מדינת ישראל משרד החינוך דגם תשובות לשאלון תהליכים א`, סמל 842101, קיץ

‫‪-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