מתכונת 8 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 · שרשרת מזון בשדה – מחלה בנחשים
בשדה מסוים מתקיימת שרשרת המזון:
עשב ← חגב ← לטאה ← נחש
מחלה פגעה ברוב הנחשים בשדה.
אילו מן השינויים שלפניכם צפויים להתרחש בעקבות זאת?
- א.
עלייה באוכלוסיית החגבים, וירידה בכמות העשב.
- ב.
ירידה באוכלוסיית החגבים, ועלייה בכמות העשב.
- ג.
ירידה באוכלוסיית החגבים, וירידה בכמות העשב.
- ד.
עלייה באוכלוסיית החגבים, ועלייה בכמות העשב.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
ב – פחות נחשים ← יותר לטאות ← פחות חגבים ← יותר עשב.
התשובה הנכונה: ב. נעקוב אחר השרשרת, רמה אחר רמה:
1. רוב הנחשים מתו, ולכן פחות לטאות נטרפות – אוכלוסיית הלטאות גדלה.
2. יותר לטאות טורפות יותר חגבים – אוכלוסיית החגבים קטנה.
3. פחות חגבים אוכלים פחות עשב – כמות העשב עולה.
כלומר, שינוי ברמת ההזנה העליונה משפיע לסירוגין על הרמות שמתחתיו.
- א. כך היה קורה אילו אוכלוסיית הלטאות קטנה. אבל ירידה בנחשים מגדילה את אוכלוסיית הלטאות, ולכן החגבים פוחתים.
- ג. ירידה בחגבים מקטינה את אכילת העשב, ולכן העשב אינו צפוי לרדת.
- ד. עלייה בחגבים ועלייה בעשב אינן מתיישבות זו עם זו: יותר חגבים אוכלים יותר עשב. נוסף על כך, החגבים צפויים לרדת ולא לעלות.
שאלה 2 · התנאי הדרוש לשינוי שכיחות של תכונה בברירה טבעית
באוכלוסייה של עכברי שדה יש פרטים בעלי פרווה בהירה ופרטים בעלי פרווה כהה. ינשופים מאתרים בקלות רבה יותר עכברים שצבעם שונה מצבע הקרקע.
איזה מן הנתונים שלפניכם דרוש כדי שבעקבות הטריפה בידי הינשופים תשתנה שכיחות צבעי הפרווה באוכלוסייה לאורך הדורות?
- א.
צבע הפרווה נקבע בעיקר בגנים, ועובר מן ההורים לצאצאים.
- ב.
העכברים משנים את צבע פרוותם במהלך חייהם לפי צבע הקרקע.
- ג.
אוכלוסיית העכברים צפופה מאוד.
- ד.
כל העכברים באוכלוסייה נולדים בעלי אותו צבע פרווה.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
א – ברירה טבעית משנה את שכיחות התכונה בדורות הבאים רק אם התכונה תורשתית: העכברים ששורדים ומתרבים מעבירים לצאצאיהם את האללים לצבע שלהם.
התשובה הנכונה: א. ברירה טבעית פועלת כך: יש שונות בין הפרטים (בהירים וכהים); הינשופים טורפים יותר עכברים שבולטים על רקע הקרקע; העכברים המוסווים שורדים ומתרבים יותר. כדי שהשינוי יופיע בדורות הבאים, התכונה חייבת להיות תורשתית – כלומר להיקבע בגנים ולעבור מן ההורים לצאצאים. רק אז צאצאי העכברים המוסווים יירשו את צבעם, ושכיחות הצבע המוסווה תעלה באוכלוסייה.
- ב. שינוי צבע במהלך החיים הוא תכונה נרכשת, ואינו עובר לצאצאים; הוא אינו משנה את שכיחות האללים באוכלוסייה.
- ג. צפיפות האוכלוסייה אינה תנאי לברירה טבעית; הברירה פועלת גם באוכלוסייה דלילה, כל עוד יש שונות תורשתית שמשפיעה על השרידה והרבייה.
- ד. כשכל הפרטים זהים בצבעם אין שונות, ואין בין מה "לברור" – שכיחות הצבעים אינה יכולה להשתנות.
שאלה 3 · התאמה בין האנזים למצע
איזה מן המשפטים שלפניכם נכון בנוגע לאנזימים?
- א.
כל אנזים נצרך בתגובה שהוא מזרז, ולכן התא חייב לייצר אנזים חדש לכל תגובה.
- ב.
אנזים מאפשר תגובות שאינן יכולות להתרחש כלל בלעדיו, גם בזמן ארוך מאוד.
- ג.
כל אנזים מזרז תגובה מסוימת, בזכות ההתאמה בין מבנה האתר הפעיל שלו למבנה המצע.
- ד.
אנזימים פועלים באותו קצב בכל טמפרטורה.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
ג – לכל אנזים אתר פעיל בעל מבנה מרחבי מסוים, שרק מצע בעל מבנה מתאים נקשר אליו. לכן כל אנזים מזרז תגובה מסוימת (ספציפיות).
התשובה הנכונה: ג. אנזים הוא חלבון (זרז ביולוגי). באנזים יש אתר פעיל – אזור שהמבנה המרחבי שלו מתאים למבנה של מצע מסוים, כמו מפתח למנעול. המצע נקשר לאתר הפעיל, התגובה מתרחשת, והתוצרים משתחררים. מאחר שרק מצע בעל מבנה מתאים נקשר לאתר הפעיל, כל אנזים מזרז תגובה מסוימת בלבד – זו הספציפיות של האנזים.
- א. אנזים אינו נצרך בתגובה. הוא יוצא ממנה בלי שינוי, ויכול לזרז את אותה תגובה שוב ושוב.
- ב. אנזים אינו מאפשר תגובה "בלתי אפשרית"; הוא מאיץ תגובה שהייתה מתרחשת גם בלעדיו, אבל לאט מאוד.
- ד. קצב הפעילות של אנזים תלוי בטמפרטורה: הוא עולה עד לטמפרטורה מיטבית, ובטמפרטורה גבוהה ממנה המבנה של האנזים נפגע, והקצב יורד.
שאלה 4 · שקיות דיאליזה בתמיסות סוכרוז
תלמידים הכינו ארבע שקיות מקרום חדיר־למחצה, החדיר למים ואינו חדיר לסוכרוז. בכל שקית הייתה כמות שווה של תמיסת סוכרוז בריכוז אחר: (מים מזוקקים), , ו־. את כל השקיות טבלו בכוס גדולה ובה תמיסת סוכרוז בריכוז , ושקלו אותן כעבור שעה.
מהי הקביעה הנכונה?
- א.
מסת השקית ובה תמיסה של גדלה במידה הרבה ביותר.
- ב.
מסת השקית ובה מים מזוקקים גדלה.
- ג.
מסת השקית ובה תמיסה של גדלה, כי מים נכנסים לכל שקית.
- ד.
מסת כל השקיות קטנה באותה מידה.
◂ פתרון מלא לשאלה 4
א – לשקית של 15% נכנסים מים באוסמוזה מן הכוס (5%), והפרש הריכוזים שלה מן התמיסה בכוס הוא הגדול ביותר, ולכן מסתה גדלה במידה הרבה ביותר.
התשובה הנכונה: א. מים עוברים באוסמוזה מן התמיסה המהולה אל המרוכזת:
- 0% (מים מזוקקים): התמיסה בכוס (5%) מרוכזת יותר ← מים יוצאים מן השקית ← מסתה קטנה.
- 5%: הריכוז שווה לריכוז בכוס (תמיסה איזוטונית) ← אין מעבר נטו של מים ← המסה כמעט אינה משתנה.
- 10%: השקית מרוכזת יותר ← מים נכנסים ← המסה גדלה.
- 15%: הפרש הריכוזים הגדול ביותר בין השקית לכוס ( אחוזים) ← נכנסים הכי הרבה מים ← המסה גדלה במידה הרבה ביותר.
- ב. מן השקית ובה מים מזוקקים יוצאים מים אל התמיסה המרוכזת שבכוס, ולכן מסתה קטנה.
- ג. כשהריכוז בפנים ובחוץ שווה, אין מעבר נטו של מים, והמסה אינה משתנה.
- ד. כיוון מעבר המים וכמותו תלויים בהפרש הריכוזים, והוא שונה בכל שקית.
שאלה 5 · הבדל בין תא שורש לתא עלה של אותו צמח
חוקרים השוו בין תא משורש לבין תא מעלה של אותו צמח.
במה נמצא הבדל בין שני התאים?
- א.
ברצף הנוקלאוטידים של ה־DNA.
- ב.
בסוגי החלבונים שנוצרו בתאים.
- ג.
במספר הכרומוזומים.
- ד.
בקוד הגנטי שלפיו מתורגם ה־mRNA.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
ב – בשני התאים אותו DNA, אבל מתבטאים בהם גנים שונים – ולכן נוצרים בהם חלבונים שונים (למשל אנזימי פוטוסינתזה בתא העלה).
התשובה הנכונה: ב. כל תאי הצמח נוצרו בחלוקות מיטוזה מאותה זיגוטה, ולכן יש בהם אותו DNA ואותו מספר כרומוזומים. בתהליך ההתמיינות מתבטאים בכל סוג תא גנים שונים: למשל בתא העלה משועתקים גנים לאנזימים של הפוטוסינתזה, ובתא השורש – גנים לנשאים לקליטת מינרלים. לכן ה־mRNA וסוגי החלבונים בשני התאים שונים.
- א. בשני התאים אותו DNA – הם נוצרו במיטוזה מאותה זיגוטה.
- ג. בתאי הגוף של אותו צמח יש אותו מספר כרומוזומים (מיטוזה שומרת על מספר הכרומוזומים).
- ד. הקוד הגנטי אחיד – זהה בכל התאים (ואף כמעט בכל היצורים החיים).
שאלה 6 · יער שבו כמעט נפסקה פעילות המפרקים
ביער מסוים שוררים קור ולחות רבה, ופעילות החיידקים והפטריות בקרקע כמעט נפסקה.
מה צפוי לקרות ביער זה לאורך זמן?
- א.
תצטבר על הקרקע שכבה עבה של עלים מתים, והצמחים יסבלו ממחסור במינרלים זמינים.
- ב.
ריכוז המינרלים בקרקע יעלה.
- ג.
הצמחים יקלטו את החומרים האורגניים שבעלים המתים ישירות דרך השורשים.
- ד.
שחרור הפחמן הדו־חמצני מן הקרקע לאוויר יגבר.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
א – החיידקים והפטריות הם המפרקים; בלעדיהם העלים המתים אינם מתפרקים ומצטברים, והמינרלים שבהם אינם חוזרים לקרקע בצורה שהצמחים יכולים לקלוט.
התשובה הנכונה: א. המפרקים – בעיקר חיידקים ופטריות – מפרקים את החומר האורגני המת (עלים, ענפים, פגרים) לחומרים פשוטים. בתהליך זה:
- מינרלים (כמו תרכובות חנקן וזרחן) חוזרים לקרקע בצורה שהצמחים יכולים לקלוט בשורשיהם;
- CO₂ משתחרר לאוויר בנשימה התאית של המפרקים.
כשפעילות המפרקים כמעט נפסקת, העלים המתים אינם מתפרקים, ומצטברת שכבה עבה של חומר אורגני על הקרקע. המינרלים "נעולים" בחומר הזה, והצמחים סובלים ממחסור במינרלים זמינים, וגדלים לאט.
- ב. המינרלים משתחררים לקרקע בעיקר בפירוק החומר האורגני. בלי פירוק, ריכוז המינרלים הזמינים יורד ולא עולה.
- ג. צמחים קולטים מן הקרקע מים ומינרלים, לא חומרים אורגניים מורכבים.
- ד. CO₂ משתחרר מן הקרקע בעיקר בנשימה התאית של המפרקים. כשפעילותם כמעט נפסקת, שחרור ה־CO₂ פוחת.
שאלה 7 · היכן בתא מופק רוב ה־ATP
באיזה חלק של תא אאוקריוטי מופקת הכמות הגדולה ביותר של ATP בתהליך הנשימה התאית האווירנית?
- א.
בציטופלזמה.
- ב.
בכלורופלסט.
- ג.
במיטוכונדריה.
- ד.
בגרעין.
◂ פתרון מלא לשאלה 7
ג – בציטופלזמה מתרחשת הגליקוליזה, המפיקה מעט ATP; פירוק החומצה הפירובית ל־ ומים, שבו מופק רוב ה־ATP, מתרחש במיטוכונדריה.
התשובה הנכונה: ג. הנשימה התאית האווירנית מתחילה בגליקוליזה בציטופלזמה: גלוקוז מתפרק לשתי מולקולות חומצה פירובית, ומופקות רק 2 מולקולות ATP (נטו). החומצה הפירובית נכנסת למיטוכונדריה, ושם היא מתפרקת במלואה ל־ ולמים בתהליכים הצורכים חמצן – ובהם מופק רוב ה־ATP (כמה עשרות מולקולות לכל מולקולת גלוקוז).
- א. בציטופלזמה מתרחשת רק הגליקוליזה, המפיקה מעט ATP.
- ב. בכלורופלסט מתרחשת פוטוסינתזה; ה־ATP הנוצר בו בשלב התלוי באור מנוצל לבניית סוכר באותו כלורופלסט, ואינו חלק מן הנשימה התאית.
- ד. בגרעין נמצא ה־DNA ומתרחשים שכפול ותעתוק – לא נשימה תאית.
שאלה 8 · אדם עם 45 כרומוזומים
בתאי הגוף של אדם יש בדרך כלל כרומוזומים. בתאי הגוף של אדם מסוים נמצאו כרומוזומים בלבד.
מה יכול להסביר זאת?
- א.
הזיגוטה שממנה התפתח האדם עברה חלוקות מיטוזה רבות.
- ב.
תא הביצה הופרה על ידי שני תאי זרע.
- ג.
אי־הפרדה של זוג כרומוזומים במיוזה באחד ההורים, שיצרה תא מין עם כרומוזומים במקום .
- ד.
ה־DNA הוכפל לפני חלוקת המיטוזה בתאי העובר.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
ג – אי־הפרדה במיוזה יוצרת תא מין שחסר בו כרומוזום (22); בהפריה עם תא מין תקין (23) נוצרת זיגוטה עם 45 כרומוזומים, וכל תאי הגוף שנוצרים ממנה במיטוזה מכילים 45.
התשובה הנכונה: ג. תאי מין תקינים נוצרים במיוזה, ובכל אחד מהם 23 כרומוזומים – אחד מכל זוג. אם בזמן המיוזה זוג כרומוזומים אינו נפרד (אי־הפרדה), שני הכרומוזומים של הזוג עוברים לאותו תא, ובתא המין האחר חסר כרומוזום זה. תא מין עם 22 כרומוזומים המתאחה בהפריה עם תא מין תקין (23) יוצר זיגוטה עם כרומוזומים. הזיגוטה מתחלקת במיטוזה, ולכן כל תאי הגוף שמתפתחים ממנה מכילים 45 כרומוזומים.
- א. במיטוזה כל תא בת מקבל מספר כרומוזומים זהה לזה של תא האם, ולכן מיטוזה אינה משנה את מספר הכרומוזומים.
- ב. הפריה בשני תאי זרע הייתה יוצרת זיגוטה עם יותר כרומוזומים (), ולא עם פחות.
- ד. הכפלת ה־DNA לפני המיטוזה היא שלב תקין, ואחרי החלוקה כל תא בת מקבל שוב 46 כרומוזומים.
שאלה 9 · נוגדנים מוכנים וחיסון ברעלן מנוטרל אחרי פציעה
אדם שלא חוסן מעולם נגד טטנוס נפצע מחפץ מחליד. בבית החולים קיבל שתי זריקות:
- זריקה 1 – נוגדנים מוכנים נגד הרעלן של חיידק הטטנוס.
- זריקה 2 – רעלן טטנוס שעבר נטרול, ואינו מזיק עוד.
איזה מן המשפטים שלפניכם נכון?
- א.
שתי הזריקות הן חיסון פעיל, ושתיהן מגינות מיד.
- ב.
זריקה 1 היא חיסון פעיל, וזריקה 2 היא חיסון סביל.
- ג.
זריקה 1 היא חיסון סביל המגן מיד לזמן קצר, וזריקה 2 היא חיסון פעיל המקנה הגנה לזמן ארוך.
- ד.
שתי הזריקות הן חיסון סביל, ושתיהן מקנות הגנה לזמן ארוך.
◂ פתרון מלא לשאלה 9
ג – בזריקה 1 האדם מקבל נוגדנים מוכנים (חיסון סביל): הם פועלים מיד, אבל מתפרקים תוך שבועות. בזריקה 2 הרעלן המנוטרל משמש אנטיגן, ומערכת החיסון של האדם עצמו מייצרת נוגדנים ותאי זיכרון (חיסון פעיל) – הגנה ארוכה.
- זריקה 1 – חיסון סביל: האדם מקבל נוגדנים מוכנים שנוצרו בגוף אחר. הם נקשרים לרעלן ומנטרלים אותו מיד, בלי שמערכת החיסון של האדם תצטרך זמן לייצר נוגדנים. אבל הנוגדנים מתפרקים בגוף בתוך זמן קצר, ולא נוצרים תאי זיכרון – ולכן ההגנה קצרה.
- זריקה 2 – חיסון פעיל: הרעלן המנוטרל אינו מזיק, אבל מבנהו דומה לרעלן הפעיל, ולכן הוא משמש אנטיגן. מערכת החיסון של האדם עצמו מגיבה אליו – מייצרת נוגדנים ותאי זיכרון. תגובה זו לוקחת זמן (ימים עד שבועות), אבל תאי הזיכרון נשמרים זמן רב ומאפשרים תגובה מהירה בחשיפה עתידית – הגנה ארוכה.
לכן נותנים את שתי הזריקות יחד: הראשונה מגינה מייד, והשנייה בונה הגנה לעתיד.
- א. קבלת נוגדנים מוכנים היא חיסון סביל; וחיסון פעיל אינו מגן מיד, כי ייצור הנוגדנים לוקח זמן.
- ב. ההפך: זריקה 1 היא סבילה (נוגדנים מוכנים), וזריקה 2 פעילה (אנטיגן).
- ד. זריקה 2 גורמת לגוף לייצר נוגדנים בעצמו – זה חיסון פעיל; וחיסון סביל אינו מקנה הגנה ארוכה.
שאלה 10 · זיהוי סוגי תאים לפי מבנים
בטבלה שלפניכם מוצגים כמה מבנים שנמצאים (+) או אינם נמצאים (–) בשלושה סוגי תאים: תא של חיידק, תא מעלה של צמח ותא של בעל חיים.
על פי הטבלה, איזה מבין הצירופים א–ד נכון?
- א.
1 – תא בעל חיים, 2 – תא צמח, 3 – חיידק.
- ב.
1 – חיידק, 2 – תא בעל חיים, 3 – תא צמח.
- ג.
1 – תא צמח, 2 – חיידק, 3 – תא בעל חיים.
- ד.
1 – חיידק, 2 – תא צמח, 3 – תא בעל חיים.
◂ פתרון מלא לשאלה 10
ד – לתא 1 אין גרעין (חיידק); לתא 2 יש גרעין, כלורופלסטים ודופן (תא עלה של צמח); לתא 3 יש גרעין, ואין כלורופלסטים ודופן (תא בעל חיים).
- תא 1: אין בו גרעין, אבל יש בו קרום, ריבוזומים ודופן – זה תא פרוקריוטי, כלומר חיידק (לחיידקים יש דופן תא).
- תא 2: יש בו גרעין (תא אאוקריוטי), ויש בו כלורופלסטים ודופן תא – זה תא מעלה של צמח.
- תא 3: יש בו גרעין, ואין בו כלורופלסטים ולא דופן תא – זה תא של בעל חיים.
ריבוזומים וקרום תא נמצאים בכל התאים, ולכן אינם עוזרים להבחין ביניהם.
- א. תא 1 אינו יכול להיות תא בעל חיים – אין בו גרעין ויש בו דופן; ותא 3, שיש בו גרעין, אינו חיידק.
- ב. תא 2 מכיל כלורופלסטים ודופן, ולכן אינו תא בעל חיים; תא 3 חסר כלורופלסטים ודופן, ולכן אינו תא עלה.
- ג. תא 2 מכיל גרעין, ולכן אינו חיידק; תא 1 חסר גרעין, ולכן אינו תא צמח.
שאלה 11 · זיהוי שלושה תהליכים לפי תיאורם
לפניכם תיאור של שלושה תהליכים, X, Y ו־Z, המתרחשים ביצורים המתרבים ברבייה זוויגית:
- תהליך X – מתא אחד נוצרים ארבעה תאים, ובכל אחד מהם מחצית ממספר הכרומוזומים של התא המקורי. התאים שנוצרים שונים זה מזה במידע התורשתי.
- תהליך Y – מתא אחד נוצרים שני תאים, הזהים זה לזה ולתא המקורי במידע התורשתי.
- תהליך Z – שני תאים מתאחדים לתא אחד, ובו מספר כרומוזומים כפול ממספר הכרומוזומים בכל אחד מן התאים שהתאחדו.
מה הם התהליכים X, Y ו־Z?
- א.
X – מיטוזה, Y – מיוזה, Z – הפריה
- ב.
X – הפריה, Y – מיטוזה, Z – מיוזה
- ג.
X – מיוזה, Y – מיטוזה, Z – הפריה
- ד.
X – מיוזה, Y – הפריה, Z – מיטוזה
◂ פתרון מלא לשאלה 11
ג – X: ארבעה תאים שונים עם חצי ממספר הכרומוזומים – מיוזה; Y: שני תאים זהים – מיטוזה; Z: איחוד של שני תאים – הפריה.
- X – מיוזה: במיוזה מתא אחד נוצרים ארבעה תאים, ובכל אחד חצי ממספר הכרומוזומים (מ־2n ל־n). התאים שונים זה מזה גנטית, כי בכל אחד מהם צירוף אחר של כרומוזומים מכל זוג.
- Y – מיטוזה: במיטוזה נוצרים שני תאים זהים לתא האם, כי לפני החלוקה ה־DNA משוכפל וכל תא בת מקבל עותק שלם.
- Z – הפריה: בהפריה מתאחדים שני תאי מין (n) לזיגוטה (2n).
- א. מיטוזה אינה יוצרת ארבעה תאים שונים בעלי חצי ממספר הכרומוזומים, ומיוזה אינה יוצרת שני תאים זהים.
- ב. בהפריה תאים מתאחדים ואינם מתחלקים; ומיוזה אינה איחוד של תאים.
- ד. הפריה אינה יוצרת שני תאים זהים מתא אחד, ובמיטוזה אינם מתאחדים תאים.
שאלה 12 · התכווצות העלייה השמאלית
מהי התוצאה של התכווצות העלייה השמאלית של הלב?
- א.
דם עובר מן העלייה השמאלית אל ורידי הריאה.
- ב.
דם עובר מן העלייה השמאלית אל החדר השמאלי.
- ג.
דם עובר מן העלייה השמאלית אל אבי העורקים.
- ד.
דם עובר מן העלייה השמאלית אל העלייה הימנית.
◂ פתרון מלא לשאלה 12
ב – העלייה השמאלית מקבלת דם עשיר בחמצן מוורידי הריאה, ובהתכווצותה דוחפת אותו דרך המסתם אל החדר השמאלי.
התשובה הנכונה: ב. העלייה השמאלית מקבלת דם עשיר בחמצן מן הריאות דרך ורידי הריאה. כשהיא מתכווצת, הדם עובר דרך המסתם שבין העלייה לחדר אל החדר השמאלי, שמזרים אותו אחר כך אל אבי העורקים ואל כל הגוף.
- א. ורידי הריאה מביאים דם אל העלייה השמאלית. כשהעלייה מתכווצת, הדם נדחף דרך המסתם הפתוח אל החדר השמאלי, שבו הלחץ נמוך, ולא חוזר אל ורידי הריאה.
- ג. אבי העורקים יוצא מן החדר השמאלי ולא מן העלייה; הדם מגיע אליו בהתכווצות החדר.
- ד. בלב של אדם בריא אין מעבר דם בין העלייה השמאלית לעלייה הימנית – המחיצה מפרידה ביניהן.
שאלה 13 · עירוי דם מסוג B⁺ לאדם מסוג AB⁺
אדם שסוג דמו AB⁺ קיבל עירוי של דם מסוג B⁺, ולא התרחשה הצמתה של תאי הדם של התורם. הסימנים + / − מתייחסים לאנטיגן Rh.
מהו ההסבר לכך?
- א.
כי על תאי הדם האדומים של התורם אין אנטיגנים כלל.
- ב.
כי בפלסמה של האדם המקבל אין נוגדנים לאנטיגן A ולא לאנטיגן B.
- ג.
כי בפלסמה של האדם המקבל יש נוגדנים לאנטיגן B, המגינים על תאי הדם של התורם.
- ד.
כי בפלסמה של האדם המקבל יש נוגדנים לאנטיגן Rh.
◂ פתרון מלא לשאלה 13
ב – על תאי הדם של אדם מסוג AB יש אנטיגן A וגם אנטיגן B, ולכן אין בפלסמה שלו נוגדנים נגדם. גם Rh נמצא על תאיו (Rh⁺), ולכן אין לו נוגדנים נגד Rh – ואין מה שייקשר לתאי התורם.
התשובה הנכונה: ב. בעירוי הסכנה היא שנוגדנים בפלסמה של המקבל ייקשרו לאנטיגנים שעל תאי הדם האדומים של התורם ויגרמו להצמתה שלהם. על תאי הדם של התורם (B⁺) יש אנטיגן B ואנטיגן Rh. על תאי הדם של המקבל (AB⁺) יש אנטיגן A, אנטיגן B ואנטיגן Rh – כולם חלק מגופו, ולכן מערכת החיסון שלו אינה מייצרת נוגדנים נגדם. בפלסמה של המקבל אין נוגדנים נגד A ונגד B (וגם לא נגד Rh), ולכן אין נוגדנים שייקשרו לאנטיגנים שעל תאי התורם, וההצמתה אינה מתרחשת.
- א. על תאי הדם של התורם (B⁺) יש אנטיגן B ואנטיגן Rh. הסיבה להיעדר ההצמתה אינה בתאי התורם, אלא בהיעדר נוגדנים מתאימים אצל המקבל.
- ג. לאדם שעל תאיו יש אנטיגן B אין נוגדנים נגד B – אחרת הם היו תוקפים את תאי הדם שלו עצמו. ונוגדנים נגד B לא היו מגינים על תאי התורם, אלא גורמים להצמתתם.
- ד. המקבל הוא Rh⁺, ולכן אין לו נוגדנים נגד Rh. נוגדנים כאלה היו גורמים להצמתת תאי התורם (שגם הם Rh⁺), ולא מונעים אותה.
שאלה 14 · אקווריום אטום בחושך
אקווריום אטום, ובו צמחי מים, חלזונות ודגים, הוחזק בחושך מוחלט במשך שבוע.
מה צפוי לקרות במהלך השבוע לכמות החומר האורגני (הביומסה) באקווריום ולריכוז החמצן במים?
- א.
הביומסה תרד, וריכוז החמצן ירד.
- ב.
הביומסה תרד, וריכוז החמצן יעלה.
- ג.
הביומסה תעלה, וריכוז החמצן ירד.
- ד.
שניהם לא ישתנו, כי הצמחים מספקים חמצן לבעלי החיים.
◂ פתרון מלא לשאלה 14
א – בחושך אין פוטוסינתזה, אבל כל היצורים, גם הצמחים, ממשיכים בנשימה: חומר אורגני מתפרק וחמצן נצרך.
התשובה הנכונה: א. בחושך אין פוטוסינתזה – לא נבנה חומר אורגני ולא נפלט חמצן. לעומת זאת, כל היצורים באקווריום – הדגים, החלזונות וגם צמחי המים – ממשיכים לקיים נשימה תאית: הם מפרקים חומרים אורגניים וצורכים חמצן. לכן לאורך השבוע הביומסה יורדת, וריכוז החמצן במים יורד (וריכוז ה־CO₂ עולה).
- ב. חמצן יכול להתווסף למים האטומים רק בפוטוסינתזה, וזו אינה מתרחשת בחושך. כל היצורים רק צורכים חמצן.
- ג. הביומסה יכולה לעלות רק אם נבנה חומר אורגני חדש, כלומר בפוטוסינתזה – ובחושך אין פוטוסינתזה.
- ד. הצמחים מספקים חמצן רק באור. בחושך גם הם צורכים חמצן בנשימה.
שאלה 15 · מכנה משותף לכלורופלסט ולמיטוכונדריה
מה משותף לכלורופלסט ולמיטוכונדריה?
- א.
שניהם נמצאים בכל תא אאוקריוטי, של צמח ושל בעל חיים.
- ב.
בשניהם מתרחשת המרת אנרגייה ונוצר ATP.
- ג.
בשניהם נפלט חמצן כתוצר של התהליך.
- ד.
בשניהם מתפרק גלוקוז ל־CO₂ ולמים.
◂ פתרון מלא לשאלה 15
ב – בכלורופלסט אנרגיית אור הופכת לאנרגייה כימית, ובמיטוכונדריה אנרגייה כימית שבחומר אורגני הופכת לאנרגייה שב־ATP; בשניהם נוצר ATP.
התשובה הנכונה: ב. בשני האברונים מתרחשת המרת אנרגייה:
•בכלורופלסט – בפוטוסינתזה אנרגיית האור הופכת לאנרגייה כימית. בשלב התלוי באור נוצר ATP, והוא משמש לבניית סוכרים מ־CO₂.
•במיטוכונדריה – בנשימה התאית האווירנית האנרגייה הכימית שבחומר האורגני משתחררת, ונאגרת ב־ATP.
- א. כלורופלסטים נמצאים רק בתאים המקיימים פוטוסינתזה (תאי צמחים ואצות), ולא בתאי בעלי חיים או פטריות. מיטוכונדריה, לעומת זאת, נמצאות כמעט בכל התאים האאוקריוטיים.
- ג. חמצן נפלט רק בכלורופלסט (בפוטוסינתזה). במיטוכונדריה חמצן נצרך.
- ד. בכלורופלסט נבנים סוכרים, ולא מתפרקים. גם במיטוכונדריה לא מתפרק גלוקוז עצמו: הגלוקוז מתפרק לחומצה פירובית בציטופלסמה (גליקוליזה), ואל המיטוכונדריה נכנסת החומצה הפירובית.
שאלה 16 · מכנה משותף למערכת העצבים ולמערכת ההורמונים
מערכת העצבים והמערכת ההורמונלית הן המערכות המתאמות בגוף האדם.
מה משותף לשתי המערכות?
- א.
שתיהן מעבירות את האותות בכלי הדם אל כל תאי הגוף.
- ב.
בשתיהן תאי המטרה מגיבים לחומר כימי הנקשר לקולטנים שלהם.
- ג.
בשתיהן ההשפעה על תאי המטרה נמשכת זמן רב, שעות ואף ימים.
- ד.
שתיהן מעבירות אותות חשמליים לאורך שלוחות של תאים.
◂ פתרון מלא לשאלה 16
ב – בשתי המערכות האות מגיע לתא המטרה כחומר כימי (הורמון או מוליך עצבי) שנקשר לקולטנים שלו.
התשובה הנכונה: ב. בשתי המערכות המתאמות המסר מגיע אל תא המטרה כחומר כימי שנקשר לקולטנים של התא:
- במערכת ההורמונלית – בלוטה מפרישה הורמון לדם, וההורמון נקשר לקולטנים של תאי המטרה בלבד.
- במערכת העצבים – בקצה תא העצב, בסינפסה, משתחרר מוליך עצבי, והוא נקשר לקולטנים שבקרום התא הבא (תא עצב, תא שריר או תא בלוטה).
רק תא שיש לו קולטנים מתאימים מגיב לאות.
- א. רק ההורמונים מובלים בדם. האות העצבי עובר לאורך תאי עצב, ולא בכלי הדם.
- ג. השפעה ממושכת אופיינית למערכת ההורמונלית. ההשפעה של אות עצבי מהירה וקצרה.
- ד. אותות חשמליים לאורך שלוחות של תאים יש רק במערכת העצבים.
שאלה 17 · שתן אחרי איבוד דם
אדם נפצע ואיבד כמות גדולה של דם, ונפח הדם בגופו קטן.
מה צפוי לקרות בשעות שלאחר מכן?
- א.
נפח השתן יגדל, כדי לשמור על לחץ הדם.
- ב.
נפח השתן יקטן, כי בכליות יוחזרו לדם יותר מים.
- ג.
לא יחול שינוי בנפח השתן, כי הכליה שומרת תמיד על נפח שתן קבוע.
- ד.
ריכוז המומסים בשתן יקטן, כי הפרשת ADH תיפסק.
◂ פתרון מלא לשאלה 17
ב – בעקבות ירידת נפח הדם מופרש יותר ADH, ויותר מים נספגים חזרה מן הנפרונים לדם; כך נפח השתן קטן והגוף משמר מים.
התשובה הנכונה: ב. כשנפח הדם קטן, הגוף צריך לשמור על כמה שיותר מים. בתגובה לכך מוגברת הפרשת ADH, וזה מגביר את הספיגה החוזרת של מים מן הנפרונים לדם. כך יותר מים נשארים בגוף, וזה עוזר לשמור על נפח הדם ועל לחץ הדם, ובמקביל נפח השתן קטן (והשתן מרוכז יותר).
- א. הגדלת נפח השתן הייתה מוציאה מן הגוף עוד מים, מקטינה עוד יותר את נפח הדם ומורידה את לחץ הדם.
- ג. הכליה אינה שומרת על נפח שתן קבוע – היא משנה את נפח השתן כדי לשמור על סביבה פנימית קבועה.
- ד. הפרשת ADH גוברת במצב זה ולא נפסקת. הפסקת ADH הייתה גורמת לשתן רב ומהול – ההפך מן הנדרש.
שאלה 18 · פגיעה באצות בים והשפעתה על אפקט החממה
באוקיינוסים חיות אצות חד־תאיות רבות מאוד, וחלק גדול מן הפוטוסינתזה בכדור הארץ מתרחש בהן. חוקרים מצאו שבאזורים מסוימים של הים כמות האצות קטנה בשנים האחרונות.
כיצד צפויה ירידה בכמות האצות להשפיע על אפקט החממה?
- א.
אפקט החממה ייחלש, כי האצות פולטות CO₂ בנשימה התאית שלהן.
- ב.
אפקט החממה לא ישתנה, כי האצות חיות במים ולא באוויר.
- ג.
אפקט החממה ייחלש, כי יהיה פחות חמצן באטמוספרה.
- ד.
אפקט החממה יתגבר, כי פחות CO₂ ייקלט בפוטוסינתזה, וריכוזו באטמוספרה יעלה.
◂ פתרון מלא לשאלה 18
ד – האצות קולטות CO₂ (המומס במים ומתחלף עם האוויר) בפוטוסינתזה. פחות אצות ← פחות קליטה של CO₂ ← ריכוזו באטמוספרה עולה ← אפקט החממה מתגבר.
התשובה הנכונה: ד. האצות הן יצרנים: בפוטוסינתזה הן קולטות CO₂ המומס במי הים. ה־CO₂ שבמים נמצא בחילוף מתמיד עם ה־CO₂ שבאוויר – כשהאצות מנצלות את ה־CO₂ שבמים, עוד CO₂ עובר מן האוויר אל המים. כשכמות האצות קטנה, פחות CO₂ נקלט, יותר CO₂ נשאר באטמוספרה, וריכוזו עולה. CO₂ הוא גז חממה – הוא בולע חלק מן הקרינה שכדור הארץ פולט – ולכן אפקט החממה מתגבר.
- א. נכון שהאצות פולטות CO₂ בנשימה, אבל בפוטוסינתזה הן קולטות יותר CO₂ ממה שהן פולטות. לכן ירידה בכמותן מעלה את ה־CO₂ באטמוספרה, ולא מורידה אותו.
- ב. ה־CO₂ שבמי הים מתחלף עם ה־CO₂ שבאוויר, ולכן הפוטוסינתזה בים משפיעה על ריכוזו באטמוספרה.
- ג. חמצן אינו גז חממה, ושינוי קטן בכמותו אינו משפיע על אפקט החממה.
שאלה 19 · זיהוי מרכיבים בתהליך התרגום
בטבלה שלפניכם מתוארים ארבעה מרכיבים, 1–4, המשתתפים בתהליך התרגום בתא.
איזה מן ההיגדים א–ד נכון?
- א.
מרכיב 2 הוא RNA שליח (mRNA).
- ב.
מרכיב 1 הוא RNA מוביל (tRNA).
- ג.
מרכיב 3 בנוי מקודונים.
- ד.
מרכיב 4 הוא ריבוזום.
◂ פתרון מלא לשאלה 19
ד – הריבוזום בנוי מ־RNA ומחלבונים, ובו נוצרים הקשרים בין חומצות האמינו. (1 – mRNA, 2 – tRNA, 3 – שרשרת חלבון.)
התשובה הנכונה: ד. מזהים כל מרכיב לפי התיאור:
- מרכיב 1 – mRNA: מולקולה ארוכה של נוקלאוטידים, שנוצרת בגרעין בתעתוק ונושאת רצף של קודונים.
- מרכיב 2 – tRNA: מולקולה קטנה של נוקלאוטידים, שקשורה לחומצה אמינית ויש בה אנטי־קודון – שלושה בסיסים המשלימים לקודון ב־mRNA.
- מרכיב 3 – שרשרת חלבון (פוליפפטיד) – תוצר התרגום.
- מרכיב 4 – ריבוזום: בנוי מ־RNA ריבוזומלי ומחלבונים. הוא נע לאורך ה־mRNA ומחבר את חומצות האמינו שה־tRNA מביאים.
- א. מרכיב 2 נושא חומצה אמינית ואנטי־קודון – זה tRNA, ולא mRNA.
- ב. מרכיב 1 הוא מולקולה ארוכה עם רצף קודונים – זה mRNA, ולא tRNA.
- ג. שרשרת החלבון בנויה מחומצות אמיניות. הקודונים הם ב־mRNA.
שאלה 20 · ריכוז CO₂ בווריד היוצא משריר פעיל
ריכוז הפחמן הדו־חמצני (CO₂) בווריד היוצא משריר פעיל גבוה מריכוזו בעורק המגיע אל השריר. מהו ההסבר לכך?
- א.
תאי השריר משחררים לדם CO₂ שנוצר בהם בנשימה התאית.
- ב.
תאי השריר קולטים CO₂ מן הדם לצורך התכווצות השריר.
- ג.
CO₂ נוצר בדם עצמו בזמן שהוא זורם בנימי השריר.
- ד.
CO₂ עובר מן האוויר אל השריר הפעיל דרך העור.
◂ פתרון מלא לשאלה 20
א – בתאי השריר הפעיל מתרחשת נשימה תאית מוגברת, שבה נוצר CO₂; הוא עובר בדיפוזיה מן התאים (ריכוז גבוה) אל הדם בנימים (ריכוז נמוך).
התשובה הנכונה: א. שריר פעיל צורך הרבה ATP, ולכן מתרחשת בתאיו נשימה תאית בקצב גבוה. בנשימה התאית גלוקוז מתפרק בעזרת חמצן, ונוצרים CO₂, מים ו־ATP. ריכוז ה־CO₂ בתאי השריר גבוה מריכוזו בדם שבנימים, ולכן הוא עובר בדיפוזיה מן התאים אל הדם. הדם שיוצא מן השריר, בווריד, עשיר יותר ב־CO₂ (ודל יותר בחמצן) מן הדם שהגיע אליו בעורק.
- ב. תאי שריר אינם קולטים CO₂; הם משחררים אותו. התכווצות השריר דורשת ATP, ולא CO₂.
- ג. ה־CO₂ נוצר בתאי הרקמה בנשימה התאית, ולא בדם.
- ד. CO₂ כמעט אינו עובר מן האוויר דרך העור; ריכוזו באוויר נמוך מאוד לעומת ריכוזו ברקמות.
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 · לילות חמים: נשימה לילית ומסת גרעיני החיטה
(1) בעשורים האחרונים הטמפרטורה עולה באזורים רבים בעולם, ובחלק מן האזורים טמפרטורת הלילה עולה מהר יותר מטמפרטורת היום. חיטה היא אחד מגידולי המזון החשובים בעולם. בגרעיני החיטה נאגר עמילן, ומסת הגרעינים קובעת במידה רבה את היבול.
(2) בשעות היום מתרחשת בעלי החיטה פוטוסינתזה, ובה נוצרים סוכרים. חלק מן הסוכרים מועבר אל הגרעינים המתפתחים, ושם הם הופכים לעמילן. נשימה תאית מתרחשת בכל תאי הצמח ביום ובלילה. בלילה, בהיעדר אור, הצמח רק מפרק סוכרים ואינו מייצר אותם.
(3) חוקרים השוו את יבולי החיטה באזור מסוים במשך 20 שנה, ומצאו שבשנים שבהן טמפרטורת הלילה הממוצעת בחודש שבו הגרעינים מתמלאים הייתה גבוהה יותר, היבול היה נמוך יותר.
(4) כדי לבדוק את הממצא, גידלו החוקרים צמחי חיטה בשני תאי גידול. בשני התאים תנאי היום היו זהים: 14 שעות אור בטמפרטורה של 25°C. בלילה (10 שעות חושך) הטמפרטורה בתא אחד הייתה 14°C ("לילות קרירים"), ובתא האחר 22°C ("לילות חמים"). שאר התנאים – השקיה, דישון, עוצמת האור וריכוז ה־CO₂ באוויר – היו זהים.
(5) בתקופת מילוי הגרעינים מדדו החוקרים את קצב קליטת ה־CO₂ נטו ביום, את קצב פליטת ה־CO₂ בלילה, ובסוף הגידול את המסה של הגרעינים. התוצאות מוצגות בטבלה 1.
התבססו על המידע שבקטע ועל הנתונים שבטבלה 1, והסבירו מה גרם להבדל במסת הגרעינים בין שתי הקבוצות.
בהסבר התייחסו גם לתהליכים המתרחשים בתאים.
◂ פתרון מלא לשאלה 21
פתרון
ביום קצב הפוטוסינתזה (קליטת CO₂ נטו – 30 מ"ג לצמח לשעה) זהה בשתי הקבוצות, כלומר נוצרת אותה כמות סוכרים. בלילות החמים קצב הנשימה התאית גבוה יותר (פליטת CO₂ של 7.5 לעומת 4.0 – פי 1.9), כי בטמפרטורה גבוהה האנזימים של הנשימה פעילים יותר ← יותר סוכרים מפורקים בלילה ← נשארים פחות סוכרים להעברה לגרעינים ולבניית עמילן ← הגרעינים קלים יותר (38 לעומת 42 גרם ל־1,000 גרעינים).
•ביום קליטת ה־CO₂ נטו זהה בשתי הקבוצות – 30 מ"ג לצמח לשעה. לפי פסקה 4, תנאי היום היו זהים, ולכן הפוטוסינתזה (ייצור הסוכרים) זהה.
•בלילה פליטת ה־CO₂ בלילות החמים היא 7.5 מ"ג לצמח לשעה, לעומת 4.0 בלילות הקרירים – פי כ־.
•המסה של 1,000 גרעינים בלילות החמים 38 גרם, לעומת 42 גרם – כ־ פחות.
1. לפי פסקה 2, בלילה הצמח אינו מבצע פוטוסינתזה, אבל ממשיך לבצע נשימה תאית, שבה סוכרים מפורקים ל־CO₂ ולמים, ומופק ATP. פליטת ה־CO₂ בלילה משקפת את קצב הנשימה.
2. הטמפרטורה משפיעה על פעילות האנזימים: ב־22°C אנזימי הנשימה פעילים יותר מאשר ב־14°C, ולכן קצב הנשימה התאית בלילה גבוה יותר.
3. נשימה מהירה יותר ← יותר סוכרים מפורקים בלילה. בחישוב ליממה (14 שעות יום ו־10 שעות לילה): בלילות הקרירים נשאר מאזן של מ"ג CO₂ שנקלט ונשאר בחומר אורגני, ובלילות החמים רק מ"ג – כ־ פחות.
4. לכן בלילות החמים נשארים פחות סוכרים שמועברים אל הגרעינים, ופחות עמילן נבנה בהם ← מסת הגרעינים נמוכה יותר.
טעות נפוצה: להסביר שבלילות החמים "הפוטוסינתזה ירדה". לפי הטבלה קליטת ה־CO₂ ביום זהה; ההבדל נובע מן הנשימה בלילה.
שאלה 22 · לילות חמים: DNA ו־mRNA של גן לאנזים לייצור עמילן
(6) בגרעיני החיטה העמילן נבנה מסוכרים בעזרת כמה אנזימים. אחד מהם הוא האנזים S, המקודד על ידי הגן S. החוקרים הוציאו גרעינים מתפתחים מצמחים בשני תאי הגידול, ומדדו בתאיהם את כמות ה־DNA בתא ואת כמות ה־mRNA של הגן S. התוצאות מוצגות בטבלה 2 (הערכים בקבוצת הלילות הקרירים הוגדרו 100).
לילות חמים משפיעים על תאי הגרעינים.
לפניכם שני היגדים:
I. לילות חמים אינם משנים את החומר התורשתי בתאי הגרעינים.
II. לילות חמים משפיעים על הביטוי של הגן S.
עבור כל אחד מן ההיגדים, קבעו איזו תוצאה בטבלה 2 יכולה לתמוך בו.
שערו באיזו קבוצה כמות האנזים S בתאי הגרעינים קטנה יותר, ונמקו את השערתכם על פי טבלה 2.
הסבירו כיצד הממצאים המוצגים בטבלה 2 יכולים להוסיף הסבר לממצא על מסת הגרעינים, המוצג בטבלה 1.
◂ פתרון מלא לשאלה 22
סעיף א
I – כמות ה־DNA בתא זהה (100) בשתי הקבוצות. II – כמות ה־mRNA של הגן S בלילות החמים קטנה (55) מזו שבלילות הקרירים (100).
היגד I: החומר התורשתי – הגנים – הוא DNA. לפי טבלה 2, כמות ה־DNA בתא זהה (100) בשתי הקבוצות. כלומר, הטמפרטורה בלילה אינה משנה את כמות החומר התורשתי בתאים.
היגד II: ביטוי גן מתחיל בשעתוק – יצירת mRNA לפי רצף הבסיסים של הגן. לפי טבלה 2, כמות ה־mRNA של הגן S בתאי הגרעינים מלילות חמים היא 55 בלבד, לעומת 100 בלילות קרירים – ירידה של 45%. כלומר, בלילות החמים הגן S שועתק פחות – ביטויו הושפע.
בקבוצת הלילות החמים: יש בה פחות mRNA של הגן S, וה־mRNA הוא התבנית שלפיה נבנה האנזים בתרגום בריבוזומים; פחות mRNA ← פחות תרגום ← פחות מולקולות של האנזים S.
השערה: כמות האנזים S קטנה יותר בקבוצת הלילות החמים.
נימוק: האנזים S הוא חלבון, והוא נוצר בתהליך התרגום בריבוזומים. בתרגום, רצף הקודונים ב־mRNA של הגן S קובע את רצף החומצות האמיניות של האנזים. לפי טבלה 2, בלילות החמים כמות ה־mRNA של הגן S קטנה כמעט בחצי. פחות mRNA ← פחות תבניות לתרגום ← פחות מולקולות של האנזים S.
טעות נפוצה: לנמק בכמות ה־DNA – היא זהה בשתי הקבוצות ולכן אינה יכולה להסביר הבדל.
סעיף ב
בלילות חמים יש פחות mRNA של הגן S ← פחות תרגום ← פחות מולקולות של האנזים S בתאי הגרעינים ← העמילן נבנה מן הסוכרים בקצב איטי יותר ← פחות עמילן נאגר ← מסת הגרעינים קטנה יותר (38 לעומת 42 גרם ל־1,000 גרעינים). זה מצטרף להסבר הקודם – פחות סוכרים מגיעים לגרעינים בגלל הנשימה המוגברת בלילה.
טבלה 1 מראה שמסת הגרעינים בלילות חמים קטנה (38 גרם ל־1,000 גרעינים, לעומת 42).
1. בלילות חמים כמות ה־mRNA של הגן S קטנה (55 לעומת 100) – ביטוי הגן מופחת.
2. פחות mRNA ← פחות תרגום ← פחות מולקולות של האנזים S בתאי הגרעינים.
3. לפי פסקה 6, האנזים S משתתף בבניית עמילן מסוכרים. אנזים מזרז תגובה; כשיש פחות מולקולות אנזים, יש פחות אתרים פעילים, וקצב בניית העמילן איטי יותר.
4. לכן בתקופת מילוי הגרעינים נאגר בהם פחות עמילן ← מסת הגרעינים קטנה יותר.
כך יש שני הסברים משלימים: (א) פחות סוכרים זמינים, בגלל הנשימה המוגברת בלילה (טבלה 1); (ב) פחות אנזים לבניית עמילן מן הסוכרים שמגיעים (טבלה 2).
טעות נפוצה: לחזור רק על הסבר הנשימה. השאלה מבקשת הסבר על פי טבלה 2 – דרך mRNA ← אנזים ← בניית עמילן.
שאלה 23 · השוואת יבולים לאורך שנים לעומת ניסוי בתאי גידול
בפסקה 3 מתוארת השוואה בין יבולי החיטה בשנים שונות באותו אזור.
הסבירו מדוע השוואה כזאת לבדה אינה מספיקה כדי לקבוע שטמפרטורת הלילה היא שגרמה לירידה ביבול, והסבירו כיצד הניסוי בתאי הגידול (פסקה 4) פותר בעיה זו.
◂ פתרון מלא לשאלה 23
פתרון
בשנים שונות משתנים גורמים רבים נוסף על טמפרטורת הלילה – כמות הגשמים, טמפרטורת היום, עננות, מזיקים, זני החיטה ודרכי הגידול – ולכן ייתכן שאחד מהם גרם לירידה ביבול; ההשוואה מראה קשר (מתאם) בלבד. בתאי הגידול כל התנאים נשמרו זהים, והשתנה רק משתנה אחד – טמפרטורת הלילה – ולכן אפשר לייחס את ההבדל במסת הגרעינים לטמפרטורת הלילה.
הבעיה בהשוואה בין שנים: בשנים שבהן הלילות היו חמים ייתכן שהיו שונים גם גורמים אחרים המשפיעים על היבול – כמות המשקעים ופיזורם, טמפרטורת היום, עוצמת האור ועננות, מזיקים ומחלות, זני החיטה ושיטות הדישון וההשקיה. אי אפשר לדעת אם הירידה ביבול נגרמה בגלל טמפרטורת הלילה או בגלל אחד הגורמים האלה (שאולי קשורים בעצמם לטמפרטורה). כלומר, ההשוואה מראה קשר (מתאם) בין טמפרטורת הלילה ליבול, אבל אינה מוכיחה סיבה ותוצאה.
הפתרון בתאי הגידול: בניסוי החוקרים שלטו בתנאים: תנאי היום, ההשקיה, הדישון, עוצמת האור וריכוז ה־CO₂ היו זהים בשני התאים (גורמים קבועים), והשתנה רק המשתנה הבלתי תלוי – טמפרטורת הלילה (14°C לעומת 22°C). לכן אפשר לייחס את ההבדל במשתנה התלוי – מסת הגרעינים – לטמפרטורת הלילה.
טבלת התשובות
| שאלה | סעיף | תשובה |
|---|---|---|
| 1 | - | ב – פחות נחשים ← יותר לטאות ← פחות חגבים ← יותר עשב. |
| 2 | - | א – ברירה טבעית משנה את שכיחות התכונה בדורות הבאים רק אם התכונה תורשתית: העכברים ששורדים ומתרבים מעבירים לצאצאיהם את האללים לצבע שלהם. |
| 3 | - | ג – לכל אנזים אתר פעיל בעל מבנה מרחבי מסוים, שרק מצע בעל מבנה מתאים נקשר אליו. לכן כל אנזים מזרז תגובה מסוימת (ספציפיות). |
| 4 | - | א – לשקית של 15% נכנסים מים באוסמוזה מן הכוס (5%), והפרש הריכוזים שלה מן התמיסה בכוס הוא הגדול ביותר, ולכן מסתה גדלה במידה הרבה ביותר. |
| 5 | - | ב – בשני התאים אותו DNA, אבל מתבטאים בהם גנים שונים – ולכן נוצרים בהם חלבונים שונים (למשל אנזימי פוטוסינתזה בתא העלה). |
| 6 | - | א – החיידקים והפטריות הם המפרקים; בלעדיהם העלים המתים אינם מתפרקים ומצטברים, והמינרלים שבהם אינם חוזרים לקרקע בצורה שהצמחים יכולים לקלוט. |
| 7 | - | ג – בציטופלזמה מתרחשת הגליקוליזה, המפיקה מעט ATP; פירוק החומצה הפירובית ל־ ומים, שבו מופק רוב ה־ATP, מתרחש במיטוכונדריה. |
| 8 | - | ג – אי־הפרדה במיוזה יוצרת תא מין שחסר בו כרומוזום (22); בהפריה עם תא מין תקין (23) נוצרת זיגוטה עם 45 כרומוזומים, וכל תאי הגוף שנוצרים ממנה במיטוזה מכילים 45. |
| 9 | - | ג – בזריקה 1 האדם מקבל נוגדנים מוכנים (חיסון סביל): הם פועלים מיד, אבל מתפרקים תוך שבועות. בזריקה 2 הרעלן המנוטרל משמש אנטיגן, ומערכת החיסון של האדם עצמו מייצרת נוגדנים ותאי זיכרון (חיסון פעיל) – הגנה ארוכה. |
| 10 | - | ד – לתא 1 אין גרעין (חיידק); לתא 2 יש גרעין, כלורופלסטים ודופן (תא עלה של צמח); לתא 3 יש גרעין, ואין כלורופלסטים ודופן (תא בעל חיים). |
| 11 | - | ג – X: ארבעה תאים שונים עם חצי ממספר הכרומוזומים – מיוזה; Y: שני תאים זהים – מיטוזה; Z: איחוד של שני תאים – הפריה. |
| 12 | - | ב – העלייה השמאלית מקבלת דם עשיר בחמצן מוורידי הריאה, ובהתכווצותה דוחפת אותו דרך המסתם אל החדר השמאלי. |
| 13 | - | ב – על תאי הדם של אדם מסוג AB יש אנטיגן A וגם אנטיגן B, ולכן אין בפלסמה שלו נוגדנים נגדם. גם Rh נמצא על תאיו (Rh⁺), ולכן אין לו נוגדנים נגד Rh – ואין מה שייקשר לתאי התורם. |
| 14 | - | א – בחושך אין פוטוסינתזה, אבל כל היצורים, גם הצמחים, ממשיכים בנשימה: חומר אורגני מתפרק וחמצן נצרך. |
| 15 | - | ב – בכלורופלסט אנרגיית אור הופכת לאנרגייה כימית, ובמיטוכונדריה אנרגייה כימית שבחומר אורגני הופכת לאנרגייה שב־ATP; בשניהם נוצר ATP. |
| 16 | - | ב – בשתי המערכות האות מגיע לתא המטרה כחומר כימי (הורמון או מוליך עצבי) שנקשר לקולטנים שלו. |
| 17 | - | ב – בעקבות ירידת נפח הדם מופרש יותר ADH, ויותר מים נספגים חזרה מן הנפרונים לדם; כך נפח השתן קטן והגוף משמר מים. |
| 18 | - | ד – האצות קולטות CO₂ (המומס במים ומתחלף עם האוויר) בפוטוסינתזה. פחות אצות ← פחות קליטה של CO₂ ← ריכוזו באטמוספרה עולה ← אפקט החממה מתגבר. |
| 19 | - | ד – הריבוזום בנוי מ־RNA ומחלבונים, ובו נוצרים הקשרים בין חומצות האמינו. (1 – mRNA, 2 – tRNA, 3 – שרשרת חלבון.) |
| 20 | - | א – בתאי השריר הפעיל מתרחשת נשימה תאית מוגברת, שבה נוצר CO₂; הוא עובר בדיפוזיה מן התאים (ריכוז גבוה) אל הדם בנימים (ריכוז נמוך). |
| 21 | - | ביום קצב הפוטוסינתזה (קליטת CO₂ נטו – 30 מ"ג לצמח לשעה) זהה בשתי הקבוצות, כלומר נוצרת אותה כמות סוכרים. בלילות החמים קצב הנשימה התאית גבוה יותר (פליטת CO₂ של 7.5 לעומת 4.0 – פי 1.9), כי בטמפרטורה גבוהה האנזימים של הנשימה פעילים יותר ← יותר סוכרים מפורקים בלילה ← נשארים פחות סוכרים להעברה לגרעינים ולבניית עמילן ← הגרעינים קלים יותר (38 לעומת 42 גרם ל־1,000 גרעינים). |
| 22 | א 1 | I – כמות ה־DNA בתא זהה (100) בשתי הקבוצות. II – כמות ה־mRNA של הגן S בלילות החמים קטנה (55) מזו שבלילות הקרירים (100). |
| א 2 | בקבוצת הלילות החמים: יש בה פחות mRNA של הגן S, וה־mRNA הוא התבנית שלפיה נבנה האנזים בתרגום בריבוזומים; פחות mRNA ← פחות תרגום ← פחות מולקולות של האנזים S. | |
| ב | בלילות חמים יש פחות mRNA של הגן S ← פחות תרגום ← פחות מולקולות של האנזים S בתאי הגרעינים ← העמילן נבנה מן הסוכרים בקצב איטי יותר ← פחות עמילן נאגר ← מסת הגרעינים קטנה יותר (38 לעומת 42 גרם ל־1,000 גרעינים). זה מצטרף להסבר הקודם – פחות סוכרים מגיעים לגרעינים בגלל הנשימה המוגברת בלילה. | |
| 23 | - | בשנים שונות משתנים גורמים רבים נוסף על טמפרטורת הלילה – כמות הגשמים, טמפרטורת היום, עננות, מזיקים, זני החיטה ודרכי הגידול – ולכן ייתכן שאחד מהם גרם לירידה ביבול; ההשוואה מראה קשר (מתאם) בלבד. בתאי הגידול כל התנאים נשמרו זהים, והשתנה רק משתנה אחד – טמפרטורת הלילה – ולכן אפשר לייחס את ההבדל במסת הגרעינים לטמפרטורת הלילה. |