1
הכנה לשאלון ,043881רוב השאלות מבוססות על בחינות הבגרות
שנת תשע"ז 2017
© בעריכת רונית לבקוביץ
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
2
תוכן עניינים התא – מבנה ופעילות3 .................................................................................................... מאפייני חיים ומבנה התא 9 ..................................................................................................... הרכב הכימי של התא 9 .......................................................................................................... מעבר חומרים אל התא וממנו10 .............................................................................................. חילוף חומרים ושינויים אנרגטיים -אנזימים 11 ........................................................................... חילוף חומרים ושינויים אנרגטיים -תהליך הנשימה תאית 12 ......................................................... חילוף חומרים ושינויים אנרגטיים -תהליך הפוטוסינתזה 13 ........................................................... החומר התורשתי 14 .............................................................................................................. מחזור התא וחלוקות תא 15 .................................................................................................... מ DNAלחלבון 17 ................................................................................................................ מוטציות 18 .......................................................................................................................... תורשה מנדלית 20 ................................................................................................................ תורשה רפואה וחברה21 ........................................................................................................
גוף האדם בדגש הומאוסטזיס 28 .......................................................................... מערכת העיכול 34 ................................................................................................................. מערכת הנשימה 38 ............................................................................................................... מערכת ההובלה 41 ............................................................................................................... מערכת הפרשה54 ................................................................................................................ מערכת ההגנה 57 ................................................................................................................. מערכות תקשורת מערכת העצבים59 ....................................................................................... מערכות תקשורת המערכת ההורמונלית Error! Bookmark not defined. ................................. כבד65 ................................................................................................................................ דוגמאות להומאוסטזיס תקין בגוף האדם ולהפרתו65 .................................................................. אחריות האדם לבריאותו 69 .................................................................................................... מערכת הרבייה באדם 71 ....................................................................................................... אקולוגיה77 ....................................................................................................................... מאפיינ י הסביבה ע"י גורמים אביוטיים וגורמים ביוטיים 80 ............................................................ יחסי גומלין Error! Bookmark not defined. ........................................................................ מקורות אנרגיה ,מעברי אנרגיה ומעברי חומרים במערכת אקולוגית Error! Bookmark not ........... defined. תהליכים אבולוציונים 83 ......................................................................................................... התאמה לבתי גידול84 ........................................................................................................... השפעת האדם על הסביבה על תהליכים אבולוציוניםError! Bookmark not defined. ................. דוגמאות לשאלות עמ"ר 90 .............................................................................................. רעיונות מרכזיים ומושגי יסוד בביולוגיה92 ......................................................................
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
3
התא – מבנה ופעילות מבוא נושא זה מייצג את הרמה התאית של האורגניזמים ומתמקד במבנים ובתהליכים ברמה זו. במסגרת לימוד הנושא תודגש האחידות הקיימת ברמת ארגון זו ,לצד השוני הרב ,בעולם היצורים החיים. מבט על התא הוא יחידה בסיסית של מבנה ותפקוד ביצורים החיים ,שיש לה כל מאפייני החיים של יצור שלם .התא הוא יחידה מבחינת המידע התורשתי .המבנה הבסיסי של התאים ותהליכי היסוד המתרחשים בהם דומים בכל היצורים החיים. לרוב התאים ממדים מיקרוסקופיים ,אך לתאים ברקמות השונות יש גודל ,הרכב ,צורה ותפקוד ייחודיים. התא מופרד מן הסביבה על ידי קרום בררני ,המאפשר לחומרים או מונע מהם לעבור דרכו ,והודות לתכונה זו נשמרת בתוך התא סביבה פנימית שונה מהסביבה החיצונית .קרום התא הוא מבנה בררני דינמי ,המאפשר קיום יחסי גומלין מבוקרים עם הסביבה .גם בתוך התא קיימים קרומים שמבנם הבסיסי כמבנה קרום התא .קרומים אלה תוחמים אברונים תוך-תאיים שונים ,ויוצרים מידור בתא .לאברונים התוך-תאיים תפקודים שונים ,וגם ביניהם מתקיימים יחסי גומלין. בתאים בעלי גרעין קיים שלד תוך-תאי ,הבנוי מכלול חלבונים היוצרים סיבים ,אשר אחראים לצורת התא ,לתנועת מרכיבים שונים בתוך התא ולתנועתם של חלק מהתאים. המים הם רוב תכולתו של התא .החומרים העיקריים האחרים הבונים את התאים הם תרכובות פחמן (תרכובות אורגניות) .היסודות העיקריים הבונים את התרכובות האורגניות הם מועטים :פחמן ,חמצן ,מימן ,חנקן ,זרחן וגפרית, ואף על פי כן מגוון התרכובות בכל תא גדול מאוד .בין תרכובות הפחמן בתא יש חשיבות מיוחדת לחלבונים כמרכיבים במבנה התא ,בתפקודו ובבקרת תהליכים בתא. מרבית התהליכים המתרחשים ברמת התא משותפים ליצורים רבים .החומרים בתאים עוברים תהליכים של פירוק, בנייה ושינוי ,ותהליכים אלה מלווים בשינויים אנרגטיים .אלה הם תהליכי חילוף חומרים (מטבוליזם) .התהליכים הכימיים בתוך התא מזורזים על ידי אנזימים. על פי רוב ,בכל תא נמצא כל המידע התורשתי של היצור ,אך בסיוע מנגנוני בקרה מתאימים מתבטאים בכל תא גנים מסוימים ולא אחרים .ביטוי המידע התורשתי בתא נעשה במסלול של RNA DNA :חלבון ,והוא מבוקר על ידי מנגנוני בקרה ,הן באמצעות מסרים המועברים אל התא מבחוץ והן על ידי תהליכים המתרחשים בתא. כל תא נוצר מתא קודם .בחומר התורשתי (ה )DNA-המצוי בו מוצפן המידע לביטוי התכונות התורשתיות של היצור, והוא מועבר באופן מדויק ,בדרך כלל ,מדור לדור .רביית תאים אאוקריוטים מתבצעת בדרך כלל באמצעות חלוקת
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
4 מיטוזה .ביצורים אאוקריוטים ,שבהם מתקיימת רבייה זוויגית ,מתרחשת חלוקת הפחתה ,מיוזה ,ונוצרים תאים המשתתפים בתהליך הרבייה (גמטות). התפתחות התא האאוקריוטי על אברוניו כיחידת תפקוד באורגניזם מוסברת על ידי תאוריית האנדוסימביוזה. התקדמות המדע וההבנה של מבנים ותהליכים המתרחשים בתאים ,בצד פיתוח שיטות חדשות לטיפול בתאים והתפתחות היכולת לשנות את תכונותיהם (כגון הנדסה גנטית ,שיבוט ,שימוש בתאי גזע) ,מאפשרים כיום לטפל במחלות ולסייע לחולים באופן שלא היה אפשרי בעבר ,אך מעוררים דילמות מוסריות וביואתיות ,שעל האדם לתת את דעתו עליהן. מבוא לתורשה תגליות גדולות של הביולוגיה במאה העשרים היו קשורות בעיקר לנושא התורשה .בעקבותיהן יודעים היום הרבה על הבסיס המולקולרי של הורשת תכונות .הבסיס המולקולרי מתייחס להיבטים רבים של ההורשה ,שאחד מהעיקריים שבהם הוא הקשר שבין סדר התת-יחידות (נוקלאוטידים) במולקולות של חומצות הגרעין לבין החלבונים .במהלך תגליות אלה פוענח הצופן הגנטי האוניברסלי (דהיינו – הקשר שבין רצפים של שלשות נוקלאוטידים בחומצות הגרעין ובין רצפים של חומצות אמיניות בחלבונים) ,והוברר רצף הנוקלאוטידים בגנום האדם ("הגנום האנושי") ובגנומים של יצורים (אורגניזמים) נוספים .שיטות מחקר חדשות של הנדסה גנטית וביולוגיה מולקולרית תרמו להבנה ,כי כל תכונה תורשתית של יצור חי כרוכה בפעילות של גן אחד או יותר. הדגשים העיקריים במחקר המדעי במחצית השנייה של המאה העשרים היו במחקר החומר התורשתי ותכונותיו .על כן ,בהוראת נושא זה נדגיש את מהות החומר המעביר את התכונות התורשתיות ואת הפיקוח על ביטויו .בהנחה שתורשה מנדלית נלמדה בחטיבת הביניים ואינה זרה לתלמידים ,לעיסוק בה לא יינתן מקום מרכזי בפרק זה. תכנית לימודים ז ו מציגה את יסודות הגנטיקה הקלסית והמולקולרית ,תוך הדגשת פריצות הדרך הרלוונטיות לתחילת שנות ה.2000- מבט על תורשה הפנוטיפ של כל יצור הוא תוצאה של יחסי גומלין בין מטענו התורשתי – הגנוטיפ שלו – ובין הסביבה שבה הוא מתפתח ומתקיים .במאה ה 20-חלה פריצת דרך ,אשר הביאה להבנת הבסיס התורשתי של תכונות היצורים החיים על פני כדור הארץ .התברר מהו הבסיס המולקולרי של התורשה .החומר התורשתי ,ה ,DNA-הוא חומצת גרעין ,ואלו תכונותיו :הוא בעל כושר שכפול ונשמר ברובו במעבר בין הדורות; חלק ממנו מקודד לחלבונים ,המתבטאים בתכונות; הוא יצ יב מאוד ועם זאת הוא יכול לעבור שינויים (מוטציות);הוא מאורגן בכרומוזום או בכרומוזומים שהרכבם וצורתם קבועים למין. הצופן הגנטי הוא המפתח לביטוי החומר התורשתי בחלבונים .זהו צופן של שלשות הבנויות מצירופים שונים של ארבעה נוקלאוטידים ,והוא מקודד ל 20-חומצות אמיניות .הצופן אחיד בכל היצורים החיים .הודות לדיוק בשכפול, המידע התורשתי נשמר במשך הדורות .בעקבות מוטציות מידע זה עשוי להשתנות. הגנום אופייני למין וחלק ממנו ייחודי לפרט .על כן ,רצף הנוקלאוטידים ב DNA -יכול לשמש אמצעי לזיהוי פרטים ולגילוי קרבה בין פרטים בני אותו מין וגם בין מינים שונים.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
5 כאמור ,החומר התורשתי מאורגן בכרומוזומים ,שהרכבם וצורתם קבועים למין .בתאי הגוף של יצורים דיפלואידים נמצאים זוגות של כרומוזומים הומולוגיים .הרכב הכרומוזומים של המין נשמר הן במעבר מתא לתא (בתהליך המיטוזה) והן במעבר מדור לדור .שני גנ ים אללים ,הנמצאים בכרומוזומים ההומולוגיים ,יכולים להיות שונים זה מזה (בהטרוזיגוט) או זהים זה לזה (בהומוזיגוט) .לכן בעת המיוזה (חלוקת ההפחתה) נוצרות גמטות שאינן זהות זו לזו, ובעקבות המיוזה וההפריה נוצרים צירופים חדשים של אללים בצאצאים. מנדל היה הראשון שזיהה את החוקיות שבהעברת תכונות מדור לדור ,והסיק מהניסויים שערך שקיימים גורמים תורשתיים ,ביניהם כאלה שלא תמיד מתבטאים בפנוטיפ .רוב מסקנותיו זכו לאישוש על ידי ניסויים נוספים שנערכו במשך השנים .בכללי התורשה שקבע מנדל בא לידי ביטוי האופי ההסתברותי של מעבר התכונות מדור לדור והרעיון, כי ברבייה זוויגית נוצרים צירופים חדשים של תכונות תורשתיות ,שמקורן בהורים. בחקלאות מבצעים זיווגים מכוונים במטרה לטפח זנים חדשים של צמחים וגזעים של בעלי חיים בעלי ערך כלכלי. פעולת הטיפוח נעשית על ידי הגדלת השונות הגנטית באוכלוסיה וברירה של הפרטים הרצויים. שיטות המחקר שפותחו אפשרו את הזיהוי של רצף הבסיסים בגנום של מספר יצורים (בכללם האדם) .זיהוי זה הינו שלב חשוב בהבנת תפקוד הגנום ,שעיקרו :ביטוי מבוקר של גנים .הבנת הבקרה על פעילות הגנים (בזמן הנכון, במקום הנכון ובעוצמה הנכונה) היא מפתח להבנת ההתפתחות והתפקוד של היצורים החיים ,ובכך מתמקד היום המחקר בתחומים רבים של הביולוגיה. הידע בגנטיקה ובהנדסה הגנטית מיושם כיום לצורכי מחקר ,חקלאות ,תעשייה ביוטכנולוגית ורפואה .ליישומים אלה יש השלכות חברתיות ,מוסריות ,משפטיות וכלכליות. סוגיות אלה מקנות להצטברות הידע בגנטיקה וליישומו משמעות של מהפכה בדברי ימיה של האנושות.
התא -מבנה ופעילות -מפרט תכנים ( 80-70שעות) רעיון /תופעה
מפרט תכנים
מונחים ומושגים נוספים
מאפייני החיים ומבנה התא – התא הוא יחידת מבט על ( 5-4שעות) המבנה והתפקוד • הפרדה מהסביבה החיצונית, ביצורים החיים. סביבה פנימית יציבה ,חילוף בכל היצורים ניכרת חומרים (מטבוליזם) ,התרבות, אחידות רבה במבנה תגובה לגירוי ,גדילה והתפתחות הבסיסי של התאים, מאפיינים תאים. בהרכב שלהם ובתהליכי היסוד תא בעל חיים ,תא חיידק ,תא • תאים פרוקריוטים ותאים המתקיימים בהם, צמח אאוקריוטים -מאפיינים בצד שונות בצורה גרעין התא ,דופן תא ,חלולית, • אברוני התא ותפקודם ובתפקוד. ליזוזומים ,מיטוכונדריה, • סוגי תאים ביצור רב תאי :דמיון ,פלסטידות ,ציטופלסמה ,קרום שוני ,התאמה בין מבנה לתפקוד .התא ,ריבוזומים ,שלד תוך תאי. • נגיפים (וירוסים) • חיידקים
הערות ,הסברים יש לציין כי מאפייני החיים המאפיינים כל תא מאפיינים גם אורגניזם שלם רב תאי.
חשיבות היחס בין שטח הפנים לנפח תודגש בהקשר לגודל התא ולמבנה חלק מהאברונים. יש לציין כי הנגיפים הם קבוצה ייחודית של טפילים בעלי מבנה בסיסי של מעטפת וחומר תורשתי – DAN או RNAשאינם מסוגלים להתרבות בעצמם.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
6 יש להדגיש את ההבדל העקרוני בין נגיפים שהם טפילים מוחלטים שלא מתקיים בהם חילוף חומרים ,הם תלויים בתא המאכסן ומסוגלים להתרבות רק בתאי אורגניזמים אחרים .לבין חיידקים שהם אורגניזמים עצמאיים. בתא מתקיימת סביבה מימית .רוב החומרים הבונים את תאי היצורים החיים הם תרכובות פחמן אורגניות מסוגים שונים. בתאים מצויים גם מינרלים.
קרום התא (ממברנה) מפריד בין הסביבה הפנימית לסביבה החיצונית של התא, דרכו מתקיים מעבר דו כיווני של חומרים.
ההרכב הכימי של התא דו סוכר ,חד-סוכר ,חומצות ( 6-5שעות) אמיניות ,חומצות גרעין ,חומרים • היסודות העיקריים הבונים את אורגניים ,חומרים אי-אורגניים, חלבונים ,ליפידים ,נוקלאוטידים, התרכובות האורגניות הם מועטים ( ,)C,H,O,N,P,Sואף פחמימות ,רב-סוכר ,תאית, על פי כן מגוון התרכובות בכל .DNA, RNA תא גדול מאוד. • ההרכב והתכונות של פחמימות, ליפידים ,חלבונים ,חומצות גרעין. חומרי תשמורת :גליקוגן ,עמילן, • חומרי תשמורת :חשיבות, שומנים. מאפיינים ,דוגמאות בצמחים ובבעלי חיים. • חשיבות המים והמינרלים. מעבר חומרים אל התא וממנו ( 10-8שעות) איזוטוני ,בררנות ,הומאוסטזיס, היפוטוני ,היפרטוני ,חדירות • קרום התא ,הוא מבנה דינמי, המאפשר קיום סביבה פנימית הקרום. יציבה השונה מן הסביבה החיצונית של התא. חלבונים ,משאבות ,נשאים • מבנה קרום התא והתאמה פוספוליפידים ,קולטנים ,תעלות. לתפקוד. •
בתוך תא אאוקריוטי יש קרומים התוחמים אברונים ויוצרים מידור בתא. בתאים מתקיימים תהליכים של פירוק, בנייה ושינוי – חילוף חומרים (מטבוליזם). תהליכים אלה מלווים בשינויים אנרגטיים.
דרכים למעבר חומרים דרך קרום התא.
אוסמוזה ,אנדוציטוזה, אקסוציטוזה ,דיפוזיה, דפלסמוליזה ,העברה פעילה, מפל ריכוזים ,פלסמוליזה. קולטנים יחודיים
• קליטת אותות מהסביבה החיצונית אל תוך התאים נעשית דרך קרום התא. • המידור בתא מאפשר פעילות כלורופלסטידות, מיטוכונדריה מגוונת וקיום סביבות שונות בתוך התא ובתוך האברונים השונים. חילוף חומרים ושינויים אנרגטיים ( 14-12שעות) • מקור החומרים המשמשים לתהליכי חילוף החומרים הוא הזנה הטרוטרופית או אוטוטרופית. • תהליך הפוטוסינתזה כתהליך כלורופיל ,כלורופלסטידות. המרת אנרגיית אור לאנרגיה
בהוראת הנושא יש לתאר את התהליך: מגיבים ,המרות אנרגיה ותוצרים ,ללא פרוט השלבים.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
7 התהליכים הכימיים ביצור החי מזורזים על ידי אנזימים.
כימית ,הניתנת לניצול על ידי יצורים חיים. הנשימה התאית כתהליך אנזימטי רב-שלבי ,שבו מופקת אנרגיה כימית ,המשמשת לביצוע כל תהליכי החיים בתא. חשיבות ה ATP-כמתווך בתהליכים צורכי אנרגיה כגון העברה פעילה ,ושינויים כימיים
בהוראת הנושא יש אנרגיית חום ,גליקוליזה • חד-סוכר ,מיטוכונדריה ,נשימה להתייחס לשני שלבים עיקריים: אירובית ,פוספט (זרחה), .1שלב הגליקוליזה. תסיסה.ADP, ATP , .2שלב נשימה תאית אתר פעיל ,בופר ,דנטורציה, • אווירנית (אירובית). מבנה מרחבי ,מעכב, בכל שלב יש להתייחס ספציפיות. למגיבים ,לתוצרים ולרווח אנרגטי יחסי. • האנזימים כזרזים ביולוגיים, תסיסה לקטית ותסיסה המאפשרים את קיומם של כוהלית –יש להתייחס התהליכים בתא. למגיבים ,לתוצרים • פעולת האנזימים מושפעת ולרווח אנרגטי. מגורמים שונים ,כמו ,pH יש להסביר מהי תמיסת טמפרטורה ,ריכוז סובסטרט בופר ומהי חשיבותה (מצע) ,ריכוז אנזים ומעכבים. למערכות ביולוגיות .אין צורך להתייחס לתגובה הכימית. החומר התורשתי ( 4-3שעות) בסיס חנקני ,גדיל ,גדיל משלים ,יש להזכיר שבחלק החומר התורשתי מהנגיפים החומר גן, בכל היצורים הוא ה • -מבנה ה.DNA- התורשתי הוא .RNA דאוקסי-ריבוז ,זרחה ,חומצות • מאפייני הDNA:- DNA • בעל הרכב אופייני למין וייחודי גרעין ,נוקלאוטיד ,סליל כפול, ריבוז .מוטציה לפרט; הצופן הגנטי פוענח, • נשמר (ברובו) במעבר בין הדורות; והוא אחיד בכל • יציב מאוד; היצורים החיים. • יכול לעבור שינויים (מוטציות). בתאים אאוקריוטים • מבנה הכרומוזום כרומטידות ,צנטרומר ה DNA-מאורגן בכרומוזומים. מספרם קבוע ואופייני למין. מחזור התא (10-8שעות) במחזור התא יש כל תא נוצר מתא להתייחס לגידול בנפח כישור ,כרומוזומים, קודם .לפני חלוקת • שיכפול DNA התא ,לסינתזת DNA דיפלואיד ,הפלואיד ,הפרדה • מיטוזה התא הDNA- ולמיטוזה .אין צורך בלתי תלויה ,הפריה ,זיגוטה, • מתרחשת בתאי גוף (תאים משוכפל ומועבר להכיר את שמות שלבי כרומוזומים הומולוגיים ,תא סומטיים) בצורה מדויקת המיטוזה. רבייה (גמטה) ,תא ביצה ,תא (לרוב) לתאי הבת • .חשיבות התהליך :גדילה, זרע התמיינות ,רבייה אל זוויגית. • עיקרון החלוקה :יצירת שני תאי בת זהים לתא האם. • מיוזה :חלוקת הפחתה ביצורים שבהם • הבסיס התאי של הרבייה מתקיימת רבייה הזוויגית זוויגית מתרחשת • עיקרון החלוקה :יצירת תאי בת חלוקת הפחתה המכילים מחצית ממספר (מיוזה). הכרומוזומים. • חשיבות התהליך :יצירת תאים תסמונת דאון הפלואידים; הגדלת השונות הגנטית. • שגיאות בהיפרדות כרומוזומים
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
8 מ DNA-לחלבון ( 8שעות) גן ,חומצה אמינית ,צופן גנטי החומר התורשתי (קוד גנטי) ,קודון ,ריבוזומים, • ביטוי החומר התורשתי נעשה מקודד ליצירת תעתוק ,תרגום, בדרך כלל במסלול של : חלבונים ,הבאים RNAמוביל (tRNA), RNA ← RNA ← DNAחלבון לידי ביטוי בתכונות. שליח (.)mRNA כל הגנום נמצא בכל • ביטוי גנים מבוקר על ידי אותות תוך הורמונים ,קולטנים תאיים וחוץ תאיים. התאים בגוף ,אך בכל תא באים לידי • באאוקריוטים – בקרה על ביטוי תא גזע (.)stem cell גנים יכולה להיות בכל אחד ביטוי רק חלק מן מהשלבים במסלול מDNA- הגנים .קיימת בקרה לחלבון. על ביטוי הגן המתאים בעוצמה, • בעת התמיינות ביצורים רב במקום ובזמן, תאיים נקבעים תפקודים שונים בהתאם לתנאי של התא באמצעות תהליכי הסביבה. בקרה על פעילות הגנים (הפעלה ,השתקה). מוטציות ( 2שעות) מוטגן במולקולות ה • DNA -מוטציה היא שינוי ברצף הבסיסים ב.DNA- חלים לעתים • מוטציות נקודתיות (החסרה, שינויים. הוספה ,החלפה). • לא כל שינוי ברמת הDNA- מתבטא ברמת החלבון. ) שעות קיימים כללים שעל תורשה מנדלית (12-10 אלל ,אלל דומיננטי ,אלל רצסיבי, תכונה גנוטיפ ,דומיננטיות מלאה, פיהם בא לידי ביטוי • כללי מנדל :דרך ההורשה של גן, דור ההורים ( ,)Pדור צאצאים אחת ,היחסים המספריים בין האופי ההסתברותי הפנוטיפים ,הכלאות מבוקרות .ראשון ( ,)F1דור צאצאים שני של מעבר התכונות ( ,)F2הומוזיגוט ,הטרוזיגוט, • גנים מרובי אללים מדור לדור. הכלאת מבחן ,זוויג ,זן (גזע) • הורשה בתאחיזה לזוויג • גנטיקה במשפחת האדם :סוגי טהור ,פנוטיפ ,קודומיננטיות, דם ,דממת (המופיליה) ,עיוורון שושלות. צבעים. הידע בתורשה ובהנדסה גנטית מיושם בחקלאות, בתעשייה הביוטכנולוגית וברפואה.
תורשה ,רפואה וחברה ( 2שעות) • הנדסה גנטית • מאפשרת שינויים מכוונים ב DNA-של תא או של אורגניזם. • דוגמאות ליישומים :עמידות צמחים למזיקים ,שיפור יבול, יצור חלבונים והורמונים • חסרונות :הפצת גנים באופן בלתי מבוקר. • שיבוט ושימוש בתאי גזע.
פרויקט הגנום.
יש ללמד רק את הרעיון של קיום בקרה בשלבים השונים וחשיבותו .אין צורך להתייחס לפרטי הבקרה. חשוב להדגיש כי תא גזע הוא תא שלא עבר התמיינות סופית ,בעל יכולת להתפתח לתאים מסוגים שונים ,או להמשיך להתחלק כתא גזע. בתהליך ההתמיינות של התאים חשוב שיובן העיקרון בלבד.
ניתן ללמד את הנושא תורשה מנדלית אחרי הוראת הנושא מחזור חיי התא.
יש ללמד רק את העקרונות של הנדסה גנטית :יכולת לזהות ולבודד גן ,לרבות אותו ולהחדירו לתא אחר ,כך שיבוא לידי ביטוי. בנושא שיבוט ותאי גזע יש ללמד את העקרונות, בלי להתייחס לפרטים. הוראת הנושא מזמנת התייחסות לדילמות ערכיות.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
9
מאפייני חיים ומבנה התא .1אילו תהליכי חיים מתקיימים בתאים? א .שמירה על סביבה פנימית שונה מהחיצונית ,גדילה והתרבות ב .תגובה לגירויים חיצוניים ופנימיים ,נשימה ותזונה ג .חילוף חומרים -קליטה עיבוד והפרשה ד .כל התהליכים שהוזכרו בתשובות א' עד ג' .2ההבדל בין תא אאוקריוטי לתא פרוקריוטי הוא : א .תא אאוקריוטי מכיל גרעין ואילו לתא הפרוקריוטי אין גרעין. ב .בתא אאוקריוטי ה DNAחשוף ואינו עטוף בקרום. ג .בתא אאוקריוטי האברונים בתא אינם עטופים בקרום. ב .בתא אאוקריוטי אין מיטוכונדריה. .3מה משותף לתא של בעלי חיים ,לתא של צמח ולתא של חיידק? א .הימצאות קרום תא ודופן תא. ב .יכולת לבצע נשימה אווירנית (אירובית) ואל-אווירנית (אנאירובית). ג .הימצאות גרעין ,מיטוכונדריה ,וריבוזומים. ד .הימצאות RNAו. DNA - .4צביעת תכשיר במעבדה מתבצעת על מנת : ב .לראות דופן בתאים צמחיים.
א .לראות תאים שקופים.
ד .א-ב-ג לא נכונים.
ג .להבחין בחלקי תא.
.5איזה מאברוני התא משותף לתאים של כל היצורים החיים? א .קרום תא.
ב .גרעין.
ג .מיטוכונדריה.
ד .דופן תא עשוי תאית.
הרכב הכימי של התא .1חומר אנאורגני הוא: א .חומר המגלה סימני חיים.
ב .חומר הבונה את התא ונוצר על ידו.
ג .חומר שמקורו מיצור חי.
ד .חומר שלא נוצר על ידי אורגניזם.
.2מהי תאית? א .פולימר של גלוקוז.
ב .חומר שנוצר רק ע"י התא הצמחי.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
10 ד .כל התשובות נכונות.
ג .בונה את דופן תא הצמח. .3מה מבין התכונות הנ"ל אינה של חד סוכרים ? א .מסיסים בשומן. ב .מצב צבירה מוצק ,צבע לבן ,טעם מתוק. ג .משמשות מקור ישיר להפקת אנרגיה בנשימה התאית.
ד .חומרים אורגנים הנוצרים ע"י הצמחים הירוקים בפוטוסינתזה. .4ויטמינים הם א .חומרים אורגנים שהאורגניזם חייב לקבלם במזון. ב .חומרים אנאורגנים שהאורגניזם חייב לקבלם במזון. ג .חומרים שומניים שרצוי לכלול אותם בתפריט היומי. ד .חומרים שומניים הדרושים לגוף בכמות מועטה. .5איזו רשימה מכילה רק חומרים אורגניים? א .שומנים ,פחמימות ,מים ,ויטמינים. ב .שומנים ,חומצות גרעין ,ויטמינים ,מינרלים. ג .שומנים ,פחמימות ,חלבונים ,חומצות גרעין ,ויטמינים. ד .פחמימות ,מים ,מינרלים ,חומצות גרעין.
מעבר חומרים אל התא וממנו .1ההרכב הכימי של קרומי התאים וקרומי האברונים בנוי מהחומרים: א .שומנים ,חלבונים.
ב .שומנים ,פחמימות.
ג .שומנים ,חלבונים ופחמימות.
ד .שומנים ,פוספוליפידים וגליצרול.
.2כיצד מאורגנים הפוספוליפידים והחלבונים בקרום ? א .שתי שכבות של פוספוליפידים כך שהקצוות ההידרופוביים של חומצות השומן מופנות אחת כלפי השנייה והקצוות ההידרופיליות מופנות כלפי פנים וחוץ התא ,ביניהם משובצים החלבונים. ב .שתי שכבות של פוספוליפידים כך שהקצוות ההידרופיליים של חומצות השומן מופנות אחת כלפי השנייה והקצוות ההידרופוביים מופנות כלפי פנים וחוץ התא ,ביניהם משובצים החלבונים. ג .שתי שכבות של פוספוליפידים וחלבונים לסירוגין. ד .שכבה שומנית כפולה שקשורה לסוכרים -גליקוליפידים. .3בדרך כלל ,ככל שמסיסותו של חומר בשומנים גבוהה יותר ,כך הוא חודר מהר יותר לתוך התאים.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
11 ההסבר לתופעה הוא א .בקרום התא שקועים החלבונים.
ב .קרום התא בנוי בעיקר מפוספוליפידים.
ג .קרום התא הוא דו שכבתי.
ד .בקרום התא יש נשאים ייחודיים.
.4תפקיד הסוכרים המצויים על גבי קרום התא הוא א .לשמש כתעלות בקרום התא. ב .לשמש כמשאבות להעברה פעילה של חומרים אל ומחוץ לתא. ג .לשמש כקולטנים ,הם מהווים "תעודת זהות" לתא. ד .לשמש כנשאים לחומרים אל התא וממנו. .5מבנהו של קרום התא א .אינו סימטרי ב 2-צדדיו ,המולקולות שבו נמצאות בתנועה מתמדת. ב .מקומם של החלבונים בקרום הוא קבוע ויציב. ג .מקומם של הפוספוליפידים הוא קבוע. ד .סימטרי ב 2-צדדיו.
חילוף חומרים ושינויים אנרגטיים -אנזימים .1למה משמשים האנזימים? א .כחומרי מזון ליצורים חיים.
ב .להגנה מפני מחלות.
ג .לבנייה ולפירוק של חומרים.
ד .לשיפור טעמם של מזונות.
.1איזו מן התכונות הבאות אינה מאפיינת אנזים? א .עוזר להפוך את חומר המוצא לתוצר. ב" .מכיר" את הסובסטרט באמצעות התאמה מבנית ביניהם. ג .מקטין את אנרגית ההפעלה של הריאקציה. ד .מתפרק במהלך הריאקציה אותה הוא מזרז. .2האנזים קטלאז מזרז את הריאקציה הבאהH202 2 H20 +O2 :
בריאקציה כזאת:
א.
ככל שריכוז הקטלאז עולה ,כך קטן ריכוז החמצן.
ב.
אין השפעה לריכוז ה .H202
ג.
כשמעלים את הטמפרטורה מ 5 oCל ,20 oC -שעור יצירת התוצרים עולה.
ד.
ריכוז האנזים יורד במהלך הריאקציה.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
12 .3איזה מהשינויים הבאים עשוי ל ה ג ב י ר קצב של התגובה אנזימתית? א.הגדלת ריכוז התוצר.
ב.הגדלת ריכוז הסובסטרט.
ג.הקטנת ריכוז האנזים.
ד.הקטנת ריכוז הסובסטרט.
.4פירוק צמחים מתים בטבע נעשה על ידי מפרקים .תהליך הפירוק מתבצע באמצעות: א .ריבוזומים.
ב .אנזימים.
ג .אוסמוזה.
ד .רשת אנדופלסמטית.
.5פעילותו הייחודית (הספציפית) של אנזים על מצע נקבעת לפי: ב .מבנה המרחבי של המצע .
א .מבנה המרחבי של האנזים. ג .מבנה המרחבי של המצע והאנזים.
א.
עקומה 1
ב .עקומה 2
ד .מיקומו של האתר הפעיל.
ד .עקומה 4
ג .קומה 3
חילוף חומרים ושינויים אנרגטיים -תהליך הנשימה תאית .1תהליך הנשימה התאית: א .תהליך אנזימטי רב שלבי שבו מופקת אנרגיה כימית ואנרגיית חום. ב .תהליך אנזימטי חד שלבי שבו מופקת אנרגיה כימית ואנרגיית חום. ג .תהליך אנזימטי חד שלבי שבו מופקת אנרגיה כימית הנדרשת לפעולת החיים של התא. ד .תהליך אנזימטי רב שלבי שבו מופקת אנרגית חום הנדרשת לפעולת החיים של התא. .2תהליך הנשימה התאית: א .מתקיים בתאים אאוקריוטים בלבד. ב .מתקיים בתאים פרוקריוטיים ובתאי בע"ח. ג .מתקיים בתאים אאוקריוטים ובתאי פטריות. ד .מתקיים בכל התאים החיים אאוקריוטיים ופרוקריוטיים. .3החומרים המעורבים בתהליך הנשימה התאים הם: א .חומרי המוצא הם :פחמן דו חמצני ומים ,התוצרים הם :גלוקוז וחמצן. ב .חומרי המוצא הם :גלוקוז ומים ,התוצרים הם :פחמן דו חמצני וחמצן.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
13 ג .חומרי המוצא הם :פחמן דו חמצני וחמצן ,התוצרים הם :גלוקוז ומים. ד .חומרי המוצא הם :גלוקוז וחמצן ,התוצרים הם :פחמן דו חמצני ומים. .4בתהליך הנשימה התאית: א .משתחררת האנרגיה בתרכובות אורגניות לאנרגיה כימית ב ATP -ואנרגיית חום. ב .נקלטת אנרגית האור של השמש בתרכובות אורגניות. ג .משתחררת האנרגיה בתרכובות האי-אורגניות לאנרגיה כימית ולאנרגיית חום. ד .נקלטת אנרגית האור של השמש בתרכובות אי אורגניות. .5מולקולת ה ATP-מורכבת מ- א .אדנוזין -סוכר שקשור לבסיס חנקני אדנין ו 3 -קבוצות של זרחה. ב .סוכר ו 2-קבוצות של זרחה. ג .בסיס חנקני ו 3קבוצות של זרחה. ד .בסיס חנקני ו 2-קבוצות של זרחה.
חילוף חומרים ושינויים אנרגטיים -תהליך הפוטוסינתזה .1יש בעיות המתעוררות בעת שהייה בספינת חלל ,אשר ניתן לפתור אותן בעזרת מיקרואורגניזמים שונים ויש בעיות ,שאינן ניתנות לפתרון בעזרת מיקרואורגניזמים .איזו מהבעיות הבאות לא תיפתר בעזרת מיקרואורגניזמים? א .אספקת חמצן.
ב .פירוק פסולת אורגנית.
ג .אספקת מים.
ד .אספקת מזון אורגני.
.2חוקר מצא מין חדש של יצורים חד-תאיים .על סמך מה רשאי החוקר לקבוע אם יצורים אלה הם אוטוטרופים ? א .הם נעו לכוון האור. ב .הצליחו לבודד מהם אנזימים שגורמים לחמצון גלוקוז. ג .הם משמשים מזון ליצורים אחרים. ד .הצליחו לגדלם בתמיסת מלחים ,בכלי פתוח ומואר. .3הצמח הירוק נושם 24שעות ביממה ,אך מבצע פוטוסינתזה רק בשעות האור: א .לכן פולט הצמח ביממה שלמה יותר פחמן דו חמצני מאשר חמצן. ב .אף על פי כן ,פולט הצמח ביממה שלמה יותר חמצן מאשר .CO2 ג .תשובה ב' נכונה רק כאשר הלילה קר מאד ונשימה מואטת. ד .תשובה א' נכונה רק אם הצמח מצוי בשלבי גדילה ונשימתו מוגברת. .4ניתן להעלות את שיעור הפוטוסינתזה בצמחי מים הגדלים בכלי זכוכית בתנאי תאורה וטמפרטורה קבועים ,ע"י: א .כיסוי הכלי בלוח זכוכית ירוק.
ב .הגדלת ריכוז ה CO2 -באוויר.
ג .הקטנת ריכוז המגנזיום במים.
ד .הקטנת ריכוז החמצן במים.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
14
.5תא אוטוטרופי שונה מתא הטרוטרופי בכך ש: א .הוא חסר מיטוכונדריה וריבוזומים. ב .הוא עשיר במיטוכונדריה וריבוזומים. ג .הוא מייצר פחמימות באופן ישיר מחומרים אנאורגאניים. ד .הוא קולט חומרים מהסביבה.
החומר התורשתי .1לשני הגדילים של מולקולת ה -DNAיש: א .אותו מבנה.
ב .מבנה משלים.
ג .אותו סדר של בסיסים חנקניים.
ד .סדר משלים של בסיסים חנקניים אך במקום Tיש . U
DNA .2של אדם אחד נבדל מ DNA -של אדם שני: א .בסידור הסוכר והחומצה הזרחתית בנוקליאוטידים. ב .במנה המרחבי של הסליל הכפול. ג .בזיווג הבסיסים בסליל הכפול. ד .ברצף הבסיסים בכל גדיל של .DNA DNA .3חשוב ביותר ,מבחינה תיאורתית ,להבנת תהליכי החיים כי הוא : א .מולקולה מסולסלת הבנויה מנוקליאוטידים. ב .תרכובת מסובכת הכרחית לחיים. ג .נושא את המידע התורשתי ומעבירו מהורים לצאצאים. ד .מצוי בגרעיני התאים של כל היצורים החיים שנחקרו. .4כאשר גואנין או אדנין נקשרים לסוכר והסוכר נקשר לזרחה ,מתקבלת מולקולה הקרויה בשם: א .נוקליאוטיד
בDNA .
גRNA .
דATP .
.5ה DNA-של אדם אחד נבדל מה DNA-של האחר ב: א .בסידור הסוכר והזרחה בנוקליאוטיד. ב .במבנה המרחבי של הסליל הכפול. ג .בזיווג הבסיסים בסליל הכפול. ד .ברצף הבסיסים לאורך כל גדיל של . DNA- .6ארבעת סוגי הנוקליאוטידים השונים ,שונים זה מזה ב: א .סוג הבסיס
ב .סוג הזרחה
ג .אורך המולקולה
ד .סוג הסוכר
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
15 .7 .8
מחזור התא וחלוקות תא .1מהו הרצף הנכון שמתאר את מחזור התא? א .גידול בנפח התא ,סינתזה (שכפול) של , DNAמיטוזה ,גידול בנפח התא ,חלוקת תא ב .סינתזה (שכפול) של , DNAמיטוזה ,גידול בנפח התא ,חלוקת תא ג .סינתזה (שכפול) של , DNAגידול בנפח התא ,מיטוזה ,גידול בנפח התא ד .מיטוזה ,גידול בנפח התא ,סינתזה (שכפול) של , DNAחלוקת תא .2רוב תאי הצמח אינם מתחלקים ,התחלקות של התאים במיטוזה מתרחשת רק באזורים בקצוות הגבעול ,הענפים והשורשים בכך א .הם דומים לתאי שריר ועצב בבעלי חיים ומחזור חייהם אינו כולל את שלב הגידול בנפח התא ב .הם דומים לתאי שריר ועצב בבעלי חיים ומחזור חייהם אינו כולל את שלב הכפלת ה - DNAמיטוזה. ג .הם שונים מתאי שריר ועצב בבעלי חיים ומחזור חייהם אינו כולל את שלב הגידול בנפח התא ד .הם שונים לתאי שריר ועצב בבעלי חיים ומחזור חייהם אינו כולל את שלב הכפלת ה - DNAמיטוזה. .3בגרף מתואר השינוי בכמות ה DNA-בתא לאורך מחזור תא אחד .איזה משפט מתאר נכון את שלבי המחזור לבין הספרה המתארת אותו בגרף?
כמות הDNA- בתא
3 4
2 1
א -1 .שלב הגידול -2 ,שכפול ה -3 , DNA-שלב הגידול -4 ,חלוקת התא ב -1 .שכפול ה -2 , DNA-שלב הגידול -3 ,חלוקת התא -4 ,שלב הגידול ג -1 .שלב הגידול -2 ,חלוקת תא -3 ,שלב גידול -4 ,שכפול הDNA-
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
16 ד -1 .חלוקת תא -2 ,שכפול ה -3 , DNA-שלב גידול -4 ,מיטוזה .4לפניך שרטוט מחזור החיים של תא ,באיזה שלב /שלבים מתבצעים בו חילוף חומרים נמרץ ,מיוצרות בו מולקולות רבות של ,RNAחלבונים ומרכיבי תא נוספים? א .בשלב G1 ב .בשלבים G1וG2 - ג .בשלב ה S-סינתזה -הכפלת ה.DNA ד .בשלב -Mמיטוזה.
.5תאים עובריים מתחלקים בצורה נמרצת ונפחם לא גדל .מכאן א .הם מדלגים על שלב ה S-סינתזה -הכפלת הDNA ב .הם מדלגים על שלבים G1וG2 - ג .שהם נמצאים בשלב ה S-סינתזה -הכפלת ה DNAבלבד ד .הם נמצאים בשלב -Mמיטוזה בלבד .6במהלך ההתמיינות של התאים היוצרים את הגפיים בעּובָּ ר האדם ,סדר התהליכים עשוי להיות: א .מיטוזה ,התמיינות ,אפופטוזיס (מוות תאי מתוכנן מראש). ב .מיטוזה ,גדילה ,מיוזה. ג .אפופטוזיס ,מיטוזה ,התמיינות. ד .מיוזה ,אפופטוזיס. .7מהו הרצף של מהלך הרבייה? א .גמטה ,מיטוזה ,זיגוטה ,התמיינות ב .גמטה ,זיגוטה ,מיטוזה ,התמיינות ג .מיטוזה ,גמטה ,זיגוטה ,התמיינות ד .זיגוטה ,גמטה ,התמיינות ,זיגוטה .8בסוף התהליך נוצרות שתי מולקולות DNAנפרדות מהו המשפט הנכון? א.
שתי המולקולות אינן זהות לחלוטין
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
17 ב.
כל אחת מהמולקולות מורכבת מגדיל ישן וגדיל חדש
ג.
אל נוקליאוטיד Aנקשר נוקליאוטיד Uולהפך
ד.
כל מולקולה בנויה מגדיל אחד של DNA
.9חיידקים גודלו במשך דורות מספר בתמיסת מזון שהוסיפו לה ( Tטימין) רדיואקטיבי ( מסומן ) .בדיקה של תאי החיידקים הראתה שהטימין נמצא רק ב . DNA -תאי החיידקים שסומנו בדרך זו הועברו לתמיסה שבה הטימין לא מסומן ( לא רדיואקטיבי ) .בחלוקה שנייה יימצא סימון של ( Tטימין ) רדיואקטיבי- א .בכל התאים
ג .בגרעין ובציטופלסמה של כל התאים.
. 2במחצית מהתאים.
ד .בגרעין ובציטופלסמה של מחצית מהתאים.
.10את הכרומוזומים ניתן לראות : א .בכל מצב.
ב .רק בזמן חלוקת התא.
ג .לא ניתן לראות את הכרומוזומים בשום מצב.
ד .לאחר שהתא מת.
מDNA
.1
לחלבון
יצירת חלבונים מתרחשת : א .בגרעין.
.2
לפני יצירת החלבונים נמצאות מולקולות של חומצות אמיניות בציטופלסמה מחוברות ל:- א .זו לזו.
.3
ב .בציטופלסמה.
ג.בקרום התא.
ד .בכל מקום בתא.
ב .לריבוזומים.
ג .למולקולת . DNA
ד .למולקולות ( t-RNAמעביר).
תפקיד הריבוזום ביצירת חלבונים : א .הוא מכיל את המידע על סדר חומצות האמיניות. ב .הוא מכיל חומצות האמיניות. ג .הוא מספק אנרגיה ליצירת הקשרים הפפטידיים. ד .הוא מאפשר למולקולה של RNAמעביר להתחבר לקודון של RNAשליח.
.4
אנטי קודון הוא: א .מולקולה המונעת את פענוח הצופן הגנטי. ב .שלישיה של נוקלאוטידים ב. DNA ג .שלישיה של נוקלאוטידים ב -RNAמעביר. ד .סדר חומצות האמיניות בחלבון.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
18 .5
החומר האנטיביוטי סטרפטומיצין נצמד לריבוזומים של חיידקים ובכך קודם כל גורם ל: א .האטה בהפקת האנרגיה בתא. ב .הפסקה בסינתזת החלבונים בתא. ג .הפסקת מעבר חומרים ברשת האנדופלסמטית בתא.
ד .הפרעה בחלוקת התא. .6
קטע mRNAהמכיל מידע ליצירת אנזים מסוים מכיל 333נוקלאוטידים .האנזים שיבנה לפי קטע זה יכיל:
א 999 .חומצות אמיניות.
ב 111 .חומצות אמיניות.
ב 210 .חומצות אמיניות.
ד .אי אפשר לדעת את מספר החומצות האמיניות.
.7
מבנה החלבונים בתאי גוף האדם נקבע על ידי: א .האנזימים המופרשים במערכת העיכול. ב .החלבונים המרכיבים את מזונו. ג .חומצות האמינו הנספגות לדם. ד .המידע ב– DNAבתאי גופו.
.8
ביצורים רב תאיים קיימת התמחות של תאים לרקמות שונות .התמחות זו: א .מלווה בירידה בכושרם של התאים להתקיים כיחידות עצמאיות. ב .מלווה בעלייה בכושרם של התאים להתחלק. ג .התאפשרה הודות להופעת אנזימים המזרזים תהליכים בתא. ד .אפשרה ליצורים להשתחרר מהצורך באנרגיה המופקת במיטוכונדריה.
.9
פגיעה בקשירת – RNAמעביר ( )t-RNAלריבוזום תעכב (בשלב הראשון) את היצירה של: א.
.DNA
ב – RNA .שליח (.)m-RNA
ג.
– RNAמעביר (.)t-RNA
ד .חלבון.
.10מה נבנה ישירות על תבנית של גדיל ?DNA א DNA .בלבד. ב .חלבון בלבד
ב RNA .בלבד. ד .גם DNAוגם .RNA
מוטציות .1איזה סוג של מוטציה התרחשה בדוגמה שלפניך
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
19
א .מוטציה נקודתית -החסרה של בסיס חנקני ב .מוטציה נקודתית -החלפה של בסיס חנקני ג .מוטציה נקודתית -הוספה של בסיס חנקני ד .מוטציה כרומוזומלית של היפוך קטע מכרומוזום .2לאיזו מוטציה בגן לחלבון יש סיכוי להיות חמורה יותר ואולי לגרום לשינוי במבנה החלבון ? א .החלפה של בסיס חנקני מכיון שהיא עלולה לגרום להחלפה של חומצה אמינית בחלבון ב .הוספה של בסיס חנקני מכיון שכל מסגרת הקריאה משתנה ובעקבותיה רצף חומצות האמיניות בחלבון ג .הושמטה של בסיס חנקני מכיון שכל מסגרת הקריאה משתנה ובעקבותיה רצף חומצות האמיניות בחלבון ד .תשובות ב-ו -ג נכונות .3מהו המשפט הנכון בקשר למוטציות ? א .כל שינוי ברמת ה DNAיתבטא בחלבון ב .כל מוטציה נקודתית תתבטא בחלבון ג .רוב המוטציות מזיקות לאורגניזם ד .ישנן מוטציות שלא יתבטאו בחלבון .11באיזו מוטציה יתקבל חלבון קצר מהרגיל? א .במקרה של שינוי שיגרום לקוד של הפסקת התרגום ב .במקרה של הוספת קודון סיום ג .במקרה של מוטציה כרומוזומלית של הכפלת הכרומוזום ד .במקרה של שגיאה בהפרדות הכרומוזומים .12הסיכוי למוטציה לשרוד : א .מותנה בכך שהמוטציה תהיה קודומיננטית. ב .מותנה בכך שהמוטציה תהיה רצסיבית. ג .אינו תלוי בסביבה שבה חי האורגניזם בעל המוטציה. ד .תלוי בסביבה שבה חי האורגניזם בעל המוטציה. .13מוטציה שחלה בתאי הגוף ולא בתאי הרבייה ( גמטות ) של בעל-חיים ,עשויה: א .לעבור רק לצאצאים ממין נקבה.
ג .להתבטא רק בפרט שבו נוצרה.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
20 ב .לעבור רק לצאצאים ממין זכר.
ד .להתבטא רק בצאצאיו של הפרט שבו נוצרה.
.14מוטציות ב DNA -הנמצא במיטוכונדריה : א .אינן מועברות לצאצאים מאף אחד מההורים. ב .מועברות לצאצאים מהאם בלבד. ג .מועברות לצאצאים מהאב בלבד. ד .מועברות לצאצאים הן מהאב והן מהאם. .15בגן האחראי ליצירת חלבון Xבחיידקים התרחשה מוטציה של החלפת בסיס אחד בבסיס אחר .מה יקרה ל- mRNAולחלבון Xבתאים של הצאצאים המוטנטים? א .ה m-RNA -לא יוכל להקשר לריבוזומים ,ולכן לא תתקיים סינתזה של החלבון. ב .ב m-RNA -יוחלף בסיס אחד בבסיס אחר ,אך מנגנון התיקון יפעל ,ולכן החלבון יהיה תקין. ג .ב m-RNA -יוחלף בסיס אחד בבסיס אחר ,וייתכן שבחלבון תוחלף חומצה אמינית אחת באחרת. ד .ב m-RNA -יוחלף בסיס אחד בבסיס אחר ,ובחלבון תמיד תוחלף חומצה אמינית אחת באחרת. .16מה מבין הבאים נחשב למוטגן – גורם למוטציות? א .קרינת השמש ,שחיה בים ב .חשיפה לשמש ,חומרים רדיואקטיביים ,אכילת בשר ג .שתיית מי ברז ,עישון סיגריות ד .חשיפה לאזבסט ,קרינת רנטגן ,קרינת U.V .17הליקוי התורשתי ,אשר נקרא "תסמונת דאון" ,נגרם על ידי נוכחות שלושה כרומוזומים מספר ,21 במקום שניים בלבד באדם הנורמאלי .מצב כרומוזומלי זה ,מקורו ב - א .אי הפרדה בין שני כרומוזומים הומולוגיים במיוזה. ב .היווצרות לא נורמאלית של המחיצה בין שני גרעיני התא במיוזה. ג .מוטציה שנגרמה על ידי קרינה רדיואקטיבית בתא ביצה. ד .טעות בהכפלה של ה – . DNA
תורשה מנדלית
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
21 .1קביעת הזוויג נעשית באופן דומה אצל כל היונקים .בתאי הגוף של עכבר הבית יש 40כרומוזומים .כמה אוטוזומים ( כרומוזומים שאינם כרומוזומי זוויג ) יש בתא זרע של עכבר הבית ? א 40 .
ב.
ג 38 .
20
ד 19 .
.2אצל שלישייה נמצאו סוגי הדם האלה . O ,AB , B :מהו הגנוטיפ של הורי השלישייה ? א IA Io.
IB Io ,
ב IAIA, IBIo .
ג IAIo, IBIB . ד IAIB , IoIo .
.3תכונת הננסות באפונה עוברת בתורשה .נערך ניסוי בשני צמחי אפונה ננסיים מגזע טהור .צמח א' גבה בעקבות טיפול בהורמון צמיחה ,וצמח ב' לא קיבל כל טיפול. לאחר הכלאה בין צמח א' – שעבר טיפול ,לבין צמח ב' – שלא עבר טיפול ,נמצא כי הצאצאים היו: א .כולם גבוהים.
ג 1/2 .גבוהים ו 1/2 -ננסיים .
ב 3/4 .גבוהים ו 1/4 -ננסיים .
ד .כולם ננסיים .
.4בהשוואה בין צאצאים של בני-דודים לבין צאצאים של זוגות שאין ביניהם קירבת משפחה ,סביר להניח שבַּ גֶנֹום של צאצאי בני-הדודים יהיו: א .יותר גנים במצב הומוזיגוטי.
ג .יותר ְּפ ַרטים בעלי מוטציות חדשות.
ב .פחות גנים במצב הומוזיגוטי.
ד .יתור תאומים.
.5צמח תירס לבקן ( אלבינו ) הוא חסר כלורופיל ,ולכן אינו מסוגל לבצע פוטוסינתזה .בכל זאת ממשיכים להופיע באוכלוסיה צמחי תירס לבקנים .הסיבה לכך היא: א .צמחים לבקנים הופכים ירוקים באור השמש. ב .בצמחים לבקנים יש האבקה עצמית. ג .צמחים לבקנים מסוגלים להתקיים באדמה עשירה בחומרים אורגאניים. ד .צמחים ירוקים עשויים לשאת אלל ללבקנות.
תורשה רפואה וחברה .1לצורך הדברת חרקים מזיקים בודד גן לעמידות מצמחים העמידים בפני חרקים אלה .מהו סדר הפעולות שיש לבצע כדי לבדוק אם הגן שבודד מקנה עמידות זו לצמח ממין אחר? א .חיבור הגן לפסמיד ,בדיקת התבטאות הגן ,החדרת הפלסמיד לתא צמח מהמין האחר. ב .חיבור הגן לפסמיד ,החדרת הפלסמיד לתא צמח מהמין האחר ,בדיקת התבטאות הגן. ג .החדרת הפלסמיד לתא צמח מהמין האחר ,בדיקת התבטאות הגן ,חיבור הגן לפסמיד . ד .החדרת הפלסמיד לתא צמח מהמין האחר ,חיבור הגן לפסמיד ,בדיקת התבטאות הגן. .2מהו החיסרון של הנדסה גנטית?
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
22 א.הפצת גנים באופן בלתי מבוקר לאורגניזמים שונים ב .הקניית עמידות למזיקים לצמחי מאכל ג .שיפור ייבול צמחי מאכל ד .ייצור חלבונים והורמונים הומניים ע"י חיידקים .3מהו פרויקט הגנום ? א .גילוי רצף הגנים המצוי ב DNAשל האדם. ב .גילוי רצף הגנים הגורמים למחלות גנטיות. ג .גילוי רצף החלבונים הנוצרים באדם. ד .ריפוי גנטי של מחלות תורשתיות. .4שיבוט תאים הוא היכולת של התאים להתרבות א .בצורה של מיטוזה שבה מתקבלים תאים זהים לתא המקור. ב .בצורה של מיוזה שבא מתקבלים תאים שונים מהמקור. ג .בצורה של מיוזה ומיטוזה. ד .באופן מלאכותי ע"י מתן של הורמונים מסוימים. .5במה שונה התרבות של תאי גוף משיבוט של עוברים ? א .אין הבדל עקרוני ביניהם. ב .התרבות של תאי גוף אינה דורשת מעורבות חיצונית. ג .שיבוט של עוברים מחייב הפריה חיצונית של תא זרע עם תא ביצה. ד .שיבוט של עובר מחייב התערבות חיצונית ,הכנסת גרעין דיפלואידי לתא ביצית שהוצא ממנו הגרעין. .6בשיבוט של הכבשה דולי השתתפו 3כבשים :כבשה תורמת ביצית ,כבשה תורמת תא גוף וכבשה פונדקאית .למי מהן הכבשה דולי הייתה זהה ל א.
לכבשה תורמת הביצית.
ב.
לכבשה תורמת תא גוף.
ג.
לכבשה הפונדקאית.
ד.
דולי ירשה תכונות משלושת הכבשים שתרמו את חלקם להבאתה לעולם.
.7שימוש בשיטה של הנדסה גנטית מאפשר א .להעביר גנים בין אורגניזמים ממשפחות שונות. ב .להעביר גנים בין יצורים שונים. ג .לרפא גנים פגומים באורגניזם. ד .שיבוט של יצורים חדשים. .8
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
23 .1
חילופי הגזים בריאות נעשים דרך קרומי השלפוחיות .יש כ – 14מיליארד שלפוחיות .האם ניתן לבצע חילופי גזים אלה ביעילות אם הריאה הייתה בנויה כשק אחד גדול באותו נפח? ככל שנפח הריאות מחולק ליותר שלפוחיות ,כך עולה היחס של שטח הפנים לנפח (הנפח אינו משתנה) ויחד איתו עולה יעילות תהליך מעבר הגזים.
.2
הבא דוגמאות של מבנים מעולם החי של הגדלת שטח פנים. מבנה הזימים בדג – שערות הזימים מגדילות את שטח המגע עם המים מהם מגיע החמצן לדג. בצינור העיכול -במעי הדק דופן המעי בנוי מקיפולים רבים המגדילים את שטח ספיגת המזון המפורק מן המעי אל הדם. מערות האף -הפיתולים במערות מגדילים את שטח המגע של האוויר הנשאף עם הריסים המבצעים סינון .בגלל ריבוי כלי הדם באף מתחמם האוויר העובר דרכו כך שהאוויר המגיע לקנה הנשימה הוא בטמפרטורה של 35 מעלות צלסיוס ,חלל מערות האף מצופה ברירית ,המעבירה לחות לאוויר .האוויר העובר בפיתולים באף המגיע לקנה הנשימה הוא רווי בלחות. במיטוכונדריה -הקרומים עליהם נמצאים אנזימי הנשימה מפותלים ובעלי שטח פנים גדול מאוד. בכלורופלסט -הקרומים של התילקואידים עליהם נמצאים חלק מאנזימי הפוטוסינתזה ,מגדילים את השטח עליו מתבצעים שלבי התהליך. הרשת האנדופלסמתית -מאפשרת מידור תוך תאי למגוון של תהליכים בתא.
.3
תן דוגמא של התאמה בין צורת תא ,מבנהו ותפקידו תא דם אדום תפקידו העברת חמצן אל התאים .מבנהו – קטן ,פחוס ,מסוגל לעבור בקלות דרך נימי הדם ,במעבר דרך נימי הדם ,תאי הדם האדומים נדחסים ונצמדים לדופן הנימה בצורה שמגדילה את שטח המגע ביניהם. תא הדם האדום מכיל המוגלובין שהוא חלבון בעל זיקה גבוהה לחמצן כשהחמצן נמצא בריכוז גבוה והפוך, תא הדם האדום הוא חסר גרעין ,יש הסוברים שהיעדרו של הגרעין "מפנה" מקום להמוגלובין וכך מגביר את יעילות נשיאת החמצן אל התאים.
.4
התאים הגדלים בתרבית רקמה אינם מצויים בגופו של יצור חי .מדוע בכל זאת נכון לומר שהתאים בתרבית הם תאים חיים? היותם של התאים חיים נקבעת לפי סימני החיים שהם מראים :הם מקיימים חילוף חומרים הסביבה מ(ספקים לתאים מזון ) ,הם נושמים -יוצרים אנרגיה ,פולטים פסולת לסביבה ,מגיבים לסביבה ,מתרבים ואף מתים.
.5
הסבר באופן ברור את שני המשפטים הבאים א .הסבר מדוע העברת התא צמחי מתמיסה מרוכזת למים מזוקקים ,לא תפגע בחדירות קרום התא, ואילו בתא אנימלי אותו תהליך יפגע בחדירות קרום התא . בתא צמח יש בנוסף לקרום גם דופן .דופן התא קשיח יחסית ולא מאפשר למים הנכנסים לתא באוסמוזה להגדיל את נפח התא לכן הקרום לא יתפוצץ ולא ינזק .לעומת זאת תא בעל חיים יתפוצץ במעבר לתמיסה היפו טונית וכשהקרום נקרע נפגע תפקודו.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
24 ב .היונקות הם התאים החיצוניים של השורש בצמח ,היוצרים שלוחות קטנות עם שטח פנים גדול מאוד לקליטת המים. יכולת הצמחים לחיות בתנאי יובש ומליחות מותנית ישירות ב :לחץ האוסמוטי הנוצר ביונקות. היונקות מגדילות את שטח המגע של השורשים עם המים .ככל שיש יותר יונקות קליטת המים ע"י השורשים גדלה. הצמח קולט מים באוסמוזה מהמים בקרקע .כאשר ריכוז המומסים בצמח יהיה גדול מריכוז המומסים בקרקע מים יחדרו לצמח .באדמות מלוחות חלק גדול מהצמחים לא יצליח לחיות כיוון שלא יצליח לקלוט מים באוסמוזה מהקרקע. בצמחים המותאמים לתנאים חיים של קרקע מלוחה נמצא בתאי היונקות שלהם לחץ אוסמוטי גבוה מאוד. בצמחים שלאין בתאי היונקות שלהם לחץ אוסמוטי גבוה ,תתרחש בתאים שלו פלסמוליזה -מים יצאו מתאי היונקות ,הצמח מאבד מים והוא עלול לנבול ולהתייבש(.הצמח נראה נבול ,במיקרוסקופ ,תאים שעברו פלסמוליזה ניתן להבחין בקרום התא שניתק מהדופן) .צמח שהתייבש חלקית ניתן ל"הצילו" ע"י השקייתו במים .במצב זה התאים שלו יעברו דפלסמוליזה תהליך בו תא במצב פלסמוליזה קולט מים ונפח התא שלו גדל, לחץ הטורגור בתאים גדל והצמח עובר ממצב של כמישה זמנית למצב רגיל.
.6
לפניך שתי עקומות המתארות סינתזה של שני חומרים בתא חיידק בעקבות העברתו למצע גידול המכיל לקטוז. החומרים הם RNA :שליח לאנזים לפרוק לקטוז ,והאנזים לפרוק לקטוז .איזה עקום שייך לכל אחד מהחומרים?
כמות חומר
א
ב
זמן הוספת לקטוז
נמק חומר א הוא RNAשליח וחומר ב הוא האנזים כיוון שהאנזים שהוא חלבון נבנה לפי המידע הכתוב ב RNA שליח ולכן ה RNAנוצר לפני החלבון. .7
לפניך שושלת המתארת מחלה תורשתית נדירה הנקראת תסמונת ֶמ ְרפֶ ן .המחלה מתבטאת בבעיות בשלד ,בלב ובאיברים אחרים.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
25
א .מבין ארבע דרכי ההורשה האלה -דומיננטית ,דומיננטית אחוזה במין ,רצסיבית ,רצסיבית אחוזה במין -קבע מהו אופן ההורשה של מחלה זו .הסבר כיצד קבעת זאת 8( .נקודות) ב .אילו אנשים במשפחה הם בוודאות הטרוזיגוטים לגן האחראי למחלה? נמק 4( .נקודות) ג .האם יש בשושלת המוצגת פרט שהוא בוודאות הומוזיגוט לאלל הדומיננטי? נמק 4(.נקודות) א .מדובר בהורשה דומיננטית אוטוזומית. הסבר :המחלה דומיננטית כי לזוג ששניהם חולים (פרטים 5ו )6-יש בן בריא (פרט .)3מצב זה אפשרי רק אם המחלה דומיננטית ,ואז שני ההורים הם הטרוזיגוטים ,והבן קיבל מכל אחד מהם אלל רצסיבי. (לא מדובר בהורשה אחוזה במין ,משום שלאם בריאה (פרט )1יש בן חולה (פרט .)5 או :לא מדובר בהורשה אחוזה במין ,כי יש זכרים ונקבות חולים בכל דור. הערות :אי אפשר לנמק על פי היחסים המספריים ,כי שושלת משפחתית אינה מדגם גדול ומייצג!!! חייבים לציין את מספר הפרט שעליו מסתמכים!! ב .הפרטים שהם הטרוזיגוטים בוודאות: פרט – 2יש לו בת בריאה ולכן חייב להעביר לה a פרט – 4אמו בריאה (פרט )1מקבל ממנה aובתו בריאה (פרט – ) 9ולכן מכיל aבאופן רצסיבי. פרט – 5אמו בריאה ( )1מקבל aובנו בריא ( – ) 13מעביר .a פרט – 6בנה בריא (פרט – ) 13מעבירה את האלל .a פרט – 8אביו בריא (פרט ,)3העביר לו . a פרט – 10אביו בריא (פרט , )3העביר לו . a הערה :תלמיד שציין ארבעה פרטים ונימק נכון ,יקבל את מלוא הנקודות. ג .אין בשושלת זו פרטים שהם בבירור הומוזיגוטים דומיננטיים .רק פרטים 11ו 12-עשויים להיות הומוזיגוטים דומיננטיים ,אך הם גם עשויים להיות הטרוזיגוטים כי הוריהם הטרוזיגוטים. .8
שיטות ההנדסה הגנטית אפשרו לעבור את מחסום המינים .מה במבנה האורגניזמים אפשר זאת? העובדה שמבנה ה DNAמשותף לכל האורגניזמים החיים ,צמחים ,בעלי חיים ,ומיקרואורגניזמים אפשרה לעבור את מחסום המינים.
.9
א .תעתוק מהופך נמצא בוירוסים מסוג .RNAהסבר מהוא תהליך תעתוק ,ומהו תעתוק במהופך. במה שונה תהליך התעתוק באוקריוטים לעומת פרוקריוטים?
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
26 תהליך התעתוק הוא תהליך יצירת ה mRNA-מ . DNAבוירוסים מסוימים ה RNA-משמש כחומר הגנטי ולפיו נוצר DNAבעזרת האנזים REVERSE TRANSCRIPRASהליך התעתוק ההפוך הוא יצירת DNAמ- . RNAההבדל בין אוקריוטים לפרוקריוטים ביצירת RNAהוא שבפרוקריוטים אין תהליך עיבוד/שחבור לאחר יצירת ה mRNA-ובאוקריוטים יש ,כמו כן באאוקריוטים התעתוק נעשה בגרעין ואלו בפרוקריוטים בציטופלסמה. א .בוירוסים שבהם יש תהליך תעתוק מהופך ,מוצאים מספר גדול של שינויים גנטיים -מוטציות. מה ההסבר לכך בוירוסים בעלי תעתוק מהופך אחוז המוטציות גבוה מאוד לעומת וירוסים בהם יש תהליך שכפול ה DNAרגיל( .לא להתייחס ליצור שנקרא וירוס אלא לתהליכים המדוברים) .תן שתי סיבות. RNAהיא מולקולה חד גדילית לכן אין זוגות של נוקלאוטידים השומרים על מבנה קבוע כמו ב .DNAלכן הסיכוי לשינוי בנוקלאוטידים גדול יותר כאשר המידע נשמר במולוקולה מסוג .RNA כאשר המידע הגנטי שמור ב RNAיש בנית DNAלפי ה RNAואחר כך מה DNAשנוצר ,בניית RNAבכל פעם שיש תעתוק זה מגביר את הסיכוי לטעות.
.10הסבר את חשיבות תהליך המיוזה לכל היצורים האאוקריוטים (התייחס לשני גורמים עיקריים) 8( .נקודות) חשיבות תהליך המיוזה: א.
חלוקת הפחתה לחצי ממספר הכרומוזומים כך שבהפריה ישמר מספר קבוע של כרומוזומים למין לאורך הדורות( .ללא חלוקת הפחתה היה מוכפל כל פעם מספר הכרומוזומים)
ב.
ערבוב החומר הגנטי דבר המעלה את השונות הגנטית בתוך המין .דבר זה מעלה את הסיכוי של המין לשרוד לאורך האבולוציה.
.11לפניך שושלת של משפחה. מקרא: זכר בעל סוג דם
.Rh+
נקבה בעלת סוג דם .Rh+ זכר בעל סוג דם .Rh- נקבה בעלת סוג דם .Rh-
1
2
האלל לסוג דם Rh+דומיננטי על האלל לסוג דם .Rh- א .לבני הזוג המסומנים בשושלת במספרים 1ו 2-אין עדיין ילדים. מהי ההסתברות ששניהם הטרוזיגוטים לאלל לסוג דם ?Rhנמק את תשובתך6( .נקודות) ההסתברות של כל אחד מבני הזוג להיות הטרוזיגוט היא 2/3ולכן הסיכוי של שניהם הוא .4/9 רואים שהם פנוטיפ דומיננטי לכן ברור שהם לא הומוזיגוטים רצסיביים ,לכן יש אפשרות שהם הומוזיגוטים דומיננטיים 1/3 =,ויש סיכוי שהם הטרוזיגוטים שהיא 2/3 ב .נניח שלבני הזוג 1ו 2-נולדה בת שסוג הדם שלה הוא .Rh-
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
27 האם מידע זה משנה את ההסתברות לכך ששני בני הזוג הם הטרוזיגוטים? הסבר.
( 6נקודות)
כאשר נולדה להם בת שהיא הומוזיגוטית רסציבית ברור כי שניהם הטרוזיגוטים ולכן זה משנה את ההסתברות ל 100%שהם הטרוזיגוטים. .12פטרייה מסוימת יכולה לגדול על מצע המכיל אחד משלושת החומרים האלו :אורניטין ,ציטרולין וארגנין .פטרייה זו יכוה להפוך אורניטין לציטרולין ,וציטרולין לארגנין ,כפי שמתואר באיור שלפניך: גן A
גן B
אנזים A אורניטין
אנזים B ארגנין
ציטרולין
אחרי חשיפה לחומר מוטגני ,פטרייה זו גדלה רק על מצע המכיל או ציטרולין או ארגנין .באיזה גן חלה מוטציה? בגן .A .13איזה מנגנון ,נוסף למוטציות ,הוא חלק חשוב בתהליך האבולוציה? הסבר את חשיבותו רקומבינציה היא תהליך המתרחש בתא דיפלואידי שבו נוצר צירוף של אללים או של כרומוזומים שלא היה בדור הקודם .הצירופים הגנטיים החדשים ,מתבטאים בצאצאים. .14חוקר זיהה את רצפי הבסיסים בגן הקובע את חוסר הרגישות של אבובית הנפרון להורמון .ADH תאר שתי מוטציות בגן שלא יתבטאו בחלבון שייבנה על פי גן זה. מוטציות שיתרחשו באינטרונים ובאזור הבקרה. .15לאחרונה פורסם שמדענים שכפלו כבשה על ידי השתלת גרעין של תא עטין בתא ביצה שגרעינו הורחק .כבר בשנות השבעים נערכו ניסויים דומים ,אם כי לא ביונקים .חוקר בשם גורדון ערך סדרת ניסויים בצפרדעים .בניסויים אלה הוציא גורדון תאי ביצה בלתי מופרים מגופה של צפרדע ,הרס את הגרעין שבהם ,ובמקומו השתיל גרעין שנלקח מתאי רקמת מעי או עור של צפרדע בו גרת ,כלומר מתאים שעברו התמיינות והם בעלי תפקיד מוגדר .גורדון חזר על הניסויים מספר גדול מאוד של פעמים .בחלק מהמקרים התפתחה צפרדע בוגרת נורמלית מתא ביצה שהושתל בו גרעין מתא רקמה שעברה התמיינות. א .מהי המסקנה העיקרית מן העובדה שגורדון הצליח לגרום להתפתחות צפרדע בוגרת מתא שהכיל גרעין של תא מעי או של תא עור? ()6 המסקנה העיקרית מניסוי גורדון היא שבכל תא בגוף של אורגניזם יש את כל המידע הגנטי של היצור כולו. תא מעי או עור שעבר התמיינות מגרעינו נוצרה צפרדע .מכאן שהיה בתא כל המידע הגנטי לכל תא בגוף הצפרדע. נניח שבצפרדעים התכונה לצבע עור כהה דומיננטית על תכונה לצבע עור בהיר .במקרה זה אפשר לערוך ניסוי נוסף :להשתיל גרעין שנלקח מתא מעי של צפרדע בהירת עור ,בתא ביצה בלתי מופרה שגרעינו נהרס ,ואשר נלקח מצפרדע כהת עור מזן טהור. ב .אילו תוצאות של הניסוי של הניסוי הנוסף יתמכו במסקנה מן הניסוי של גורדון ? ()7 © בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
28 אם התוצאות הניסוי יראו צפרדע בהירת עור זה יוכיח שוב שהצפרדע התפתחה מגרעין תא עור או מעי של צפרדע בהירה והגרעין בביצית אמנם נהרס. ג .היו חוקרים שטענו שיתכן שבחלק מן המקרים בניסוי של גורדון לא נהרס גרעין תא הביצה ,והצפרדע שהתפתחה היא תוצאה של איחוד של חלק מן הגרעין המושתל עם גרעין תא הביצה .האם יכולות תוצאות הניסוי הנוסף להפריך טענה זאת ? נמק)7( . התוצאות יכולות להפריך טענה זאת כיוון שצבע עור בהיר רסציבי על כהה ,ולכן אם נוצרה צפרדע בהירת עור ,זה מוכיח שהיא נוצרה מהמידע הגנטי המלא בתא עור של צפרדע בהירה ,וזה לא איחוד של תא ביצית עם מידע לעור כהה ותא עור עם מידע לעור בהיר. ד .גורדון גדל צפרדעים בוגרות מתאי ביצה שהושתלו בהם גרעינים שנלקחו מתאי מעי .האם תצפה למצוא אנזים עיכול בתאי העור של צפרדעים אלה? נמק)7( . לא אצפה לאנזים של מעי בתא עור כיוון שהתאים עברו התמינות ויצרו את הרקמות של גוף הלטאה .בכל תא ישנם אזורים ב DNAשעוברים תעתוק ויוצרים M-RNAוחלבון ואזורים אחרים משותקים .התא עור לא באים לידי ביטוי חלבוני מעי כיוון שמידע זה מושתק. ה .האם תצפה למצוא בתאי עור אלה RNAשליח לייצר אנזים עיכול? נמק)6( . לא אצפה למצוא M-RNAלאנזים מעי בתא עור כיוון שהמידע ליצירת חלבוני מעי מושתק בתאי עור.
גוף האדם בדגש הומאוסטזיס מבט על נושא זה נבחר כמייצג את רמת האורגניזם הרב -תאי השלם בשל היותו רלוונטי לתלמיד ,מאפשר מודעות לבריאות וחולי ומעורר עניין ,סקרנות והתלהבות. מיקוד ההוראה יהיה סביב רעיון ההומיאוסטזיס ,כאחד הרעיונות המרכזיים בהבנת הביולוגיה. האדם ,ככל יצור חי ,פועל כישות שלמה .ישות זו מורכבת מחלקים ומרכיבים רבים ,אך הגוף השלם בכל אורגניזם ,הפועל כיחידה אחת ,הוא הרבה יותר מסכום חלקיו .בתכנית לימודים זו גוף האדם מייצג את עקרונות המבנה והתפקוד המאפיינים אורגניזם רב-תאי ורב -מערכתי . גוף האדם מופרד מן הסביבה ,מקיים בתוכו סביבה יציבה ,אך מקיים עם הסביבה החיצונית יחסי גומלין ותקשורת ,הכוללים קליטת מידע ,עיבודו ותגובה עליו. לצורך קיומו ,גדילתו והתפתחותו ,זקוק הגוף החי לחומרים ולאנרגיה .הוא קולט חומרים מן הסביבה ,מפיק מהם אנרגיה ,משתמש בחומרים לבניין גופו ומפריש חומרי פסולת אל הסביבה .הגוף בנוי מתאים רבים המאורגנים ברקמות ,שמהן בנויים איברים ומערכות איברים. בגוף מתקיימת סביבה פנימית השונה מן הסביבה החיצונית ונשמרת יציבה בגבולות מסוימים – הומאוסטזיס. ההומאוסטזיס מושג תוך השקעת אנרגיה בסיוע תקשורת בסביבה הפנימית ובעזרת מנגנוני בקרה ומשוב מגוונים ,הפועלים ברמות ארגון שונות. התפקוד הכולל של הגוף ,כיישות אחת שלמה ,מותנה בתיאום ובוויסות של כל הפעילויות המתרחשות בו . בתכנית זו האדם מייצג את רמת הארגון האורגניזם השלם ,אולם חשוב בהקשר זה להתייחס גם אל ייחודו של האדם ואחריותו לסביבה ולעצמו. © בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
29
שינויים עיקריים: •
היקף נושא מערכת העיכול צומצם מכוון שנושא זה נלמד בכיתה ט'.
•
בנושא מערכת העצבים נוספו תכנים בנושא המוח ,לאור חשיבותו הגוברת של הנושא והעניין שהוא מעורר בקרב התלמידים.
•
נוספו תכנים בנושא מערכת הרבייה ,בשל חשיבות הנושא.
גוף האדם בדגש הומיאוסטזיס -מפרט תכנים ( 70-80שעות) רעיון /תופעה
מפרט תכנים
מונחים ומושגים נוספים
גוף האדם -מבט על גוף האדם בנוי מתאים 6-4( ,שעות) רקמות ,איברים • גוף האדם בנוי ממערכות ומערכות. הפועלות תוך וויסות ותיאום. התיאום והוויסות של פעולת המערכות בגוף התפקוד הכולל של האדם מתבצעים הגוף מותנה בתיאום באמצעות תקשורת ובוויסות כל הפעילויות בין המערכות ,שבה המתרחשות בו. משתתפות מערכת ההובלה ,מערכת האדם הוא יצור רב- העצבים והמערכת תאי ,הוא מופרד מן ההורמונלית. הסביבה ,מקיים עמה ,ATPאנרגיית חום, יחסי גומלין ושומר על • הסביבה הפנימית של גוף אנרגיה כימית זמינה, יציבה נשמרת האדם יציבה. סביבה פנימית נשימה תאית (ללא מסוימים בתחומים פירוט התהליכים). (הומיאוסטזיס). חילוף חומרים • העור ורקמות החיפוי הם מאפיין (מטבוליזם) הסביבה בין הגבולות קרום בררני ,אוסמוזה, חיים. יצורים הפנימית של הגוף לסביבה דיפוזיה ,העברה פעילה. בכל תא מתקיימים החיצונית. תהליכים להפקת אנרגיה זמינה. • יחסי הגומלין בין גוף האדם ובין סביבתו כוללים: התאים ,מהם בנוי גוף קליטת חומרים ואנרגיה, האדם ,מופרדים מן קליטת מידע ,הפרשת
הערות ,הסברים בנושא זה חשוב להדגיש את המבנה והתפקוד של גוף האדם כמייצג יצורים (אורגניזמים) רב- תאיים. בכל אחת מהמערכות יש להדגיש את ההיבטים/הרעיונות הבאים: • הומיאוסטזיס • חשיבות יחס שטח הפנים לנפח • קשר בין מבנה לתפקוד
מערכות הגוף מאפשרות תהליכי חילוף חומרים והפקת אנרגיה בתאי הגוף.
במעבר חומרים דרך קרום התא יש להדגיש יציאה וכניסה של חומרים. לימוד מעמיק של נושא קרום התא יעשה במסגרת לימוד הנושא: התא – מבנה ופעילות.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
30 הסביבה על ידי קרום בררני. בתוך התא קיימת סביבה פנימית שונה מסביבת הנוזל הבין- תאי.
חומרים ופליטת חום.
• האדם ,ככל יצור חי ,זקוק לחומרים לבניית הגוף ולהפקת אנרגיה. • תהליכים של חילוף חומרים (מטבוליזם) נעשים בתאי הגוף בסיוע של אנזימים המשמשים כזרזים ביולוגים. • קרום התא מאפשר/מונע מעבר של חומרים דרכו. הודות לתכונה זו נשמרת בתוך התא סביבה פנימית שונה מהסביבה החיצונית.
המערכות השונות בגוף מערכות בגוף מאפשרות קיומם של מערכת העיכול ( 3-2שעות) תהליכים פיזיולוגים. • מיקום ,התאמה בין מבנה לתפקוד במערכת העיכול מתקיים תהליך • עיכול מזון וספיגת מזון אל מערכת ההובלה פרוק/ספיגה של מזון המהווה מקור לחומרים לבניה ולהפקת אנרגיה.
פרוק מכני ,פרוק כימי, ספיגה.
מערכת הנשימה ( 7-5שעות) בית החזה ,נאדיות במערכת הנשימה מתקיים חילוף גזים בין • מיקום ,התאמה בין מבנה הריאה ,סמפונות, סרעפת ,קנה נשימה, הסביבה החיצונית לתפקוד • חילוף גזים (חמצן ו )CO2-ריאות ,שרירים בין- לסביבה הפנימית של צלעיים. הגוף. עם הסביבה לחץ אוויר ,נשיפה ,קצב • ויסות קצב הנשימה. נשימה ,שאיפה. • השפעת העישון וזיהום ,CO2חומצה פחמתית, האוויר על מערכת הנשימה מרכז הנשימה במוח. ניקוטין ,עטרןCO , מערכת הובלה מתווכת מערכת ההובלה אבי העורקים ,ורידים, ורידי הריאה ,חדר, בין הסביבה החיצונית ( 16-14שעות) טסיות דם (לוחיות דם), לסביבה הפנימית של • מערכת זרימה ותיווך כלי דם כליליים ,נוזל הגוף ,מקשרת בין חלקי המקשרת בין מערכות הדם (פלסמה) ,נימים, הגוף ומאפשרת מעבר שונות. עורקים ,עליה ,תאי דם חומרים ביניהם. • לב – מיקום ,התאמה בין אדומים ,תאי דם לבנים. מבנה לתפקוד דופק ,לחץ דם • כלי הדם – סוגים ,התאמה בין (דיאסטולי וסיסטולי), מבנה לתפקוד מחזור דם גדול ,מחזור דם קטן ,פעימת לב. • רקמת הדם -הרכב ברזל ,המוגלובין. ותפקוד.
נושא זה נלמד בכיתה ט' ,ולכן נדרשת התייחסות קצרה. זו דוגמה למערכת המקשרת בין סביבה פנימית לסביבה חיצונית. מצופה שהתלמידים ידעו היכן מתפרקים פחמימות ,חלבונים ושומנים.
יש להתייחס גם למנגנון (מכניזם) של פעולת הנשימה.
חשוב להדגיש כי מעבר חומרים מתרחש בין הנימים לנוזל הבין- תאי ולתאי הגוף. יש להתייחס למידת הקישור הגבוהה של החמצן להמוגלובין בסביבה עשירה בחמצן ולמידת הקישור הנמוכה בסביבה דלה בחמצן. אין צורך ללמד עקומת דיסוציאציה. קרישת דם היא תהליך רב שלבי
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
31 -
-
הובלת חמצן בדם :קישור להמוגלובין שבתאי דם אדומים. טסיות דם/לוחיות דם, הובלת CO2בדם :תגובה פיברין ,פיברינוגן. עם המים בפלסמה, המסה בפלסמה ,קישור להמוגלובין. הובלת חומרים. הסעת חום.
שמתחיל בשחרור חומר מהטסיות הפגועות ומסתיים בהפיכת חומר מסיס (פיברינוגן) לחומר לא מסיס (פיברין) .אין צורך להכיר את שלבי הביניים של התהליך. פרוט והרחבה על תפקוד הדם בהגנה על הגוף מופיע בנושא מערכת ההגנה.
• קרישת הדם כמנגנון למניעת איבוד דם. • • •
חריגות מהמצב ההומיאוסטטי ניתן לאבחן באמצעות בדיקות שונות.
• • •
•
במערכת ההפרשה מסולקים חומרי פסולת מהגוף.
חריגות מהמצב ההומיאוסטטי ניתן לאבחן באמצעות בדיקות שונות
הגנה :תאי דם לבנים אדרנלין ,נפח פעימה, ויסות קצב הלב. ויסות זרימת הדם לאברי קוצב לב ,קצב לב, תפוקת לב. גוף שונים. תגובה לגבהים ,ויסות יצור תאי אריתרופויטין ,קצב לב, דם אדומים קצב נשימה בדיקת דם ויסות טמפרטורת הגוף – גלוקוז ,המוגלובין, מנגנונים פיזיולוגיים כולסטרול ,ספירת דם, ומנגנונים התנהגותיים. בדיקת טמפרטורת הגוף הזעה, הומיותרמי/אנדותרמי, הסעת חום ,קצב חילוף חומרים (מטבוליזם) ,כלי דם היקפיים ,קוטר כלי דם ,רעידות
מערכת הפרשה ( 6-5שעות) כליה ,נפרון ,ספיגה חוזרת ,שלפוחית שתן, • מיקום • הכליה כאיבר הומאוסטטי .שתן ,שתנן ,תסנין. תפקודים עיקריים: • סילוק חומרי פסולת הנוצריםהזעה ,התייבשות ,מאזן בתאים וסילוק רעלים ממקורמים תקין ,נפח השתן וריכוזו.ADH , חיצוני. • ויסות מאזן מים ,מלחים וחומרים חיוניים אחרים. גלוקוז ,חלבון • בדיקת שתן
מערכות ההגנה לגוף מערכות הגנה המונעות חדירת גורמים ( 10-8שעות) זרים ומערכות המזהות • תגובה לא ייחודית גורמים שחדרו לגוף • אברים ,תאים. ומגיבות אליהם. • דלקת ,סימנים חיצוניים חומר זר (אנטיגן) או של דלקת אורגניזם זר ,החודר • תגובה חיסונית ייחודית לסביבה הפנימית,
חשוב שהתלמידים יבינו את עיקרון הוויסות של זרימת הדם במצבי פעילות שונים .אין צורך להסביר את מנגנוני הוויסות.
אין צורך לפרט את המבנה האנטומי של הכליה. ספיגה חוזרת מתרחשת בתהליכים סבילים (פסיביים), לדוגמה ספיגת מים ,ובתהליכים פעילים (אקטיביים) ,לדוגמה ספיגת גלוקוז. מומלץ להתייחס לעקרונות הפעולה של כליה מלאכותית (דיפוזיה והגדלת שטח הפנים).
דלקת -תהליך המגביר הגעת תאי דלקת (זיהומית), מערכת החיסון לאזור הפגוע. דמעות ,מוגלה ,עור, פגוציטים (תאים סימנים הנראים לעין :חום, שערות , ריסים בלעניים), אדמומיות ,כאב ונפיחות. ריריות יש לציין שקיימים לימפוציטים מסוגים שונים .חלקם מעורב אנטיגן ,דחיית שתל,
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
32 עלול לגרום לשיבושים • הבחנה בין "עצמי" שונים הבאים לידי ביטוי ל"לא עצמי" (זר) במחלה. • זיכרון חיסוני • יצירת נוגדנים • חיסון :חיסון סביל, חיסון פעיל • קבוצות דם ()A,B,O ועירויי דם. מערכות תקשורת ,ויסות קליטת מידע ,עיבודו ותגובה עליו מאפיינים ותיאום מערכת העצבים יצור חי. ( 12-10שעות) • האדם קולט גירויים ואותות מהסביבה החיצונית מערכות העצבים וההורמונים משתתפות והפנימית ,באמצעות איברי בקליטת מידע ,עיבודו חוש ותאי חישה ,מעבד ומאפשרות ותגובה עליו אותם ומגיב עליהם תוך שמירה על תיאום בין המערכות ההומיאוסטזיס. והאיברים השונים. • מסלול העברת מידע :תאי חישה -תאי עצב תחושתיים -מערכת עצבים מרכזית – תאי עצב תנועתיים -תאי מטרה (שריר ,בלוטה). • תאי העצב (נוירונים) • התאמה בין מבנה לתפקוד. • העברת אותות בתאי עצב: אות חשמלי ,אות כימי • מעבר הגירוי העצבי בין תא עצב אחד לאחר ,או בין תא עצב לתא מטרה נעשה (בדרך כלל) כאות כימי בסינפסה. • •
•
• • • •
ביצירת נוגדנים .אין צורך להתייחס לסוגי לימפוציטים.
השתלת איברים ,חיסון טבעי ,חיסון מלאכותי, לימפוציטים ,נוגדן ,תא זיכרון ,תגובה ראשונית ,בסעיף חיסון יש להתייחס לאחריות האדם לבריאותו תגובה שניונית. ולסביבתו. תרומת דםRh ,
תאי חישה ,קולטנים (רצפטורים) ייחודיים.
תא עצב/נוירון ,אקסון, גוף התא ,דנדריטים. דחף עצבי, נוירוטרנסמיטר, סינפסה ,קולטן.
יש ללמד את הסעיף המתייחס לתאי חישה בעזרת דוגמאות מתאימות כמו: קליטת אותות מהסביבה הפנימית: רמת החומציות בדם. קליטת אותות מהסביבה החיצונית :קרינת אור. יש ללמד את עקרונות הפעולה של נוירוטרנסמיטרים בסינפסה (הפרשה ,העברה בסינפסה, קישור לקולטנים ייחודיים ,תגובה ופינוי נוירוטרנסמיטר) בעזרת דוגמה מתאימה. חלק גדול מהפעילויות ההומיאוסטטיות מווסתות בצורה לא רצונית. יש ללמד על אופן הפעולה של סמים בעזרת דוגמאות ,לפי בחירתו של המורה. יש להכיר את אופן הפעולה של אלכוהול על מערכת העצבים.
חשוב שהתלמיד ידע כי קליפת המוח הגדול אחראית לכל גזע המוח ,המוח הגדול ,התהליכים ההכרתיים שלנו: חשיבה ,למידה ,זיכרון ,שימוש המיספרות ,מוח בשפה ויכולת יצירה ,ובה נמצאים השדרה ,קליפה המוח מרכזים האחראים על הפעלת השרירים הרצוניים ומרכזים השפעת חומרים על מערכת רפלקס המעבדים מידע המגיע מאברי העצבים החושים. אלכוהול ,סמים ותרופות כחומרים המשנים תהליכים בסינפסות חשוב שהתלמיד ידע כי גזע המוח אחראי על שמירת הומיאוסטזיס (קצב לב ,לחץ דם ,וויסות מערכת העצבים המרכזית טמפרטורה ,ועוד) ובו נמצאים כמערכת מתאמת ומווסתת, מרכזים המבקרים את פעולת פעולות רצוניות ובלתי רצוניות. האיברים פנימיים כגון הלב המוח והראות. המוח הגדול כבנוי משתי המיספרות. על התלמיד לדעת כי ניתן למפות קליפת המוח ותפקודיה .מערכת עצבים את המוח לאזורים על פי תפקודי אוטונומית ,מערכת אזורים שונים בכל הגוף עליהם הם אחראים ,בליווי עצבים רצונית המיספרה אחראים על
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
33
מערכות העצבים וההורמונים משתתפות בקליטת מידע ,עיבודו ותגובה עליו ומאפשרות שמירה על ההומיאוסטזיס.
הכבד מסייע לתהליכים הומאוסטטים
מערכת הרבייה מאפשרת המשכיות של קיום המין על ידי העברת מידע תורשתי מדור לדור. רבייה מותנת בהגעת תאי זרע אל הביציות, הפריה ,והתפתחות העובר. תהליך הרבייה מוסדר
תפקודים שונים .חלק מהעיבוד החושי וכן העיבוד המוטורי מתבצע כך שצד שמאל של המוח שולט על החלק הימני של הגוף ולהיפך. • גודל מוח /קפלים בהשוואה למוח של בעלי חיים אחרים ומשמעות התופעה. • גזע המוח ותפקודיו. • שינוי עוצמת הקשר בין תאי העצב ומספר הסינפסות בתהליכי למידה וזיכרון. • מערכת העצבים ההיקפית ותפקודיה. המערכת ההורמונלית (מערכת הפרשה פנימית) ( 6-4שעות) • מערכת המווסתת פעילות מערכות שונות באמצעות הורמונים. • בלוטות הפרשה פנימית, מקומן ,תפקודן וההורמונים המופרשים על ידן: • לבלב -אינסולין • היפופיזה ADH -, LH ,FSH • שחלה -אסטרוגן ופרוגסטרון או אשך- טסטוסטרון • ויסות רמת הסוכר בדם הכבד ( 1שעה) • מיקום ותפקוד: • יצירת שתנן • אגירת פחמימות • נטרול רעלים מערכת הרבייה באדם ( 8-6שעות) • מיקום והתאמת מבנה לתפקוד
דוגמאות מתאימות. בנושא השוואת מוח בני אדם למוח של בעלי חיים אחרים ,יבחר המורה בעלי חיים על פי רצונו. אין צורך להכיר את ההבחנה בין המערכת הסימפתטית למערכת הפרה-סימפתטית. מומלץ להיעזר ביחידת לימוד בנושא המוח מאת אורה כהנא ובהמלצות מורים להוראת הנושא, קישור.
אדרנלין ,איבר מטרה, הורמונים ,משוב שלילי, קולטן. לבלב ,גליקוגן ,גלוקגון, אינסולין ,סוכרת.
יש ללמד על הגורמים השונים למחלת הסוכרת ,אך אין צורך ללמד על הבדלים בין סוכרת מסוג 1לסוכרת מסוג .2
אמוניה ,אלכוהול
לכבד תפקודים רבים .חובה להתייחס רק לאלו המופיעים בתכנית.
ניתן להתמקד במערכת הרבייה מערכת רבייה נקבית: חצוצרה (צינור הביציות) ,הזכרית או במערכת הרבייה הנקבית (בהקשר לאנטומיה נרתיק ,רחם ,שחלה, ובהקשר לוויסות ההורמונלי). תא ביצה (ביצית).
אסטרוגן ,פרוגסטרון, • ויסות הורמונלי של תהליכי ביוץ ,גופיף צהוב ,וסת, זקיק. רבייה באדם • הפרייה חוץ גופית.
הבלוטות וההורמונים המוזכרים להלן מופיעים בסילבוס גם בהקשר למערכות הרלוונטיות וניתן ללמד על פעילותם בהקשרים למערכות השונות.
מערכת רבייה זכרית: אשך ,ערמונית ,פין, צינור מוביל זרע ,תא זרע.
חובה להדגיש מאפיינים המופיעים בשתי המערכות :משוב שלילי; תפקודי היפופיזה ,ה ,FSH -וה- ;LHהשחלות/האשכים כאברי מטרה של ה ,FSH -וה,LH - וכאברים יוצרי גמטות ומפרישי הורמונים.
טסטוסטרון
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
34 באמצעות מנגנוני ויסות ותקשורת.
היפופיזה ,זיגוטה ,משוב יש להתייחס למאפייני תאי הרבייה (תא זרע ותא ביצית) ללא קשר שלילי.LH, FSH , למערכת הרבייה הנלמדת .מומלץ תא רבייה (גמטה) ללמד את שתי המערכות. הפרייה
מערכת העיכול .1אדם אכל מזון המכיל חלבונים ושומנים .לאחר עיכול המזון יספגו לדמו: א .חלבונים וגלוקוז. ב .חלבונים ,גליצרול וחומצות שומניות. ג .חומצות אמיניות ,גלוקוז וחומצות שומניות. ד .חומצות אמיניות ,חומצות שומניות וגליצרול. .2איזה מבין התפקידים הבאים אינו מתבצע על-ידי הכבד ? א .נטרול רעלים. ב .אגירה של עודפי ברזל הנקלטים לגוף. ג .יצירת מיץ המרה. ד .הפרשת אנזימי עיכול למערכת העיכול.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
35 .3ציין איזה מהמשפטים הבאים אינו נכון לגבי מערכת העיכול של האדם: א .פירוק חלבונים מתרחש בקיבה על-ידי החומצה ( )HClהמופרשת במיץ הקיבה. ב .פעילות העמילאז נפסקת בקיבה בגלל הסביבה החומצית שבה. ג .במערכת העיכול מתרחשת קליטה של ויטמינים ומינרלים לגוף. ד .פירוק שומנים מתרחש בתריסריון ובמעי-הדק. .4איזה רכיב מזון אינו עובר פירוק במערכת העיכול ? א .סוכרים ,פחמימות ,שומנים וחלבונים. ב .חד סוכרים ,דו סוכרים ,רב סוכרים. ג .חד סוכרים ,חלבונים ,מינרלים ומים. ד .חד סוכרים ,ויטמינים ,מינרלים ,מים.
.1אדם אכל ארוחה עשירה מאד בחלבונים. א.
כתוב מהם המקומות לאורך מערכת העיכול בהם מתפרק החלבון.
ב.
מה הם תוצרי הפרוק בכל אחד מהמקומות?
ג.
היכן וכיצד נספגים תוצרי הפירוק לתאים?
ד.
איזה שימוש יכולים לעשות התאים בחלבונים שמקורם מן המזון?
ה.
האם ניתן להחליף את הארוחה בהזרקה של חלבונים ישירות לתוך הדם? הסבר.
א .קיבה ,תריסריון ,מעי דק. ב .בקיבה :פירוק של מולקולות החלבון הארוכות לשרשרות קצרות (פפטונים) יותר. בתריסריון :פפטידים – חלקי פפטונים וחומצות אמיניות בודדות. במעי הדק :חומצות אמיניות בודדות. ג .תוצרי הפירוק נספגים במעי הדק רובם נספגים בדיפוזיה .חלקם בספיגה אקטיבית. ד .החלבונים יכולים לשמש ל :בנית קרומים ולבניית אנזימים. ה .אי אפשר להזריק חלבונים לדם משום ש: .1החלבונים לא יכולים לעבור את קרומי התאים בגלל גודלם. .2החלבונים מעלים את הלחץ האוסמוטי של הדם והתאים עשויים לאבד מים לנוזל הבינתאי, תתרחש בצקת (התאים בגוף יעברו יצטמקו). .3החלבונים הזרים יפעילו את מערכת החיסון ויוצרו נוגדנים נגדם. .2השלם את המלים החסרות: עמילאז מופרש בפה ומזרז פירוק של עמילן .פפסין מופרש בקיבה ומזרז פירוק של חלבונים. בפה מתרחש פירוק מכאני באמצעות השיניים ופירוק כימי באמצעות האנזימים. בתריסריון מתרחש פירוק כימי.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
36 יחידות מבנה של השומנים הן חומצות שומניות .יחידות המבנה של החלבונים הן חומצות אמיניות. בתריסריון נוסף אל המזון מיץ לבלב ,המכיל אנזימי עיכול. כאשר קיים בגוף מחסור בויטמינים ו/או מינרלים האדם מרגיש חלש ותפקודו נפגע. בתאים ובדם מתקיימת סביבה פנימית שבה נשמר בדרך-כלל ריכוז קבוע פחות או יותר של החומרים השונים .חלל מערכת העיכול זוהי סביבה חיצונית בתוך הסביבה הפנימית של הגוף. .3לפניך ציור המתאר את מערכת העיכול באדם. א .רשום ליד כל איבר את המספר המסמן אותו בתרשים:
לבלב ______- קיבה ____ - מעי דק ____ - ושט ____ - כבד ____ - מעי גס ____ - כיס מרה ____ - תריסריון ____ -
ב .היכן פעיל כל אחד משלושת האנזימים :עמילאז ,פפסין ,ליפאז. העמילאז פעיל היטב בסביבה נייטרלית (בעלת 7=PHבערך) .בקיבה הסביבה היא חומצית מאד ( )2=PHולכן העמילאז אינו פעיל /נהרס /עובר דנטורציה. ג .באיזה חלק של מערכת העיכול תהיה השפעת לוואי לחומר אנטיביוטי הנלקח כתרופה? הסבר מדוע? במעי הגס ,אוכלוסיית החיידקים החיה שם תפגע מהאנטיביוטיקה .בעקבות זאת יורגש מחסור זמני בויטמינים המיוצרים ע"י אותם החיידקים. .4
לפניך מתואר ניסוי בו הוכנסו למבחנות שונות חומרים שונים: שומן
ליפאז
מלחי מרה
1
+
+
+
2
+
+
-
מס .מבחנה
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
37 3
+
-
+
4
+
-
-
א .באילו מבין המבחנות יתרחש פירוק השומן ? הסבר. ב .מבין המבחנות שציינת ,האם יהיה הבדל במשך הזמן הדרוש לפירוק השומן ? הסבר מדוע. א .במבחנות 1ו 2 -יתרחש פירוק שומן ,הודות לפעולתו של האנזים ליפאז. ב .כן .במבחנה 1פירוק השומן יהיה מהיר יותר ,משום שמלחי המרה יוצרים מהשומנים תחליב ,וכך גדל שטח הפנים ביחס לנפח של השומן שבא במגע עם הליפאז המפרק אותו. .5בניסוי במעבדה בדקו השפעת חומרים שונים על חלבון ביצה מורתח. בכל אחת מ 4 -מבחנות שמו כמות שווה של מים +חתיכות חלבון מורתח .לכל מבחנה הוסיפו גם חומר נוסף על פי המפורט בטבלה .כעבור 12שעות שבהן שהו המבחנות בטמפרטורה של ,30OCנבדק מצב החלבונים שבהן. לידיעתך :חלבון ביצה לאחר הרתחה נראה בתמיסה כפתיתים לבנים. פירוק החלבון – הופך את התמיסה לצלולה (הפתיתים "נעלמים"). להלן תוצאות הניסוי: מס'
תוצאות
החומר שהוסף
מבחנה 1
פפסין
רוב הפתיתים שלמים
2
פפסין +חומצת מלח ()HCl
תמיסה צלולה
3
עמילאז
כל הפתיתים שלמים
א .ציין באיזו מבחנה התרחש פירוק החלבון היעיל ביותר. ב .ממה נובע ההבדל בתוצאות בין מבחנה 1ל ? 2 -הסבר. ג .מדוע לא התרחש פירוק במבחנה ? 3הסבר. א .במבחנה .2 ב .במבחנה 2הפפסין היה בנוכחות חומצת מלח שיצרה סביבה חומצית המיטבית (אופטימלית) לפעילותו ולכן כל החלבון פורק (התמיסה הפכה צלולה) .במבחנה 1התמיסה אינה חומצית ,ולכן פעילות הפפסין נמוכה (רוב הפתיתים נשארו שלמים). ג .במבחנה 3לא התרחש פירוק החלבון משום שאין אנזים המפרק חלבון .העמילאז הוא אנזים המפרק עמילן). .6
לפניך הרכב של שני סוגי מזון: מרכיבי המזון אנרגיה (קלוריות) חלבונים (גרם)
מזון א'
מזון ב'
517
180
4
13
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
38 פחמימות (גרם)
69
0
שומנים (גרם)
25
7
שומן רווי (גרם מהשומנים)
15
1.5
כולסטרול (גרם)
0
24
נתרן (מיליגרם)
18
280
איזה מהמזונות עדיף לכלול בתפריט היומי ? הסבר את שיקוליך. בהסברך התייחס לפחות ל 3 -מרכיבים. רצוי לכלול את שני המזונות בתפריט היומי /מזון א' /מזון ב' – בהתאם לנימוק. מזון א' – אינו מכיל כולסטרול . לאדם הזקוק למקור אנרגיה – מכיל יותר קלוריות. לספורטאי לפני תחרות הזקוק לפחמימות – מכיל יותר פחמימות. תכולת נתרן נמוכה – מתאים לאנשים הסובלים מיתר לחץ דם.מזון ב' – מכיל יחסית מעט קלוריות – פחות "משמין". מכיל יותר חלבונים הדרושים לבניין הגוף. אינו מכיל פחמימות – מתאים לאנשים החולים סוכרת. מכיל מעט שומנים – מתאים לאנשים בעלי רמת שומנים גבוהה בדם. .7החולים במחלת הכולרה סובלים משלשולים חמורים ,ועלולים לאבד עד 20ליטר מים ביממה .הגורם למחלה הוא חיידק ,שנכנס לגוף בעת שתיית מים מזוהמים ,חודר למערכת העיכול ומפריש בה רעלן .הרעלן פוגע בתאים המרפדים את דופן המעי ,וגורם להם להפריש לנוזל שבחלל המעי יוני כלור ויוני נתרן (מינרלים) .הסבר מדוע הפרשת יוני הכלור והנתרן מביאה לאיבוד מים מהתאים. הפרשת יוני הכלור והנתרן יוצרת תמיסה היפרטונית בחלל המעי כתוצאה מכך מים יוצאים מתאי המעי בתהליך של אוסמוזה לנוזל בחלל המעי .מים אלה ברובם אינם נספגים בספיגה חוזרת במעי הגס והם מופרשים מהגוף בצורה של שילשולים חריפים. לכן אדם שחלה בכולרה יכול לאבד עד 20ליטר מים ביממה.
מערכת הנשימה .1מהו תפקיד הריאות ? א.
לפלוט CO2ולקלוט חמצן לתאים.
ב.
לבצע את הנשימה התאית.
ג.
לשמור על ריכוז קבוע של חמצן בדם..
ד.
לשאוף אוויר ולהעביר את החמצן לתאי הדם האדומים ולנשוף את ה CO2 -החוצה.
.2התהליך הכימי שאותו אנו מכנים בשם נשימה ,מתרחש: א .בריאות. ב .בדם.
ג .בשרירי הנשימה בלבד. ד .בכל תאי הגוף.
© בעריכת רונית לבקוביץ בהתאם לתוכנית הלימודים 2017
39
.3אוויר נכנס לריאות (של בן-אדם) כתוצאה משינויי לחץ הנובעים מכך שהשרירים בין הצלעות: א .מכווצים את הסרעפת.
ב .נרפים והסרעפת נרפית.
ג .מתכווצים והסרעפת נרפית.
ד .מתכווצים והסרעפת מתכווצת.
.4לשני כבשים (א' ו-ב') ריאות בעלות ממדים שווים .לכבש א' שקיות אוויר גדולות יותר אך מספרן הכולל קטן יותר מאשר שקיות האוויר של כבש ב' .מכאן שלכבש א': א .נפח ריאות קטן יותר. ב .שטח פנים של הריאות קטן יותר. ג .נפח האוויר המגיע לריאות קטן יותר. ד .קצב הנשימה איטי יותר. .5הרכב האוויר הנשוף מריאות האדם הוא ( ב -%בקירוב): פחמן דו-חמצני , 3.5אדי מים , 6.2חנקן 75.0
א .חמצן ,15.3 ב" .
, 3.5
"
, 15.5
, 6.2
"
75.0
"
ג" .
,21.0
"
" , 0.03
, 0.0
"
79.0
ד" .
15.3
"
" , 4.7
, 0.0
"
80.0
.1לפניך רשימת אירועים המתרחשים במהלך מעבר של מולקולת חמצן ( )O2מהאוויר שבריאות ועד לתא בגוף. רשום את הסדר הנכון שבו הם מתרחשים: .1יצירת אוקסיהמוגלובין -המוגלובין שקשור לחמצן .2דיפוזיה מהאוויר לנימי הדם .3זרימה בדם מהריאות לחלקי הגוף .4כניסה בדיפוזיה לתוך תא דם אדום .5יציאה בדיפוזיה מתא דם אדום .6דיפוזיה מהדם לתא גוף .7פירוק אוקסיהמוגלובין -להמוגלובין וחמצן. .8ניצול החמצן בתהליך הנשימה
2
4
1
3
7
5
6
8
.2חילוף הגזים בין הדם לאוויר מתרחש בנאדיות הריאה .ציין הסבר 3התאמות לתפקידן. 39
40 – נאדיות הריאה הן קטנות ורבות – מאפשרות שטח פנים עצום ביחס לנפח לחילוף הגזים ,דיפוזיה יעילה. הנאדיות בנויות מדופן בעלת שכבת תאים אחת בלבד – מרחק דיפוזיה קצר לחילוף הגזים. כל נאדית עטופה ברשת נימי דם – שטח פנים גדול של נימי הדם מגדיל את שטח המגע בין נימת הדםלסביבה החיצונית בנאדית המכילה את האוויר ,זרימת הדם בנימה מגדילה את מפל הריכוזים ובכך מגדילה את יעילות חילוף הגזים. הנאדיות מצופות בשכבת נוזל – מאפשרת התמוססות הגזים לצורך הדיפוזיה ,הגזים המסיסים מפעפעיםבתווך הנוזלי בין הנאדית לנוזל הבינתאי לנימת הדם. .3בשעת מאמץ גופני עולה קצב השאיפה והנשיפה שלו .הסבר מהו היתרון התפקודי. בשעת מאמץ גופני לשרירי השלד דרושה אנרגיה רבה לצורך ביצוע המאמץ. האנרגיה מופקת בתהליך הנשימה התאית ,שלצורך ביצועה נדרש חמצן (ומזון). הגברת קצב השאיפה והנשיפה תאפשר קליטת חמצן מוגברת לגוף(.וסילוק מוגבר של פחמן דו-חמצני). .4תאר את תהליך האוורור במערכת הנשימה ואת התאמת המבנה לתפקיד. האוויר נכנס לגופנו דרך האף ודרך הפה ,עובר דרך הלוע לגרון ומשם לקנה ,עובר לסמפונות המתפצלים ובסוף מגיע לנאדיות הריאה. ֹאדיֹות" שעטופות בנימי דם רבים .האוויר שאנו שואפים ממלא את הריאות מורכבות ממיליוני בלונים זעירים (מיקרוסקופיים) שנקראים "נ ִ הנאדיות ,והחמצן שבאוויר הזה מפעפע דרך דופן הנאדית אל נימי הדם ,ומשם הוא מגיע אל זרם הדם .זרם הדם מוביל את החמצן אל כל תא בגופנו. בעז רת החמצן התאים מפיקים את האנרגיה הדרושה לנו לפעולות השונות ,וכך אנו יכולים למשל ,להפעיל את השרירים או לחשוב. הפחמן הדו-חמצני עובר מסלול הפוך מזה של החמצן ,מתאי הגוף הוא מפעפע אל הדם ,ומשם -לאוויר שבנאדיות ,ולבסוף הוא נפלט החוצה כיון שהריאות בנויות מנאדיות ואלה מלאות באוויר ,רקמת הריאה היא קלה מאוד ודומה לספוג .הריאות מורכבות ממספר גדול מאוד של נאדיות ,ולכך יש חשיבות אדירה! כל נאדית היא קטנה ביותר והדופן שלה דקה במיוחד כך שהחמצן יכול לפעפע דרכה לכוון הדם והפחמן הדו חמצני יכול לפעפע דרכה מהדם. הנאדיות הרבות יוצרות שטח מגע גדול מאוד בין האוויר שבריאות לבין נימי הדם שמסביב .כך ,על אף שנפח הריאות קטן יחסית ,שטח הפנים שלהן עצום ,וכמות גדולה של חמצן מפעפעת אל הדם. אילו היינו פורשים את כל הנאדיות זו ליד זו ,היה מתקבל שטח גדול כשטחו של מגרש טניס!
40
41
.5תאר את המבנה של קנה הנשימה ,מה תפקידו וכיצד המבנה מותאם לתפקיד? קנה הנשימה )וכן הסמפונות) מצופה בטבעות סחוס ששומרות עליו פתוח ומייצבות אותו גם כאשר יש עליו לחץ מהצדדים .קנה הנשימה (בניגוד לוושט שנמצאת בסמוך אליו) פתוח כל הזמן ופתחו העליון נסגר אך ורק כאשר מזון נבלע בפה ועובר לוושט .טבעות הסחוס והשרירים שבין הטבעות מבטיחים את גמישות קנה הנשימה (ואת גמישות הסמפונות) כך עובר האוויר ללא הפרעה ,גם כשאנו מתכופפים ,מפנים את ראשנו לצדדים וכן הלאה. לאורך הדפנות הפנימיות של הקנה נמצאים תאים בעלי ריסים כמו שברירית האף .הריסים נעים בתנועה גלית כלפי מעלה ודוחפים שאריות של הריר העמוס בחלקיקים לעבר הלוע ושם הן נבלעות .בכך ישנו סיוע נוסף בסינון האוויר בדרך לריאות.
מערכת ההובלה .1איזו טיפת דם תעבור את המסלול הארוך ביותר? טיפת דם אשר תצא: א .מהחדר השמאלי ותגיע לעלייה הימנית. ב .מהחדר הימני ותגיע לעלייה השמאלית. ג .מהעלייה השמאלית ותגיע לחדר השמאלי. ד .מהעלייה הימנית ותגיע לחדר הימני. .2איזה מהמשפטים הבאים הוא הנכון? א .העלייה השמאלית מזרימה את הדם דרך מסתם אל החדר השמאלי. ב .הדם הוורידי מגיע בשני ורידים חלולים אל העלייה השמאלית. ג .החדר הימני מעביר את הדם דרך המסתם הריאתי אל וריד הריאה. ד .דם מחומצן מגיע ללב דרך ורידי הריאה אל העלייה הימנית. .3הדם הזורם בעורק הריאה (מהלב לריאה): א .עשיר בחמצן ועני ב – . CO2 ב .עשיר ב – CO2ועני בחמצן.
41
42 ג .עשיר בחמצן ועשיר ב. CO2 - ד .עני בחמצן ועני ב – .CO2 .4מעבר החמצן מהדם לתאי רקמת שריר נעשה דרך תאי: א .דופן העורקים.
ב .דופן הוורידים.
ג .דופן הנימים.
ד .דופן כל כלי הדם.
.5כאשר מודדים דופק ,מודדים ישירות את: א .התכווצות העורקים.
ב .התכווצות הוורידים.
ג .התכווצות העליות.
ד .קצב הנשימה.
.6איזה מהמשפטים הבאים אינו נכון לגבי תאי דם אדומים? א .הם משמשים להעברת . CO2
ב .הם חסרי גרעין.
ג .הם נוצרים בכבד.
ד .הם משמשים להעברת חמצן.
.7מחסור בתאי דם אדומים יפגע קודם כל: א .במערכת החיסון. ב .במעבר הדם בוורידים. ג .בוויסות חום הגוף. ד .באספקת חמצן לתאים. .8ישנם בעלי חיים בהם לתאי הדם האדומים יש גרעין והם כדוריים יחסית .בבעלי חיים אלו: א .הובלת החמצן תהיה טובה יותר כי שטח הפנים יחסית לנפח גדול יותר. ב .הובלת החמצן תהיה פחות טובה כי שטח הפנים יחסית לנפח קטן יותר. ג .הובלת החמצן תהיה טובה יותר כי יש לתאים יכולת להתרבות. ד .הובלת החמצן תהיה פחות טובה כי התאים האלה ממלאים גם תפקיד בחיסון. .9איזה מהגזים הבאים מתחרה עם החמצן על אתרי קישור בהמוגלובין ,עד כדי דחיקת החמצן וגרימת הרעלה? א .ארגון (. ) Ar
ב .פחמן דו חמצני ( .)CO2
ג .פחמן חד חמצני( .) CO
ד .חנקן ( .) N2
.10אילו חומרים מובלים בנוזל הדם ? א .הורמונים ,מינרלים ,חלבונים ,פחמימות ,שומנים,ויטמינים ,נוגדנים. ב .הורמונים ,חלבונים ,פחמימות ,שומנים ,ויטמינים. ג .הורמונים ,חלבונים ,פחמימות ,שומנים ,נוגדנים. ד .תאי דם אדומים ,תאי דם לבנים ,טסיות דם (לוחיות דם).
42
43
.11מה הקשר בין ברזל לתאי הדם? א .הברזל הוא רכיב בהמוגלובין שקושר אליו את החמצן והוא נמצא בתאי דם אדומים. ב .הברזל הוא רכיב בהמוגלובין שקושר אליו את החמצן והוא נמצא בתאי דם לבנים. ג .עודף של ברזל עלול לגרום למחלת האנמיה. ד .הברזל הוא חומר אנאורגני -מינרל שמתקבל מהמזון. .12באילו מהפעולות הבאות לא משתתפת מערכת הלימפה? א .קליטת חלק מהשומנים ממערכת העיכול. ב .איסוף עודפי נוזלים מהרקמות והחזרתם למחזור הדם. ג .יצירת נוגדנים נגד גורמי זיהום. ד .קליטת מים מנוזל הדם והעברתם לכליות. .13תפקיד לוחיות הדם (לוחיות הדם) הוא: א .להוביל פחמן דו חמצני. ב .להוביל חמצן. ג .להגן על הגוף מפני גורמי מחלות. ד .להשתתף בתהליך קרישת הדם.
.14עירוי דם לספורטאי זמן קצר לפני תחילת תחרות עשוי להקנות לו יתרון ,מפני שיגרום ל: א .תוספת המוגלובין. ב .תוספת לימפוציטים. ג .הגדלת נפח הפלסמה. ד .הספקה מוגברת של חלבון לשריר. .15באיזה מן הוורידים האלה זורם דם עשיר בחמצן? א .בווריד הכליה. ב .בווריד הרגל. ג .בווריד הריאה. ד .בווריד הנבוב העליון. .16כאשר מנתקים לב של צפרדע מכל הקשרים העצביים הוא ממשיך להתכווץ עוד זמן מה. תופעה זו מעידה על כך שלב הצפרדע: א .מתכווץ בלא בקרה עצבית. ב .מתכווץ בלא בקרה הורמונלית.
43
44 ג .פועל בהשפעת קוצב הלב הנמצא בלב עצמו. ד .מופעל ע"י שירי בית החזה. .17אם מסתמי (שסתומי) הוורידים לא יהיו תקינים: א .יזרום דם מהעורקים לחדרי הלב. ב .יזרום דם מחדרי הלב לעליות. ג .יתערבב דם ורידי עם דם עורקי. ד .יתעוררו קשיים בזרימת הדם לעבר העליות בלב. .18לחץ הדם בצינורות הדם הולך ויורד ככל: א .שצינור הדם צר יותר. ב .שמהירות זרימת הדם איטית יותר. ג .שגדל המרחק שהדם עובר ממקום יציאתו מהלב. ד .שקטן המרחק שהדם עובר ממקום יציאתו מהלב. .19באיזה מצינורות הדם זורם דם עשיר בחמצן? א .בווריד המוביל דם מהכליה ללב. ב .בווריד המוביל דם מהכבד ללב. ג .בעורק המוביל דם מהלב לריאות. ד .בעורק המוביל דם מהלב לגפיים. .20הגז פחמן חד חמצני ( , ) COשנפלט מתנורי נפט ,מסוכן לאדם ,כי הוא: א .גורם לקרישת הדם. ב .נקשר לתאי הדם הלבנים. ג .נקשר להמוגלובין שבדם. ד .נקשר ללוחיות ( לוחיות) הדם. .21תא דם אדום עבר מיד ימין של אדם והגיע לרגל ימין שלו .במסלולו ,תא זה היא חייב לעבור דרך: א .הראש.
ב .הריאות.
ג .המעי הדק.
ד .הכבד.
.22אצל אדם מסוים נמדד לחץ דם של ( 120/80מ"מ כספית) .מה פירוש הדבר? א .לחץ הדם בעורקים הוא ,120ולחץ הדם בוורידים הוא .80 ב .לחץ הדם בעורקים בזמן התכווצות העליות הוא ,120ולחץ הדם בעורקים בזמן התכווצות החדרים הוא .80 ג .לחץ הדם בעורקים בזמן התכווצות שריר הלב הוא ,120ולחץ הדם בעורקים בזמן הרפיית שריר הלב הוא .80 ד .לחץ הדם בעורקים בזמן פעילות מאומצת של הגוף הוא ,120ולחץ הדם בעורקים בזמן מנוחה הוא .80
44
45 .23דם המגיע ממערכת העיכול אל הלב מועבר מן הלב ישירות אל: א .הריאות
ב .המוח
ג .הכבד
ד .העור
.24לוחיות (טסיות) הדם משתתפות: א .בוויסות רמת הנוגדנים בדם. ב .בשמירה על נפח הדם בגוף כאשר יש פציעה. ג .בסילוק קרישי דם. ד .בהובלת חמצן למקום שיש בו זיהום. .25אם ימדדו בו-זמנית את הדופק של אדם בריא באבי העורקים ובפרק כף היד ,סביר להניח ש: א .הדופק באבי העורקים יהיה מהיר יותר. ב .הדופק בפרק כף היד יהיה מהיר יותר. ג .הדופק בפרק כף היד יהיה מהיר יותר אם האדם ירים את היד ,ואיטי יותר אם הוא יוריד אותה. ד .שתי המדידות יהיו זהות.
.26מה מבין התפקידים הבאים אינו נכלל בתפקיד של מערכת ההובלה ? א .מערכת ההובלה ,מערכת זרימה ותיווך המקשרת בין מערכות שונות. ב .הובלה של חמצן וחומרי מזון לתאים. ג .הובלה של פחמן דו חמצני ותוצרי פירוק חלבוניים מהתאים. ד .הגנה על הגוף מפני גורמים זרים החודרים לסביבה הפנימית של הגוף. .27ההמוגלובין שבדם היונקים מאפשר נשיאה יעילה של חמצן .מדוע יש צורך בהמוגלובין? א .כי מסיסותו של החמצן בפלזמה נמוכה. ב .כי ריכוז החמצן באוויר נמוך מאוד. ג .כי ריכוז ה – co2באוויר גבוה מאוד. ד .כי ריכוז החמצן בפלזמה גבוה. .28מהו אחד מתפקידי מערכת הלימפה? א .להחזיר עודפי חמצן מהנוזל החוץ-תאי לכלי הדם. ב .להחזיר עודפי נוזלים מהנוזל החוץ-תאי לכלי הדם. ג .להעביר תאי דם אדומים מפורקים לטחול. ד .להעביר הורמונים מבלוטות הלימפה לתאי המטרה.
.29תאי הדם האדומים משמשים בגוף האדם בעיקר: א .לקרישת דם בשעת דימום. ב .למלחמה בחיידקים ובנגיפים.
45
46 ג .להובלת חמצן. ד .להובלת פחמן דו-חמצני.
.30בעורקים הכליליים שבלב: א .יש פחות גלוקוז ופחמן דו-חמצני מאשר בוורידים הכליליים. ב .יש יותר גלוקוז ופחמן דו-חמצני מאשר בוורידים הכליליים. ג .יש יותר חמצן מאשר בוורידים הכליליים. ד .יש פחות חמצן מאשר בוורידים הכליליים. .31מה מאפיין את הדם הנכנס לעליות בלב? א .לעלייה הימנית נכנס דם עשיר ב ,CO2-ולעלייה השמאלית -דם עשיר בחמצן. ב .לעלייה הימנית נכנס דם עשיר בחמצן ,ולעלייה השמאלית -דם עשיר ב .CO2- ג .לשתי העליות נכנס דם עשיר ב.CO2 - ד .לשתי העליות נכנס דם עשיר בחמצן. .32הפלסמה היא נוזל הדם א.
בתוספת לוחיות הדם ( טסיות הדם ).
ב.
ללא התאים המרכיבים את רקמת הדם.
ג.
ללא חלבוני הדם .
ד.
בתוספת תאי דם אדומים .
.33הובלת הורמונים וחומרי המזון באדם מבוצעת על ידי : א .כדוריות הדם הלבנות. ב .פלסמת הדם. ג .לוחיות הדם . ד .כדוריות הדם האדומות . .34פחמן דו חמצני CO2נישא בדם כשהוא : א .קשור להמוגלובין. ב .בצורת ביקרבונט. ג .מומס בפלסמה . ד .כל התשובות נכונות. .35מה מאפיין צינורות דם עורקיים? א .צינורות עבים ,המובילים דם מהלב אל הגוף.
46
47 ב .צינורות עבים המובילים דם אל הלב. ג .צינורות המכילים שסתומים לכל אורכם. ד .מכילים דם עני בחמצן ועשיר בפחמן דו חמצני. .36מהו כלי הדם בעל הדופן העבה ביותר? א .עורק ווריד.
ב .עורק.
ג .וריד.
ד .נימי דם.
.37כשאדם נפצע ,ניגר דם מן הפצע ולאחר זמן מה הדם נקרש .ממה נובעת קרישת הדם? א .תאי דם אדומים מתפוצצים ומשחררים המוגלובין. ב .האלבומין שבפלזמה נקרש. ג .אחד החלבונים המומסים בדם נהפך לבלתי מסיס. ד .תאי הדם הלבנים נדבקים זה לזה. .38הדם העני ביותר בחמצן הוא זה הזורם ב - א .עורק המוביל דם היוצא מהחדר השמאלי של הלב. ב .ורידים המגיעים לעלייה הימנית של הלב. ג .נימים הנמצאים בכבד. ד .וורידים הבאים לעליה השמאלית של הלב. .39במערכת הדם יש תופעה של בלענות (פגוציטוזה) ,תהליך זה מתרחש: א .בטסיות.
ב .בתאי הדם האדומים .ג .בתאי הדם הלבנים.
ד .בנוגדנים.
.40טיפת דם נמצאת בעליה השמאלית בלב .מהו המסלול בו תעבור טיפה זו? א .חדר שמאלי – אבי העורקים – ווריד הריאה – עורק הריאה – חדר ימני --ווריד נבוב. ב .חדר שמאלי – אבי העורקים – ווריד נבוב – חדר ימני – עורק הריאה --ווריד הריאה. ג .עליה ימנית -חדר ימני – עורק הריאה – ווריד הריאה – עליה שמאלית – חדר שמאלי – אבי העורקים --ווריד נבוב. ד .עליה ימנית --חדר ימני – ווריד הריאה – עליה שמאלית – חדר שמאלי – ווריד נבוב – עורק הריאה --אבי העורקים. .41איזה מהמשפטים הבאים הוא הנכון: א .החדר הימני מעביר את הדם דרך המסתם הריאתי אל ווריד הריאה. ב .דם מחומצן מגיע ללב דרך וורידי הריאה אל העלייה הימנית. ג .העלייה השמאלית מזרימה את הדם דרך המסתם אל החדר השמאלי. ד .הדם הוורידי מגיע בשני וורידים חלולים אל העלייה השמאלית. .42מדדו לחץ דם של אדם ונמצא שהוא .120/80מה פירוש הדבר? א .לחץ הדם בעורקים הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם בוורידים הוא 80מ"מ כספית. 47
48 ב .לחץ הדם בשעת התכווצות הלב הוא 120מ"מ כספית ,ולחץ הדם בשעת הרפיית הלב הוא 80מ"מ כספית. ג .מהירות תנועת הדם בגוף היא בטווח של 120- 80סנטימטר לדקה. ד .לחץ הדם בשעת התכווצות העליות הוא 120מ"מ כספית ,ובשעת התכווצות החדרים הוא 80מ"מ כספית. .43בשלב הסיסטולי (התכווצות חדרי הלב) א .השסתומים שבין העליות לחדרים סגורים. ב .השסתומים שבין העליות לחדרים פתוחים. ג .המסתם של אבי העורקים פתוח. ד .המסתם של עורק הריאה פתוח. .44הדם העשיר ביותר בחמצן הוא זה הזורם ב - א.
עורקים המובילים דם היוצא מהחדר הימני של הלב.
ב.
ורידים המגיעים לעלייה הימנית של הלב.
ג.
נימים הנמצאים בכבד.
ד.
וורידים הבאים לעליה השמאלית של הלב.
.45תפקוד לקוי של המסתם המפריד בין הלב לבין עורק הריאה יגרום ל -
.46
א.
חזרה של דם עשיר בפחמן דו חמצני לחדר הימני.
ב.
מניעת זרימה של דם לריאה.
ג.
זרימת דם מהחדר הימני לפרוזדור הימני.
ד.
התרחבות יתר של עורק הריאה.
נפח פעימה הוא נפח הדם: א .היוצא מחדר אחד בפעימה אחת. ב .העובר דרך הלב בדקה.
ג .היוצא משני החדרים בפעימה אחת. ד .היוצא מחדרי הלב בדקה.
.47נניח שאתה נוסע בתוך צוללת מזערית בתוך זרם הדם של בני אדם .באיזה מן הקטעים הבאים לא תעבור דרך הלב ? (אסור לך לנסוע "נגד זרם הדם") א .מהמעי הדק לכבד.
ג .מיד שמאל ליד ימין.
ב .מיד ימין ליד שמאל
ד .מהכליה הימנית לכבד.
.48בכבד מערכת שער שבה: א .גם הצינור הנכנס ולכבד וגם הצינור היוצא הוא עורק. ב .הצינור הנכנס לכבד הוא וריד והצינור היוצא הוא עורק. ג .הצינור הנכנס לכבד הוא וריד שאינו מתפצל לנימים. ד .לכבד נכנסים 2צינורות עורק ווריד וממנו יוצא ווריד.
48
49
.49מהי תפוקת לב? א .מספר פעימות הלב בדקה. ב .נפח הדם שהלב מכיל בדקה. ג .נפח הדם שהלב "דוחף" אל הגוף במשך דקה .נפח הפעימה כפול מספר הפעימות בדקה. ד .מדד המבטא את הכושר הגופני .בעלי כושר גופני גבוה יש להם תפוקת לב גבוהה. .50מה הקשר בין תפוקת לב למאמץ ? א .תפוקת הלב קטנה ככל שהמאמץ גובר. ב .תפוקת הלב עולה ככל שהמאמץ גובר. ג .תפוקת הלב לא משתנה. ד .תלוי בכושר הגופני ,כאשר הכושר הגופני הוא גבוה תפוקת הלב לא משתנה. .51תפוקת הלב היא נפח הדם: א .היוצא מחדר אחד בפעימה אחת. ב .העובר דרך הלב בדקה.
ג .היוצא משני החדרים בפעימה אחת. ד .היוצא מחדר אחד בדקה.
.52תהליך קרישת דם הוא א.
רב שלבי המתחיל בשחרור חומר מטסיות הדם הפגועות
ב.
מסתיים בהפיכת החלבון המסיס בדם פיברינוגן לסיבי פיברין
ג.
מנגנון למניעה של איבוד דם
ד.
כל התשובות נכונות
.1תא דם אדום נמצא באבי העורקים .רשמו את שמות כלי הדם הראשיים בהם יעבור התא עד שיגיע לעליה השמאלית. תא הדם האדום יעבור מאבי העורקים אל אחד משלושה עורקים ראשיים ,משם יתפצל לעורקיק ,ימשיך לזרום בנימים העורקיות ,משם לנימים הורידיות ,לורידידים ,שיתאחדו לוריד נבוב ויגיעו אל העלייה הימנית. .2כיצד מובל הפחמן הדו חמצני בדם ? מהי דרך ההובלה העיקרית ? פחמן דו חמצני מובל בדם בשלוש צורות: א .רוב הפחמן הדו חמצני מובל בצורת חומצה פחמתית אשר מתפרקת ליונים :יון ביקרבונט ויון מימן. ב .כאשר הוא קשור להמוגלובין (באתר קישור שונה מזה של החמצן). ג .כאשר הוא מומס בדם. .3לפניך עקומה המציגה את השתנות לחץ הדם בכלי דם שונים אצל אדם מבוגר.
49
50 תאר את השתנות לחץ הדם בכלי הדם השונים כפי שמתואר בעקומה. לחץ הדם הגבוה ביותר נמדד באבי העורקים ,בעורקים נמדד לחץ דם מעט נמוך יותר ,בעורקיקים מתרחשת ירידה משמעותית בלחץ הדם ,שממשיכה גם בנימים ,ואילו בורידים לחץ הדם הוא הנמוך ביותר. לחץ הדם בעורקים משתנה כל הזמן בטווח מסוים.
.4הסבר מדוע בעורקים לחץ הדם אינו קבוע ,אלא משתנה בתנודות חדות מאוד ,ואילו בנימים ובוורידים כמעט אין תנודות בלחץ הדם. לחץ הדם בעורקים משתנה בגלל הקרבה של העורקים ללב .לחץ הדם מושפע מהתכווצויות ומההרפיות המתרחשות בלב .בזמן התכווצות (סיסטולה) נדחפת כמות גדולה של דם בזמן קצר אל העורק ,הנוזל מפעיל לחץ גדול על דפנות העורק -לחץ הדם עולה ,ואילו בזמן הרפיה (דיאסטולה) בעקבות הלחץ על הדפנות האלסטיים של העורק יש התרחבות של העורקים ולכן הלחץ שמפעיל הדם על דפנות העורקים קטן יחסית. ככל שמתרחקים מהלב ,העורקים מתפצלים לצינורות משנה ויש עלייה בשטח החתך הכולל של צינורות הדם (אותה כמות דם מתפצלת למספר צינורות) שגורמת לירידה בלחץ הדם. שטח החתך של הנימים הוא עצום ולכן זרימת הדם בהם היא איטית ביותר ,ולחץ הדם בהן הוא נמוך וכמעט ואין בו תנודות .ורידים מרוחקים יחסית מהלב ,זרימת הדם שם אינה מושפעת כמעט מלחץ הלב אלא מכוחות אחרים (לחץ שרירי השלד) ולכן כמעט ואין תנודות בלחץ הדם.
.5
מהי החשיבות הביולוגית של הזרימה האטית בנימים? החשיבות הגדולה של קצב זרימה איטי היא לצורך תפקוד הנימים .דרך הנימים מתבצעת דיפוזיה אל תאי הרקמות ,של חמצן מזון ופסולת .ככל שקצב הזרימה בנימים יהיה איטי יותר הדיפוזיה תהיה יעילה יותר, כיוון שתמשך זמן רב יותר.
.6
כאשר נוזל זורם בצינור שיש בו אזורים בעלי קוטר שונה ,הזרימה מהירה יותר ככל שהקוטר קטן יותר. למרות זאת מהירות זרימת הדם בעורקיק גדולה ממהירות זרימת הדם בנימים המתפצלים ממנו .כיצד אפשר האטית יותר בנימים? להסביר את הזרימה ִ ניתן להסביר את הזרימה האיטית יחסית בנימים בעזרת שטח החתך הכולל של הנימים יחסית לשטח החתך של העורקים .אמנם הקוטר של כל עורק גדול בהרבה מקוטר הנים ,אך כאשר כמות דם מסוימת שזרמה בעורק אחד מתפצלת למספר רב של נימים שסכום שטח החתך שלהם גדול בהרבה מזה של העורק קצב הזרימה
50
51 יהיה איטי יותר.
.7
באיזה מכלי הדם מתרחשת דיפוזיה של גזים וחומרים בין הדם לבין הרקמות ? כיצד מותאם כלי דם זה לתפקידו ? (הבא 3התאמות) כלי הדם המאפשרים דיפוזיה הם הנימים .הם מותאמים לתפקידם כך: א .נימי הדם בעלי דופן דקה מאוד דבר המקטין את מרחק הדיפוזיה. ב .הזרימה בנימים איטית יחסית דבר המגדיל את יעילות הדיפוזיה ,זמן הדיפוזיה ארוך יותר. ג .הנימים הם רשת מסועפת מאוד בעלת שטח פנים גדול יחסית לנפח ,דבר המגביר את שטח המגע של הנימים עם הרקמות ,ומייעל את הדיפוזיה.
.8
אנשים הסובלים מאנמיה חשים חולשה ועייפות ,מדוע ? אנמיה היא מצב בו ירידה בכושר נשיאת החמצן על ידי הדם .הסיבות לכך יכולות להיות שונות .זהו סימפטום של מספר הפרעות ,ולא מחלה ספציפית .המאפיין אנמיה היא רמה נמוכה של חמצן בדם ,שלא מספקות את רמת החמצן הדרושה למטבוליזם הבסיסי של הגוף .ולכן אנשים החולים באנמיה חשים בעייפות.
.9
מה חשיבות מסתמי המפרש ומסתמי הכיסים בלב? מסתמי המפרש בלב מאפשרים זרימה חד כיוונית של זרם הדם בין העליות לחדרים ,מסתמי הכיסים מאפשרים זרימה חד כיוונית מהחדרים לעורקים .כאשר לחץ הדם בעליות הלב גדל נפתחים המסתמים ומאפשרים מעבר דם לחדרים ,כאשר לחץ הדם בחדרים עולה מסתמי המפרש נסגרים מסתמי הכיסים נפתחים והדבר מביא למעבר דם מהחדרים לעורקים ללא יכולת חזרה לעליות.
.10בורידים זורם דם עשיר ב CO2ואילו בעורקים זורם דם עשיר בחמצן .יש כלי דם בגוף שלא נכון לומר זאת עליהם .נמק. בכלי הדם של מחזור הדם הקטן אין זה כך .ורידי הריאה המובילים דם אל הלב מהריאות ישנו דם עשיר בחמצן .בעורקי הריאה – כלי הדם היוצאים מהלב אל הריאה נושאים דם עשיר ב .CO2
.11בסכמה שלפניך מוצגת מערכת ההובלה ,לב ,עורקים ורידים ונימים.
51
52
א .רשום אילו מספרים בסכמה מייצגים עורקים ,אילו מספרים מייצגים ורידים ,ואילו מספרים מייצגים נימים. – 1אב העורקים – 2 .נימים ב.
- 3וריד.
– 4עורק הריאה.
– 5נימים – 6 .וריד הריאה
מה כיוון זרימת הדם בכל אחד משלושת סוגי כלי הדם האלה? בעורק כיוון זרימת הדם מהלב החוצה בוריד כיוון זרימת הדם אל תוך הלב נימים -כיוון הזרימה מעורק אל הוריד
ג .מדוע אין זה נכון לומר כי הדם הזורם בעורקים הוא תמיד עשיר יותר בחמצן מזה הזורם בורידים? במחזור הדם הגדול :דם עורקי זורם בעורקים ודם ורידי בורידים במחזור הדם הקטן :דם עורקי זורם בוריד הריאה ,דם ורידי זורם בעורק הריאה ד .בורידים יש מסתמים ואילו בעורקים אין .מהי החשיבות של המסתמים בורידים ומדוע אין צורך בהם בעורקים? בעורקים הדם זורם מהלב לכיוון האיברים ,בכוח שנובע מהלחץ שמפעיל הלב בזמן התכווצותו ונוכחות של מסתמים יפריעו לדחיפת הדם בצינורות. בורידים לעומתם הדם זורם אל הלב בניגוד לכוח הכובד .נוכחות המסתמים לאורך צינורות הורידים מונעת מהדם לזרום חזרה ומאפשרת לדם להתקדם בכיוון הלב .המסתמים יחד עם הואקום הנוצר בלב, והלחץ של שרירי השלד על הרגלים ,הם הכוח המזרים את הדם אל הלב. .12אחד המאפי ינים של בעלי חיים הומיאותרמיים הוא קיומה של מערכת הובלה יעילה. א .הסבר את הקשר בין מערכת הובלה יעילה לבין היכולת לשמור על סביבה פנימית יציבה וטמפרטורת גוף יציבה. המנגנונים המאפשרים קיומה של מערכת הובלה יעילה הם: •
לב המחולק לשני מדורים ע"י מחיצה שלמה.
•
תאי דם אדומים קטנים וחסרי גרעין.
•
יכולת יצירת המוגלובין.
•
חלוקת דם משתנה לרקמות השונות.
מערכת ההובלה המספקת חומרים ומסלקת פסולת לתא הבודד מאפשרת פעילות סדירה של התא הבודד 52
53 החשובה ביותר לקיומה של סביבה פנימית יציבה של כל הגוף. מערכת ההובלה המוסתת את חלוקת הדם לרקמות מוסתת גם את הטמפרטורה של הגוף ,בחום מזרימה יותר דם לעור והפוך. ב .התייחס לכל אחד מהמנגנונים והסבר כיצד הוא מאפשר את יעילותה של מערכת ההובלה. תפקידי מערכת ההובלה בהובלת חומרים אל התאים ,סילוק פסולת מהתאים ובויסות טמפרטורת הגוף כולו. כל המנגנונים המוזכרים לעייל מגדילים את יעילותה של מערכת ההובלה על ידי :הפרדה בין דם עורקי לדם ורידי, הגדלת שטח הפנים ביחס לנפח וגמישותם של תאי הדם האדומים ,מגבירה את יכולתם של התאים לקשור חמצן להמוגלובין .אספקת החמצן מתאפשרת הודות להובלת הדם.
.13לפניך ציור של ערכת ההפעלה וההולכה החשמלית של הלב,
מאת o88. translated to hebrew by Yosi - File:Conductionsystemoftheheart.png, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18342667
א .היכן מצוי קוצב הלב הראשי והיכן המשני? ב .מאילו סוגי תאים הוא בנוי תאי שריר או תאי עצב? מה המיוחד בתאים אלו ג .תאר את תפקודם והתאמת המבנה לתפקוד ד .הסבר כיצד המבנה מותאם לתפקוד של קוצב הלב? 53
54 ה .קוצב הלב פועל באדם בריא באופן אוטונומי ותחת בקרה וויסות של המוח אילו מערכות מעורבות בכך? א .קוצב הלב הראשי הקרוי "קשר הגת והפרוזדור " SA -ממוקם בפרוזדור הימני של הלב ,בסמוך לפתח הווריד הנבוב העליון .קוצב הלב המשני -הקרוי "קשר הפרוזדור והחדר "AVממוקם בחיץ הפרוזדורים. ב .הקוצבים בנויים מקבוצת תאי שריר לב מיוחדים הדומים במאפייניהם לתאי עצב .תאים אלו מפיקים באופן ספונטאני דחפים עצביים ,הגורמים לעצמם להתכווץ ומעוררים את שאר חלקי הלב להתכווץ. ג .קוצבי הלב הם אלו שמייצרים את הפולס החשמלי שגורם להתכווצות שריר הלב .הפולס נוצר ב,SA -גורם להתכווצות העליות ומשם מתקדם לעבר ה ,AV-שמחולל את התכווצות החדרים .כיוון ההתקדמות של הפולס נעשה דרך מספר אלומות הנעות לאורך דפנות הפרוזדור הימני. ד .התאמת המבנה לתפקוד -פרוזדורי הלב (העליות)מתכווצים כשישית השנייה לפני חדרי הלב ,ובכך מאפשרים לחדרי הלב להתמלא בדם המגיע מהפרוזדורים לפני כיווץ החדרים עצמם ודחיפת הדם להמשכו של מחזור הדם, מערכת תקינה תגרום לכל חל ק משריר הלב להתכווץ בתיאום מלא עם יתר חלקיו כדי לשמור על יעילות גבוהה של הלב כמשאבת דם. ה .קוצב הלב נמצא תחת בקרה של המוח על ידי שתי מערכות עצבים היקפיות .האחת -מערכת העצבים הסימפטטית .השנייה -מערכת העצבים הפארא -סימפטטית. הסימפטטית מפרישה על הלב חומר הקרוי אדרנלין ,הגורם לעלייה בקצב הלב הפארא -סימפטטית מפרישה על הלב חומר חומר הקרוי אצטיל -כולין ,הגורם לירידה בקצב הלב.
מערכת הפרשה .1בתאונת דרכים נפגעו שתי כליותיו של אדם .האדם מת כעבור זמן קצר .מה הייתה סיבת מותו? א .חוסר המוגלובין בדם. 54
55 ב .עודף שתנן בגוף. ג .אי יצירת שתנן. ד .איבוד מוגזם של נוזלים. .2באבובית הנפרון עוברים חומרים שונים .איזה מהם נספג -באדם בריא -חזרה לדם במלואו? א .נתרן כלורי.
ג .חלבון.
ב .שיתנן.
ד .גלוקוז.
.3בדם נמצאים החומרים הרשומים להלן .איזה מהם ריכוזו גדול יותר בדם היוצא מהכבד מאשר בדם הנכנס אליו? א .שתנן. ב .מלחי מרה. ג .חמצן. ד .נתרן כלורי. .4מהו תפקיד ה -ADHבכליה? א .עוזר לווסת את הפרשת הסוכר. ב .קובע את זרם הדם העובר בקופסית באומן. ג .מווסת את ריכוז המים בדם. ד .מקטין את קליטת המים לדם מאבוביות הכליה. .5איזה איבר ,המצוי בבעלי-חיים עילאיים ,דומה ביותר בתפקודו לבועית המתכווצת של סנדלית? א .קיבה .ב .ריאות .ג .כליות.
ד .מעיים.
.6ב 1928-סינתז ווהלר שתנן במעבדה .לעובדה זו הייתה חשיבות כי היא: א .דחתה את ההיפותזה של בריאה ספונטנית. ב .הראתה את הדמיון בין צמחים לבין בעלי-חיים. ג .הוכיחה שניתן ליצור חיים במעבדה. ד .הראתה שאין צורך באורגניזמים חיים כדי לסנתז "תרכובות אורגניות".
.7הציורים שלפניך הם של נפרונים השייכים לבעלי חיים שונים .איזה מהם שייך לבעל חיים מדברי ,איזה שייך לבעל חיים החי במים מתוקים?
55
56
א
ב
ג
א .א' לבעל חיים מדברי ,ג' לבעל חיים החי במים מתוקים. ב .ב' לבעל חיים מדברי ,א' לבעל חיים החי במים מתוקים. ג .ג' לבעל חיים מדברי ,א' לבעל חיים החי במים מתוקים. ד .א' לבעל חיים מדברי ,ב' לבעל חיים החי במים מתוקים.
.1
כאשר אנו לא שותים מספיק ,כמות השתן המופרשת קטנה מאד .הסבר מדוע עובדה זו היא דוגמא להומיאוסטזיס. בשל המחסור במים הפרשת שתן מועטה תקטין את איבוד המים .הגורם שנשמר קבוע [פחות או יותר] הוא לחץ הדם/כמות /נפח המים (בגוף ,בדם ,בסביבה הפנימית).
.2
אדם הזיע מאוד ולא שתה .כיצד ישפיע הדבר על הפרשת ADHבגופו? בעקבות ההזעה ,תחול עלייה בריכוז המומסים בדם ,נפח הדם ולחץ הדם קטנים המשפיעים ישירות על האוסמורצפטורים (החיישנים) בדם ,אלו יעבירו את הגירוי למוח ,המוח יגרום להפרשת ADHבדם .נוכחות ההורמון תשפיע על איברי המטרה שנמצאים באבובית הנפרון ,שם גורם ה - ADHלספיגה מרובה של מים לדם .התוצאה היא שתן מרוכז ונפחו קטן .
.3
אצל חלק מיונקי המדבר השתן מרוכז יותר מהשתן אצל יונקים אחרים. א .מה המנגנון המאפשר יצירת שתן מרוכז ? מנגנון עצבי הורמונלי ,גירוי תאי חישה אוסמורצפטורים וברורצפטורים והפרשה הורמונלית של . ADH ב .מה היתרון ליונק בשתן מרוכז יותר? חיסכון במים לגוף ,שמירה על ההומיאוסטזיס של ריכוז המים בדם.
.4
לפניך טבלה המתארת את כושר הריכוז המרבי של שתן בבעלי חיים שונים . מירב הריכוז האוסמוטי
יחס :ריכוז השתן/ריכוז הפלסמה
בעל חיים אוסמולר /ליטר
56
57
חזיר
1.1
3
אדם
1.4
4
חולדת חולות
6.3
25
א .אילו מסקנות ניתן להסיק מטבלה זו ? החולדה מסוגלת לרכז את השתן שלה במידה הרבה ביותר לעומת האדם והחזיר ,בנוסף לכך היחס בין ריכוז השתן וריכוז הפלסמה בקרב החולדה הוא הגבוה ביותר מה שמלמד שהחולדה מסוגלת לרכז את השתן שלה פי 25מריכוז הדם שלה . ב .האם קיים קשר בין נתוני הטבלה לבין ההסתגלות האקולוגית לאזור חיים של יצורים אלה במהלך האבולוציה ? החולדות חיות באזורים בהם משטר המים נמוך ,לפיכך מנגנוני ריכוז השתן מאפשרים לחולדה לשמור על משטר מים מאוזן.
מערכת ההגנה .1איזו מבין התופעות הבאות לא תתרחש באדם כתוצאה ממחלה חיידקים? א .עלייה במספר תאי הדם הלבנים. ב .עלייה במספר הנוגדנים. ג .עלייה במספר תאי הדם האדומים. ד .התנפחות קשרי בלוטות הלימפה. .2במקרים רבים נפטרים חולי איידס מדלקת ריאות כי: א .וירוס האיידס תוקף את הריאות. ב .מערכת החיסון של הגוף נפגעת. ג .דלקת ריאות מועברת במגע מיני. ד .אין מטפלים בחולי איידס באמצעות אנטיביוטיקה. .3אדם בעל סוג דם Aיכול לקבל עירוי דם בלא סיכון מאדם אחר בעל סוג דם: א A .או . AB
ב A .או . O
ג AB .או .O
ד .רק . A
.4מה משותף לדלקת גרון שנגרמה על ידי חיידקים ולדחיית שתל? א .בשתיהן המערכת החיסונית מגיבה לגורם לא עצמי. ב .שתיהן תוצאה של הפעלת הזיכרון החיסוני. ג .בשתיהן הטיפול הוא באמצעות חיסון סביל.
57
58 ד .בשתיהן משתתפות טסיות (לוחיות) הדם. .5לפניך גרף המתאר את ריכוז הנוגדנים לאנטיגן מסוים בגופו של אדם ,כתלות בזמן .בגרף ,נקודת זמן מסוימת מסומנת בחץ.
מהו האירוע שסביר שקרה בנקודת הזמן המסומנת בחץ? א.
מתן תרופה אנטיביוטית.
ב.
חשיפה לַ אנטיגן.
ג.
התחלת יצור של תאי זיכרון.
ד.
התפרצות המחלה.
.6מדוע אדם עם סוג דם Oיכול לתרום לדם אדם עם סוג דם Aאך לא יכול לקבל ממנו דם. בכל מקרה רצוי שאדם עם סוג דם מסוים יתרום לאותו סוג דם .בעלי דם Oיש להם נוגדנים אנטי Aואנטי Bלכן אי אפשר להכניס לאדם בעל סוג דם Oסוג דם .Aלעומת זאת לסוג דם Oאין יחידות אנטיגניות שדם Aיזהה כזרות ולכן אפשר לתת לאדם בעל סוג דם Aתרומה מ( Oלמרות שזה לא רצוי). .7בעקומה שלפניך מתוארת רמת הנוגדנים בדם של עכברים לאחר שתי הזרקות של ארס נחשים .בהזרקה הראשונה ,ביום הראשון ,הוזרק לעכברים ארס נחשים מוחלש; בהזרקה השנייה ,ביום ה , 28-הוזרק לעברים ארס רגיל.
א .איזה סוג חיסון נגד ארס נחשים רכשו העכברים בניסוי זה – חיסון פעיל או חיסון סביל? נמק את תשובתך. החיסון הנרכש הוא חיסון פעיל .נוצרו נוגדנים וזיכרון חיסוני נגד הארס .הזרקה השנייה היא תגובה שניונית לארס .
58
59 ב .הסבר כיצד התוצאות המוצגות בעקומה מדגימות את העיקרון ,שעליו מתבססים כאשר מחסנים בני אדם נגד מחלות שונות. התוצאות מראות עליה מהירה ברמת הנוגדנים כאשר נכנס ארס של נחש בפעם השנייה .בזכות התגובה המהירה והחזקה של מערכת החיסון (תאי הזיכרון לאנטיגן מתרבים יוצרים תאי פלסמה המפרישים נוגדנים וכן תאי זיכרון נוספים לאנטיגן) ,ברוב המקרים האדם לא יפגע מהגורם הזר שנכנס ועל העיקרון הזה מתבססים כאשר מחסנים נגד מחלה מסוימת.
מערכות תקשורת מערכת העצבים .1הרפלקס (החזר) - א .הוא תגובה קבועה לגירוי חיצוני מסוים. ב .נגרם על-ידי פעולה הורמונלית. ג .מצוי אצל בעלי-חיים ,אבל לא אצל אדם. ד .נלמד רק לאחר אימון. .2כיצד מועבר בדרך כלל מידע במערכת העצבים? א .נוירוטרנסמיטר עובר מסינפסה אחת לסינפסה הבאה דרך תא עצב. ב .דחף חשמלי עובר דרך תא עצב ,וגורם להפרשת נוירוטרנסמיטר לסינפסה. ג .נוירוטרנסמיטר מופרש על ידי תא עצב ,וגורם למעבר דחף חשמלי בסינפסה. ד .דחף חשמלי עובר לאורך תא עצב ,ומועבר לתא הבא בלי תיווך של נוירוטרנסמיטר.
.3איזה מבין התאים אינו יכול להיחשב כערוץ תקשורת (העברת מידע) במחזור משוב ביולוגי? א .זרם הדם. ב .מערכת העצבים. ג .מערכת ההפרשה (אל מחוץ לגוף). ד .מערכת הפרשה פנימית. .4מה מייחד תא עצב? א .הוא מסוגל לקלוט גירויים ולהעבירם במהירות. ב .יש לו קרום תא חדיר למחצה. ג .הוא נתון לפיקוח ישיר של המוח. ד .הוא מכיל מיטוכונדריה. .5בשעת פעילות גופנית נעשית הנשימה מהירה ועמוקה יותר ,ומהירות זרימת הדם בגוף גדלה .זוהי דוגמה ל - א.
פיקוח רצוני של המוח על פעילות הגוף.
ב.
פיקוח בלתי רצוני של המוח על פעילות הגוף.
ג.
קשת רפלקס ,ללא התערבות המוח. 59
60 ד.
מנגנון המווסת על-ידי ההורמון גסטרין.
.1מה קורה כאשר אתם נוגעים בטעות בקצה האצבע בסיר חם ? תוך כמה זמן מתרחשת התגובה? מהו המנגנון בגוף שגורם לתגובה זו? הרחקה מהירה של היד ,התגובה מתרחשת במהירות רבה ,כשבריר של שנייה ,המנגנון בגוף הוא תגובת "רפלקס" .אופן התגובה: הטמפרטורה הגבוהה נקלטת בתאי חישה מיוחדים הנמצאים בין תאי העור .תאי החישה אלה מעבירים מידע על החום למערכת העצבים ,ומשם עוברת הוראות אל השרירים בזרוע .הוראה המגיעה מתא עצב אל השריר ,גורמת לו להתכווץ ,וכך הזרוע נרתעת והמרחקת מהסיר. סרטון יוטיוב ובו אנימציה של קשת הרפלקסhttp://www.youtube.com/watch?v=Y5nj3ZfeYDQ&feature=related : .2תאר את מבנה תא העצב? העברת המידע במערכת העצבים נעשית ע"י תאים שהמבנה שלהם מותאם לקליטה ולהעברה מהירה במיוחד של מידע – תא העצב. תא העצב נקרא בלועזית נוירון. לכל תא עצב יש מבנה בסיסי משותף .לא כל תאי עצב בגוף נראים בדיוק כמו התא הזה. לכל תא עצב יש גוף תא ,מגוף התא יוצאות שלוחות רבות ,הקולטות מידע מהסביבה ומעבירות אותו אל גוף התא ,ושלוחה אחת שמעבירה מידע מגוף התא לתאי המטרה. השלוחות המעבירות מידע מהסביבה אל התא נקראות דנדריטים. השלוחה המעבירה מידע מהתא לתאי מטרה נקראת אקסון.
.3מהם תאי המטרה של תאי העצב ? תאי עצב אחרים או תאים מבצעים :תאי שריר ותאי בלוטה. .4איך עובר הגירוי הנקלט בתא העצב בדנדריטים לכול אורכו? הדחפים העצביים עוברים בדנדריטים מגיעים אל גוף תא העצב וממנו הם עוברים לאקסון והלאה לאורך האקסון עד קצהו. דחף זה נקרא דחף עצבי ,מעין זרם חשמלי העובר במהירות רבה לאורך תא העצב .הזרם החשמלי נוצר בעקבות גירוי המשנה את המתח החשמלי משני צדדיו של קרום התא .השינוי הזה "מתקדם" לאורך האקסון ויכול לעבור מרחקים ארוכים.
60
61 .5איך עובר המידע מתא העצב לתא המטרה (תא עצב אחר ,תא שריר ,תא בלוטה) בסינפסה? באמצעים כימיים ,ע"י הפרשת נוירוטרנסמיטר .צומת העברת המידע בין תא לתא נקרא סינפסה. כאשר הדחף העצבי מגיע לקצה האקסון הוא גורם לשחרור חומר מיוחד משלפוחיות זעירות בקצה האקסון .חומר זה מכונה מעביר עצבי או נוירוטרנסמיטר המופרש למרווח הבינסינפטי .הוא עובר את הרווח הסינפטי בדיפוזיה ומגיע אל קרום תא העצב הסמוך – ונקלט בקולטנים המתאימים הנמצאים על גבי קרום התא .בקרום תא העצב הקולט את המידע נמצאים קולטנים .הקולטנים מזהים את המעביר העצבי שמופרש מקצות האקסון של תא העצב הקודם ,וקושרים אותו .קשירתו של המעביר העצבי לקולטנים בקרום התא הקולט יכולה לעורר דחף עצבי בתא הקולט וכך יתרחש מעבר מידע בין שני התאים .לכל נוירוטרנסמיטר יש קולטנים ייחודיים לו. סרטון על המתרחש בסינפסהhttp://www.youtube.com/watch?v=7_frccgVAWQ&feature=channel :
.1סוג מסוים של מחלת הסוכרת נגרם בשל מחסור בהורמון אינסולין .ההורמון הכרחי לשם חדירה תקינה של גלוקוז מהדם לתאים .איזו מהתופעות הבאות אינה סבירה אצל חולי סוכרת? א .עלייה בריכוז הגלוקוז בדם. ב .הופעת עודפי גלוקוז בשתן. ג .הגברת פירוק חומצות שומניות במקום גלוקוז בתהליך הנשימה התאית. ד .האטה בפירוק פחמימות מורכבות במערכת העיכול. .2אחרי ארוחה עשירה בפחמימות ,יהיה ריכוז הגלוקוז בדם הנכנס לכבד גבוה במידה ניכרת מריכוז הגלוקוז בדם היוצא מן הכבד .ההסבר לכך הוא: א .הגלוקוז מתפרק בכבד ומנוצל על-ידו. ב .בכבד מתפרקות הפחמימות לאבני הבניין שלהן. ג.
הגלוקוז הופך ברובו לגליקוגן הנאגר בכבד.
ד.
הגלוקוז נאגר בכבד בצורת חד-סוכר ,המשתחרר לפי צורכי הגוף.
.3מהו ההסבר לכך שהורמון פועל באיברי מטרה מסוימים ,ולא בכל האיברים שהוא מגיע אליהם? א .הורמון יכול להשפיע רק על איברים הרחוקים ממקום הפרשתו. ב .רק לתאים באיברי המטרה יש קולטנים הקושרים את ההורמון. ג .לא כל האיברים זקוקים לפעילותו של ההורמון. ד .רק איברים המפרישים את ההורמון מזהים אותו. .4כשעולה ריכוז הגלוקוז בדם פועל משוב שלילי ,מהו? .1ריכוז גבוה של גלוקוז גורם לעלייה בקצב הנשימה הצורכת גלוקוז וכך יורד ריכוזו. .2ריכוז גבוה של גלוקוז גורם לירידת קצב הנשימה ולפעילות מעיים חזקה כדי להורידו. .3ריכוז גבוה של גלוקוז גורם להפרשת אינסולין והפיכתו לגליקוגן וכן להגברת חדירות התאים לגלוקוז. .4ריכוז גבוה של גלוקוז בדם מגיע להיפותלמוס המפקח על הלבלב להפסיק את הפרשת האינסולין. 61
62
.5מה נכון לומר על ההורמון אינסולין? א.
הלבלב הוא איבר המטרה היחיד של האינסולין.
ב.
אינסולין מעלה את רמת הגלוקוז בדם.
ג.
אינסולין מגביר את כניסת הגלוקוז לתאים.
ד.
אצל אדם בריא ריכוז האינסולין בדם יורד לאחר ארוחה.
.6אילו הורמונים מופרשים מההיפופיזה? אADH, FSH, LH . ב .אסטרוגן ,פרוגסטרון ג ,LH .טסטוסטרון ד .אדרנליןADH , .7עלייה גבוהה וקבועה בריכוז הסוכר בדם מרמזת על א .ליקויים בהפרשת מיצי העיכול.
ב .ירידה בלחץ הדם.
ג .ליקויים בהפרשת האינסולין.
ד .אכילה מופרזת של פחמימות.
.8מה נכון לומר על הורמונים? א .כל הורמון משפיע על סוג אחד של תאי מטרה ,וכל תא מושפע מהורמון יחיד. ב .הורמון אחד יכול להשפיע על סוגים שונים של תאי מטרה ,ותא אחד יכול להיות מושפע מהורמונים שונים. ג .הורמון אחד יכול להשפיע על סוגים שונים של תאי מטרה ,אך כל תא מושפע מהורמון יחיד. ד .כל הורמון משפיע על סוג אחד של תאי מטרה ,אך תא אחד יכול להיות מושפע מהורמונים שונים. .9מעבר של מידע במסלול עצבי כרוך בהתרחשות של תהליכים כימיים ושל תהליכים חשמליים. מידע יכול לעבור דרך סינפסות רבות בזו אחר זו או דרך סינפסות מעטות .בדרך כלל ,מידע יעבור מהר יותר כאשר: א.
יש סינפסות רבות ,כי תהליכים כימיים הם אטיים מתהליכים חשמליים.
ב.
יש סינפסות רבות ,כי תהליכים כימיים הם מהירים מתהליכים חשמליים.
ג.
יש סינפסות מעטות ,כי תהליכים כימיים הם אטיים מתהליכים חשמליים.
ד.
יש סינפסות מעטות ,כי תהליכים כימיים הם מהירים מתהליכים חשמליים.
.10מה מאפיין משוב שלילי? א.
התהליך נמשך בלי הגבלה.
ב.
הצטברות התוצר היא שמגבירה את התהליך.
ג.
הצטברות התוצר היא שמפסיקה את התהליך.
ד.
רעילות התוצר היא שמפסיקה את התהליך.
62
63 .11אצל אדם בריא ,רמת הגלוקוז בדם לאחר לילה של שינה מוּוסתת על ידי הורמונים ונשמרת פחות או יותר קבועה .הוויסות ההורמונלי גורם ל: א.
דיכוי צריכת האנרגיה של התאים.
ב.
ניצול מאגרי העמילן.
ג.
ניצול מאגרי החלבונים.
ד.
ניצול מאגרי הגליקוגן.
.12כיצד פועל הורמון מעכב השתנה ( )ADHבכליה? א .מגביר ספיגת המים חזרה לדם. ב .מגביר את ספיגת הסוכר חזרה לדם. ג .מגביר את ספיגת הנתרן חזרה לדם. ד .מווסת את ריכוז השתנן העובר מהכליה לשתן. .13מהו הסדר הנכון בעליה הכמותית של ההורמונים הקשורים במחזור החודשי של האישה? א .אסטרוגן ,פרוגסטרוןF.S.H ,
ג , F.S.H .פרוגסטרון ,אסטרוגן.
ב , F.S.H .אסטרוגן ,פרוגסטרון.
ד .פרוגסטרון ,אסטרוגן. F.S.H ,
.14רמת האסטרוגן מווסתת על-ידי מנגנון משוב בין: א .הרחם ,ההיפופיזה ,הגופיף הצהוב.
ג .השחלה ,ההיפופיזה ,ההיפותלמוס.
ב .השחלה ,ההיפותלמוס ,צינור הביצית.
ד .הרחם ,ההיפופיזה ,השיליה.
נימוק :האסטרוגן מופרש מביצית מבשילה מהיום הראשון לתחילת הבשלתה בזקיק שבשחלה ועד היום ה 14-בו היא מוכנה לצאת לקראת הפריה בצינור הביצים ( ביוץ ) .ההיפופיזה הפרישה את ההורמון F.S.Hשהשפיע על הבשלת הביצית להבשלה בשחלה. ההיפותלמוס מעורר יצירת F.S.Hבהיפופיזה.
***שאלות על הורמוני הרבייה יופיעו בפרק על הרבייה
.1
תאר והסבר את תפקידי הורמון אדרנלין .מה הקשר בין הפרשת אדרנלין לבין מערכת העצבים. הורמון האדר נלין ("המרץ") הוא הורמון חשוב המופרש מבלוטת יותרת הכליה .הורמון זה מכין את הגוף למצבי לחץ (מאפיין מצב של תגובת לחימה או בריחה) .הוא משפיע על חלוקת זרימת הדם לאיברים השונים ,על השרירים ,ועל חילוף החומרים של סוכרים : השפעתו מגבירה את פעולת הלב ,את קצב ועומק הנשימה ,את קצב חילוף החומרים ,ואת כוח ההתכווצות של השרירים .באותו זמן פוחתת זרימת הדם אל המעי ואל שלפוחית השתן. במצב רגיל ,יש הפרשה שוטפת של אדרנלין לדם מיותרת הכליה .כאשר מגיע אל המוח מידע המתפרש כסכנה ,מועברים דחפים עצביים דרך עמוד השדרה ,בתדירות גבוהה מן הרגיל ,אל יותרת הכליה .כתוצאה מכך ,מופרשת כמות גדולה יחסית של אדרנלין לדם .הדם מוביל את האדרנלין במשך שניות ספורות לכל חלקי הגוף וכל תא רגיש לאדרנלין מגיב בצורה האופיינית לו .מכאן שהפרשת האדרנלין מבוקרת ע"י מערכת העצבים .דוגמא זו ממחישה את הקשר ההדוק הקיים בין העצבים להורמונים.
63
64 .2
מהו ההבדל המהותי בין הורמון האינסולין לבין הורמון האדרנלין? אינסולין = הורמון המשפיע באותו אופן על כל התאים בגוף. אדרנלין=הורמון המשפיע בצורה אחת על תאים מסוג מסוים ובצורה אחרת על תאים אחרים.
.3
אדם מסוים שם לב שריח ורדים גורם אצלו להאצת קצב הלב .לאחר זמן מה נזכר שחברתו הראשונה נהגה להשתמש בבושם ורדים. א .תאר את המסלול העצבי וההורמונאלי מן הגירוי ועד האצת קצב הלב. עצב תחושתי קולט את הריח ,התגובה מועברת דרך המוח לבלוטת יותרת הכליה ,שמפרישה בתגובה אדרנלין ,המאיץ את קצב הלב. ב .האם תגובתו של האדם לריח הוורדים היא דוגמא לרפלקס מותנה ?נמק את תשובתך . כן זוהי דוגמת רפלקס מותנה .הגירוי המקורי הוא החברה עצמה ,והגירוי הוא גירוי חלופי ,המעורר את התגובה שעוררה במקור החברה.
.4
תאר דרך שבאמצעותה הורמונים נקשרים אל תא המטרה. יש מספר דרכים להתקשרות הורמון לתא המטרה: הורמונים מסיסים במים נקשרים לקולטנים על גבי קרום התא ,ויוצרים תצמיד המשפיע על ויסות תהליכים בתא (תהליכים אנזימטיים) או על חדירות קרום התא. ישנם הורמונים סטרואידים המסיסים בשומן שחודרים את קרום התא וקרום הגרעין ומפעילים גנים בתא (הורמוני המין) ראה סרטונים מצורפים: http://www.weizmann.ac.il/zemed/net_activities.php?cat=1747&incat=1428&article_id=3506&act=forumPrint
.5
במערכת העצבים מידע מועבר באמצעות אותות חשמליים ובאמצעות תקשורת כימית. א .ציין היכן במערכת העצבים מידע מועבר באמצעות אותות חשמליים ,והיכן במערכת זו מידע מועבר באמצעות תקשורת כימית. ב .ציין הבדל אחד בין שני סוגי העברת המידע ותכונה אחת משותפת לשניהם. א .אותות חשמליים – בתא עצב. תקשורת כימית – בסינפסה. ב .הבדלים בין תקשורת כימית ובין העברת אותות חשמליים במערכת העצבים: תקשורת כימית אטית יותר ממעבר אותות חשמליים. בתקשורת כימית יש מגוון של נוירוטרנסמיטורים ומגוון של קולטנים .ההעברה החשמלית פועלת בדרך אחת. בתקשורת כימית יכולים לעבור מסר מורכב וגם מסר כמותי .בהעברה חשמלית – או שעובר אות או שלא. תכונות משותפות לשני סוגי העברת המידע: כיווניות. העברת האות כרוכה בשינוי בחדירות קרום התא.
64
65
כבד .15לכבד תפקודים רבים ,איזה תפקיד מסייע לתהליכים הומאוסטטים? א .יצירת שתנן מאמוניה ב .יצירת גליקוגן מעודף גלוקוז ג .נטרול רעלים כמו אלכוהול ד .כל התשובות נכונות .16צבעה החום של הצואה נקבע אבדרך כלל כתוצאה מ- א .מחזור של המוגלובין מתאי הדם האדומים ב .כתוצאה מערבוב של מיצי המרה המיוצרים בכבד מפירוק ההמוגלובין של תאי דם אדומים "זקנים" ומופרשים למעי ג .כתוצאה מפירוק של עודפי הגליקוגן בכבד ד .כתוצאה מנוכחותם של סיבים שלא מתעכלים .17התחנה הראשונה של המזון המעוכל שנספג מהמעי הדק לדם היא הכבד .אחרי ארוחה עשירה בפחמימות, יהיה ריכוז הגלוקוז בדם הנכנס לכבד גבוה במידה ניכרת מריכוז הגלוקוז בדם היוצא מהכבד .הסיבה לכך היא: א.
הגלוקוז מתפרק בכבד ומנוצלת על ידי תאי הכבד.
ב.
בכבד מתפרקות הפחמימות לאבני הבנין שלהן.
ג.
הגלוקוז הופך ברובו לגליקוגן הנאגר בכבד.
ד.
הגלוקוז נאגר בכבד כחד סוכר ומשתחרר לדם בהתאם לצורכי הגוף.
דוגמאות להומאוסטזיס תקין בגוף האדם ולהפרתו .1מתי מותר לנו לדבר על מנגנון הומאוסטטי באורגניזם חי? אם המנגנון מסוגל: א .לשמור על "סביבה פנימית" קבועה למרות שינויים בסביבה החיצונית. ב .לשמור על "סביבה פנימית" קבועה למרות שזו נוטה להשתנות. ג .לשמור על "סביבה פנימית" קבועה ,גם כאשר מופעלת על האורגניזם אנרגיה מבחוץ. ד .כל הנ"ל נכונים. .2איזה מבין המצבים הבאים מעיד על קיום הומאוסטזיס באורגניזם החי? א .כל תפקודי הגוף מופעלים באותה מידה. ב .כמות המזון הנכנסת לאורגניזם זהה לכמות החומרים המופרשים מהגוף באותו פרק זמן. ג" .הסביבה הפנימית" אינה זהה לסביבה חיצונית. ד" .הסביבה הפנימית" בלתי תלויה יחסית בסביבה החיצונית. .3גוף האדם יגיב לטמפרטורה חיצונית נמוכה על-ידי- א .התכווצות כלי הדם ההיקפיים.
ג .התרחבות כלי הדם בכל אזורי הגוף. 65
66 ב .התרחבות כלי הדם ההיקפיים.
ד .התכווצות כלי הדם בכל אזורי הגוף.
.4איזו תכונה אינה משותפת לאדם ולעופות? א .ויסות חום יעיל על-ידי אידוי מים מהשטח החיצוני של הגוף. ב .ויסות הורמונאלי של התפתחות תאי הביצית בשחלה. ג .לב בעל מחיצה שלמה. ד .תאי דם אדומים. נימוק :להבדיל מהאדם ,לעופות אין בלוטות זיעה על פני העור. .5האדם שומר על טמפרטורת גוף קבועה למרות שהסביבה החיצונית משתנה ,מכיוון שהוא מסוגל - א .לצמצם או להגביר את איבוד המים לסביבה. ב .להגביר את יצור החום לסביבה. ג .לצמצם את איבוד החום לסביבה אך לא להגבירו. ד .לצמצם ולהגביר את איבוד החום מגופו ואת יצור החום.
.1נבדקו שתי דגימות שתן במעבדה .בדגימה א' נמצא גלוקוז בשתן ודגימה ב' נמצאה חסרת גלוקוז בשתן. על סמך בדיקה זו: א .מי מבין שני הנבדקים בריא ומי חולה בסוכרת? נמק. ב .כיצד נוצר שתן חסר גלוקוז וכיצד נוצר שתן המכיל גלוקוז? הסבר. ג .מדוע אצל אדם חולה סוכרת ,קיימת הפרשה מוגברת של שתן? א .נבדק א' חולה בסוכרת ,כי בשתנו נמצא גלוקז. נבדק ב' בריא ,מפני שאין גלוקוז בשתנו. ב .היווצרות שתן חסר גלוקוז -בתהליך הספיגה החוזרת של התסנין (הנעשה באבובית), מולקולות הגלוקוז חוזרות אל הדם בתהליך אקטיבי ( .)10%תהליך זה מבוצע כהלכה בתנאי שריכוז הגלוקוז בדם מגיע עד רמה מסוימת. היווצרות שתן עם גלוקוז -כאשר רמת הגלוקוז בדם גבוהה מהרמה המסוימת, האבובית אינה יכולה לבצע את תהליך הספיגה החוזרת ולכן הגלוקוז נשאר בתסנין ומופרש בשתן. ג .אצל אדם חולה בסוכרת כמויות השתן גדולות מפני שהגלוקוז מעלה את ריכוז המומסים (הלחץ האוסמוטי)
ולכן יש כניסה של
מים לאבובית ועלייה בכמות השתן. .2לפניך שלבים במנגנון ויסות רמת הגלוקוז בדם .סדר אותם לפי סדר התרחשותם: -
פירוק גליקוגן בכבד
-
הפרשת אינסולין
-
עליה ברמת גלוקוז בדם
-
הפרשת גלוקגון
-
הגברת הקליטה של גלוקוז לתאים 66
67
רמת נורמלית של גלוקוז בדם ----------------------------------------------רמת נורמלית של גלוקוז בדם
ירידה ברמת גלוקוז בדם עליה ברמת גלוקוז בדם
הפרשת אינסולין
הגברת הקליטה של גלוקוז לתאים רמה נורמלית של גלוקוז בדם
ירידה ברמת גלוקוז בדם
הפרשת גלוקגון
פירוק גליקוגן בכבד
.3כחצי שעה לאחר אכילת כריך רמת הגלוקוז בדם עולה ,כשעה אחר הארוחה רמת הגלוקוז בדם חוזרת לרמתה המקורית. א.
הסבר את התהליך המתרחש בגוף מזמן אכילת הכריך עד לספיגת המרכיבים בדם.
ב.
הסבר מדוע רמת הגלוקוז בדם עולה?
ג.
הסבר את ירידת רמת הגלוקוז בדם כשעה לאחר הארוחה.
א.
תהליך העיכול – הכריך עובר בפה תהליך של פירוק כימי(רוק) ופירוק מכאני (ריסוק המזון) .עמילאז
המופרש ברוק מתחיל בפירוק העמילן הנמצא בכריך .מהושט הכריך המרוסק עובר לקיבה ושם ממשיך הפירוק המכאני ,העיסה עוברת לתריסריון .בתריסריון נמשך הפירוק הכימי של העמילן בעזרת מיצי התריסריון המופרשים אליו ,עיכול העמילן מסתיים במעי הדק בעזרת מיצי עיכול במעי. בסופו של התהליך העמילן יתפרק ליחידות של גלוקוז ,הגלוקוז נספג בהמשכו של המעי הדק לדם .ספיגת הגלוקוז לדם נעשית בחלקה באופן פסיבי ובחלקה באופן אקטיבי . ב .בעקבות עיכול הכריך העמילן שנמצא בכריך התפרק בתהליך העיכול ליחידות הבניין שלו – גלוקוז. הגלוקוז נספג ממערכת העיכול לדם ולכן רמתו בדם עלתה. ג .רמה גבוהה של גלוקוז בדם (מעוררת את תאי בטא בלבלב) להפרשת הורמון אינסולין. הורמון זה גורם להגברת החדירות של הגלוקוז בדם לתאים ,לכן רמת הגלוקוז בדם יורדת. .4בדיקות דם ושתן מאפשרות לרופא לקבוע האם אדם בריא או שיש בעיה בגופו. א .הסבר כיצד תוצאות של בדיקות מאפשרות לרופא לקבוע את מצבו הבריאותי של האדם 4( .נקודות) תהליכי ההומיאוסטזיס מגיבים לשינויים סביבתיים ופנימיים ובזכותם התנודות בהרכב דם ושתן מאד קטנות .המדדים של מצב ההומאוסטזיס ידועים .במצבים פתולוגים יש חריגות מאותם גבולות צרים והדבר עשוי להשתקף בבדיקות הדם והשתן .הטיפול במצבים אלה מטרתו להחזיר את הערכים לגבולות הנורמלים. ב .רשום שני מדדים שנבדקים בבדיקת דם וכיצד הם יכולים להצביע על מצבו הבריאותי של האדם 4( .נקודות) 67
68 רמת גלוקוז בדם :רמת גבוהה מדי של גלוקוז מרמזת על מחלת הסוכרת. רמת כולסטרול :רמה גבוהה מרמזת על סכנה של סתימות בעורקים. ערכים גבוהים של תאי דם לבנים יכולים להצביע על זיהום. .5על מנת לבדוק האם ישנה הפרה במצב היציב של הגוף ,בודקים את הדם ,מדוע? הדגם תוך התייחסות לשינוי בשניים ממרכיבי הדם. כיוון שבדם של אדם בריא יש בדרך כלל ריכוז קבוע יחסית של חומרים מומסים ומספר קבוע יחסית של תאי הדם לבנים ותאי דם אדומים ,הפרה של ערכים אלו מעידה על סטייה מהמצב התקין .לדוגמה: עליה במספר תאי דם לבנים מעידה על חדירת גורם זר לגוף ועל תגובת הגוף לגורם זה. עודף גלוקוז בדם מעיד על בעיות במערכת ההפרשה או בהורמונים המאזנים את ריכוז הסוכר בדם :אינסולין וגלוקגון. .6בטבלה שלפניך מוצגים נתונים על כמות הדם (במ"ל) הזורמת במשך דקה בחלקי גוף שונים באדם ,כשהגוף נמצא בשלושה מצבים שונים. מנוחה
פעילות קלה
פעילות נמרצת
חלקי הגוף !
750
750
750
שריר הלב
250
350
750
שרירי השלד !
1200
4500
12500
עור !
600
1500
1800
מעיים ואיברים פנימיים
1400
1100
600
מוח
ענה על השאלות הבאות על פי הטבלה: א .תאר את מגמת ההשתנות של כמות הדם באיברים השונים בזמן פעילויות שונות. במוח –אין שינוי בכמות הדם הזורמת במשך בשלושת מצבי הפעילות השונים של האדם. בשריר הלב -יש עלייה בכמות הדם הזורמת אליו ממצב של מנוחה עד לפעילות נמרצת הכמות עולה פי .3 בשרירי השלד -יש עלייה מהירה מאוד בכמות הדם הזורמת אל שרירי השלד ממצב מנוחה לפעילות קלה פי 4לערך וממצב של פעילות קלה לנמרצת העלייה היא פי 3לערך. בעור -יש עלייה גדולה בכמות הדם הזורמת אל העור ממצב של מנוחה לפעילות קלה פי 2.5לערך וממנה לפעילות נמרצת יש עלייה מתונה בזרימת הדם לעור . במעיים ואיברים פנימיים -יש ירידה מתונה בכמות הדם הזורמת אליהם במעבר ממצב של מנוחה למצב של פעילות קלה וירידה גדולה בכמות הדם הזורמת אליהם במעבר ממצב של פעילות קלה לנמרצת פי 2לערך. ב .הסבר את מגמות ההשתנות של כמות הדם : ()1
בשריר הלב.
()2
בשרירי השלד.
()3
במעיים ובאיברים פנימיים.
()4
בעור.
68
69 ()5
במוח.
ב .הסבר למגמת ההשתנות בהזרמת הדם לאיברים השונים -באמצעות בקרה מרכזית ובקרה מקומית: במעבר ממנוחה למצב של מאמץ מועבר מידע למרכז הבקרה המרכזית של מערכת הדם בגזע המוח ,על השינויים ברמת הפחמן הדו חמצני בדם .המידע נקלט ע"י חיישנים הרגישים לשינויים ברמת החומציות בדם( ,ממוקמים בדופנות עורקי הצוואר ובקשת אבי העורקים) .מהחיישנים יוצאים תאי עצב של מערכת העצבים האוטונומית [הלא רצונית] אל המוח. המידע מעובד והמוח מגיב – שולח דחפים עצביים אל: א .קוצב הלב המגביר את קצב הפעילות שלו [לדוגמא מדופק של 70פעימות בדקה ל 100 -פעימות בדקה] ב .שריר הלב – עוצמת ההתכווצות וההרפיה עולה – הדבר מגדיל את נפח הפעימה ,כמות הדם המוזרמת בו גדלה מאוד. ג .שרירי העורקים – הם מתכווצים ,לחץ הדם בהם עולה ומהירות הזרימה עולה. ד .שרירים טבעתיים בקצות העורקיקים ברקמות הפעילות שהם שרירי הרגליים מתרחבים ,יותר דם יגיע אליהם כאיבר הפעיל .במצב מנוחה דם כמות הדם הזורמת בשרירים פחותה בהרבה .התרחבות הסוגרים מאפשרת הזרמת דם מוגברת לרקמות בשעת מאמץ. ה .במקביל ,סגירת סוגרים חלקית ברקמות פנימיות שהן פחות פעילות כמו המעיים והאיברים הפנימיים (כמו כליות) ,הצרות זו של כלי הדםלרקמות הפנימיות מאפשרת חלוקת דם שונה במצב מאמץ. ו .במקביל הרחבת הסוגרים בקצות העורקיקים בעור ,מזרימה כמות גדולה יותר של דם אל היקף הגוף – הדבר מאפשר פיזור חום שנוצר בגוף והסעתו אל הסביבה החיצונית [שהינה קרה יותר בדרך כלל]. ה .יותרת הכליה – מפרישה הורמון אדרנלין המגביר את פעילות קוצב הלב .השפעת האדרנלין מתמשכת והיא תשפיע עד להעלמות ההורמון מהדם. בקרה מקומית קשורה לרגישות הסוגרים בקצות העורקיקים לרמת הפחמן הדו חמצני בסביבתם: – רמה גבוהה שלו גורמת להרפייתם .גם תגובה זו מגבירה את זרימת הדם לאיבר הפעיל.
אחריות האדם לבריאותו .1הפתרון להשמנת יתר הוא א .דיאטה דלת אנרגיה ללא שומנים ופעילות גופנית. ב .דיאטה דלת אנרגיה הכוללת את כל אבות המזון והויטמינים. ג .דיאטה דלה בשומנים ופחמימות. ד .דיאטה דלה בחלבונים ושומנים. .2מה מבין הבאים מהווה חומר הגורם להתמכרות בעשן סיגריה? א .עיטרן. ב .פחמן חד חמצני. ג .ניקוטין. ד .פיח. 69
70
.3אדם המשתמש בגלולת מרץ כדי להתרכז בבחינה מגלה לאחר מספר התנסויות חוזרות שהגלולה כבר אינה משפיעה על עירנותו כבעבר .הסיבה לכך קשורה ב א .תופעת "ההתרגלות" של תאי העצב . ב .תופעת התלות הגופנית בגלולה. ג .הרס של תאי עצב. ד .פגיעה ביצור של נוירוטרנסמיטר ים בתאי העצב. .4סמים מעוררים גורמים ל- א .מגבירים מעבר נוירוטרנסמיטרים בסינפסות. ב .מאטים מעבר נוירוטרנסמיטר ים בסינפסות. ג .חוסמים מעבר דחפים שמקורם בתאי חישה הרגישים לכאב. ד .מגרים תאים במרכז הראייה או השמיעה במוח. .5מהו המשפט שאינו נכון לגבי האלכוהול א .פוגע באופן ישיר בתאי העצב ומגדיל את שיעור התמותה שלהם. ב .גורם לתת תזונה אצל אנשים מכורים מעיון שהם אינם מרגישים תחושת רעב. ג .מדכא פעולות של מרכזי הבקרה במוח הכרוכים בשליטה על התנהגות. ד .גורם לנזק מצטבר בכבד בכל רמה של צריכת אלכוהול. .6התמכרות היא מצב שבו א .דחף כפייתי לצריכה של חומר מסוים. ב .הופעת תופעות גופניות כאשר לא משתמשים בחומר. ג .התפתחות סבילות לחומר ,במובן זה שדרושה כמות הולכת וגדלה של החומר כדי להשיג את אותו האפקט. ד .כל התשובות נכונות.
.1דיאטה בה הרכב החלבון איננו מאוזן עלולה לפגוע בתפקוד מערכות הגוף לדוגמא מערכת הרבייה. התשובה צריכה להתייחס לנקודות הבאות :חלבון מורכב מהחומצות אמיניות חלקן חיוניות .תהליך בניית החלבון בגוף פועל על פי עקרון "הכל או לא כלום" .מחסור בחומצה אמינית חיונית יפגע בתפקוד מערכות הגוף .במערכת הרבייה עלולה להיות פגיעה ב :בניית תאים ,אנזימים ,הורמוני רבייה. חובה להתייחס לקשר בין העיכול כמקור לחומצות אמיניות לתאים וכן את הקשר בין המערכות ובין החלבונים להורמוני הרבייה.
.2בזמן עישון משתחררים מן הסיגריות עטרן (השוקע על דפנות הריאה) והגז , COהגורמים לכך שחייל מעשן יתקשה יותר באימונים בשדה לעומת מצב שבו הוא לא היה מעשן.
70
71 העטרן השוקע בריאות מקטין את פני שטח הנאדיות ומקטין את חילוף הגזים .כתוצאה מכך פחות חמצן נקלט, נקשר ומובל לתאים .ל COיש אפיניות (זיקה) גבוהה להמוגלובין שבתאי דם אדומים יותר מאשר לחמצן, התקשרותו להמוגלובין חוסמת את אתרי הקישור של המוגלובין לחמצן ולכן נקשר פחות חמצן .התוצאה ממחסור בחמצן ,החייל יסבול מקשיי נשימה ,תהיה ירידה בכושר הגופני שלו ,תתבצע בתאים שלו פחות נשימה תאית והוא יפיק פחות אנרגיה. .3אצל אנשים במצב רעב מתקדם אנו עדים לתופעה של התנפחות הבטן כתוצאה מירידה ברמת החלבונים בדם( .ההתנפחות היא בצקת הנובעת מהצטברות נוזלים ברקמות) א .על פי הידוע לך על החזרת מים מהרקמות אל נימי הדם ,הסבר את המתרחש בבטן כתוצאה מירידה ברמת החלבונים בדם? ב .מהו הפתרון הרצוי למצב זה ? הסבר. א .ברעב ,בהיעדר פחמימות ושומנים האדם משתמש בחלבונים המצויים בדם לצורך הפקת אנרגיה. בגלל מחסור בחלבונים בדם הריכוז האוסמוטי של הדם יורד ,תמיסת הדם נעשית היפוטונית יחסית לרקמות ומים עוברים מהדם לנוזל הבינתאי הנמצא ברקמות .זוהי תופעת הבצקת .הצטברות זו של נוזלים ניכרת במיוחד באזור הבטן מכיוון שאין בבטן צלעות המגבילות את גודלה כמו בגב. ב .הפתרון הוא דיאטה מאוזנת ,צריכת פחמימות שומנים וחלבונים תקינה ,כך ריכוז החלבונים בדם יחזור להיות תקין.
מערכת הרבייה באדם .1
תאי ביצית המכילים כמות קטנה יחסית של חלמון ,נמצאים בדרך-כלל בבעלי-חיים שהעובר שלהם: א .נוצר בהפריה חיצונית.
ג .מתפתח מחוץ לגוף האם.
ב .מתפתח בגוף האם.
ד .מתפתח בדרך אל-מינית.
נימוק :עובר המתפתח בגוף האם מקבל את מזונו מדם האם באופן שוטף ,ולא מחומרי אגירה .כמות החלמון הקטנה בביצית מספיקה להזין את העובר מרגע ההפריה( המתרחשת ב"חצוצרה" ) ועד השתרשותו ברחם ( בערך 5ימים )להתפתחות עוברית . .2
לאחר שביצית מופרית מגיעה אל הרחם: א .היא נשתלת בדופן הרחם. ב .היא ממשיכה להתחלק. ג .מתחילים להתפתח קרומי המגן של העובר. ד .מתרחשים כל התהליכים האלה. נימוק :ביצית מופרית מגיעה לרחם ,נצמדת לכלי דם ברחם ,מהם יפעפע מזון וחמצן מדם האם לדם העובר ,חומרי פסולת יורחקו מהעובר .הביצית החלה את התחלקותה מיד לאחר ההפריה ,עוד בצינור הביצים .חלוקה זו ממשיכה כדי לאפשר את גדילת העובר.
.3
תאומים זהים מתפתחים כאשר:
71
72 א .שני תאי ביצית מופרים על-ידי תא זרע אחד ,ומכל אחד מתפתח עובר שלם. ב .שני תאי זרע חודרים לאותו תא ביצית. ג .תא ביצית מתחלק לשני תאי בת לפני ההפריה ומכל אחד מתפתח עובר שלם. ד .שני תאי הבת של התא המופרה ( הזיגוטה ) נפרדים ומכל אחד מתפתח עובר שלם. נימוק :תאומים זהים מוצאם מאותה ביצית מופרית .מיד בחלוקת התא הראשונה של הזיגוטה ( תא עוברי ראשון) נפרדים שני התאים החדשים זה מזה וכל תא מתרבה ויוצר עובר עצמאי. .4
מהו הרצף של מהלך הרבייה? א .גמטה ,מיוזה ,זיגוטה ,מיטוזה.
ג .מיוזה ,גמטה ,זיגוטה ,מיטוזה.
ב .מיטוזה ,מיוזה ,זיגוטה ,גמטה.
ד .זיגוטה ,גמטה ,מיוזה ,מיטוזה.
נימוק :קודם כל מתרחש תהליך מיוזה המביא ליצירת תאי מין ( גמטה ) .תאי מין שונים ( זכר ונקבה ) עוברים הפרייה .התא העוברי ( זיגוטה ) מתרבה על-ידי חלוקת מיטוזה לתאים רבים חדשים. .5
הופעתו של איזה מהתהליכים הבאים קשור למעבר מחיים במים לחיים ביבשה: א .רבייה זוויגית ( מינית ).
ג .רבייה אל-זוויגית ( אל-מינית ).
ב .הפריה פנימית .
ד .הפריה חיצונית.
נימוק :ביבשה יש סכנת התייבשות תאי המין ,ולכן ,צריך להפרות ללא מגע של תאי המין עם האוויר ה"יבש" .
.1
הסבר שתי דרכים בהן תהליך המיוזה מגדיל את השונות הגנטית 8 ( .נק' ) .)1התפלגות /הפרדה בלתי תלויה בין זוגות כרומוזומים הומולוגיים )2בשחלוף /קרוסינג אובר – החלפת קטעי כרומוזום בין כרומוזומים הומולוגיים .)3התקבלה גם תשובה :במיוזה חלה הפחתה של מספר הכרומוזומים לחצי .העובר מקבל n כרומוזומים מהורים שונים .העובר בעל צירוף גנים חדש והוא שונה משני הוריו. ( 2דרכים 4 Xנק' = 8נק') הערה :תלמיד שכתב מוטציות – יפסיד 4נקודות .מוטציה היא נדירה ולא קשורה לתהליך המיוזה.
.2א .מה היתרונות ומה החסרונות ברבייה מינית להמשך קיום המין? ברבייה מינית נוצרים פרטים מאותו המין השונים במידה מסוימת אחד מהשני כאשר יש שינוי בבית הגידול יש סיכוי שחלקם יהיו מותאמים לבית הגידול החדש וישרדו בו .החיסרון הוא שההורים הצליחו לגדול בבית הגידול ,הצאצאים השונים שיתקבלו ברבייה מינית יכול להיות שחלקם יהיו פחות מותאמים לבית הגידול הקיים והסיכוי לשרוד יהיה קטן יותר. בנוסף לרבייה מינית חייבים להיות לפחות שני פרטים במצב שיש הכחדה של מין מסוים לפעמים לא תתקיים רבייה מינית כי מספר הפרטים קטן מאוד והסיכוי שהם יגיעו אחד לשני נמוך. ב .מה היתרונות ומה החסרונות ברבייה מינית לתועלת האדם?
72
73 אדם מגדל צמחים ובעלי חיים לתועלתו כאשר יש רביה מינית נוצרים פרטים שונים שחלקם מוצלחים מבחינת האדם כמו הוריהם וחלקם פחות ולכן זה חסרון שלא כולם אחידים כמו ההורים ( לדוגמא כמות חלב בפרות כמות פרי עגבניות על צמח מסוים) היתרון שיש שונות בין הפרטים מאותו המין שהאדם יכול לבחור את המתאמים לו ביותר מהצאצאים ואותם להמשיך להכליא ולבחור שוב את המתאימים ביותר וכל האדם לאורך שנים עשה אבולוציה בבעלי חיים וצמחים לתועלתו. .3מהי התוצאה העיקרית של תהליך המיטוזה? ומה התהליך שגרם לתוצאה זו ? במיטוזה מקבלים שני תאים שבכל אחד מספר דיפלואידי של כרומוזומים ושני התאים זהים גנטית. בתחילת המיטוזה בכל תא מספר דיפלואידי של כרומוזומים כל כרומוזום בנוי משתי כרומטידות זהות .בזמן המיטוזה כרומטידות האחיות (שה ן בעלות מטען גנטי זהה)נפרדות כל כרומטידה הולכת לקוטב נגדי ולכן בסוף התהליך בכל תא יש מספר שווה של כרומוזומים והמטען הגנטי זהה. .4נ יתן להסיק שתאומים שהם בן ובת לא נוצרו מהפריה של ביצית אחת על ידי תא זרע אחד .הסבר 12 .נק' קיימים שני סוגים של תאומים :תאומי זהים הנוצרים מביצית אחת ותא זרע אחד שלאחר ההפריה הביצית המופרית מתפצלת לשני עוברים נפרדים .שני העוברים הם בעלי מידע גנטי זהה .ולכן תאומים זהים הם תמיד בני אותו הזוויג. הסוג השני של תאומים הם תאומים אחאים – אלו תאומים שנוצרו משתי ביציות ושני תאי זרע ולכן הם יכולים להיות מזוויגים שונים. יכול להיות שתא ביצה אחד יופרה על ידי תא זרע המכיל כרומוזום Xואז תתקבל בת ויכול גם להיות שתא זרע המכיל כרומוזום Y יפרה את תא הביצה השני ואז יתקבל בן. .5
כיצד נוצרים תאומים זהים ,וכיצד נוצרים תאומים לא זהים?
( 4נקודות)
תאומים זהים נוצרים מביצית אחת (שמופרת על ידי זרע אחד ,ולאחר מכן מתפתחים ממנה שני עוברים). תאומים לא זהים נוצרים משתי ביציות (שמופרות על ידי שני תאי זרע בעת ובעונה אחת ,ומכל אחת מהביציות מתפתח עובר). .6תאי הזרע הנוצרים במהלך המיוזה (חלוקת הפחתה) באותו פרט ,אינם זהים זה לזה בהרכב הגנטי שלהם. א .הסבר כיצד נוצרים תאי הזרע שאינם זהים זה לזה בהרכבם הגנטי .בהסברך פרט שני תהליכים המתרחשים במיוזה. ב .הסבר את היתרון של השונות המתקבלת ברבייה זוויגית להישרדות הצאצאים 13( .נק') א .יצירת תאי זרע .שני תהליכים במהלך המיוזה הגורמים ליצירת שונות גנטית בגמטות/תאי הרבייה/תאי הזרע: תהליך : 1התפלגות /הפרדות אקראית ,בלתי תלויה ,בין זוגות כרומוזומים הומולוגיים שכל אחד מקורו בהורה אחר)4( . תהליך :2שחלוף /קרוסינג אובר -החלפת קטעי כרומוזום בין זוגות כרומוזומים הומולוגיים (כתוצאה מכך נוצרים צירופים חדשים של אללים בכל הומולוג))4( . ב( .שונות גנטית פירושה צירופי גנים שונים באוכלוסיה /מגוון גנוטיפים) כאשר יחול שינוי בתנאי הסביבה ,קיים סיכוי גדול שצירופי גנים מסוימים יהיו יותר מותאמים לתנאי הסביבה החדשים ( )2בעלי גנוטיפים אלה ישרדו ( )1ויעמידו צאצאים ותהיה המשכיות למין ( .)1כלומר סיכויי הישרדות גדולים יותר. תזכורת( :לרבייה אל-זוויגית יתרון בתנאי סביבה יציבים .גנוטיפים מוצלחים /מותאמים לסביבה שרדו ,התכונות יעברו במדויק לצאצאים וכך גם הם יותאמו לתנאי הסביבה הקיימים). 73
74
.7 .8לפניך שרטוט של הבקרה ההורמונלית במערכת הרבייה באדם (בזכר ובנקבה)
היפותלמוס
היפופיזה הורמון ב הורמון א
בלוטת מין
רמת ההורמון בפלזמה
א .אילו הורמונים מופרשים מן ההיפופיזה בזכר ובנקבה ומהי השפעתם בכל אחד מן הזוויגים? התייחס להשפעת כל אחד מן ההורמונים 51/3(.נקודות) ב .התייחס לזכר וציין מהו מנגנון המשוב המתקיים וכיצד ישתנה מאזן ההורמונים בחיה מסורסת (התייחס לכל ההורמונים במערכת הזכרית) 5( .נקודות) * חיה מסורסת היא חיה שעברה כריתה של בלוטות המין. א .ההורמונים המופרשים הם FSHו – .LH בנקבה – הפרשת FSHגורמת להתפתחות זקיק בשחלה והפרשת אסטרוגן מהשחלה LH ,גורם לביוץ והפיכתו הזקיק לגוף צהוב מפריש הורמונים. בזכר גורם LHליצור טסטוסטרון בתאים באשך FSH ,ביחד עם הטסטוסטרון גורמים לייצור תאי זרע באשך. ב .מנגנון המשוב בזכר – ההורמון טסטוסטרון יוצר משוב שלילי על ההיפופיזה (היפותלמוס) .ברמות גבוהות של הטסטוסטרון יש דיכוי וירידה ברמות הגונדוטרופינים ולכן בחיה מסורסת אין ייצור הטסטוסטרון ולכן רמת הטסטוסטרון בפלזמה תהיה נמוכה ולכן עם פעולת המשוב רמת הגונדוטרופינים מההיפותלמוס עולה. .9
תאר בקצרה משוב חיובי ומשוב שלילי במחזור הווסת .לכל אחד מן המשובים ציין: 74
75 אילו הורמונים מעורבים במשוב. מאין מופרש כל אחד מהם. מהו איבר המטרה של כל הורמון 13( .נקודות)משוב חיובי FSH :שמופרש מההיפופיזה מעודד התפתחות זקיק בשחלה ,הזקיק מפריש אסטרוגן ,שמעודד עוד הפרשה של FSH/LHמההיפופיזה. משוב שלילי :לאחר הביוץ ,פרוגסטרון וגם אסטרוגן המופרש מהגופיף הצהוב מעכב הפרשת LHוFSH- מההיפופיזה וכך נמנעת התפתחות זקיקים נוספים. .10אצל ספורטאים שנוהגים לקחת הורמונים סטרואידים (כגון טסטוסטרון) נפגעים תאי הזרע. הסבר מדוע רמה גבוהה של טסטוסטרון בדם פוגעת בייצור תאי זרע .בתשובתך העזר בתוצאות הניסוי. רמה גבוהה של טסטוסטרון פוגעת בייצור תאי הזרע משום שטסטוסטרון מעכב במשוב שלילי הפרשת FSH מההיפופיזה ,ולפי תוצאות הניסוי ניתן לראות כי ל FSH -יש השפעה של העלאת אחוז יצירת תאי הזרע בכ ,45% -ירידה ברמת FSHאם כך תפגע ביצירת תאי הזרע. .11א .מהן היתרונות ומה החסרונות של הפריה פנימית? • מאפשרת שמירה טובה על תאי הזרע והביצה שהתלכדו לזיגוטה ומבטיחה התפתחות מוגנת של הצאצאים; • מספר תאי הזרע ותאי הביצה בהפריה פנימית קטן יחסית להפריה חיצונית ,ומשמעותו מספר קטן של גמטות נקביות וזכריות וחיסכון במשאבים ליצירת הגמטות; • הפריה פנימית יכולה להתקיים במקומות מגוונים יותר מאשר הפריה חיצונית ,שיכולה להתקיים רק בסביבה מימית. החסרונות בהפריה פנימית: •
משאבים רבים מושקעים על ידי כל אורגניזם ובייחוד על ידי הנקבות ,כדי ליצור מערכת מין מורכבת ומוגנת שתקלוט את הגמטות הזכריות ,תאפשר הפריה יעילה ,תכיל את העובר המתפתח ותאפשר התפתחות מוגנת של הצאצא;
•
הפריה פנימית ,כמו הפריה חיצונית ,מחייבת אף היא תיאום מדויק בזמן ובמקום בין הפרשת תאי המין של הזכר ושל הנקבה ,מאחר שאם תאי הזרע ותאי הביצה לא ישתחררו באותו הזמן ויהיו מרוחקים אלה מאלה לא תתרחש הפריה.
•
בדרך כלל ,לבעלי חיים המתרבים בהפריה פנימית יש פחות צאצאים;
•
במינים רבים יש השקעה הורית גם בטיפוח הצאצא לאחר בואו לעולם בדרך זו או אחרת.
•
במקרים רבים יש צורך להשקיע רבות בהתנהגות של חיזור ,וזאת כדי ליצור אינטראקציה עם בן/בת הזוג :צריך לפתח הורמונים ,צבעים ,ריחות ,קולות ,ריקוד חיזור ועוד.
.12מהם התנאים הדרושים כדי שתתקיים הפריה פנימית ? כדי שתתקיים הפריה פנימית ,תאי המין של הזכר ושל הנקבה צריכים להגיע לבשלות מינית באותו הזמן המושג באמצעות שינויים ההורמונליים .תהליך הרבייה מוסדר באמצעות מנגנוני תקשורת בתוך הייצור ,בין הזוויגים ובינם לסביבה.
אקולוגיה 75
76 מבט על נושא האקולוגיה מייצג את רמת הארגון המערכתית. לנושא כמה היבטים ייחודיים: • מזמן שילוב של לימוד נושאים תיאורטיים עם הוראת הטבע בשדה והיכרות עם מגוון בתי גידול ומינים בארץ. • מזמן עיסוק בנושאים רלוונטיים הנוגעים למעורבות האדם בסביבתו ,ברמה הגלובלית ,האזורית והמקומית. • מאפשר פיתוח מודעות לדילמות הקשורות לאחריות האדם לסביבה ולסוגיות של שימור מול פיתוח הסביבה. מומלץ ל למד את הנושא בשילוב מעקב אחרי אחד מבתי הגידול הסמוכים לבית הספר לאורך זמן. אחת התופעות המעניינות הנגלות לעיני המתבונן בסביבה היא ההתאמה של היצורים ,במבנה ובאורח החיים ,לתנאים בסביבתם וליצורים שעמם הם מקיימים יחסי גומלין .התאמה זו היא תוצאה של תהליכים אבולוציוניים שהתקיימו במהלך העידנים ונמשכים גם כיום. יחסי הגומלין בין היצורים לבין סביבתם (האביוטית והביוטית) נובעים מכך שכל היצורים החיים זקוקים לקיומם לחומרים ,לאנרגיה ולתנאי גידול ,כגון טמפרטורה מתאימה .היצורים קולטים חומרים ואנרגיה מהסביבה ופולטים לסביבה חומרים ואנרגיית חום. ִמחזור של יסודות הכרחיים ליצורים ,כמו פחמן ,חנקן וחמצן ,הוא חיוני לחיי היצורים ,שכן כמות היסודות בביוספרה היא סופית. (למחזור) .לפיכך ,הביוספרה היא מערכת אקולוגית פתוחה לאנרגיה ,שבה בניגוד לחומרים ,האנרגיה אינה זמינה לשימוש חוזר ִ זרימת האנרגיה חד -כיוונית ,אך היא מערכת סגורה מבחינת החומרים שבה. גודל האוכלוסיות של המינים השונים בטבע מושפע לא רק מהמשאבים ומהתנאים שבסביבתם אלא גם מיחסי הגומלין המתקיימים בין פרטים באותה אוכלוסיה (בעיקר תחרות) ומיחסי הגומלין בין פרטים השייכים לאוכלוסיות שונות בחברה ,כמו יחסי הזנה וטריפה ,יחסי תחרות ויחסי שיתוף (סימביוזה לסוגיה). כיום ניכרת מאוד ההשפעה של מעורבות האדם בטבע ,הנובעת מהגידול המהיר של אוכלוסיית העולם ומניצול בלתי מבוקר של המשאבים .מעורבות האדם גורמת לשינויים בסביבה ,שחלק מהם בלתי הפיכים ועלולים לסכן את המשך קיומם של מינים רבים ובכלל זה קיומם של בני אדם .בשנים האחרונות מעוררת מעורבות האדם בטבע בעיות ודילמות חברתיות ואתיות ומחייבת אימוץ התנהגויות שמבוססות על גילוי אחריות כלפי הסביבה וכלפי הדורות הבאים. שינויים עיקריים: • היקף לימוד הסעיפים הנוגעים לגורמים אביוטיים וביוטיים צומצם מכוון שנושאים אלו נלמדים בחטיבת הביניים. • ניתן משקל רב יותר לנושא תהליכים אבולוציוניים והתערבות האדם בתהליכים אלה. • הוספה התייחסות מצומצמת למחזור החיים של צמח. המלצות להוראה: •
ספרי לימוד:
פרקים באקולוגיה ,מהדורה שנייה מורחבת ,רות אמיר ,האוניברסיטה העברית ,המרכז להוראת המדעים ,משרדהחינוך ,המזכירות הפדגוגית ,האגף לתכנון ולפיתוח תכניות לימודים ,מטה מל"מ.2007 ,
בערבית -קישור
אבולוציה איך זה קורה ,גלית חגי ,חן צור ,סמדר רייספלד ,לולי שטרן ,הטכניון המחקר להוראת הטכנולוגיה והמדעים,משרד החינוך התרבות והספורט ,המזכירות הפדגוגית ,האגף לתכנון ולפיתוח תכניות לימודים ,מטה מל"מ,2005 , קישור ,קישור.
76
77 אקולוגיה מפרט תכנים ( 50-60שעות) רעיון /תופעה
מפרט תכנים
הסביבה מאופיינת על ידי גורמים מאפייני הסביבה ( 4שעות) אביוטיים וגורמים ביוטיים, גורמים אביוטים :מים ,קרקע, כל המשפיעים אלו על אלו. אור וקרינה ,טמפרטורה ,רוח, המאפיינים של בית הגידול חמצן ,ו.CO2- יוצרים יחד את התנאים בבית גורמים ביוטיים :צמחים ,בעלי הגידול ,וחלק מהם מהווים חיים ,פטריות חיידקים משאבים הנחוצים לחיי היצורים. כל אחד מהגורמים יכול להוות גורם מגביל של גודל אוכלוסיות היצורים בבית הגידול ויחד הם קובעים את כושר הנשיאה של הסביבה. יחסי גומלין ( 6שעות) בין פרטים של אותה אוכלוסיה ובין פרטים של אוכלוסיות שונות • יחסי ההזנה בין יצרנים לבין באותה חברה מתקיימים יחסי צרכנים גומלין מסוגים שונים. יחסי הגומלין בתוך האוכלוסיות • טריפה ,הימלטות מטריפה. וביניהן משפיעים על גודלן. • תחרות בתוך אוכלוסיות ובין אוכלוסיות. • יחסי שיתוף (סימביוזה) מסוגים שונים. • השפעת יחסי הגומלין על גודל האוכלוסיה. מקורות אנרגיה ,מעברי כל היצורים החיים זקוקים לחומרים ולמקור אנרגיה לקיומם .אנרגיה ומעברי חומרים במערכת אקולוגית (10-8 הם קולטים חומרים ואנרגיה שעות) מהסביבה ומשחררים לסביבה חומרים ואנרגיית חום. • השמש מקור האנרגיה הראשוני והעיקרי במרבית הביוספרה היא מערכת אקולוגית המערכות האקולוגיות. סגורה לחומרים ופתוחה • מעברי אנרגיה בין גורמים לאנרגיה. ביוטיים לבין הסביבה האביוטית. למיקרואורגניזמים יש תפקיד • זרימת אנרגיה בין גורמים חיוני במיחזור החומרים בטבע ביוטיים נעשית באמצעות הזנה. • דרכים לייצוג מעברי אנרגיה וחומרים במערכת האקולוגית :שרשרת מזון, מארג מזון ופירמידה אקולוגית. • מחזורי חומרים בטבע: מחזור חנקן (ללא פירוט תהליכים כימיים ומחזור הפחמן. תהליכים אבולוציוניים תהליכים האבולוציוניים משפיעים (10-8שעות) על מגוון המינים • תיאוריית האבולוציה מתבססת על שלוש עובדות: בכל אוכלוסיה קיימת
מונחים ומושגים נוספים גורם מגביל
הערות, הסברים חלק מהתכנים המופיעים בסעיף זה נלמד בחטיבת הביניים. מומלץ לערוך בירור תכנים במסגרת הסיור האקולוגי. על המורה ללמד על השפעתם של לפחות 3 גורמים אביוטים מתוך הרשימה.
אוטוטרופים ,הטרוטרופים, יצרנים ,צרכנים ראשונים, צרכנים שניונים הדדיות (מוטואליזם), טפילות ,קומנסליזם.
אנרגיה כימית ,אנרגיית חום ,ביומסה ,זמינות, חומר אורגני ,חומר אי- אורגני ,טורף-על ,יחסי הזנה ,יצרנים ,מפרקים (חיידקים ופטריות), נשימה ,פוטוסינתזה, צרכנים (ראשוניים, שניוניים) ,קיבוע חנקן.
נדרשת הבנה כללית של מחזור החנקן .אין צורך לפרט תהליכים כימיים. כשירות ,מין (,(species מגוון ביולוגי.
77
78 רעיון /תופעה
קיימת התאמה בין המבנה והתפקוד של יצורים חיים לבין התנאים בסביבתם.
מפרט תכנים
שונות ,שחלקה תורשתית. מספר הצאצאים הנוצרים גדול מממספר הצאצאים השורדים. קיים קשר בין תכונות הפרט לבין הסיכויים שלו לשרוד ולהתרבות בתנאי סביבה מסוימים .עם הזמן תעלה באוכלוסיה שכיחותם היחסית של פרטים בעלי תכונות המקנות להם יתרון. • התאמה ההתאמה היא תוצר של תהליכי ברירה טבעית. • שונות שונות בין פרטים בתוך המין מתבטאת בהבדלים :התנהגותיים, פיזיולוגיים אנטומיים וברמה התאית מולקולרית. מקורות השונות: צירופים שונים שלאללים רביה זוויגית מוטציות אקראיותבתאי הזוויג • ברירה טבעית שונּות בטבע כחומר גלם לברירה טבעית ,תחרות על משאבים ,הישרדות והתאמה. תהליכי ברירה טבעית משפיעים על המגוון בתוך המינים ,ועל המגוון של המינים. • הרכב אוכלוסיות מושפע גם מאירועים אקראיים אירועים אקראיים מתקיימים במקביל לתהליכי ברירה טבעית. השפעת אירועים אקראיים ומוטציות אקראיות גדולה במיוחד באוכלוסיות קטנות, ועשויה לגרום לעליה בשכיחות של תכונות שאין להן יתרון בסביבה. התאמה לבתי גידול (10-8 שעות) • סוגים שונים של התאמות:
מונחים ומושגים נוספים
הערות, הסברים
מחסום רבייתי ,מינים אנדמיים.
תהליכים שונים ,כמו טריפה ,שרפה יכולים להיות אקראיים ,בנוסף לאקראיות המוטציות.
הומאותרמים (אנדותרמים), פויקילותרמים
על התלמיד להכיר התאמות של צמחים והתאמות של בעלי חיים 78
79 רעיון /תופעה
מפרט תכנים
מורפולוגית ,פיזיולוגית- ביוכימית ,התנהגותית. מחזור חיים של צמחים • מחזור חיים של חד-שנתיים וגיאופיטים כהתאמה לאקלים ים תיכוני ולאקלים מדברי.
האדם משפיע על סביבתו ומשנה השפעת האדם אותה. על הסביבה (12 שעות) • פעילות לתועלת האדם חקלאות אינטנסיבית: גורם מייצר מזון, ותוצרים רבים נוספים לרווחת האדם לדוגמה :שינוי מעוד פריחה ,השפעה על קצב הטלת ביצים, פיתוח זנים עתירי יבול, פיתוח זנים עמידים למזיקים. תעשייה בינוי • המחיר הסביבתי זיהום ודלדול משאבים הרס בתי גידול הכחדת מינים וכניסת מינים פולשים • דרכים להקטנת המחיר הסביבתי בחקלאות :הדברה ביולוגית בבינוי ותעשייה :פיתוח בר-קיימא צמצום צריכת משאבים. חקיקה סביבתית חינוך והסברה.
מונחים ומושגים נוספים
הערות, הסברים
בארץ ל 3-סביבות: (אקטותרמים) סביבה מימית ,אקלים בצל ,דיות ,האבקה ,הפצת ים תיכוני ואקלים מדברי יש להתייחס לחשיבות זרעים ,זרע ,נביטה, פיונית ,פקעת ,פרח ,פרי .יחס שטח פנים לנפח והשפעתו על האורגניזם .זהו עיקרון מרכזי שנלמד ברמות ארגון שונות וגם כאן. חד שנתיים וגאופיטים הן שתי אסטרטגיות לבריחה מעונה יבשה. אפקט החממה ,דישון, דלדול האוזון ,הדברה ביולוגית ,הדברה כימית, הרס בתי גידול ,זיהום אוויר ,זיהום מים ,זיהום קרקע ,מי קולחין ,מים מליחים ,מים שפירים, מינים בסכנת הכחדה, מינים פולשים ,קומפוסט.
79
80 רעיון /תופעה
האדם משפיע על תהליך האבולוציה של מינים.
מפרט תכנים
מונחים ומושגים נוספים
הכחדת מינים ,הכנסת השפעה אפשרית של האדם מינים ,טביעת רגל על תהליכים אבולוציוניים אקולוגית ,מחסומים • דוגמאות: גאוגרפיים, עמידות לתרופות ,לקוטלי קיימות.)sustainability( , חרקים ולקוטלי עשבים.
הערות, הסברים יש לבחור 3דוגמאות מבין הדוגמאות המוצגות.
מלניזם תעשייתי חיים בסביבה מוגנת (היעדר לחץ סביבתי) הרפואה המודרנית מקטינה את לחץ הברירה הטבעית
מעורבות האדם בטבע מעוררת בעיות ודילמות חברתיות ואתיות.
השפעה על מגוון המינים בטבע :שימור מינים, הכחדת מינים ,ביטול מחסומים גיאוגרפיים, מינים פולשים השבחה וטיפוח • דילמות הקשורות לשמירת הסביבה:
דוגמאות מתאימות לדיון בדילמות הקשורות לסביבה :כביש חוצה ישראל ,תחנות להפקת חשמל לאורך חופי הים. ניתן להשתמש בדוגמאות אחרות ,על פי שיקול דעתו של המורה.
שימור לעומת פיתוח עלות תועלת מול שיקולים אתיים
מאפייני הסביבה ע"י גורמים אביוטיים וגורמים ביוטיים .1מערכת אקולוגית היא: א .כלל הגורמים הפיזיים בסביבה מוגדרת המשפיעים על האורגניזמים החיים בה. ב .חברה שכוללת כמה אוכלוסיות של אורגניזמים. ג .כלל האורגניזמים החיים והגורמים הפיזיים בסביבה מוגדרת ומכלול יחסי הגומלין ביניהם. ד .בית גידול שבו נפגעו האורגניזמים עקב זיהום שנגרם על ידי האדם. .2האוויר המצוי בקרקע חשוב כיוון שהצמחים קולטים ישירות ממנו את : א .הפחמן הדו חמצני ( )CO2הדרוש לפוטוסינתזה. ב .החמצן הדרוש לנשימת השורשים. ג .החנקן הדרוש לגידו הצמחים. ד .המימן הדרוש לויסות חומציות התאים. .3איזה משפט ,הוא הנכון ביותר? - א .עודף CO2עלול לעכב פוטוסינתזה. 80
81 ב .עודף CO2עלול לעכב נשימה. ג .עודף CO2עלול לגרום לעלייה של הטמפרטורה על פני כדור הארץ. ד .עודף CO2עלול לגרום לירידה של הטמפרטורה על פני כדור הארץ. .4הרוח היא גורם חשוב המשפיע באופן ישיר על הגורמים הביוטיים ע"י א .האבקה של צמחים מסוימים ,הפצה של זרעיהם ובהגברת ההתאדות של המים מצמחים ובעלי חיים. ב .האבקה של צמחים והפצת פירותיהם. ג .גובה הגלים בים והפצת המדוזות. ד .הסעת חול ואבק ממקום למקום. .5הגז פחמן דו חמצני א .נחוץ כמקור פחמן לתהליך הפוטוסינתזה המייצר מזון אורגני לכל היצורים ההטרו טרופים. ב .נחוץ הן לתהליך הפוטוסינתזה והן לתהליך פירוק החומר האורגני הנעשה ע"י המפרקים. ג .נמצא בעלייה מתמדת בגלל בירוא יערות ,שריפות והגברת השימוש בדלק. ד .תשובות א ו-ג נכונות.
.1לתמיסת סוכרוז הוסיפו תרחיף שמרים .את התרחיף (עם הסוכרוז) שמרו בטמפרטורה של .25°Cלאחר שבוע הוסיפו לתרחיף כמות קטנה של סנדליות .במהלך 16ימים נבדקו דגימות מן התרחיף ונספרו השמרים והסנדליות .תוצאות הבדיקות מתוארות בעקומות שלפניך.
מבין האפשרויות הבאות סביר ביותר שהעקומות מייצגות: א .יחסי טורף-נטרף בין הסנדליות לבין השמרים. ב .יחסי תחרות בין השמרים לבין הסנדליות. ג .חיי שיתוף מסוג קומנסליזם בין הסנדליות לבין השמרים. ד .מצב שבו הסנדליות והשמרים ניזונים מסוכר. .2יחסי הגומלין בין טורף לנטרף הם הבסיס הביולוגי העיקרי ל: א .חישוב כושר הנשיאה של בית גידול.
81
82 ב .הכרת התפוצה של שני האורגניזמים. ג .תכנון הדברה ביולוגית. ד .הכרת התנאים האביוטיים הדרושים לשני האורגניזמים. .3במשך כמה שנים עקבו באזור מסוים אחר מספר השועלים ומספר הארנבות. תוצאות המעקב מוצגות בגרף שלפניך. מהגרף אפשר להסיק ש:
א .גודל אוכלוסיית הארנבות הוא הגורם היחיד המגביל את גודל אוכלוסיית השועלים. ב .גודל אוכלוסיית השועלים הוא הגורם היחיד המגביל את גודל אוכלוסיית הארנבות. ג .אוכלוסיית הארנבות ואוכלוסיית השועלים אינן משפיעות זו על זו. ד .גודל אוכלוסיית הארנבות אינו הגורם היחיד המגביל את גודל אוכלוסיית השועלים. .4שני מינים של יצורים ,א'-ב' ,חיים בבתי גידול דומים.II-I , לבית גידול ,Iשהיו בו יצורים ממין א' ולא היו בו יצורים ממין ב' ,הכניסו יצורים ממין ב'; לבית גידול ,IIשהיו בו יצורים ממין ב' ולא היו בו יצורים ממין א' ,הכניסו יצורים ממין א'. העקומים שלפניך מתארים את מספר הפרטים כתלות בזמן ,לפני הכנסת המין האחֵ ר לבית הגידול ולאחַּ ר הכנסתו
סביר להניח שיחסי הגומלין בין שני המינים הם: א .סימביוזה מסוג הדדיות (מוטואליזם) (שבה שני המשתתפים מפיקים תועלת). ב .סימביוזה מסוג קומנסליזם (שבה משתתף אחד מפיק תועלת ,והשני אינו ניזוק). ג .טריפה. ד .תחרות. .5לבית גידול מסוים שחי בו יצור א' הוכנס בזמן מסוים יצור ב ./העקומות שלפניך מתארות את מספר הפרטים של יצור א' ושל יצור ב' לאורך זמן .סביר לומר שיחסי הגומלין בין היצורים הם: 82
83
א .טורף – נטרף ,יצור א' טורף את יצור ב'.
יצור א
ב .טורף – נטרף ,יצור ב' טורף את יצור א'. ג .טורף – נטרף ,אי אפשר לדעת מי טורף את מי.
מספר פרטים
יצור ב
ד .סימביוזה מסוג הדדיות (מוטואליזם). זמן
הכנסת יצור ב
.6הימצאות חיידקים בקיבתם של בעלי חיים צמחוניים היא עדות ל: א .סימביוזה מסוג הדדיות (מוטואליזם) בין החיידקים לבעל החיים המסייעת לבעל החיים בפרוק התאית. ב .קיבה לא יעילה אצל בעלי החיים הצמחוניים. ג .מזון מזוהם הנאכל על ידם. ד .מעי גס ( גם הוא מכיל חיידקים) פחות פעיל.
תהליכים אבולוציונים .1על איזו עובדה תיאוריית האבולוציה אינה מתבססת? א .בכל אוכלוסיה קיימים פרטים בעלי תכונות חזקות ב .בכל אוכלוסיה קיימת שונות ,שחלקה תורשתית ג .מספר הצאצאים הנוצרים גדול ממספר הצאצאים השורדים ד .קיים קשר בין תכונות הפרט לבין הסיכויים שלו לשרוד ולהתרבות בתנאי סביבה מסוימים .עם הזמן תעלה שכיחותם היחסית של פרטים בעלי תכונות המקנות להם יתרון. .2בשגר של כלבים הגורים דומים זה לזה אך אין ביניהם זהות על אף שהם צאצאים לאותם הורים. מהן הסיבות העיקריות לשונות הזאת? א .מוטציות ב .שונות רבה במטען הגנטי של תאי הרבייה של כל אחד מן ההורים ג .אקראיות במפגש בין תא הזרע ותא הביצית ד .ב ו-ג נכונים .3איזו קבוצה מתאימה להגדרה של מין ביולוגי ? א .קבוצת פרטים הזהים זה לזה ,המסוגלים להתרבות ולהעמיד צאצאים פוריים. ב .קבוצת פרטים הדומים זה לזה ,המסוגלים להתרבות באופן טבעי ולהעמיד צאצאים פוריים. ג .קבוצת פרטים שנוצרו ברבייה מינית. ד .קבוצת פרטים שנוצרו ברבייה מינית ואל מינית. .4בניית אילן -יוחסין אבולוציוני מתבססת ,בין השאר ,על : 83
84 א .אנטומיה משווה. ב .בדיקת ממצאי מאובנים. ג .השוואה בין חומצות גרעין. ד .כל התשובות נכונות. .5כיצד פועלת הבררה הטבעית ,באוכלוסיות ,לפי תורת דרווין ? א .הרכבים גנטים שונים מגיבים בצורה דומה לשינויים סביבתיים. ב .כל פרט מסתגל במשך חייו לשינויים בסביבה. ג .הפרטים השונים זה מזה בהרכבם הגנטי ,ורק הרכבים גנטיים מסוימים שורדים בעקבות שינויים בסביבה. ד .רק פרטים באוכלוסיה המפתחים בהדרגה הסתגלות לשינויים בסביבה ,מעבירים את תכונותיהם בתורשה. .6תרסיסים קוטלי חרקים לפני כ 25 -שנה .תרסיסים אלו היו בעלי יעילות גבוהה בקטילת זבובים ויתושים. כיום (לאחר 25שנה) ,רק חלק קטן מחרקים אלו מתים כאשר מרססים .מדוע רק חרקים מעטים יחסית נקטלים כיום? א .החרקים נשארים בחיים לאחר הריסוס מפתחים חסינות לקוטלי חרקים. ב .הריסוס המקורי גרם למוטציה ,שהעניקה עמידות תורשתית כנגד הריסוס. ג .החרקים התרגלו לשינוי המלאכותי שחל בסביבתם. ד .חרקים רבים כיום הם צאצאים של חרקים בעלי כושר עמידות בפני קוטלי חרקים.
התאמה לבתי גידול .1כאשר משווים את מיני הצמחים בישראל למיני הצמחים באזורים גשומים ,אך לא מושלגים באירופה ,סביר למצוא: א .בארץ פחות עצים ויותר גיאופיטים( צמחי בצל ופקעת). ב .בארץ יותר עצים ופחות גיאופיטים. ג .בארץ פחות עצים ופחות גיאופיטים. ד .אין הבדל מובהק בין מיני הצמחים בשני האזורים. .2איזה מבין המשפטים שלהלן מתאר את אופן הפיקוח על הטמפרטורה של גוף הלטאה? א .קרינת החום מגוף הלטאה עולה עם עליית טמפרטורת הסביבה וכך נמנעת עליית הטמפרטורה של גוף הלטאה. ב .הלטאה נמלטת למקומות מחבוא המגנים עליה מפני שינויים קיצוניים בטמפרטורת הסביבה. ג .ללטאה שכבת בידוד המונעת פליטה של חום אל הסביבה כאשר טמפרטורת הסביבה יורדת. ד .הפיקוח נעשה באמצעות בלוטות הזיעה שבעור הלטאה. .3הסתגלות היא: א .שינוי ביצור החי כתגובה לשינוי בסביבה. ב .תכונה תורשתית שעוברת מדור לדור. ג .תוצר של תהליך אבולוציוני וברירה טבעית. 84
85 ד .תהליך שינוי של תכונה שנמשך מספר דורות. .1אצל חלק מהצמחים הגדלים בקרבת החוף ישנה הצטברות של מלחים בתוך התאים .הצטברות זו גורמת ל: א .איבוד מים מתאי הצמח. ב .הצטברות של מים בתאי הצמח. ג .התפוצצות תאי הצמח. ד .הרס האברונים. .2מה בין התאמה להסתגלות? א .התאמה היא מצב שבו האורגניזם מתאים עצמו לתנאים משתנים בבית הגידול במשך חייו ,בעוד שהסתגלות היא מצב סטטי המאפיין את אוכלוסיות האורגניזמים השונות. ב .התאמה היא תוצר של תהליך אבולוציוני וברירה טבעית ארוכה שעבר המין לתנאי הסביבה ,בעוד שהסתגלות היא השתנות של אורגניזם בודד ,בטווח הזמן של חייו ,לתנאי סביבה משתנים בבית הגידול בו הוא חי. ג .התאמה היא מצב של שינוי פיזיולוגי בעוד שהסתגלות היא מצב של שינוי מורפולוגי. ד .תשובות א +ג נכונות. .3בבית גידול חם ויבש צפוי למצוא בעיקר: א .בעלי חיים פעילי יום וצמחים בעלי שורשים מסועפים. ב .בעלי חיים פעילי לילה וצמחים בעלי שורשים מסועפים. ג .בעלי חיים גדולים וצמחים בעלי ענפים רבים. ד .בעלי חיים בעלי פרווה דלילה ,וצמחים בעלי עלים גדולים ורחבים.
.1שתי קבוצות של עכברים בני אותו גיל ומשקל הוכנסו לשני כלובים זהים ללא מזון .קבוצה א' שהתה בטמפרטורה של 20 OC וקבוצה ב' שהתה בטמפרטורה של .5 OCלאחר 12שעות נשקלו העכברים וחושב משקלם הממוצע .התברר שמשקלם ירד. (הנח שאף אחד מבעלי החיים לא מת). א .מדוע ירד משקל העכברים? משקל העכברים ירד מכיוון שהם נושמים נשימה תאית ולשם כך מפרקים חומר אורגני .העכברים הוכנסו לכלוב ללא מזון, כלומר,הם לא קיבלו חומר אורגני מהסביבה החיצונית,ולכן הם נאלצו לפרק תרכובות אורגניות מגופם ,דבר אשר הביא לירידה במשקל (.יש לציין שקבוצת העכברים שהייתה בכלוב שבו הטמפרטורה הייתה 5מעלות פירקו יותר חומרים אורגנים מגופם ביחס לקבוצה שהייתה בכלוב של ה 30-מעלות מכיוון שנדרשה עוד אנרגיה לשם וויסות הטמפרטורה בגופם ). ב .באיזו משתי הקבוצות הייתה ירידה גדולה יותר במשקל? נמק. בקבוצת העכברים בכלוב שבו הטמפרטורה הייתה 5מעלות הייתה ירידת משקל גדולה יותר מכיוון שעכברים אלו משקיעים אנרגיה גם לויסות הטמפרטורה וגם לנשימה תאית(העכברים הם הומאותרמים –יצורים השומרים על טמפרטורת גוף קבועה) 85
86 ולכן הם השתמשו ביותר חומר אורגני יחסית לעכברים שהיו בכלוב בו הטמפרטורה הייתה 30מעלות שזוהי טמפרטורה הקרובה לטמפרטורה האופטימלית בגופם של העכברים (קבוצה זו השקיעה פחות אנרגיה בויסות הטמפרטורה,ורוב האנרגיה שהשקיעו הייתה לתהליכי הנשימה התאית). ג .אם יחזרו על אותו הניסוי ,אך יחליפו את העכברים בחרגולים ,וחרגולים א' יהיו בC -
O
20ואילו חרגולים ב' יהיו ב,5 OC -
איזה קבוצה תאבד יותר ממשקלה? נמק את תשובתך. החרגולים בכלוב א' איבדו משקל רב יותר מכיוון שחרגולים הם פויקילותרמים,כלומר בעלי חיים בעלי חום גוף משתנה בהתאם לסביבה .יכולתם לוו סת את חום גופם בעזרת תהליכים פיזיולוגיים בגופם היא מוגבלת מאוד .לשם כך יצורים פויקילותרמים שומרים על חום גופם בעזרת מנגנונים התנהגותיים.זמן פעילותם של הפויקילותרמים תלוי בטמפרטורת הסביבה,כאשר טמפרטורת הסביבה נמוכה ,כל תהליכי החיים נמוכים ,וביניהם גם קצב הנשימה התאית מאוד נמוך .כלומר,החרגולים בכלוב ב' לא עשו דבר חוץ מלנוח ולישון,לעומת החרגולים בכלוב א' שהיו בטמפרטורה קרובה לאופטימלית ,ביצעו את כל תהליכי החיים בקצב קרוב לאופטימלי ,ולכן גם הוציאו יותר אנרגיה. .2הסבר מדוע באזורים קרים סביר שנמצא יונקים בעלי גוף גדול יותר מאלה שנמצא באזור חם? כל היונקים הם יצורים הומיאותרמיים ,כלומר הם בעלי מנגנונים לשמירה על חום גופם .ביצורים בעלי גוף גדול ,היחס בין שטח הפנים לבין נפח גופם קטן יחסית ,ולכן איבוד החום דרך שטח הפנים לסביבה הקרה תהיה קטנה יחסית .הדבר מקל על היונקים ה גדולים לשרוד ,שכן הם מצליחים בנשימה תאית להפיק חום בקצב גדול משהם מאבדים חום אל הסביבה הקרה .לעומת זאת יונקים בעלי גוף קטן יאבדו חום רב יחסית אל הסביבה הקרה דרך שטח גופם והדבר מקשה עליהם לשרוד בסביבה זו .מכאן שיונקים גדולים מותאמים יותר לחיים בסביבה קרה מאשר יונקים קטנים. .3המשפטים הבאים מבטאים את הקשר בין גודל היצור לבין צריכת החמצן שלו:מהו המשפט הנכון ומה ההסבר לו ? א .בהומאותרמים -ובפויקילותרמים ככל שהיצור קטן יותר צריכת החמצן ליחידת משקל גדולה יותר. ב .רק בהומותרמים -ככל שהיצור קטן יותר צריכת החמצן ליחידת משקל גדולה יותר. ג .רק בפויקילותרמים -ככל שהיצור קטן יותר צריכת החמצן ליחידת משקל גדולה יותר. ד .אין קשר בין גודל היצור לבין צריכת החמצן ליחידת משקל. יצור הומאותרמי שומר על טמפרטורת גוף בתחום קבוע .ככול שהיצור קטן יותר,שטח הפנים שלו יחסית לנפח גדול יותר. לכן יצור הומיאותרמי קטן מאבד יותר חום לסביבה מיצור הומיאותרמי גדול .ככל שמאבדים יותר חום לסביבה קצב הנשימה התאית גבוה יותר ,מה שמחייב צריכת חמצן מוגברת. (ליצורים פויקילוטרמים אין יכולת לווסת את חום גופם בעזרת תהליכים פיזיולוגיים בגוף לכן גם כאשר מאבדים חום לסביבה הם לא מגבירים קצב נשימה תאית) .4תרדמת חורף בבעלי-חיים הומיאותרמיים ,היא התאמה פיסיולוגית והתנהגותית של בעלי חיים בארצות קרות .הסבר. חורף בארצות קרות ומושלגות טמפרטורת הסביבה מאד נמוכה והקרקע מכוסה שלג .בתנאים כאלו קשה מאד למצוא מזון והגוף מאבד חום רב אל הסביבה. התאמה התנהגותית – חיפוש או חפירה של מאורה לחורף וכניסה לתקופת תרדמה.
86
87 התאמה פיסיולוגית -צבירת מאגר שומן רב בקיץ .במהלך התרדמה מואט מאוד קצב המטבוליזם :קצב הלב ,טמפרטורת הגוף וקצב הנשימה יורדים במידה ניכרת (כך אין צורך באספקה מתמדת של מזון .קצב הנשימה התאית ויצור החום קטן מאד). .5יצורים חסרי חוליות ,בעלי המוגלובין מסוגלים לחיות במים עומדים חסרי צמחים למשך תקופה מסוימת .הסבר. מים עומדים להבדיל ממים זורמים הם דלים בחמצן כי דיפוזיית החמצן מן האוויר נמוכה למדי כי אין ערבול של המים .תכולת החמצן במים אלו נמוכה מאחר שאין בהם צמחים שיפלטו חמצן בפוטוסינתזה .הודות לנוכחותו של המוגלובין בגופם ,המשמש כנשא חמצן הם מצליחים להתקיים במים דלי החמצן .להמוגלובין יש זיקה לחמצן הוא נקשר אליו ומועבר לתאי הגוף . .6א .בזוחלים ( נחש ,לטאה) ובעופות ההפריה וגם התפתחות עובר מותאמות לחיים על פני היבשה. תאר התאמתם של זוחלים ועופות להפריה על פני היבשה ותאר התאמה אחת של מקום התפתחות עובר לתנאים על פני היבשה 6 ( .נק') ב .הסבר כיצד ההפריה והתפתחות הדגים מותאמות לחיים במים 6 ( .נק') א .בהפריה על פני היבשה חלה הפריה פנימית כלומר הביצים מופרות עוד בהיותן בתוך גוף נקבה (לזכר יש איבר הזדווגות והוא מחדיר את תאי הזרע לגוף הנקבה וכך אין להם סכנת התייבשות) 3 ( .נק') העובר של הזוחלים והעופות מתפתח בתוך ביצה .זו )1מוקפת בקליפה קשה המגנה על העובר. )2כל צרכי העובר מסופקים לו בתוך הביצה – מזון מהחלמון בעיקר ,מים מהחלבון ,חמצן מפעפע פנימה דרך הקליפה ו CO2 -מפעפע החוצה דרכה. )3חומרי הפסולת החנקנית הם בצורה של חומצת שתן שאינה מסיסה במים ומתגבשת בשק האלנטואיס. ( לציין התאמה אחת – 3נק') ב .במים לדגים יש הפריה חיצונית – הנקבה מטילה את ביציה למים והזכר מפרה אותן שם (אין סכנת התייבשות) 3 ( .נק') עובר הדג מתפתח במים כמובן .)1 .קליפת הביצה דקה .החלמון הוא מקור המזון ,מים יש בשפע והגזים ( חמצן ו )CO2 -מפעפעים בהתאם למפל הריכוזים שלהם 3 ( .נק')
.7ההופעה של הפריה פנימית אצל בעלי חיים וצמחים קשורה למעבר מחיים במים לחיים ביבשה. א .הסבר מדוע הופעת ההפריה הפנימית קשורה למעבר לחיים ביבשה 6(.נקודות) ב .הסבר מהו הקשר בין סוג ההפריה (חיצונית או פנימית) למספר הצאצאים? ( 5נקודות) א .תהליך ההפריה יכול להתקיים רק הסביבה רטובה בה הגמטות לא מתייבשות ותאי הזרע יכולים לשחות לעבר הביצית. בהפריה חיצונית :תאי הזרע שוחים לעבר הביצית במי הים או האגם .עם המעבר ליבשה ,הדרך היחידה בה תאי זרע יכולים להגיע אל הביצית היא ההפריה הפנימית בה הזרע מוצא אל גוף הנקבה וממשיך להיות בסביבה רטובה המאפשרת לו לשחות לעבר הביצית( )6(.יש להדגיש שהפריה פנימית אינה מחייבת התפתחות ברחם .כל בח"ע היבשתיים מטילי הביצים מפרים בהפריה פנימית)
87
88 ב .בהפריה חיצונית מספר הצאצאים גדול מאד ושרידותם נמוכה מאד .הצאצאים מתפתחים במים ,ללא קשר להורים ולהגנתם)3(. בהפריה פנימית מוטלות הרבה פחות בימים והן יותר מועטות אבל יותר מוגנות)3(. או בהפריה חיצונית מוטלות הרבה מאד ביציות למים אך סיכויי הפגישה עם הזרע קטנים יותר מאשר בהפריה פנימית.
.8
א .ציין בעיה אחת ,הנוגעת להתפתחות העובר אצל יצורים החיים ביבשה ומשותפת לבעלי חיים ולצמחים החיים ביבשה. ( 3נקודות) ב .תאר פתרון אחד לבעיה זו אצל בעל חיים 7( .נקודות) א .הבעיה – סכנה של התייבשות העובר. ב .פתרון: התפתחות העובר בתוך גוף האם. -התפתחות העובר בתוך ביצה הכוללת קרומים עובריים השומרים על סביבה נוזלית.
.9פרומונים הם חומרים המשמשים לתקשורת כימית בין בעלי חיים ולכל אחד תפקיד ייחודי. א .מהו המשותף להורמונים הפועלים בגוף האדם ולפרומונים? ( 5נק') ב .מהו ההבדל העקרוני בין אופן פעילותם של הפרומונים לעומת הורמונים? ( 5נק') א .גם הורמונים וגם פרומונים מופרשים ממקום אחד ומשפיעים במקום אחר. ב .ההורמונים עוברים עם זרם הדם ופועלים בתוך הגוף .הפרומונים מופרשים אל מחוץ לגוף ופועלים על פרט אחר. .10לתהליך הרבייה דרושה סביבה מימית למניעת התייבשות תאי הרבייה ולצורך העברת תא הזרע לביצית. א .ציין אילו פתרונות קיימים לכל אחת מן הבעיות הללו בבעלי חיים מימי ובצמחים .פרט לגבי כל אחת מן הקבוצות 6(.נקודות) ב .אילו אמצעים להגנה על העובר קיימים בעופות ,ביונקים ובצמחי יבשה .פרט לגבי כל אחת מן הקבוצות את אמצעי ההגנה 5(.נקודות) .10א + .ב מימיים
עופות
יונקים
צמחים
מניעת התייבשות
מוטלים
תאי הזרע מצויים
תאי הזרע מצויים
תאי הזרע מצויים
תאי הרבייה
לסביבה שהיא
במערכת הרבייה
במערכת הרבייה
בתוך גרגרי
מימית
בה סביבה מימית
בה סביבה מימית
האבקה בסביבה
ומועברים
ומועברים באמצעות
מימית ומועברים
באמצעות איבר
איבר הזדווגות לתאי
באמצעות נחשון
הזדווגות לתאי
הביצה המצויים גם
לתוך השחלה
הביצה המצויים
הם בסביבה מימית
שגם בה סביבה
88
89 מימית
גם הם בסביבה מימית העברת תא הזרע
מוטלים למים
לתא הביצה
איבר הזדווגות,
איבר הזדווגות
נחשון הנובט על
נרתיק וצוואר
הצלקת
רחם
ובאמצעותו חודר תא המין הזכרי בתוך סביבה מימית לשחלה
הגנה על העובר
התפתחות בתוך
התפתחות בתוך גוף
זרע עטוף קליפות
ביצה המכילה
האם בתוך רחם
לעיתם בתוך פרי
קרומים וקליפה
שבו נוזל
סידנית להגנה
.11ישנם גורמים סביבתיים המשפיעים על עונת הרבייה כמו משך שעות ההארה היומיות. מה היתרון הביולוגי בהשפעת האור על עונת הרבייה? הסבר.
( 5נקודות)
הצאצאים יתפתחו בעונה שבה תנאים מתאימים :טמפ' נוחות ,המצאות מזון בשפע ,וכו' וסיכוייהם לשרוד גדולים יותר (.)5 .12אצל הדו -חיים ,עונת הרבייה מתקיימת כאשר מגיע מועד הגשמים והטמפרטורה יורדת .לעומת זאת ,מיני זוחלים החיים באזורים טרופיים מתרבים כל השנה .מה ניתן להסיק מנתונים אלה ? הסבר.
( 9נקודות )
הרבייה בדו-חיים מתקיימת כאשר התנאים הסביבתיים מתאימים להפריה (חיצונית) ולהתפתחות הראשן ,כלומר כאשר הגשמים מגיעים ( בחורף לכן גם הטמפרטורה יורדת) 5( .נק' ) באזור טרופי אין שינויים בולטים בין העונות לכן הטמפרטורה וכמות הגשמים די קבועים .באזור זה, הרבייה יכולה להתקיים בכל העונות4(.נק') להתרּבּות במים. ְּ .13א .הסבר כיצד דו-חיים מותאמים
( 6נקודות)
ב .יונקים ועופות נחשבים לחולייתנים יבשתיים מובהקים. הצג שתי תכונות משותפות ליונקים ולעופות ,שמתאימות אותם לרבייה ביבשה 7( .נקודות) א .הנקבה מטילה למים מספר גדול של ביצים ,ובו-זמנית הזכר מפריש למים תאי זרע המצוידים בשוטון ומפרים את הביצים. או :הראשן הבוקע מן הביצה מותאם לחיים במים :יש לו זימים וזנב עם קרום שחייה ,והוא חסר גפיים. ב .תכונות משותפות ליונקים ולעופות ,שמתאימות אותם לרבייה ביבשה: -הפריה פנימית.
89
90 -קרומי הגנה לעובר /העובר מתפתח בתוך נוזל שפיר (אמניון).
דוגמאות לשאלות עמ"ר שאלת ערך מעורבות ורלוונטית לחיי הלומד.
50 % .14מזני התירס בארה"ב הם מהונדסים גנטית* ,בעלי עמידות לקוטלי עשבים או חרקים ומשמשים לתעשיות השונות בארה"ב ,כולל תעשיית המזון .ישנן מדינות שמונעות הכנסת זנים אלו לשטחן. א .ציין את השלבים העיקריים בתהליך הפיכתו של צמח התירס שאינו עמיד בפני חרקים לצמח לצמח מהונדס גנטית ,עמיד בפני חרקים. ב .ציין טיעון אחד בעד השימוש בצמח מהונדס גנטי וטיעון אחד נגד השימוש בצמח מהונדס גנטי ,שאינם מופיעים בפתיח השאלה. ג .האם לדעתך יש להתיר אכילה של מזון שהונדס גנטית? נמק דעתך בעזרת טיעון נוסף לטיעון שרשמת בסעיף ב' של השאלה. * הנתונים מעודכנים ל 8.2016באתר משרד הבריאות א .חיתוך DNAמאורגניזם אחר שאחראי על תכונת רעילות לחרקים בעזרת אנזימי הגבלה ובידוד הקטע האחראי על רעילות .חדרת קטע ה /DNAהגן נגד רעילות ל(גרעין) תא תירס ,שילוב הקטע נגד רעיות בגנום תא התירס גידול צמח תירס שתאיו מכילים את הגן הרצוי. ב .טיעונים בעד השימוש בהנדסה גנטית בצמחים (על התלמיד לציין אחד) שיפור תכונות (גידול מהיר יותר/זמן מדף ארוך יותר/כולל ויטמינים/זקוק לפחות מים )... שמירה על איכות הסביבה/בריאות האוכלוסיה בכך שמדשנים פחות/מדבירים פחות/מרססים פחות ופחותחומרים מזיקים יגיעו למי תהום/למארג המזון הקניית עמידות למחלות/עקות סביבתיות תגדיל את היבול /צמצום הפסד יבול ואף קבלת יותר יבול -פתרוןלבעיות רעב גיוון ושיפור מוצרי מזון ע"י שינוי טעם ,צבע ,מרקם שימוש בצמחים מהונדסים לטיהור קרקע ומים מזוהמים מהיר יותר מהשבחה "קלאסית"טיעונים נגד השימוש בהנדסה גנטית בצמחים (על התלמיד לציין אחד) חשש מפני הפרת שיווי המשקל הקיים בטבע (עמידות שתעבור לצמחי בר /דחיקת מינים). חשש מפני פגיעה עתידית בבריאות האדם (חלבונים שעלולים לגרום לאלרגיות /הצטברות רעלנים*.-
טכנולוגיה חדשה יחסית ואין מספיק מידע להבטחת בטיחות האדם והסביבה
טיעון אידיאולוגי :לא תפקידנו לברוא יצורים חדשים.כל טיעון נכון יתקבל
90
91 ג .על התלמיד לקבוע עמדה (בעד/נגד) ולהוסיף טיעון שלא רשם בסעיף ב.
.15מדענים חיפשו דרך להדביר יתושים מבלי להשתמש בחומרים כימיים .אחת הדרכים שהציעו הייתה לבצע שינוי בגנום הגורם לעקרות אצל זכר ים של יתושים ,שינוי שיכול להכחיד את אוכלוסיית היתושים בעולם במספר דורות קטן יחסית .הצעה זו עוררה ויכוח גדול בקהילות של מדענים. א .ציין שני הבדלים בין הדברה כימית להדברה ביולוגית ב .רשום שני טיעונים שיעלו המצדדים בביצוע השינוי ושני טיעונים של המתנגדים לביצוע השינוי. ג .באיזה צד תבחר? הוסף נימוק נוסף ,לטיעונים שהעלאת בסעיף קודם כדי לבסס דעתך. א .על התלמיד לציין שני הבדלים המתייחסים לדרכים השונות :הדברה כימית :שימוש בחומרים כימיים, נחשבת להדברה זולה יותר ,פוגעת בקרקע/מי תהום/באורגניזמים נוספים ,לרוב רעילה לאדם. הדברה ביולוגית :שימוש באויב טבעי או טפיל שהם בד"כ ספציפיים ,נחשבת להדברה יקרה יותר, לא פוגעת באיכות הקרקע/מי התהום ,לא רעילה לאדם .לרוב נשמר האיזון באקולוגי והמדביר הביולוגי לא מתפשט ב .בעד ביצוע השינוי והשמדת היתושים: •שינוי כזה עשוי להציל מיליוני בני אדם מהידבקות במחלות שמועברות על ידי יתושים– . • שינוי כזה יכול לעזור בהכחדת מינים מזיקים/לשלוט במינים פולשים • שמירה על איכות הסביבה/בריאות האוכלוסיה בכך שמדבירים פחות/מרססים פחות ופחות חומרים מזיקים יגיעו למי תהום/למארג המזון נגד ביצוע השינוי: •חשש מפני הפרת שיווי המשקל הקיים בטבע :קשה לצפות את השפעת השינוי על המערכת האקולוגית במקומות שונים בעולם ,השינוי עשוי לגרור הכחדת מינים והתפרצות מינים אחרים הגורמים מחלות •טכנולוגיה חדשה יחסית ואין מספיק מידע להבטחת בטיחות האדם והסביבה •טיעון אידיאולוגי :לא תפקידנו להשמיד יצורים כל טיעון נכון יתקבל ג .על התלמיד לבחור באחד הצדדים ולהוסיף נימוק נוסף התומך בצד שבחר. הנדסה גנטית -העמקה
91
92
רעיונות מרכזיים ומושגי יסוד בביולוגיה הביולוגיה עוסקת בתחומים רבים והידע בהם גדל בהתמדה .יחד עם זאת ,אין אפשרות ואין צורך ,במסגרת הוראת הביולוגיה בחטיבה העליונה של בית הספר העל-יסודי ,להתייחס לכל התחומים שבהם עוסקת הביולוגיה .ולכן ,התכנית מבוססת על רעיונות מרכזיים בביולוגיה כפי שאנו מבינ ים אותם היום ואלה משמשים כיסודות מארגנים של תכנית לימודים זו .רעיונות אלה עשויים לסייע בארגון ההוראה והלמידה ולשמש כלי עזר בידי התלמיד בהתמודדות עם הידע הרב ובהבנתו ,וליצירת תמונת עולם רחבה בביולוגיה. ♦
ארגון במערכות ביולוגיות
מערכות חיות הן מערכות מאורגנות ,שמתקיימת בהן סביבה פנימית יציבה יחסית ,המופרדת מן הסביבה החיצונית באמצעות קרומים. הארגון המורכב של מבנים ותהליכים ביצורים החיים ניכר ברמות ארגון שונות ,החל ברמה המולקולרית (למשל הסליל הכפול של ,)DNAדרך רמת האברון ,התא ,הרקמה ,האיבר ,מערכת האיברים ,היצור ,המין ,האוכלוסיה ,החברה ועד לרמת המערכת האקולוגית .ב"רמות ארגון" אלה עוסקת הביולוגיה .מבנה מאורגן דורש השקעת אנרגיה לקיומו. ♦
ויסות והומאוסטזיס
מערכות ביולוגיות הן בעלות יכולת לשמור על סביבה פנימית יציבה בגבולות מוגדרים (הומאוסטזיס) ,השונה מן הסביבה החיצונית שבה התנאים משתנים. לקיום סביבה פנימית יציבה ,השונה מן הסביבה החיצונית ונבדלת ממנה ,נחוצה השקעת אנרגיה ונחוצים מנגנוני בקרה וויסות. ♦
יחסי גומלין וקיום שיווי משקל דינמי
מערכות ביולוגיות הן מורכבות ,בין אם מדובר בתא ,ביצור שלם או במערכת אקולוגית .מרכיביהן מקיימים יחסי גומלין אלה עם אלה והמערכות עצמן מקיימות יחסי גומלין עם מערכות אחרות בסביבתן .יחסי גומלין אלו מתבטאים בקליטת חומרים ואנרגיה מהסביבה ובהפרשת חומרים ואנרגיה אל סביבתן ,וכן בקליטה של גירויים ובתגובה עליהם .המערכות קולטות גירויים (מידע) ומגיבות על שינויים פנימיים וחיצוניים בסיוע מנגנוני בקרה ,ויסות ותיאום .פעולותיהם של מנגנונים אלה מסייעות בשמירה על שיווי המשקל הדינמי במערכות עצמן ובינן לבין סביבתן. ♦
אחידות בעקרונות המבנה והתפקוד ושוני בצורה
בעולם היצורים החיים קיימת אחידות רבה בבסיס הכימי של פעולות החיים (למשל נשימה תאית ,סינתזת חלבונים) ,המבנה והתפקוד (כגון תאים ,אברונים ,מערכות הובלה ,אנזימי נשימה) .בצד האחידות קיים גם שוני רב בצורה ברמת תא ,איבר ויצור שלם . (לדוגמה :קיים מגוון צורות של תאים ברקמות שונות -תאי דם לבנים ,תאי עצב ,תאי שריר; ,קיים שוני איברים שונים – ריאות ,לב, מוח; וכמובן קיים מגוון של יצורים – עץ אלון ,צמח כלנית ,שממית ולווייתן). ♦
התאמה בין מבנה לתפקוד
בעולם היצורים החיים קיימת התאמה בין המבנה לתפקוד בכל רמות הארגון( .לדוגמה :התאמת מבנה ה DNA-כחומר תורשתי לתפקודו בהורשת תכונות (ברמה מולקולרית) ,התאמת מבנה השיניים של בעלי חיים לסוג המזון הנאכל ,התאמת הסנפיר לשחייה, התאמת מבנה הכלורופלסטים לביצוע הפוטוסינתזה ,התאמת מבנה הפרח לדרך ההאבקה). 92
93 ♦
המשכיות תורשתית ורבייה ,העברת מידע מדור לדור
קיימת המשכיות בקיומם של היצורים החיים .הביטוי הבולט של המשכיות זו הוא העברת מידע תורשתי ,לרוב בצורה מדויקת ,מתא לתא ומדור לדור בתהליך הרבייה .המידע הקובע את התכונות התורשתיות מוצפן בחומצות הגרעין ,בדרך כלל ב .DNA-מכלול תכונותיהם של היצורים (ובהן התנהגות) מבטא את ההשפעה המשולבת של התורשה ושל הסביבה. בתהליך הרבייה הזוויגית נוצרים בצאצאים צירופים חדשים של מידע תורשתי .צירופים חדשים אלה מגדילים את השונות בין הפרטים באוכלוסיה ,ומשפיעים על כשירותם של הצאצאים לשרוד ולהעמיד צאצאים בעצמם. ♦
גדילה והתפתחות
יצורים חיים גדלים ומתפתחים תוך תהליכי התמיינות של תאיהם ,על פי המידע הגנטי שלהם ובשילוב השפעת הסביבה. ♦
תאוריית האבולוציה
המינים השונים של יצורים חיים משתנים בהדרגה במשך זמן (עידנים) ,עקב שינויים החלים במידע התורשתי בהשפעת גורמים סביבתיים וגורמים פנימיים .לפי ההסבר המקובל כיום ,השונות התורשתית בין פרטים ותהליך הברירה הטבעית הם הגורמים העיקריים לקיום המגוון העצום של היצורים שחיו בעבר ושל אלה הקיימים כיום.
93