבע וריח הדומים לאלה של נקבת דבורה ממין מסוים. זכרי הדבורים מנסים להזדווג עם הפרח, ובזמן זה גרגרי אבקה נדבקים לגופם ומועברים לפרח אחר.
מהו ההסבר לכך שלרוב הצמחים ממין סחלב זה יש פרחים כאלה?
- א.
הדבורים גרמו לפרחים להשתנות כך שיידמו להן, והשינוי עבר לזרעים.
- ב.
הסחלבים "למדו" לחקות את הדבורות כדי למשוך אותן, והעבירו את היכולת לצאצאיהם.
- ג.
הפרחים קיבלו את צבעם ואת ריחם מן החומרים שבקרקע.
- ד.
צמחים שפרחיהם דמו יותר לנקבת הדבורה הואבקו יותר, יצרו יותר זרעים, וכך עלתה שכיחותם במשך דורות.
◂ פתרון מלא לשאלה 18
ד – זה הסבר של ברירה טבעית: באוכלוסייה הייתה שונות תורשתית במראה הפרחים; צמחים שפרחיהם דמו יותר לנקבה משכו יותר זכרים, הואבקו יותר והשאירו יותר צאצאים.
התשובה הנכונה: ד. לפי תורת הברירה הטבעית: (1) באוכלוסיית הסחלבים הייתה שונות תורשתית בצורת הפרחים, בצבעם ובריחם, בגלל הבדלים בחומר התורשתי שנוצרו באקראי; (2) צמחים שפרחיהם דמו יותר לנקבת הדבורה משכו יותר זכרים, ולכן הואבקו יותר ויצרו יותר זרעים; (3) הצאצאים קיבלו מהם את התכונות. במשך דורות רבים עלתה שכיחות הצמחים שפרחיהם דומים לנקבה.
- א. הדבורים בוררות בין פרחים קיימים (מבקרות יותר בחלק מהם); הן אינן יוצרות שינויים בפרחים.
- ב. לצמחים אין יכולת "ללמוד" לשנות תכונה תורשתית, ותכונה נרכשת אינה עוברת בתורשה.
- ג. חומרים מן הקרקע אינם קובעים צורה וריח הדומים לדבורה; ההתאמה המדויקת בין הפרח לדבורה מוסברת רק בברירה.
שאלה 19 · התייבשות בזמן ריצה ביום חם וטמפרטורת הגוף
רץ שלא שתה במהלך ריצה ארוכה ביום חם איבד מים רבים בזיעה.
מה צפוי לקרות לטמפרטורת גופו בהמשך הריצה, ומדוע?
- א.
היא תעלה, כי כשנפח הנוזלים בגוף קטן הגוף מפריש פחות זיעה, ופחות חום מתפנה באידוי.
- ב.
היא תרד, כי איבוד המים מקרר את הגוף.
- ג.
היא תישאר קבועה בכל מצב, כי ויסות החום אינו תלוי במים.
- ד.
היא תעלה, כי ההורמון ADH מגביר את ייצור החום בשרירים.
◂ פתרון מלא לשאלה 19
א – פינוי החום בזמן מאמץ בחום נעשה בעיקר באידוי זיעה; כשאין די מים, הזעה פוחתת (הגוף שומר על נפח הדם), פחות חום מתפנה, והטמפרטורה עולה.
התשובה הנכונה: א. בזמן ריצה השרירים מבצעים נשימה תאית מוגברת, ומשתחרר חום רב. ביום חם הדרך העיקרית לפנות חום היא הזעה: אידוי הזיעה מעל העור צורך חום ומקרר את הגוף. הזיעה מקורה במים שבגוף. כשהרץ איבד מים רבים ולא שתה, נפח הנוזלים בגוף (ובדם) קטן, והגוף מפריש פחות זיעה כדי לשמור על נפח הדם. לכן פחות חום מתפנה באידוי, החום מצטבר, וטמפרטורת הגוף עולה (עד סכנת מכת חום).
- ב. אידוי הזיעה מקרר, אבל כשהמים בגוף אוזלים הזעה פוחתת – ולכן הקירור קטן, ולא גדל.
- ג. ויסות החום תלוי בהזעה, כלומר במים; במחסור במים הוויסות נפגע.
- ד. ADH משפיע על הספיגה החוזרת של מים בכליות, ולא על ייצור החום בשרירים.
שאלה 20 · אוסמוזה ודיפוזיה של מומס
מה נכון בנוגע להשוואה בין אוסמוזה לבין דיפוזיה של מומס דרך קרום התא?
- א.
באוסמוזה עוברים דרך הקרום מומסים, ובדיפוזיה עוברים דרכו רק מים.
- ב.
בשני התהליכים המעבר דרך הקרום אינו דורש השקעת אנרגייה (ATP) מן התא.
- ג.
אוסמוזה מתרחשת רק בתאי צמחים, ודיפוזיה מתרחשת רק בתאי בעלי חיים.
- ד.
דיפוזיה מתרחשת רק בגזים, ואוסמוזה מתרחשת רק בנוזלים.
◂ פתרון מלא לשאלה 20
ב – שני התהליכים סבילים: המעבר נטו הוא לפי הבדלי ריכוזים, בלי השקעת ATP.
התשובה הנכונה: ב. דיפוזיה היא מעבר נטו של חלקיקים ממקום שבו ריכוזם גבוה למקום שבו ריכוזם נמוך, כתוצאה מתנועתם האקראית. אוסמוזה היא מקרה מיוחד של דיפוזיה: מעבר מים דרך קרום בררני, מצד שבו ריכוז המומסים נמוך (פוטנציאל מים גבוה) לצד שבו ריכוז המומסים גבוה (פוטנציאל מים נמוך). בשני התהליכים התנועה נובעת מהבדלי הריכוזים עצמם, ולכן הם סבילים – התא אינו משקיע בהם ATP.
- א. זה הפוך: באוסמוזה עוברים מים, ובדיפוזיה של מומס עוברים חלקיקי המומס.
- ג. שני התהליכים מתרחשים בכל התאים – גם בתאי צמחים וגם בתאי בעלי חיים (למשל תא דם אדום מתנפח במים מזוקקים באוסמוזה).
- ד. דיפוזיה מתרחשת גם בנוזלים (למשל גלוקוז מומס בנוזל הבין־תאי), ואוסמוזה מוגדרת כמעבר מים דרך קרום.
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 · דגים בלי שריון – ברירה טבעית של מעט לוחיות בקוצנים
(1) הקוצן התלת־קוצי הוא דג קטן, שאורכו כ־5–8 סנטימטרים, החי בים ובמים מתוקים באזורים הצפוניים של כדור הארץ. לאורך צדי גופו של הקוצן יש לוחיות גרמיות, הבנויות ממינרלים של עצם, שהעיקרי בהם הוא סידן. הלוחיות מגינות על הדג מפני דגים טורפים: דג טורף מתקשה לבלוע קוצן מוגן ולפצוע אותו.
(2) בים יש כמעט לכל הקוצנים שורה מלאה של לוחיות – כ־30 לוחיות בכל צד. לפני כ־12,000 שנה, בסוף עידן הקרח האחרון, נוצרו אגמים רבים של מים מתוקים, וקוצנים מן הים התיישבו בהם. כיום, ברוב האגמים, לרוב הקוצנים יש מעט לוחיות בלבד – פחות מעשר בכל צד.
(3) מספר הלוחיות של הקוצן נקבע בעיקר בידי גן אחד. האלל הגורם למעט לוחיות קיים גם באוכלוסיות הים, אבל בשכיחות נמוכה מאוד – כאחוז אחד מן האללים של גן זה.
(4) חוקרים העבירו קוצנים מן הים לבריכות של מים מתוקים. בבריכות לא היו דגים טורפים, אבל היו בהן זחלים של שפיריות – חרקים הטורפים דגים קטנים בעזרת אחיזה בגופם. נמצא שבבריכות אלה דגים בעלי מעט לוחיות גדלים מהר יותר ומגיעים לרבייה בגיל צעיר יותר. במשך כמה דורות עלתה בבריכות שכיחות הדגים בעלי מעט לוחיות.
(5) קוצנים ימיים רבים נודדים מן הים אל נהרות כדי להטיל בהם ביצים, וחוזרים לים לאחר מכן.
על פי פסקאות 3–4, תארו את שלבי התהליך האבולוציוני שהביא במשך הדורות לעלייה בשכיחות הדגים בעלי מעט לוחיות באוכלוסיות הקוצנים בבריכות. (10 נקודות)
◂ פתרון מלא לשאלה 21
פתרון
ברירה טבעית: באוכלוסייה הימית הייתה שונות תורשתית – אלל הגורם למעט לוחיות בשכיחות נמוכה (פסקה 3). בבריכות, בלי דגים טורפים ועם זחלי שפיריות, דגים בעלי מעט לוחיות גדלו מהר יותר והגיעו לרבייה מוקדם יותר (פסקה 4) – הם השאירו יותר צאצאים, שקיבלו מהם את האלל. כך עלתה בכל דור שכיחות האלל ושכיחות הדגים בעלי מעט לוחיות.
התהליך הוא ברירה טבעית, ושלביו:
1. שונות תורשתית: מספר הלוחיות נקבע בעיקר בידי גן אחד, ולכן הוא עובר מדור לדור. כבר באוכלוסיית הים היה אלל הגורם למעט לוחיות, בשכיחות נמוכה של כאחוז אחד (פסקה 3). לכן בין הדגים שהועברו לבריכות היו גם נשאים של האלל.
2. שינוי בתנאי הסביבה – לחץ ברירה: בבריכות לא היו דגים טורפים, ולכן הלוחיות כמעט לא הקנו יתרון. לעומת זאת, דגים בעלי מעט לוחיות גדלו מהר יותר והגיעו לרבייה בגיל צעיר יותר (פסקה 4). (גם זחלי השפיריות, הטורפים באחיזה, עשויים להיות גורם ברירה.)
3. רבייה דיפרנציאלית: דגים בעלי מעט לוחיות התרבו מוקדם יותר והותירו יותר צאצאים, שקיבלו מהם את האלל למעט לוחיות.
4. שינוי בשכיחות לאורך דורות: בכל דור עלתה שכיחות האלל באוכלוסייה, ולכן עלתה שכיחות הדגים בעלי מעט לוחיות (פסקה 4). (תהליך דומה, לאורך אלפי שנים, מסביר את הקוצנים באגמים – פסקה 2.)
טעות נפוצה: לכתוב שהדגים "איבדו" את הלוחיות משום שלא נזקקו להן, או שהמים המתוקים גרמו לשינוי בגן. הסביבה לא יצרה את האלל – הוא היה קיים באוכלוסייה, והסביבה בררה את נושאיו.
שאלה 22 · דגים בלי שריון – הישרדות מול טורפים ובניית לוחיות במים דלי סידן
החוקרים בדקו את היתרונות ואת החסרונות של לוחיות רבות. הם גידלו דגים צעירים משתי קבוצות – דגים בעלי לוחיות רבות ודגים בעלי מעט לוחיות – והכניסו דגים מכל קבוצה לשני סוגים של מכלים: מכל שבו דג טורף, ומכל שבו זחלי שפיריות. לאחר שבוע ספרו כמה דגים שרדו בכל מכל. התוצאות מוצגות בטבלה 1.
הסבירו את ההבדל בשיעור ההישרדות בין שתי קבוצות הדגים במכל שבו דג טורף. (2 נקודות)
לתכונה של לוחיות רבות עשויים להיות גם יתרונות וגם חסרונות בעבור הקוצנים.
הסבירו יתרון אחד וחיסרון אחד. בהסברכם התבססו על המידע שבקטע ובטבלה 1. (2.5 נקודות)
כדי לבנות את הלוחיות הקוצן זקוק לסידן, שאותו הוא קולט מן המים דרך הזימים. במי ים ריכוז הסידן גבוה – כ־400 מיליגרם לליטר – ואילו באגמים רבים של מים מתוקים הוא נמוך מאוד – כ־5 מיליגרם לליטר. ריכוז הסידן בדם של הקוצן הוא כ־100 מיליגרם לליטר.
החוקרים גידלו דגים צעירים משתי קבוצות – קבוצה I: דגים בעלי לוחיות רבות, וקבוצה II: דגים בעלי מעט לוחיות – במים מתוקים שריכוז הסידן בהם 5 מיליגרם לליטר, ללא טורפים, במשך שלושה חודשים. התוצאות מוצגות בטבלה 2.
התבססו על התוצאות המוצגות בטבלה 2, וקבעו באיזו קבוצה – I או II – הסיכוי להצלחה ברבייה באגם דל סידן שאין בו דגים טורפים גבוה יותר. נמקו את קביעתכם. (2 נקודות)
בניית לוחיות במים דלי סידן דורשת מן הדג יותר אנרגייה מאשר בנייתן במי ים.
הסבירו מדוע. בהסבר התייחסו לשני ריכוזי הסידן – במים ובדם – ולדרך שבה הסידן עובר מן המים אל הדם. (2.5 נקודות)
◂ פתרון מלא לשאלה 22
סעיף א
שרדו 85% מבעלי הלוחיות הרבות לעומת 50% מבעלי מעט הלוחיות, כי הלוחיות הגרמיות מגינות על הדג: דג טורף מתקשה לבלוע ולפצוע קוצן מוגן בלוחיות רבות.
התיאור: במכל עם דג טורף שרדו 85% מן הדגים בעלי הלוחיות הרבות, לעומת 50% מן הדגים בעלי מעט הלוחיות – פי 1.7.
ההסבר: על פי פסקה 1, הלוחיות הגרמיות הן שריון המגן על הקוצן מפני דגים טורפים: דג טורף מתקשה לבלוע אותו ולפצוע אותו. לדג בעל לוחיות רבות יש הגנה בכל צדי הגוף, ולכן הדג הטורף מצליח לטרוף פחות דגים כאלה. לדגים בעלי מעט לוחיות חלק גדול מן הגוף אינו מוגן, ולכן רבים יותר מהם נטרפו.
יתרון: בסביבה שיש בה דגים טורפים (כמו בים) – הישרדות גבוהה (85% לעומת 50%). חיסרון: בסביבה שיש בה זחלי שפיריות – הישרדות נמוכה (45% לעומת 70%); נוסף על כך, דגים בעלי לוחיות רבות גדלים לאט ומגיעים לרבייה מאוחר (פסקה 4), כנראה משום שבניית הלוחיות צורכת חומרים ואנרגייה.
יתרון – הגנה מפני דגים טורפים: בנוכחות דג טורף שרדו 85% מבעלי הלוחיות הרבות לעומת 50% מבעלי מעט הלוחיות (טבלה 1). בים יש דגים טורפים רבים, ולכן שם לוחיות רבות מגדילות את הסיכוי לשרוד ולהגיע לרבייה – וזה מסביר מדוע כמעט לכל הקוצנים בים יש שורה מלאה של לוחיות (פסקה 2).
חיסרון – מול טורפים מסוג אחר, ובגדילה: בנוכחות זחלי שפיריות שרדו רק 45% מבעלי הלוחיות הרבות, לעומת 70% מבעלי מעט הלוחיות. (הסבר אפשרי: דג בעל מעט לוחיות קל וגמיש יותר, ולכן מצליח להימלט מאחיזת הזחל.) חיסרון נוסף מופיע בפסקה 4: דגים בעלי לוחיות רבות גדלים לאט יותר ומגיעים לרבייה מאוחר יותר. בניית לוחיות גרמיות צורכת חומרים ואנרגייה, שאינם מושקעים בגדילה.
סעיף ב
קבוצה II – הדגים בה גדלו 18 מ"מ לעומת 12 בקבוצה I, ו־55% מהם הגיעו לבגרות מינית לעומת 20% בלבד; הם יתחילו להתרבות מוקדם יותר, ויותר מהם יתרבו.
על פי טבלה 2, במים דלי סידן הדגים בעלי מעט הלוחיות (קבוצה II) גדלו יותר – 18 מ"מ לעומת 12 מ"מ, פי 1.5 – ושיעור גבוה יותר מהם הגיע לבגרות מינית: 55% לעומת 20% בקבוצה I. דג שמגיע לבגרות מינית מוקדם יכול להתחיל להתרבות מוקדם, ודג גדול יותר יכול לייצר יותר ביצים או זרע. באגם שאין בו דגים טורפים, ללוחיות הרבות של קבוצה I אין יתרון שמפצה על כך. לכן לדגים מקבוצה II סיכוי גבוה יותר להצלחה ברבייה.
במי ים ריכוז הסידן (400 מ"ג לליטר) גבוה מבדם (100), ולכן הסידן עובר מן המים לדם לפי מפל הריכוזים, בדיפוזיה, בלי השקעת אנרגייה. במים מתוקים ריכוזו (5) נמוך פי 20 מבדם, ולכן הדג חייב לקלוט אותו נגד מפל הריכוזים – בהעברה פעילה, הצורכת ATP. כדי לבנות לוחיות רבות נדרש הרבה סידן, ולכן הרבה ATP.
במי ים: ריכוז הסידן במים – כ־400 מיליגרם לליטר – גבוה מריכוזו בדם (כ־100 מיליגרם לליטר), פי 4. לכן הסידן עובר מן המים אל הדם בזימים לפי מפל הריכוזים, בתהליך סביל (דיפוזיה), בלי שהדג צריך להשקיע אנרגייה.
במים מתוקים דלי סידן: ריכוז הסידן במים – כ־5 מיליגרם לליטר – נמוך פי 20 מריכוזו בדם. כדי להכניס סידן לדם, הדג חייב להעביר אותו נגד מפל הריכוזים. זוהי העברה פעילה: חלבוני נשא בקרום תאי הזימים שואבים את יוני הסידן, וצורכים לשם כך ATP, שנוצר בנשימה תאית.
בניית לוחיות רבות דורשת כמות גדולה של סידן, ולכן במים מתוקים היא דורשת השקעה גדולה של ATP. אנרגייה זו אינה זמינה לגדילה – וזה מתאים לגדילה האיטית של קבוצה I בטבלה 2.
שאלה 23 · דגים בלי שריון – חסרונות בניית סכרים על נהרות
על פי פסקה 5, קוצנים ימיים רבים נודדים מן הים אל נהרות כדי להטיל בהם ביצים. על נהרות רבים בעולם נבנו סכרים, החוסמים את זרימת המים ויוצרים מאגרי מים גדולים.
ציינו שני חסרונות של בניית סכרים על נהרות. לפחות אחד מהם חייב להיות מבוסס על ידע ביולוגי.
הסבירו אחד מחסרונות אלה – חיסרון זה חייב להיות חיסרון מבוסס על ידע ביולוגי. (8 נקודות)
◂ פתרון מלא לשאלה 23
פתרון
למשל: (1) הסכר חוסם את נדידת הדגים מן הים אל אזורי ההטלה בנהר, ולכן הם אינם מתרבים ואוכלוסיותיהם קטנות; (2) הצפת בתי גידול במעלה הנהר והשמדתם; (3) שינוי תנאי המים במורד הסכר – כמות המים, הטמפרטורה וריכוז החמצן – הפוגע ביצורים המותאמים לנהר זורם; (4) עלות בנייה גבוהה ופינוי תושבים (לא ביולוגי). הסבר החסימה: הדגים אינם מגיעים למקומות ההטלה, לא נולדים צאצאים, האוכלוסייה מתמעטת, ויש לכך השפעה על מארג המזון.
1. חסימת נדידה של דגים (ביולוגי): דגים הנודדים מן הים אל הנהר (כמו הקוצנים שבפסקה 5) אינם יכולים לעבור את הסכר ולהגיע לאזורי ההטלה.
2. הצפה והשמדה של בתי גידול (ביולוגי): מאגר המים מציף שטחים גדולים במעלה הנהר – יבשתיים ונחליים – והיצורים שחיו בהם מאבדים את בית הגידול.
3. שינוי תנאי המים במורד הסכר (ביולוגי): פחות מים זורמים, הטמפרטורה וריכוז החמצן משתנים, ומינים המותאמים לנהר זורם נפגעים.
4. עלויות וחסרונות חברתיים (לא ביולוגי): עלות בנייה ותחזוקה גבוהה, ולעיתים פינוי של יישובים.
הסבר של חיסרון ביולוגי – חסימת הנדידה: דגים כמו הקוצנים הימיים מטילים את ביציהם רק במים המתוקים של הנהר, ושם מתפתחים הצאצאים. סכר שחוסם את הנהר מונע מן הדגים להגיע לאזורי ההטלה, ולכן אינם נולדים צאצאים (או נולדים מעט מאוד). בכל דור מתים דגים בוגרים, ואין מי שיחליף אותם, ולכן האוכלוסייה מתמעטת ועלולה להיעלם מן הנהר. להתמעטות זו יש השפעה על מארג המזון: טורפים הניזונים מן הדגים מאבדים מקור מזון, והיצורים שהדגים ניזונים מהם עשויים להתרבות יותר מדי.
טבלת התשובות
| שאלה | סעיף | תשובה |
|---|---|---|
| 1 | - | ג – במערה חשוכה לעיניים אין ערך הישרדותי, ובנייתן ותחזוקתן עולות בחומרים ובאנרגייה. פרטים שבעקבות מוטציות אקראיות היו בעלי עיניים קטנות נשאו יותר משאבים לגדילה ולרבייה, ולכן הותירו יותר צאצאים. |
| 2 | - | ג – בשכבות העליונות של הקרקע המדברית המים מתאדים מהר; השורשים העמוקים מגיעים למים שבעומק ומאפשרים לשיח לקלוט מים לאורך כל השנה. |
| 3 | - | ג – מן הווריד הנבוב הדם נכנס לעלייה הימנית, עובר לחדר הימני, נשאב לעורק הריאה ולנימי הריאות, חוזר בווריד הריאה לעלייה השמאלית ולחדר השמאלי, ורק אז יוצא לאבי העורקים. |
| 4 | - | ב – בלי חמצן השמרים מבצעים תסיסה כוהלית, ו־ATP נוצר רק בגליקוליזה, המתרחשת בציטופלסמה. |
| 5 | - | ד – ה־mRNA נוצר בשעתוק של גן, יוצא מן הגרעין אל הריבוזומים, ורצף הקודונים שבו קובע את סדר החומצות האמיניות בחלבון. |
| 6 | - | ג – כל הצרכנים הם הטרוטרופים: האנרגייה שלהם מקורה בחומרים אורגניים שנוצרו בידי יצרנים, ישירות (צרכנים ראשוניים) או דרך יצורים אחרים (צרכנים שניוניים ומעלה). |
| 7 | - | ג – האות נקלט בדנדריטים, עובר בגוף התא ולאורך האקסון כאות חשמלי, ובקצה האקסון גורם להפרשת נוירוטרנסמיטר, הנקשר לקולטנים בתא הבא. |
| 8 | - | ד – בחיסון פעיל מכניסים אנטיגן, ומערכת החיסון של המחוסן מייצרת נוגדנים ותאי זיכרון (הגנה ארוכה); בחיסון סביל מכניסים נוגדנים מוכנים, שמתפרקים כעבור זמן, ואין תאי זיכרון (הגנה מיידית אך קצרה). |
| 9 | - | א – המשפט שגוי: הקרישה מתחילה בעקבות פגיעה בכלי דם; קרישה בכלי דם שלם היא מצב מסוכן, שעלול לחסום את זרימת הדם. |
| 10 | - | ד – קרום הגרעין מפריד בין ה־DNA ותהליך השעתוק שבגרעין לבין הריבוזומים ותהליך התרגום שבציטופלסמה. |
| 11 | - | ב – אחרי ארוחה ריכוז הגלוקוז עולה, והלבלב מגיב בהפרשת אינסולין רבה; האינסולין מגביר קליטת גלוקוז בתאים ואגירתו כגליקוגן, וריכוזו בדם יורד. |
| 12 | - | ג – במשך דורות רבים לא הייתה באיים ברירה טבעית לטובת התגוננות מפני יונקים טורפים (למשל קינון במקומות גבוהים), ולכן הביצים והגוזלים היו טרף קל, והאוכלוסיות קרסו. |
| 13 | - | ד – קליטת CO₂ (בפוטוסינתזה) גדולה מפליטתו (בנשימה), ולכן נבנה יותר חומר אורגני משמתפרק – הביומסה עולה. |
| 14 | - | ב – תא הזרע נוצר במיוזה ובו מחצית מן הכרומוזומים (4); בהפריה מתאחדים שני תאי מין (4 + 4), ובזיגוטה 8. |
| 15 | - | ב – הבולענים מקיפים חיידקים וגופים זרים, בולעים אותם (אנדוציטוזה) ומפרקים אותם בעזרת אנזימי עיכול שבליזוזומים. |
| 16 | - | א – אנזים הוא זרז ביולוגי ייחודי לתגובה מסוימת; הוא אינו משתנה בתגובה, ולכן כל מולקולת אנזים מזרזת את התגובה שוב ושוב. |
| 17 | - | א – בכל ליטר מים יש פחות חמצן, ולכן הדגים מזרימים יותר מים דרך הזימים כדי לקלוט כמות מספקת של חמצן. |
| 18 | - | ד – זה הסבר של ברירה טבעית: באוכלוסייה הייתה שונות תורשתית במראה הפרחים; צמחים שפרחיהם דמו יותר לנקבה משכו יותר זכרים, הואבקו יותר והשאירו יותר צאצאים. |
| 19 | - | א – פינוי החום בזמן מאמץ בחום נעשה בעיקר באידוי זיעה; כשאין די מים, הזעה פוחתת (הגוף שומר על נפח הדם), פחות חום מתפנה, והטמפרטורה עולה. |
| 20 | - | ב – שני התהליכים סבילים: המעבר נטו הוא לפי הבדלי ריכוזים, בלי השקעת ATP. |
| 21 | - | ברירה טבעית: באוכלוסייה הימית הייתה שונות תורשתית – אלל הגורם למעט לוחיות בשכיחות נמוכה (פסקה 3). בבריכות, בלי דגים טורפים ועם זחלי שפיריות, דגים בעלי מעט לוחיות גדלו מהר יותר והגיעו לרבייה מוקדם יותר (פסקה 4) – הם השאירו יותר צאצאים, שקיבלו מהם את האלל. כך עלתה בכל דור שכיחות האלל ושכיחות הדגים בעלי מעט לוחיות. |
| 22 | א 1 | שרדו 85% מבעלי הלוחיות הרבות לעומת 50% מבעלי מעט הלוחיות, כי הלוחיות הגרמיות מגינות על הדג: דג טורף מתקשה לבלוע ולפצוע קוצן מוגן בלוחיות רבות. |
| א 2 | יתרון: בסביבה שיש בה דגים טורפים (כמו בים) – הישרדות גבוהה (85% לעומת 50%). חיסרון: בסביבה שיש בה זחלי שפיריות – הישרדות נמוכה (45% לעומת 70%); נוסף על כך, דגים בעלי לוחיות רבות גדלים לאט ומגיעים לרבייה מאוחר (פסקה 4), כנראה משום שבניית הלוחיות צורכת חומרים ואנרגייה. | |
| ב 1 | קבוצה II – הדגים בה גדלו 18 מ"מ לעומת 12 בקבוצה I, ו־55% מהם הגיעו לבגרות מינית לעומת 20% בלבד; הם יתחילו להתרבות מוקדם יותר, ויותר מהם יתרבו. | |
| ב 2 | במי ים ריכוז הסידן (400 מ"ג לליטר) גבוה מבדם (100), ולכן הסידן עובר מן המים לדם לפי מפל הריכוזים, בדיפוזיה, בלי השקעת אנרגייה. במים מתוקים ריכוזו (5) נמוך פי 20 מבדם, ולכן הדג חייב לקלוט אותו נגד מפל הריכוזים – בהעברה פעילה, הצורכת ATP. כדי לבנות לוחיות רבות נדרש הרבה סידן, ולכן הרבה ATP. | |
| 23 | - | למשל: (1) הסכר חוסם את נדידת הדגים מן הים אל אזורי ההטלה בנהר, ולכן הם אינם מתרבים ואוכלוסיותיהם קטנות; (2) הצפת בתי גידול במעלה הנהר והשמדתם; (3) שינוי תנאי המים במורד הסכר – כמות המים, הטמפרטורה וריכוז החמצן – הפוגע ביצורים המותאמים לנהר זורם; (4) עלות בנייה גבוהה ופינוי תושבים (לא ביולוגי). הסבר החסימה: הדגים אינם מגיעים למקומות ההטלה, לא נולדים צאצאים, האוכלוסייה מתמעטת, ויש לכך השפעה על מארג המזון. |