מעבדה הכנה לשאלות מתחום הביולוגיה הנכללות בבחינת הבגרות במעבדה נושאי השיעור מבוא: מבנה הבחינה. נושאי המעבדה הנפוצים. בסיס הידע הנדרש. סוגי השאלות המבחן: א. שאלות שקשורות למרכיבי הניסוי ולתוצאותיו (ראו מצגת מיוחדת לנושא זה). ב. שאלות יידע הבנה ויישום בביולוגיה שאלות ידע והבנה כלליות בביולוגיה המתקשרות לנושא המעבדה. שאלות "רוחב" חוצות נושאים. שאלות העוסקות בקשר שבין הרעיונות המרכזיים בביולוגיה לבין נושאי המעבדה.

מבנה בחינת הבגרות במעבדה מבנה הבחינה הבחינה נערכת בסוף כיתה י"ב. התלמידים מקבלים דף הוראות, ובו הם נדרשים לבצע ניסוי מעבדה, שבדרך כלל כולל שני שלבים: שלב ראשון: ניסוי קטן מקדים הנועד להכרת שיטת המדידה. שלב שני*: הניסוי עצמו. במהלך ביצוע הניסויים ולאחריהם התלמידים נדרשים לענות על שאלות בכתב. התשובות נשלחות לבדיקה במשרד החינוך, והציון בבחינה נקבע על פי התשובות. *בשלב השני שליש מתלמידי הכיתה אינם עושים ניסוי "רטוב", אלא מתארים, מנתחים ומסבירים תוצאות ניסוי הניתנות להם אגב שימוש באקסל ליצירת טבלאות וגרפים. שאר התלמידים עושים ניסוי בפועל, ומנתחים ומתארים את התוצאות בטבלאות וגרפים שהם יוצרים באופן ידני. הנושאים הנפוצים בבחינת המעבדה אנזימים והגורמים המשפיעים על פעולתם, דרכי מעבר חומרים דרך קרומים (דיפוזיה, אוסמוזה), נשימה תאית ופוטוסינתזה, החומרים המרכיבים את התאים. בסיס הידע הנדרש נושאי הליבה.

סוגי השאלות המופיעות בבחינת הבגרות במעבדה א. שאלות שקשורות למרכיבי הניסוי ולתוצאותיו בשאלות אלו עסקנו במצגת: "הכנה לבחינת הבגרות במעבדה: שאלות על מרכיבי הניסוי ותוצאותיו". ב. שאלות ידע, הבנה ויישום בביולוגיה, מן הסוגים הבאים: בשאלות אלו נעסוק במצגת זו. שאלות ידע והבנה כלליות בביולוגיה, המתקשרות לנושא המעבדה. שאלות "רוחב" חוצות נושאים. שאלות העוסקות בקשר שבין הרעיונות המרכזיים בביולוגיה לבין נושאי המעבדה. Hannes Grobe<http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Hgrobe>, Wikimedia commons<http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mortar_porcelain_hg.jpg> (CC BY-SA 2.5<http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/deed.en>) Michael Krahe, Wikimedia commons<http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PH_indicator_paper.jpg> (CC BY-SA 3.0<http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en>) הבנת השאלות וזיהוי סוגי השאלות יכולים לסייע בהצלחה במבחן. מטרות אלו מודגשות במצגת זו.

שאלות ידע והבנה כלליות בביולוגיה, המתקשרות לנושא המעבדה דוגמאות: הסבירו את תוצאות הניסוי. מהם הגורמים המשפיעים על קצב פעולת האנזים? תנו דוגמה לעוד סוגי רקמות של צמחים ובעלי חיים, השונים מן הרקמה שנכללה בניסוי.

"טיפ": נסו לזהות את העיקרון או הרעיון הביולוגי העומד מאחורי השאלה לעתים, בקריאה ראשונה השאלה אינה מובנת, ולא ברור הקשר שלה לידע הביולוגי שלכם. במקרים כאלה (ורצוי גם בכל שאר השאלות): נסו לקשר לאיזה נושא בביולוגיה השאלה קשורה. לאחר מכן נסו לזהות את העיקרון הביולוגי או הרעיון הביולוגי העומד מאחורי השאלה. דוגמה: באחת המעבדות שעסקה באנזימים הוסיפו התלמידים למבחנה חלב ואנזים הגורם להקרשת החלב. עקב כך החלב נקרש. התלמידים נשאלו את השאלה הבאה: אם נוסיף למבחנה עוד חלב, האם הוא ייקרש? לאיזה עיקרון הקשור בפעולת האנזימים השאלה מכוונת? לכך שהאנזים עצמו אינו מתפרק או משתנה במשך התהליך, ולכן הוא יכול לחזור ולפרק מולקולות מצע נוספות מאותו הסוג. לכן ברור שהתשובה לשאלה היא שהחלב שיוסף למבחנה ייקרש.

שאלות "רוחב" חוצות נושאים דוגמאות: מדדנו בניסוי את כמות החלבונים בחלב הפרה. לדעתך, האם יש ביניהם אנזימי נשימה? היכן נוצרו החלבונים המצויים בחלב הפרה? האם הגנים לייצור חלב מצויים רק בתאי העטין? נמק. ניסויי המשך: מה יהיו התוצאות הצפויות אם יבוצע הניסוי בשינוי של אחד הגורמים הקבועים בניסוי? (בטמפרטורה שונה, בתאים מסוג אחר וכו'), או בשינוי טווח הערכים של המשתנה הבלתי תלוי שנבדק בניסוי. [לדוגמה: אם תהליך אנזימתי נבדק בניסוי בטווח 200–350, יכולות להישאל השאלות: מה היו התוצאות אילו בוצע הניסוי בטמפרטורה של 800 (דנטורציה של האנזים), או בטמפרטורה של 50 (ירידה בקצב הפעילות בשל ירידה בקצב תנועת המולקולות וירידה בהתנגשויות אנזים־מצע)]. תשובות לשלוש השאלות הראשונות – ראו בשקף הבא.

תשובות שאלות "רוחב" חוצות נושאים דוגמאות: מדדנו בניסוי את כמות החלבונים בחלב הפרה. לדעתכם, האם יש ביניהם אנזימי נשימה תאית? נמקו. היכן נוצרו החלבונים המצויים בחלב הפרה? האם הגנים לייצור מרכיבי החלב מצויים רק בתאי העטין? נמקו. תשובה: לא. תהליך הנשימה התאית מתרחש רק בתוך תאים, ולכן סביר שאנזימי נשימה תאית יימצאו רק בתוך התאים. חלב הפרה מורכב ממים ומחומרים שהופרשו מן התאים המרכיבים את דופן העטין. סביר להניח שהופרשו חלבונים הנחוצים להזנת העגל, ולא אנזימי נשימה תאית. תשובה: החלבונים נוצרו בתאים המרכיבים את דופן העטין. חלבונים נוצרים רק בתוך תאים (בתהליך תעתוק ותרגום), ולאחר יצירתם הם הופרשו בתהליך אקסוציטוזה אל חלל העטין. תשובה: לא. הם מצויים גם בשאר תאי הפרה, אך מתבטאים רק בתאי העטין (תהליך בקרה).

שאלות "רוחב" חוצות נושאים עוד דוגמאות: קצב התסיסה של שמרים הגדלים על מצע שמכיל גלקטוז (חד־סוכר הדומה מאד לגלוקוז) נמוך מקצב התסיסה של שמרים הגדלים על מצע שמכיל גלוקוז. העלו הסברים אפשריים לכך והסבירו את הבסיס הביולוגי להסברים אלו. ראו תשובה לשאלה בשקף הבא.

תשובה שאלות "רוחב" חוצות נושאים קצב התסיסה של שמרים הגדלים על מצע שמכיל גלקטוז (חד־סוכר הדומה מאד לגלוקוז) נמוך מקצב התסיסה של שמרים הגדלים על מצע שמכיל גלוקוז. העלו הסברים אפשריים לכך והסבירו את הבסיס הביולוגי להסברים אלו. תשובה: הסברים אפשריים: א. קצב הכניסה של גלקטוז לתאי השמרים נמוך משל גלוקוז. בסיס ביולוגי: חד־סוכרים חודרים דרך קרום התא באמצעות נשאים. ייתכן שגלקטוז חודר דרך נשאים ייחודיים לו, ומספר נשאים אלו בקרום נמוך ממספר נשאי הגלוקוז. ייתכן שגלוקוז וגלקטוז, הדומים מאוד במבנם המרחבי, חודרים דרך אותו הנשא, אך מידת ההתאמה של הגלוקוז לנשא גדולה והוא חודר ביתר קלות, ולכן קצב הכניסה שלו לתאים גבוה יותר. ב. בתוך התא יש פחות אנזימים המזרזים את פירוק הגלקטוז. בסיס ביולוגי: חומרים מתפרקים בתאים בעזרת אנזימים. לכל תהליך יש את האנזים הייחודי לו. כמות האנזימים משפיעה על קצב הפירוק. ג. הגלקטוז מפורק במספר רב יותר של תהליכים אנזימתיים ולכן פירוקו נמשך זמן רב יותר.

שאלות "רוחב" חוצות נושאים עוד דוגמאות: מה דומה ומה שונה בין תא צמח לתא אאוקריוטי מבחינת המבנה ומבחינת התפקוד. ראו תשובה לשאלה בשקף הבא.

תשובה שאלות "רוחב" חוצות נושאים עוד דוגמאות: מה דומה ומה שונה בין תא צמח לתא בעל חיים מבחינת המבנה ומבחינת התפקוד. תשובה: מבחינת המבנה: דומה: המבנה הבסיסי של התאים דומה. לשניהם קרום, ציטופלסמה, גרעין ואברונים כגון: מיטוכונדריה, אברון גולג'י, וחלקים אחרים כגון ריבוזומים, בעלי מבנה בסיסי דומה. שונה: בתאי צמח יש כלורופלסטים, חלולית ודופן. אברונים אלו אינם נמצאים בתא בעל חיים. בתא בעל חיים יש ליזוזום, שאינו מצוי בתא צמח. מבחינת התפקוד: דומה: תהליכי החיים הבסיסיים כגון: נשימה תאית, יצירת חומרים (לדוגמה: חלבונים, פוספוליפידים) ותהליכי מעבר חומרים דרך הקרום דומים מאוד. שונה: תא צמח מקיים תהליך פוטוסינתזה, שבמהלכו הוא מרכיב חומרים אורגניים מחומרים אנאורגניים שהוא קולט מן הסביבה. תוצרי התהליך, הפחמימות, משמשות חומר מוצא ליצירת שאר החומרים האורגניים הנחוצים. תא בעל חיים מקבל את אספקת החומרים האורגניים מבחוץ (מזון).

שאלות העוסקות בקשר שבין נושאי המעבדה לבין הרעיונות המרכזיים בביולוגיה שאלות העוסקות בקשר שבין הרעיונות המרכזיים בביולוגיה לבין נושאי המעבדה כיצד הרעיונות המרכזיים בביולוגיה מתבטאים בתופעה שהתגלתה בניסוי/ בנושא שנדון בניסוי? שאלה לדוגמה: (בבחינה שעסקה באנזים קטלאז). בתאים של אורגניזמים רבים מתקיים תהליך של פירוק מי חמצן ע"י האנזים קטלאז. האנזים קטלאז מזרז פירוק של מי חמצן לחמצן ולמים. מי חמצן נוצרים בתהליכים מטבוליים בתאים. הצטברות מי החמצן עלולה לגרום לנזק לתאים. לפניכם רשימה של ארבעה רעיונות מרכזיים בביולוגיה: התאמה בין מבנה לתפקוד ויסות והומאוסטזיס - אחידות בעקרונות המבנה והתפקוד ושוני בצורה המשכיות ורבייה בחרו אחד מן הרעיונות האלה והדגימו כיצד הוא מתבטא בנושא הנדון בשאלה. ראו תשובה בשקף הבא.

תשובה תשובה: דוגמאות לתשובות אפשריות לתשובה: התאמה בין מבנה לתפקוד: האנזים הוא חלבון בעל אתר פעיל שמבנהו מותאם למבנה המרחבי של המצע. האתר הפעיל של האנזים קטלאז מותאם למצע שלו – מי החמצן. ויסות והומאוסטזיס: מי חמצן נוצרים בתהליך הנשימה התאית. זה חומר רעיל שהצטברותו עלולה לגרום נזק לתא. פירוקו הוא מנגנון לשמירת ההומאוסטזיס. פעילות תקינה של אנזימים (ובהם גם האנזים קטלאז, כמובן), מותנית בשמירה על pH קבוע פחות או יותר. מנגנוני בופר המצויים בתאים, שומרים על קביעות ה־pH. זו דוגמה למנגנון לשמירת ההומאוסטזיס. אחידות בעקרונות המבנה והתפקוד ושוני בצורה: כל האנזימים הם חלבונים שלהם אתר פעיל. צורת האתר הפעיל ייחודית לאנזים ומותאמת לצורת המצע שלו. המשכיות ורבייה המידע ליצירת החלבונים (שמקצתם הם אנזימים כמו הקטלאז) מצוי בגנים. החומר התורשתי הכולל את הגנים מועבר בתורשה מדור לדור.