‫‪-1-‬‬ ‫מדינת ישראל‬ ‫משרד החינוך‬ ‫דגם תשובות לשאלון תהליכים א'‪ ,‬סמל ‪ ,842101‬קיץ תשס"ט‬ ‫השאלה ניקוד‬ ‫בנק'‬ ‫‪2.5‬‬ ‫‪1‬‬ ‫ב‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫ד‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫ג‬ ‫‪4‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫א‬ ‫‪5‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫ג‬ ‫‪6‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫ג‬ ‫‪7‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫ד‬ ‫‪8‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫א‬ ‫‪9‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫ב‬ ‫‪10‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫ב‬ ‫‪11‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫א‬ ‫‪12‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫ד‬ ‫פתרון‬ ‫ניקוד‬ ‫ב־‪%‬‬ ‫הנחיות להערכה‬ ‫‪-2-‬‬ ‫מדינת ישראל‬ ‫משרד החינוך‬ ‫דגם תשובות לשאלון תהליכים א'‪ ,‬סמל ‪ ,842101‬קיץ תשס"ט‬ ‫השאלה ניקוד‬ ‫בנק'‬ ‫‪30‬‬ ‫‪13‬‬ ‫פתרון‬ ‫‬ ‫א‪ .‬מטרתה העיקרית של תרבית המזרע היא ל"החיות" תרבית‬ ‫מאוחסנת של מיקרואוורגניזמים לקבלת אוכלוסייה של‬ ‫מיקרואורגניזמים בשלה להתרבות‪ .‬שלב זה חוסך את שלב‬ ‫ההמתנה שבו ישנה "התרגלות" לתנאי הסביבה וכן מאפשר‬ ‫התחלת עבודה עם כמות גדולה של מיקרואורגניזמים‬ ‫מוכנים לחלוקה‪.‬‬ ‫‬ ‫ב‪ .‬הוספת מקורות הפחמן בהדרגה (פרמנטור ‪ )II‬הביאה‬ ‫לעלייה גדולה בייצור השמרים בכל שלבי הגידול‪ .‬לעומת‬ ‫זאת‪ ,‬אספקת מקורות הפחמן בריכוז התחלתי של ‪1‬‬ ‫גר'\ליטר (פרמנטור ‪ )I‬רק בהתחלת הגידול יצרה מצב‬ ‫שהפחמן נוצל בתחילת הגידול ולאחר ‪ 15‬שעות הדלדל‬ ‫מקור הפחמן וקצב הגידול קטן עד שנעצר‪ .‬לעומת זאת‪,‬‬ ‫בפרמנטור ‪ II‬שמרו כל העת על ריכוז קבוע של ‪ 1‬גר'\ליטר‬ ‫פחמן והגדילה המשיכה באופן לינארי וייצור הביומסה‬ ‫היה יעיל יותר‪.‬‬ ‫‬ ‫ניקוד‬ ‫ב־‪%‬‬ ‫הנחיות להערכה‬ ‫(הגורם המגביל של הגידול בפרמנטור ‪ I‬היה כמות הפחמן‬ ‫במצע‪).‬‬ ‫‬ ‫ג‪.‬‬ ‫יעילות יצרנית = כמות התוצר ליח' נפח\זמן פרמנטציה‬ ‫(כולל הכנות) עבור השמרים‪ ,‬היעילות היצרנית = ‪= 5/75‬‬ ‫‪ 0.06‬מיקרוגרם אנזים‪/‬שעות·ליטר‬ ‫עבור החיידקים‪ ,‬היעילות היצרנית = ‪0.2 = 4/20‬‬ ‫מיקרוגרם אנזים‪/‬שעות·ליטר‪.‬‬ ‫הערה‪ :‬גם אם לא ציין לליטר‬ ‫ביחידות יקבל ניקוד‬ ‫‬ ‫ד‪ .‬ניתן לשפר את היעילות היצרנית של השמרים‪/‬החיידקים‬ ‫על ידי‪:‬‬ ‫על התלמיד לכתוב גורם אחד‪.‬‬ ‫‬ ‫•‬ ‫שינוי זן המיקרואורגניזמים לזן המייצר יותר אנזים‬ ‫לנפח תרבית‪.‬‬ ‫‬ ‫•‬ ‫שינוי הרכב המצע באופן כזה שיגביר את קצב ייצור‬ ‫הביומסה או לחילופין את קצב ייצור האנזים‪.‬‬ ‫‬ ‫•‬ ‫בקרה מדוייקת של תנאי הסביבה (‪ , pH‬טמפרטורה‪,‬‬ ‫אוורור) במהלך הגידול‪.‬‬ ‫‬ ‫•‬ ‫מניפולציה גנטית על זן השמרים‪/‬החיידקים שתגרום‬ ‫לייצור יתר של האנזים הרצוי‪.‬‬ ‫‬ ‫•‬ ‫קיצור הזמן הדרוש להכנות‪.‬‬ ‫‪-3-‬‬ ‫מדינת ישראל‬ ‫משרד החינוך‬ ‫דגם תשובות לשאלון תהליכים א'‪ ,‬סמל ‪ ,842101‬קיץ תשס"ט‬ ‫השאלה ניקוד‬ ‫בנק'‬ ‫‪14‬‬ ‫פתרון‬ ‫‪30‬‬ ‫‬ ‫א‪ .‬חומר ‪ X‬הינו מטבוליט ראשוני‪.‬‬ ‫מטבוליט ראשוני הנוצר במהלך חילוף חומרים הדרוש‬ ‫לתהליך הגידול והריבוי של המיקרואורגניזם‪ ,‬בשלב‬ ‫הלוריתמי‪ .‬מטבוליט שניוני נוצר בתנאי עקה בשלב‬ ‫העמידה ומאפשר את המשך גידול החיידקים בשלב זה‪.‬‬ ‫‬ ‫ב‪ .‬חומר ‪ X‬הוא תוצר תוך תאי‪.‬‬ ‫השלב הראשון בהפקתו מהתרבית הוא הפרדה של תאי‬ ‫השמרים מהנוזל באמצעות סרכוז‪/‬סינון‪ .‬במהלך הסרכוז‬ ‫בצנטריפוגה מתקבלים משקע של תאים ונוזל עליון‪.‬‬ ‫השלב השני בהפקה הוא שיחרורו של חומר ‪ X‬מתוך תאי‬ ‫השמרים על–ידי שבירתם בשיטות פיסיקליות‪ ,‬כימיות או‬ ‫ביולוגיות‪.‬‬ ‫‬ ‫ג‪.‬‬ ‫‬ ‫ד‪ .‬האנזימים העשויים להיות פגומים בזן מוטנטי (‪ )II‬של‬ ‫השמרים הם‪ E2 :‬או ‪ E3‬או ‪ . E5‬כל אחד מהאנזימים‬ ‫המצוינים מעורב במסלול יצירתו של חומר ‪: T‬‬ ‫האנזים ‪ E2‬מזרז את ההפיכה של ‪ B‬ל– ‪ , C‬האנזים ‪E3‬‬ ‫מזרז את ההפיכה ל ‪ C‬ל– ‪ D‬ואנזים ‪ E5‬מזרז את ההפיכה‬ ‫של חומר ‪ D‬לחומר ‪.T‬‬ ‫האנזימים ‪ E1‬ו– ‪ E4‬אמנם משתתפים במסלול יצירתו‬ ‫של חומר ‪ ,T‬אך הם אינם יכולים להיות פגומים מכיוון‬ ‫שייצורו של חומר ‪ X‬תקין‪.‬‬ ‫הזן המוטנטי (‪ )I‬של השמרים הינו יצרן יתר של החומר ‪.X‬‬ ‫בזן המוטנטי — האנזים ‪ E1‬אינו מושפע מנוכחותם של‬ ‫חומר ‪ X‬וחומר ‪ , T‬ייצורו של חומר ‪ X‬אינו מעוכב על–ידי‬ ‫ריכוזים גבוהים של החומרים ‪ X‬ו– ‪ T‬ולכן יכול זן זה‬ ‫לייצר כמויות מוגברות של חומר ‪ .X‬ולכן הוא מתאים‬ ‫לייצור מוגבר של החומר ‪.X‬‬ ‫ניקוד‬ ‫ב־‪%‬‬ ‫הנחיות להערכה‬ ‫‪-4-‬‬ ‫מדינת ישראל‬ ‫משרד החינוך‬ ‫דגם תשובות לשאלון תהליכים א'‪ ,‬סמל ‪ ,842101‬קיץ תשס"ט‬ ‫השאלה ניקוד‬ ‫בנק'‬ ‫‪15‬‬ ‫פתרון‬ ‫ניקוד‬ ‫ב־‪%‬‬ ‫הנחיות להערכה‬ ‫‪30‬‬ ‫‬ ‫א‪ .‬שיטות לקיבוע אנזימים‪:‬‬ ‫ספיחה התהליך מבוסס על קיום מטען חשמלי מנוגד בין‬ ‫האנזים לחלקיקים אליו מעוניינים לספוח את האנזים‪.‬‬ ‫על–ידי שימוש בבופר ב– ‪ pH‬מתאים ניתן לשנות את‬ ‫מטענו החשמלי של האנזים ותתרחש ספיחה (בדומה‬ ‫למחליף יונים)‪.‬‬ ‫קשירה כימית מבוססת על יצירת קשר קוולנטי בין‬ ‫האנזים לחלקיק‪ .‬תחילה קושרים קבוצות כימיות‬ ‫מתאימות לנשא‪ ,‬אליהן מוסיפים זרועות קישור ואליהן‬ ‫מצמידים את האנזים‪.‬‬ ‫כליאה בג'ל‪/‬בקופסית בתהליך מערבבים את תמיסת‬ ‫האנזים בחומר העובר פולימריזציה‪ ,‬במהלך הפילמור‬ ‫האנזים נכלא בג'ל היוצר רשת תלת מימדית‪.‬‬ ‫‬ ‫ב‪ .‬שימוש באנזים אצטילאז מנוצל לטובת ייצור‬ ‫אנטיביוטיקות סמי–סינטטיות מפניצילין‪ .‬האנזים ליפאז‬ ‫יכול לשמש בייצור מוצרי חלב דלי שומן או בפירוק של‬ ‫שומנים במים או בכביסה המוכתמת בכתמי שומן‪.‬‬ ‫‬ ‫ג‪.‬‬ ‫‬ ‫ד‪ .‬האנזים ליפאז החופשי מסיס בשומנים ועל כן נמצא‬ ‫בשכבה השומנית בחלקו העליון של הביוראקטור בקרבת‬ ‫הסובסטרט שלו ואינו מתערבב עם שאר המרכיבים‬ ‫בביוראקטור ואינו נשטף לכן אין יתרון לקיבוע ביחס‬ ‫לאנזים החופשי‪.‬‬ ‫בתהליך המתואר האנזים הלא מקובע נשטף ואילו האנזים‬ ‫המקובע מאפשר פעילות חוזרת ונשנית של האנזים ולכן‬ ‫היעילות של האנזים המקובע גבוהה מזו של האנזים‬ ‫המומס‪.‬‬ ‫שיטה אחת מספיקה‬ ‫‪-5-‬‬ ‫מדינת ישראל‬ ‫משרד החינוך‬ ‫דגם תשובות לשאלון תהליכים א'‪ ,‬סמל ‪ ,842101‬קיץ תשס"ט‬ ‫השאלה ניקוד‬ ‫בנק'‬ ‫‪16‬‬ ‫ניקוד‬ ‫ב־‪%‬‬ ‫פתרון‬ ‫‪15‬‬ ‫בהתאם לסיור שנבחר‬ ‫‬ ‫א‪ .‬מפעל "טמפו" נתניה‪.‬‬ ‫‬ ‫ב‪ .‬בירה‪.‬‬ ‫‬ ‫ג‪.‬‬ ‫תסיסה‬ ‫לתת‬ ‫שעורה‬ ‫הפרדה‬ ‫שמרים‬ ‫שמרים‬ ‫בירה‬ ‫‬ ‫ד‪ .‬הייתי מציע‪/‬ה לבנות את החלק התחתון של הפרמנטור‬ ‫עם חיישן שמודד את משקל הביומסה של השמרים‬ ‫ומאפשרהוצאת השמרים אוטומטית בזמן המתאים‪.‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫ה‪ .‬המבנה הקוני בצורת משפך בקצה הפרמנטור מאפשר‬ ‫הוצאת השמרים בקלות מהפרמנטור‪.‬‬ ‫זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל‪.‬‬ ‫אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך‪.‬‬ ‫הנחיות להערכה‬