. בצמחים מסוימים ישנם מנגנונים למניעת האבקה עצמית ? מה החשיבות במניעת ה
בצמחים מסוימים ישנם מנגנונים למניעת האבקה עצמית. א.מה החשיבות במניעת האבקה עצמית? חשיבות מניעת האבקה עצמית הוא בכך שיש סיכוי שפחות מוטציות יבואו לידי ביטוי וכן תעלה השונות הגנטית. ב.תן דוגמא לשני מנגנונים למניעת האבקה עצמית? מנגנונים למניעת האבקה עצמית : צמח חד מיני ,זמן שונה של התפתחות תאי מין זכריים לעומת נקביים. אבקנים רחוקים מהצלקת.ג .בצמחים בהם מתקיימת האבקה עצמית האם הצאצאים יהיו זהים אחד לשני ולצמח האם? בצמחים בהם יש האבקה עצמית הצאצאים יהיו שונים זה מזה כיוון שבמיוזה כל תא מין באותו פרט שונה במידה מסוימת מתא מין נוסף .לכן בהפריה בין תאי מין של אותו יצור הצאצאים יהיו שונים. א.מהי 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 מס פר דיפלואידי של כרומוזומים כל כרומוזום בנוי משתי כרומטידות זהות .בזמן המיטוזה כרומטידות האחיות )שהן בעלות מטען גנטי זהה( נפרדות כל כרומטידה הולכת לקוטב נגדי ולכן בסוף התהליך בכל תא יש מספר שווה של כרומוזומים והמטען הגנטי זהה. ב.מהן שתי התוצאות העיקריות של תהליך המיוזה? ומהם התהליכים העיקריים שגרמו לתוצאות אלו. בתהליך המיוזה מקבלים תאים עם מספר הפלואידי של כרומוזומים וכל תא שונה גנטית התהליך שגרם להפחתת מספר הכרומוזומים הוא הנדידה של כרומוזומים הומולוגיים בין שני קטבים של התא במיוזה הראשונה .התהליך שגרם לשונות גנטית זה השחלוף במיוזה הראשונה וההתפלגות האקראית של ההומו לוגים בין שני קטבים במיוזה הראשונה. א.מהו צמח חד שנתי ומהו צמח רב שנתי? צמח חד שנתי הוא צמח הגדל בעונה אחת ומסיים את מחזור החיים בעונה :נביטה צמיחה פרחים ופרות .לדוגמא בארץ רוב החד שנתיים גדלים בחורף ובמשך מספר חודשים מסיימים מחזור חיים .צמח רב שנתי הוא צמח שגודל במשך מספר שנים ובכל פעם בעונה מסוימת פורח ומצמיח פרות עם זרעים. ב.מהו קודקוד צמיחה? קודקוד צמיחה הוא מקום של התחלקות – תהליכי מיטוזה שכל הזמן יוצרים תאים חדשים של הצמח. ג.היכן נמצאים קודקודי הצמיחה בצמחים חד שנתיים והיכן הם נמצאים בצמחים רב שנתיים? בחד שנתיים וברב שנתיים יש קוקודי צמיחה בקצה השורש)כס"מ אחד לפני הקצה .ובעזרת חלוקת תאים במקום זה השורש מתארך .בקצה גבעול וכך הגבעול מתארך ויוצר עלים ופרחים .בניצנים בחיק עלה שמכל אחד מהם יתפתח בעתיד גבעול נושא עלים ופרחים. א .רבייה מינית מעלה את השונות הגנטית בתוך המין .מה הסיבות לכך) 3סיבות( א .תהליך המיוזה יוצר שינוי בתאי המין הנוצרים כיוון שרק חצי ממספר הכרומוזומים נכנס לכל תא מין לכן צרוף הכרומוזומים בכל תא מין שונה .ב .במהלך המיוזה מתבצע תהליך השחלוף שגורם לערבוב גנטי נוסף .ג .כל תא זרע שונה מתאי זרע אחרים וכל תא ביצית שונה מתא ביצית אחר .התלכדות אקראית של גמטה זכרית וגמטה נקבית יצר שינוי גם אם ההורים הם אותם הורים. ב .מדוע עלייה בשונות גנטית בתוך המין מעלה את הסיכוי של המין לשרוד במהלך האבולוציה? שונות גנטית יוצרת פרטים השונים אחד מהשני לכן אם תנאי הסביבה ישתנו סביר להניח שלפחות מספר קטן של פרטים יהיה מותאם לשינוי וימשיך את קיום המין. תן דוגמאות לתהליכי התערבות האדם במחזור החיים של צמחים. א.ציין חומרים או גורמים אביוטיים שבהם משתמש האדם לשינוי זה. הכוונת מועד נביטת זרעים – שימוש בהורמונים. הכוונה לפריחה – שינוי בטמפרטורה או במספר שעות אור. ב.מה היתרון שמשיג האדם בשינויים אלה? הכוונת מועד נביטת זרעים – קבלה של יבולים שלא בעונתם המקורית ,רווח כלכלי. הכוונה לפריחה – קבלה של פרחים שלא בעונתם המקורית או לקראת חגים ,רווח כלכלי. האם בהאבקה עצמית הצאצאים המתקבלים זהים גנטית או שונים הסבר? תהליך יצירת הגמטות הוא תהליך של מיוזה .הגמטות הנוצרות בכל פרט שונות אחת מהשנייה לכן הפריה בין גמטות מאותו פרט הצאצאים יהיו שונים גנטית. יש אורגניזמים המתרבים ברבייה אל זוויגית ויש אורגניזמים המתרבים ברבייה זוויגית. א.כאשר מתרחש שינוי בתנאי הסביבה ,לרבייה זוויגית יש יתרון על פני רבייה אל זוויגית .הסבר מדוע כאשר יש שינוי בתנאי סביבה יש יתרון לשונות בין הצאצאים .הצאצאים המתאימים לבית הגידול ישרדו והצאצאים הלא מותאמים ימותו וכך לפחות חלק מהפרטים של המין ימשיכו .ברבייה מינית נוצרים הבדלים בין הפרטים של אותו מין לכן יש יתרון לרבייה מינית. ב.כאשר תנאי הסביבה אינם משתנים ,לרבייה אל זוויגית יש יתרון על פני רבייה זוויגית .הסבר מדוע כאשר תנאי הסביבה לא משתנים יש יתרון לרבייה אל מינית .ברבייה אל מינית הצאצא זהה גנטית לאם .אם האם הצליחה לשרוד בבית הגידול יש סיכוי רב שצאצאים שדומים לה וזהים גנטית יהיה להם סיכוי גבוה לשרוד .לכן בתנאי בית גידול שאינם משתנים יש יתרון לרבייה אל מינית. א.איזה תהליך מרכזי בתאים הוא הבסיס לתהליך הרבייה האל-זוויגית? הבסיס התאי של הרבייה האל זוויגית הוא תהליך המיטוזה. ב .מהו הקשר בין מאפייני התהליך אותו ציינתם בסעיף א' ובין לגבי הדמיון של הצאצאים בינם לבין עצמם ובינם לבין ההורה ממנו נוצרו? אחד ממאפייני המיטוזה הוא שהתאים זהים במטען הגנטי לתא המקורי ,ולכן צאצאי רבייה האל-זוויגית זהים זה לזה בתכונותיהם וזהים להורה ממנו נוצרו. מהם היתרונות החקלאיים בשיטת ההרכבה? באמצעות ההרכבה ניתן לקצר תהליך של החלפת זן רצוי במטע .במקום לשתול שתילים מן הזן החדש ולהמתין עד שיניבו פירות. באמצעות ההרכבה אפשר לגדל זנים פוריים במגוון קרקעות שאינן מתאימות להם. צמחי המטע רגישים למחלות שורש ובעייתיים בהשרשה .אפשר להרכיב ייחורים של זנים אלה על כנות של זנים שתולים ועמידים. כאשר מכינים תרבית רקמה משורש של גזר ,משתמשים בקצה השורש. א.מדוע בוחרים את קצה השורש להכנת תרבית הרקמה ולא קטע אחר בשורש? בוחרים בקצה השורש מכיוון שהתאים בקצה השורש הם תאים שלא עברו התמיינות ,והם בעלי יכולת התמיינות לכל סוגי התאים )בעלי מבנה ותפקוד שונים( .לעומת זאת ,בקטעים אחרים של השורש יש תאים שעברו התמיינות והם אינם יכולים להתמיין לכל סוגי התאים. ב .האם כל הגנים הנמצאים בתאי השורש באים לידי ביטוי בשורש? הסבירו. לא כל הגנים בתאי השורש באים לידי ביטוי בשורש כי בתהליך ההתמיינות משותקים גנים שאינם קשורים למבנה השורש ולתפקודו. ג .1 .האם יהיו הבדלים במטען הגנטי של צמחים שהתפתחו בתרבית רקמה ובין התכונות של צמחים שהתפתחו מייחורים של אותו צמח? הסבירו. כן .בשני המקרים הצמחים נוצרו מחלוקות מיטוזה של צמח המקור ,והם זהים לו מבחינה גנטית .2האם יהיו הבדלים בין התכונות של צמחים שהתפתחו בתרבית רקמה ובין התכונות של צמחים שהתפתחו מייחורים של אותו צמח? הסבירו. יהיו הבדל ים בתכונות בין צמחים שהתפתחו מתרביות רקמה לבין צמחים שהתפתחו מייחורים .אמנם מקור שניהם בצמח אחד ומטענם הגנטי זהה אך הסביבה משפיעה אף היא על תכונות הצמחים. א .האם יש הבדל משמעותי בין האבקה עצמית ,המתרחשת באותו הפרח לבין האבקה עצמית בין פרחים שונים על אותו הצמח ,מבחינת החומר הגנטי ) (DNAשעובר אל הצאצאים? לא ,אין הבדל .לכל התאים המרכיבים את אותו הפרט ,כולל תאי האם שמהם נוצרים תאי הרבייה ,יש אותו ה.DNA- תאי הרבייה הנוצרים במיוזה ,בין באותו הפרח בין בפרחים שונים של אותו הצמח ,שונים זה מזה ונושאים שילובים שונים של הגנים של הפרט. ב.תלמידים טענו שכל הצאצאים הנוצרים בהאבקה עצמית ,זהים בתכונותיהם .האם הם צודקים או לא? נמקו. לא נכון .תאי הרבייה נוצרים בתהליך של מיוזה שבמהלכה נוצרים תאי רבייה בעלי שילובים שונים של ה DNA-של הפרט .ואולם יש סיכוי גדול יותר שצאצאים הנוצר ים בתהליך האבקה עצמית יהיו דומים אלו לאלו ולצמח ההורה, יותר מצאצאים שנוצרו בתהליך האבקה זרה. לעומת האבקה זרה ,האבקה עצמית בצמחים שיש להם פרחים מקטינה את השו ֹנוּת הגנטית ,אך אינה מבטלת אותה. א .הסבירו מדוע האבקה עצמית מקטינה את השונות הגנטית. השונות הגנטית מוקטנת היות שמדובר בהתלכדויות של גמטות שנוצרו בפרט אחד בלבד ,לעומת התלכדות של גמטות שהתפתחו בפרטים שונים בעלי תכונות גנטיות שונות. ב .הסבירו מדוע האבקה עצמית אינה מבטלת את השונות הגנטית הגמטות המשתתפות ברבייה )לא משנה באיזו שיטת האבקה( מתפתחות בתהליך המיוזה .בתהליך המיוזה מתפתחות גמטות הנושאות שילובים שונים של החומר התורשתי של הפרט שבו התפתחו .כלומר ,הגמטות שונות זו מזו .גם אם שתי גמטות מאותו הצמח מתלכדות – השילוב שייווצר יהיה שונה מהתלכדות של גמטות אחרות שהתפתחו באותו הפרט. בנטג ְ ר ַ ס" הוא צמח המשמש לכיסוי משטחים גדולים .מדענים הצליחו בשיטות של הנדסה גנטית להחדיר לצמח גן " לעמידות בפני קוטל עשבים כלשהו .מטרת ההנדוּס הייתה לאפשר הדברה של עשבי בר ,בלי לפגוע בצמח הבנטגרס. האישור הנדרש לשימוש בבנטגרס המהונדס עדיין לא ניתן ,מאחר שנמצא שגרגירי האבקה של הצמח המהונדס מסוגלים להפרות כמה מינים של צמחי בר. א.מהי הסכנה בהיווצרות צאצאים מהפריה כזאת? הסכנה היא שגם צמחי הבר ירכשו את התכונה הזאת ואז יהיה להם יתרון על פני צמחי בר אחרים ,יתפשטו על חשבונם וידחקו אותם או יגרמו להכחדתם ,דבר שיקטין את המגוון הביולוגי. ב.ציינו שני תנאים שצריכים להתקיים ,כדי שתוכל להתרחש הפריה בין הצמח המהונדס לבין צמח בר. תנאי ראשון – התאמה גנטית בין הצמחים ,כך שהצלקת של צמח הבר תזהה את גרגיר האבקה של הצמח המהונדס ותפריש את תמיסת הסוכר שתאפשר לו לנבוט ולפתח נחשון .תנאי שני – פריחה באותו הזמן ,או ניצול אותו המאביק. במחקר נבדקה יצירת פּ ֵ רות בשני מיני צמחים ,מין א' ומין ב'.לשני מיני הצמחים יש פרחים צבעוניים וצוּפ ָ נים .מכל מין נבחרו לניסוי 40צמחים שגודלו בשתי חלקות סמוכות .בכל חלקה היו 20צמחים ממין א' ו 20-צמחים ממין ב'. אחת החלקות כוסתה ברשת צפופה. בשתי החלקות ,התנאים האביוטיים היו מיטביים )אופטימליים(. בכל אחת מן החלקות נבדקו מספר הפרחים שנוצרו ,מספר גרגירי האבקה בפרחים ומספר הפּ ֵ רות שהתפתחו .כמו כן ,חוּשב שיעור הפוריות ,שהוא אחוז הפרחים שהתפתחו מהם פּ ֵ רות. מקצת התוצאות מוצגות בגרף שלפניכם. א.ציינו בנוגע לכל אחד מן המינים א' ו -ב' ,האם סביר שהוא מואבק בעיקר בהאבקה עצמית או בעיקר בהאבקה זרה. נמקו את תשובתכם על פי התוצאות. מין א' מתרבה בעיקר בהאבקה עצמית ,היות שאין הבדל בשיעור הפוריות שלו בין צמחים הגדלים בחלקה פתוחה לצמחים הגדלים בחלקה מכוסה .לעומת זאת ,שיעור הפוריות של מין ב' בחלקה המכוסה היה קטן בהרבה משיעור פוריותו בחלקה הפתוחה -סימן שמין זה מתרבה בהאבקה זרה והוא תלוי במאביק חיצוני שלא היה יכול לחדור דרך הרשת .לכן ,בחלקה המכוסה חלה פחות האבקה,לא נוצרו עוברים ולא התפתחו פּ ֵ ירות. ב.במין ב' מספר גרגירי האבקה הממוצע לפרח היה גדול הרבה יותר ממספרם במין א' .האם נתונים אלו תומכים בתשובתכם לסעיף א'? הסבירו. כן ,נתונים אלו תומכים בתשובה .כאשר צמח מתרבה בהאבקה עצמית ,נדרשים פחות גרגירי אבקה היות שהסיכוי שהאבקה תגיע לצלקת של הפרח גדול הרבה יותר .כאשר ההאבקה זרה ,הסיכוי שגרגירי האבקה יגיעו לפרח אחר מאותו המין הביולוגי נמוך יותר .שיעור גדול מגרגירי האבקה "הולכים לאיבוד" ולכן נדרש מספר גדול יותר של גרגירי אבקה כדי להבטיח את ההאבקה .מין ב' מתרבה בהאבקה זרה ולכן יש לו מספר גדול יותר של גרגירי אבקה לעומת מין א' ,המתרבה בהאבקה עצמית. ג.תארו שני מנגנונים המונעים האבקה עצמית בצמחים. האבקנים נמוכים מהצלקת :ולכן גרגירי האבקה אינם יכולים להגיע לצלקת. האבקנים והעלי מבשילים בזמנים שונים :ולכן גרגירי האבקה שנוצרו בפרח אינם יכולים להיות מעורבים בהפריה של אותו הפרח או פרח אחר בצמח. ד.בהאבקה עצמית יש יתרונות וחסרונות לקיום המין .ציינו יתרון אחד וחיסרון אחד יתרון – יש סיכוי גדול יותר שתתרחש האבקה. חסרון -אף שיש התפתחות של תאי זוויג שונים זה מזה ושילובים שונים של החומר הגנטי ,החומר הגנטי מקורו בפרט אחד ,ולכן השונות הגנטית בין הצאצאים נמוכה יחסית .שונות גנטית נמוכה עלולה לסכן את המין הביולוגי במקרה שישתנו תנאי הסביבה או יופיעו מזיקים חדשים. א .לפניכם שלושה מונחים הקשורים ברבייה אצל צמחים :גרגירי אבקה ,הנצה ,נחשון .בנוגע לכל אחד מן המונחים האלה ,ציינו לאיזה סוג רבייה הוא קשור – לרבייה זוויגית או לרבייה אל-זוויגית ,והסבירו בקצרה מהו הקשר. גרגירי אבקה – רבייה זוויגית .גרגירי האבקה מכילים את הגמטה הזכרית שעתידה להתחבר לגמטה הנקבית ולפתח צאצא שונה בשילוב הגנים שלו משני ההורים .נחשון – רבייה זוויגית .הנחשון הוא שלוחה המתפתחת מגרגיר האבקה והמובילה את תאי הזרע אל הביצית ,שם תתבצע ההפריה .הנצה – רבייה אל-זוויגית .ההנצה היא שלוחה של הצמח המתפתחת דרך ריבוי תאים במיטוזה .התאים המרכיבים את הצאצא ,המתפתח כשלוחה של הצמח ומתנתק אחר כך ,הם זהים לו מבחינה גנטית. ב .חוקרים שעוסקים בפיתוח צמחים בעלי תכונות רצויות לחקלאים ,תחילה מרבים את הצמחים ברבייה זוויגית ,ורק אחר כך ברבייה אל-זוויגית .הסבירו מדוע. תחילה מרבים את הצמחים ברבייה זוויגית ,כי השונות הגנטית בין הצאצאים גדולה ,וכך אפשר לבחור ולטפח את הצאצאים הנושאים את תכונות הרצויות .ברגע שהתקבל פרט בעל התכונות הרצויות ,מרבים אותו ברבייה אל- זוויגית וכך מבטיחים שכל הצאצאים יהיו זהים לו ,כי אם ירבו אותו ברבייה זוויגית ,תהיה שונות בתכונות של הצאצאים. תארו את תהליך ההפריה בפרח ,מרגע הגעת גרגיר האבקה לצלקת ועד להפריה. הצלקת מזהה שגרגיר האבקה שייך לאותו המין הביולוגי ומפרישה תמיסת סוכר .גרגיר האבקה מפתח את הנחשון המוביל את הגמטות אל הביצית .הנחשון מתלכד עם הדופן של הביצית ושתי הגמטות הזכריות חודרות לתוכה .גמטה אחת מתל כדת עם הגמטה הנקבית שבביצית ונוצר העובר .הגמטה האחרת מתלכדת עם תאים אחרים שבביצית ומתפתח האנדוספרם ,שהוא רקמת המזון שתזין את העובר בתקופת ההתפתחות הראשונה שלו. יש מינים רבים של צמחים שהזרעים שלהם מּופצים למרחק ,ואינם נובטים ממש ליד צמח האם .לעומתם יש צמחים שהזרעים שלהם נובטים בקרבת צמח האם. א .ציין שתי דרכים להפצת זרעים הרחק מצמח האם .לכל אחת מן הדרכים שציינת ,תאר התאמה אחת של הצמח לדרך ההפצה. הפצה על ידי הרוח .זרעים קלים בעלי כנפיים או ציציות. הפצה על ידי בעלי חיים שאוכלים את הפירות ומפרישי את הזרעים .פירות עסיסיים המושכים את בעלי החיים. ב .ציין יתרון אפשרי לנביטת צמחים בקרבת צמח האם הצמח ינבוט במקום שתנאיו מתאימים לגידולו. אורך היום עשוי להשפיע על מועד הרבייה בצמחים. א .מהו היתרון של הכוונת מועד הרבייה על פי אורך היום? אורך היום מותאם בדרך כלל עם כמות המשקעים .לכן הכוונה דרך אור היום מאפשרת הכוונה לתנאים מתאימים לרבייה. ב .צמח מסוים שפריחתו מכוונת על ידי אורך היום פורח בסוף החורף .האם הצמח הוא צמח יום קצר ,או צמח יום ארוך? נמק. צמח יום קצר .צמח יום קצר פורח לאחר תקופה שבה שעות החושך עולות על ערך מסוים – בחורף הלילה ארוך. חקלאים משתמשים בייחורים )דרך של רבייה אל-זוויגית( גם כדי להרבות צמחים שבדרך הטבע מתרבים ברבייה זוויגית )צמחים בעלי זרעים( ,לדוגמה עצי תמר.לדעתכם ,מדוע החקלאים עושים זאת? מה היתרון בכך? החקלאים מעדיפים להשתמש בייחורים גם בצמחים המסוגלים להתרבות ברבייה זוויגית ,מפני שברבייה אל-זוויגית צמחי ה"בת" שמתקבלים זהים לצמחי ה"אם" ,וכך אפשר לשמר תכונות רצויות לאורך דורות. הסבר מדוע באוכלוסייה המתרבה ברבייה זוויגית יש שונוּת רבה יותר מאוכלוסייה המתרבה ברבייה אל-זוויגית? ברבייה זוויגית יש פגישה אקראית בין שתי גמטות של שני יצורים בעלי מטען גנטי שונה. באותו היצור יש גמטות שונות זו מזו בגלל ההפרדה הבלתי תלויה של הומולוגיים במיוזה.חוקרים שעוסקים בפיתוח צמחים בעלי תכונות רצויות לחקלאים מרבים אותם תחילה ברבייה זוויגית ,ורק אחר כך ברבייה אל-זוויגית .הסבר מדוע. רבייה זוויגית יוצרת צירופים חדשים ושונות גנטית רבה בין הפרטים ,ולכן רבייה כזו מאפשרת ברירת תכונות רצויות.לאחר שפותח צמח בעל התכונות הרצויות ,הרבייה האל-זוויגית ,שיש בה אחידות גנטית ,מאפשרת לשמר את התכונות האלה. שלב הנביטה הוא שלב חשוב מאוד ברביית הצמח. א .ציין והסבר שני תנאים הדרושים לתהליך הנביטה. אור -זרעים זקוקים לאור כדי לנבוט. טמפרטורה -חיונית לפעילות אנזימטית. ב .ציין גורם אחד שיכול לעכב נביטה .מה היתרון לצמח מעיכוב הנביטה קליפת זרע קשה -למים ולחמצן קשה לחדור אל הזרע. יתרון לצמח מעיכוב נביטה :לא כל הזרעים נובטים בו -זמנית ,אלא הנביטה היא הדרגתית ,כך שהרעה בתנאי הסביבה פוגעת רק בחלק מהנבטים ושאר הנבטים ינבטו במועד אחר .וכך יגדל הסיכוי להישרדות /לשמירת רצף הדורות והמשכיות של המין בפרי הלכיד )צמח הגדל ליד מים( ,יש שני זרעים מהווים יחידת תפוצה אחת .הזרע התחתון נובט ללא בעיה בחורף הראשון ואילו הזרע העליון -רק כעבור שנה .אם פוצעים את קליפת הזרע הרדום )העליון( או אם מגדילים באופן מלאכותי את ריכוז החמצן בסביבתו -מבטלים את מצב התרדמה והזרע ינבוט. א.מה מעכב את נביטת הזרע העליון? נביטת הזרע מעוכבת ע"י מחסור בחמצן. ב.מה היתרון בקיום מנגנון כזה לצמח? אם תהיה הרעה בתנאי הסביבה )למשל יובש פתאומי או הצפה( ,עדיין ישמר זרע שלא נבט )והוא ינבוט עם החזרת תנאי סביבה אופטימאליים(. א.חקלאים רבים מגדלים עצי פרי .איזה יתרון קיים לחקלאים אשר קונים את השתילים שלהם ממעבדה אשר מגדלת אותם בתרבית רקמה? תרבית רקמה או תרבית תאים היא דרך לריבוי צמח בעל תכונות רצויות ) לחקלאי ,לגנן( .בשיטה זו מפרידים את תאי הצמח הנבחר ,ובתנאים מתאימים )של טמפרטורה ,pH ,מלחים ,הורמוני צמיחה וכו'( מגדלים מהתאים הללו צמחים שלמים הזהים לצמח האם .זהו יתרון לחקלאי שמעוניין בצמחים זהים ובעלי התכונות הרצויות לו)צבע פרי וכו'(. ב.זרעים רבים מוקפים בפרי מתוק ועסיסי שנאכל על ידי בעלי-חיים .מה היתרון בכך לצמח ומה היתרון בכך לבעל- החיים? פרי מתוק ועסיסי :היתרון לצמח – כך הוא מושך בע"ח לאכול אותו והזרעים יופצו במרחק מצמח האם = הקטנת תחרות .יתרון לבעל חיים הוא :מקור מזון. חוקרים גידלו שעועית* בשני שדות :בשדה אחד נתנו לפרטים להתרבות ללא התערבות חיצונית .בשדה השני שמו כיסוי רשת שמנע מחרקים להגיע אל הצמחים ,מבלי שזה יפגע בחיוניות הצמחים .בסיום המחקר מדו את משקלו של כל אחד מהזרעים בכל אחד מהטיפולים ,חישבו את ה משקל הממוצע של זרע בכל שדה ואת סטיית התקן. לפניכם טבלה בה מוצגות התוצאות. משקל ממוצע של זרע )בגרמים( סטיית התקן )בגרמים( השדה ללא התערבות 3.75 2.04 ± עם כיסוי 3.87 0.72 ± * שעועית – צמח ממשפחת הפרפרניים ,בעל פרחים צבעוניים. א.מהו ההבדל בצורת ההאבקה בשני השדות? בשדה עם הכיסוי יש האבקה עצמית ובשדה הפתוח מתקיימת האבקה הדדית בעזרת חרקים. ב.הסבירו את ההבדלים במשקל הזרע בין שני השדות. למרות הזהות בממוצעים יש שוני גדול בין השדות :השונות בין זרעי השדה המכוסה קטנה בהרבה מהשונות בין זרעי השדה הפתוח לחרקים .השונות הגנטית רבה יותר כי יש ערבוב גנטי בין הפרטים השונים ויש הרכבים גנטיים מגוונים יותר לצאצאים. א.הסבר שתי דרכים בהן תהליך המיוזה מגדיל את השונות הגנטית בשחלוף -החלפת קטעי כרומוזום בין כרומוזומים הומולוגיים הפרדה בלתי תלויה בין זוגות כרומוזומים הומולוגיים. ב.תאר את היתרון של השונוּת המתקבלת ברבייה זוויגית להישרדות הצאצאים גנטית פירושה צירופי גנים שונים באוכלוסיה כאשר יחול שינוי בתנאי הסביבה קיים סיכוי גדול שצירופי גנים מסוימים יהיו יותר מותאמים לתנאי הסביבה החדשים בעלי גנוטיפים אלו ישרדו ויעמידו צאצאים וכך המין ימשיך להתקיים. א.רבייה אל-זוויגית מבוססת על חלוקת תאים .כיצד מכונה תהליך זה של חלוקת תאים? רבייה אל זוויגית מבוססת על מיטוזה. ב.לרבייה אל-זוויגית בתנאים מסוימים קיים יתרון על פני רבייה זוויגית .הסבר. לרבייה אל-זוויגית קיים יתרון בתנאי סביבה יציבים גנוטיפים מוצלחים שרדו וברבייה אל-זוויגית הם יעברו במדויק לצאצאים וכך גם הם יותאמו לתנאי הסביבה הקיימים. על מנת לאחסן זרעים ,כך שלא ינבטו לפני הגיעם לשדה ,יש להקפיד על תנאי אחסון מתאימים. א .ציין 2תנאי סביבה בהם יש לאחסן זרעים כך שלא יתחילו לנבוט .הסבר כיצד כל אחד מהם מונע נביטה. תנאים לאחסון זרעים :מעט חמצן .חמצן דרוש לנשימה תאית ,החיונית להפקת אנרגיה לתהליכי הנביטה. תנאים לאחסון זרעים :טמפרטורה נמוכה .גורמת להאטת פעילות אנזימים. ב.רבים מהצמחים הגדלים במדבר יוצרים זרעים ובהם חומרים כימיים המעכבים נביטה .הסבר מהו היתרון בתופעה זו במיוחד בצמחי מדבר. חומרים כימיים מעכבים תהליכי נביטה חומרים אלו יישטפו רק בכמות משמעותית של מים במדבר כמות הגשמים נמוכה ולא תמיד רציפה .קיים יתרון לצמח שזרעיו לא ינבטו עם רדת מעט גשמים שהרי הנבטים ימותו עם הפסקת הגשמים. על תהליך הנביטה משפיעים כמה גורמים. אלו תנאי אחסון יגרמו להקטנת קצב חילוף החומרים ולמניעת התחלת הנביטה? הסבירו את ההשפעה הביולוגית של כל אחד מן התנאים. התנאים לאחסנת זרעים: לחות נמוכה מים דרושים לתהליכי חילוף חומרים .הזרעים היבשים מצויים בתרדמה .קליטת מים עלולה לעורר את תהליך הנביטה. טמפרטורה נמוכה הורדת הטמפרטורה תגרום לעיכוב פעילות האנזימים המעורבים בתהליכי הנביטה. מיעוט חמצן ריכוז חמצן נמוך יעכב את תהליכי הנשימה התאית בהם מופקת אנרגיה הדרושה לתהליכי חילוף החומרים. חקלאים נוהגים לנקוט בפעולות שונות כדי לשפר את נביטת הזרעים ולהקדים את התחלת הנביטה .תארו שתי שיטות מלאכותיות ,המשפרות את תהליך הנביטה ועשויות להקדים את התחלת הנביטה השיטות המלאכותיות המשפרות את תהליך הנביטה הן שיטות לטיפול בקליפת הזרע: א.אמצעים מכאניים – שיוף ופיצוח באמצעות מערבלים מיוחדים היוצרים סדקים בקליפה. ב.אמצעים כימיים – טיפול בעזרת חומצה או חומרים המפרקים באופן חלקי את השומן ,השרייה במים לריכוך הקליפה או שטיפת חומרים מעכבי נביטה ג.טיפול בהורמונים צמחיים :ג'יברלין ,ציטוקינין או אתילן המעוררים נביטה )המבטלים את פעולת מעכבי הנביטה( ד.קירור – השהיית זרעים מסוימים בטמפרטורה של 50Cגורמת להרס החומרים המעכבים בקליפת הזרע. ציינו אילו תפקידים יש למים בראשית תהליך הנביטה של הזרעים תפקודי המים בנביטת זרעים: .1המים גורמים להתפחת קליפת הזרע .כתוצאה מכך נעשית הקליפה דקה וחדירה יותר למים נוספים החודרים אל הזרע. .2המים שוטפים ומסלקים חומרים מעכבי נביטה. .3בתחילת תהליך הנביטה מתחילים לפעול אנזימים המפרקים את חומרי התשמורת .לפעילות האנזימים נחוצה סביבה מימית. .4המים מסייעים בהעברת חומרי מזון מהזרע לאזורים שונים בנבט. א (1).מה היתרון להבטחת קיומו של הדור הבא ,שיש לצמחי בר הפורחים בעונה מתאימה בעונה המתאימה יש תנאים אופטימאליים לפריחה או להאבקה או ליצירת פירות ולפיזורם או להבשלת הזרעים דבר המגדיל את הסיכוי של הישרדות הדור הבא. ) (2הגורם העיקרי המשפיע על פריחה ,ברוב הצמחים ,הוא רצף שעות החושך ולא הטמפרטורה .מה היתרון בכך לצמח? הסבר יש יותר סיכויים לפריחה בתנאים מתאימים כי רצף שעות החושך הוא גורם קבוע למועד מסוים לאורך השנה לעומת הטמפרטורה שהיא איננה קבועה. ב.מה יקרה לצמחי יום ארוך ,אם יחשפו אותם להארה באמצע הלילה בעונת החורף בארץ? הסבירו. צמחי יום ארוך פורחים רק אם ערך שעות החושך קטן מ 10-שעות .רצף שעות החושך בחורף הוא ארוך מ 10-שעות, ולכן אם יחשפו אותם לאור באמצע הלילה הצמחים יפרחו ,כי הפסיקו להם את רצף שעות החושך ולעומת זאת, בצמחי יום קצר אפשר למנוע פריחה על ידי הארה חד פעמית בלילה. מעצבי נוף בקליפורניה שבארצות הברית שתלו צמחי חלבלוב לאורך כבישים מהירים שהייתה בהם תנועה ערה של מכוניות בכל שעות היום והלילה .צמחי החלבלוב הללו לא הגיעו לפריחה כלל .כאשר החליפו את צמחי החלבלוב בצמחים ממין אחר ,צמחים אלה פרחו. א .הציעו הסבר לכך שצמחי החלבלוב שלאורך הכבישים לא פרחו כלל והסביר ומדוע כאשר החליפו את צמחי החלבלוב בצמחים ממין אחר ,צמחים אלה פרחו. יתכן שצמחי החלבלוב הם צמחי יום קצר )לילה ארוך( שלשם פריחתם דרוש רצף שעות חושך מינימאלי .שבירת החושך על ידי אורות המכוניות שנוסעות בלילה מנעה את פריחתם .הצמחים מהמין האחר פרחו כי יתכן והם צמחי יום ארוך )לילה קצר( או צמחים שפריחתם אינה מושפעת ממשך שעות האור והחושך ולכן תוספת הארה בלילה לא מנעה את פריחתם. ב .האם לדעתכם ניתן לגדל את צמחי החלבלוב והצמחים מהמין האחר באותה חממה באותו זמן? הסבירו. לא ניתן לגדלם באותה חממה כיון שתוספת הארה תגרום לפריחת צמחי היום הארוך )הצמחים האחרים( ותמנע את פרחי היום הקצר )חלבלוב( ואילו החושך יגרום לפריחת צמחי היום הקצר ,אך ימנע את פריחת צמחי היום הארוך )הצמחים מהמין האחר( ניתן לגדל באותה חממה כי הצמחים מהמין האחר אינם מושפעים ממשך שעות האור והחושך ואם תינתן לצמחי החלבלוב הארה מתאימה הם יפרחו. א .הבא דוגמה אחת להתערבות האדם במחזור החיים של צמחים )נביטה ,פריחה או התפתחות פרי( ,ותאר באיזו שיטה נעשית ההתערבות. התערבות האדם בנביטה: עיכוב נביטה על -ידי אחסון הזרעים בתנאים השומרים על חיוניותם ומאטים את תהליכי חילוף החומרים שלהם. החשת התעוררות הזרעים מתרדמה על-ידי שחיקת הקליפה ,שטיפת החומרים מעכבי הנביטה ,שינוי הטמפרטורה, טיפול בהורמונים )ג'ברלין(. התערבות האדם בפריחה: הכוונת הפריחה לעונה מסוימת ,על-ידי שינוי תנאי ההארה )שיווצר יום קצר במקום יום ארוך ולהיפך ,החשכה מלאכותית( ,שינוי טמפרטורה ,טיפול בהורמונים צמחיים. התערבות האדם בהתפתחות הפרי: הכוונת מספר או גודל הפירות על-ידי דילול ,גיזום או טיפול בהורמונים )אוקסין(. עיכוב הבשלת פרות ע"י מניעת תנאים המביאים להבשלה )טמפרטורה ,חמצן(. זירוז הבשלת פרות )הבחלה( באמצעות טיפול בהורמונים )אתילן(. ב .הסבר מה התועלת לאדם בהתערבות שציינת. נביטה – עיכוב או זירוז נביטה מאפשר לאדם להתאים את עונת הנביטה לתנאים השוררים במקום .דחיית הנביטה לעונה מתאימה יותר מאפשר להעביר צמחים בין בתי גידול שונים על פני כדור הארץ. פריחה – הכוונת הפריחה מאפשרת לקבל פרי בעונה טובה יותר )מבחינה כלכלית( ,אפשר למנוע פריחה בעונה בה הפרי שייווצר מהפרח ,עלול להינזק. התפתחות פרי – התערבות האדם מאפשרת להגדיל את משקל הפרי ואיכותו ולעכב או לזרז את הבשלתו למועד רצוי לחקלאי לפניכם תיאור גרפי של רמת הנשימה ויצירת אתילן )ביחידות שרירותיות( לאורך תהליך ההבשלה של פירות א.תארו את השינויים ברמת הנשימה וביצירת האתילן בהבשלה ובנבילה. בהבשלה :עם העלייה בהפרשת האתילן ,יש עלייה ברמת הנשימה. בנבילה :כאשר יש ירידה ברמת האתילן ,יש גם ירידה ברמת הנשימה ב.הסבירו את השינויים ברמת הנשימה וביצירת האתילן בהבשלה ובנבילה. קצב ההבשלה מושפע מן ההורמון אתילן שהוא גז המופרש מן הפרי במהלך ההבשלה .עלייה באתילן מגבירה את תהליך ההבשלה .בתהליך זה מתגברים תהליכי חילוף חומרים בפרי ולכן יש עלייה בעוצמת הנשימה .כאשר נפסקים תהליכי הבשלה יורדת רמת האתילן ולכן יורדת עוצמת הנשימה עקב האטה בתהליכי חילוף החומרים. ג .ישנם פירות בהם נמשך תהליך ההבשלה גם לאחר הקטיף .כדי לעכב את התהליך ההבשלה של פירות אלה ,נוהגים לאחסן אותם בסביבה מבוקרת של טמפרטורה נמוכה וריכוז O2נמוך .הסבירו מדוע כל אחד מהגורמים האלה מעכב את ההבשלה. כדי לעכב את תהליך ההבשלה ולהאריך את חיי הפרי יש להאט את התהליכים המתרחשים בפרי .טמפרטורה נמוכה ורמת חמצן נמוכה מאטים תהליכי חילוף חומרים בתאים. גם ריכוז גבוה של CO2מאט את תהליך ההבשלה באמצעות האטת הפרשת האתילן. במחקר מסוים בדקו את אורך הגוף של כנימות עלים. כל הכנימות שנבדקו היו צאצאיה של כנימה אחת ,אולם מחציתם נוצרו בדרך של רבית בתולין )פרתנוגנזה( ,והחצי השני נוצרו ברביה זוויגית .תוצאות המחקר מסוכמות בטבלה הבאה: קבוצה הדרך בה נוצרו הצאצאים אורך גוף ממוצע )מ"מ( סטיית תקן א רביית בתולין 1.52 0.12 ב רבייה זוויגית 1.43 0.27 א.השלימו את הטבלה. ב .הסבירו את ההבדלים בסטיית התקן בין הקבוצות. בקבוצה א' סטיית התקן קטנה יותר – ז"א הקבוצה שנבדקה יותר הומוגנית ,הסטיות מהממוצע באורך הכנפיים בין הכנימות השונות הן קטנות .הקבוצה השנייה פחות הומוגנית – הפיזור סביב הממוצע גדול יותר ) ,סטיית התקן גדולה יותר מזו של קבוצה א'( .ז" א הסטיות מהממוצע של אורך הכנפיים בין הכנימות גדול יותר. ג.מד וע היה ניתן לצפות שסטיית התקן בקבוצה א תהיה אפס ומדוע סטיית התקן בקבוצה א שונה מאפס? קבוצה א' התרבתה ברביית בתולין – ז"א נוצרה מביצים לא מופרות ,כיוון שמקור הביצים שמהן נוצרו הן מהאם בלבד ,ואין כאן הפריה ,ניתן היה לצפות שכל הכנימות תהיינה זהות ,ולא יהיה הבדל באורך הכנפיים בכלל )סטיית התקן תהיה אפס – לא יהיה פיזור סביב הממוצע – כולן יהיו בעלות אורך כנפיים 1.52מ"מ(.סטיית התקן גדולה מאפס כיוון שלמרות שמקורן מהאם בלבד הן לא נוצרו בדרך של מיטוזה ,שבה כל תא שנוצר זהה לתא שיצר אותו, אלא בדרך של רביית בתולין.רביית בתולין מתבססת על תאי מין )גמטות( שהן מלכתחילה לא שוות זו לזו ,כיוון שנוצרו בדרך של מיוזה – אז אמנם מדובר על דרך רבייה אל זוויגית ,אבל הגמטות שונות. ד .בהמשך המחקר נבדק אורך הגוף של כנימות שנאספו באקראי מעלים שונים ,וכנראה נוצרו מאמהות שונות .אורך הגוף בקבוצה זו היה )1.57 + 0.34ממוצע וסטיית תקן(. ממה נובע ההבדל בסטיית התקן בין קבוצה זו לקבוצה ב? סטיית התקן בקבוצה זו גדולה יותר – ז"א האוכלוסייה בעלת מגוון גדול יותר )הפיזור סביב הממוצע גדול יותר( כיוון שנוצרו מאמהות שונות ואז השונות יכולה לנבוע מכמה סיבות ,האחת שהכנימות נוצרו לאחר רבייה זוויגית )יש גם כזו בכנימות( ,שהשונות נגרמת כתוצאה ממוטציות בתוך האוכלוסייה. ה .מה היתרון של כל אחד מדרכי הרבייה של הכנימות? רביית בתולין היא רבייה מהירה יותר ,ומאפשרת אכלוס בית גידול בדרך מהירה. רבייה זוויגית יוצרת שונות בין פרטים ,לשונות יתרון מבחינת קיום המין ,כיוון שמאפשרת הישרדות בתנאים משתנים. א .מהי המגמה שרואים בתהליך חילופי הדורות בצמח במהלך האבולוציה? המגמה שרואים בחילופי הדורות במהלך האבולוציה זה שיש מעבר ממצב שבו דור הספורופיט זהה בצורתו ובגודלו לדור הגמטופיט )כמו באצות( למצב שבו שהדור הדיפלואידי )הספורופיט( תופס חלק נכבד מחיי הצמח )מתארך(- ואילו הדור ההאפלואידי מתקצר ,מצטמצם הן בגודל והן בעצמאות )כמו בצמחים העילאיים(. ב.המגמה המוזכרת בסעיף א' קשורה למעבר מחיים במים לחיים ביבשה .הסבר כיצד. במהלך האבולוציה יש מעבר מתלות מוחלטת במים )אצות( לחיי יבשה )צמחים עילאיים( דור הספורופיט – הדור הדיפלואידי – הוא דור שמותאם יותר לחיי יבשה מבחינת מורפולוגית ,לעומת זאת בדור הגמטופיט – ההאפלואידי – זה הדור של הרבייה הזוויגית –הדורש סביבה לחה .גם בצמחים כמו בבעלי חיים ברבייה ביבשה יש צורך שתאי הרבייה יהיו מוגנים מהתייבשות ושההפריה תהיה בסביבה לחה .בצמחי יבשה תאי הרבייה )הגמטות( מוגנות על ידי מעטפת עמידה ביובש,ומתפתחות בסביבה מוגנת ולחה ,כאשר ההפריה היא פנימית ג .לפניך רשימת תהליכים המתרחשים במהלך הרבייה בצמחים .רשום את התהליכים לפי סדר התרחשותם בצמח והסבר בקצרה את הקשר ביניהם :הפריה ,הפצת זרעים ,האבקה ,יצירת פרי ,נביטת הנחשון ,פריחה ,נביטה. פריחה <-האבקה <-נביטת הנחשון <-הפריה <-יצירת פרי <-הפצת זרעים <-נביטה. הפרח מכיל את אברי הרבייה הזכריים והנקביים )בדר"כ( .בתהליך האבקה -גרגרי האבקה המכילים את הגמטה הזכרית עוברים )באמצעות רוח ,בעל חיים,מים( מהאבקנים של פרח אחד אל הצלקת של צמח שני .גרגר האבקה נוחת על הצלקת ונובט כך שעל הצלקת צומח בתוך עמוד העלי נחשון נביטה .באמצעות נחשון הנביטה מגיעות הגמטות הזכריות לשק העובר ,שם נמצאת הגמטה הנקבית ומתרחשת הפריה .בתהליך ההפריה מתלכדות שתי הגמטות .בצמחים יש הפריה כפולה שבה גרעין זכרי אחד מתלכד עם תא הביצה ליצירת זיגוטה ,וגרעין זכרי שני מתלכד עם שני גרעינים בשק העובר ליצירת אנדוספרם )רקמה מזינה( .לאחר ההפריה מתפתחת השחלה ונוצר פרי. הפרי הנוצר כאמור מהשחלה ולפעמים גם מחלקים נוספים מכיל את הזרעים ומשמש לפעמים גם להפצתם .הפרי מפיץ את הזרעים המכילים את העובר וכשהתנאים מתאימים ישנה נביטה של הזרע ,והתפתחות צמח חדש. מה היתרון בכך שחומרי התשמורת האגורים באנדוספרם הם חומרים שאינם מסיסים במים? היתרון בעובדה שחומרי התשמורת אינם מסיסים במים הוא שהזרע יכול להכיל חומרים אלה בכמויות גדולות מבלי שישפיעו על ריכוז המומסים בתאי הזרע .אם החומרים היו מסיסים במים הם היו גורמים לחדירת מים אל התאים בהם הם אגורים .דבר שהיה עלול לגרום להתחלת תהליך נביטה בטרם עת. א.מהו היתרון הביולוגי בהפצת זרעים? אם כל הזרעים של צמח מסוים היו נופלים על יד צמח האם ונובטים בסמוך אליו ,הייתה נוצרת בין הנבטים הצעירים לבין עצמם ובינם לבין צמח האם תחרות על משאבים כמו מים ,אור ,מינרלים ועוד .תחרות זו תקטין את סיכוייהם של נבטים רבים להתפתח לצמח בוגר ותפגע בהמשכיות המין .הפצת הזרעים למרחק מונעת תחרות זו.יתרון נוסף בהפצה הוא התפשטות לבתי גידול חדשים .בבתי גידול חדשים שוררים תנאים שונים מאלה הקיימים בבית הגידול של צמח האם וחלק מן הזרעים עשויים להכיל מגוון תכונות שיאפשרו להם להתפתח בתנאים אלה וכך יורחב תחום התפוצה של המין .הרחבת תחום התפוצה מצמצם גם את סכנת הכחדת המין במקרה של אסון באוכלוסייה המקורית. ב.ישנם זרעים שאינם נפוצים למרחק ונובטים סמוך לצמח האם .האם לדעתכם קיים יתרון בנביטת זרעים בקרבת צמח האם? נמקו את קביעתכם. ישנו יתרון בנביטת זרעים בקרבת צמח האם .כיון שצמח האם הצליח להשלים את מחזור החיים ולשרוד בסביבת הגידול ,סביר להניח שהתנאים בסביבה זו הם תנאים מיטביים לצמח ונביטה בקרבת צמח האם מבטיחה קיום תנאים שמתאימים לגידולם של הנבט והגדלת הסיכוי להישרדות ,השלמת מחזור החיים והעמדת צאצאים. א.מהו היתרון הביולוגי בתרדמת זרעים? היתרונות בתרדמת זרעים: תרדמת הזרעים מבטיחה נביטה כאשר התנאים אופטימאליים עבור צמיחת הנבט והתבססותו בקרקע. ב.יש מיני צמחים שזרעיהם אינם אחידים :יש בהם כמויות שונות של חומרים מעכבי-נביטה ,או קליפה בעוביים שונים .מה יכול להיות היתרון בשונות זו? וויסות הנביטה לאורך זמן – ריכוזים שונים של חומרים מעכבי נביטה או עוביים שונים של קליפות זרע גורמים לכך שחלק מהנבטים ינבטו בשנה הבאה ) אלו שקליפתם דקה ולכן הם ספגו מספיק מים ,או אלה שיש בהם מעט חומרים מעכבים ולכן הם נשטפו במהירות( .הזרעים האחרים נותרים בתרדמה וינבטו רק בשנים הבאות .דבר זה מבטיח את הישרדות המין במידה שפרטים שנבטו כבר ,נפגעו. בערבה באוגנדה גדלים עצי שיטה ,המתרבים באמצעות זרעים שנמצאים בתרמילים קשים .בעבר חיו בערבה בעלי חיים צמחוניים שאכלו את התרמילים עם הזרעים ,והזרעים נבטו לאחר שעבר במערכת העיכול שלהם .במשך הזמן נכחדו עלי החיים האלו ,ואף על פי כן נבטו זרעים רבים .מדענים חקרו זאת ומצאו כי כ 65%מזרעי השיטה נבטו לאחר שעברה עליהם שריפה .לעומת 10%שנבטו בלי שריפה. א .מהו היתרון שיש לעצי השיטה מכך שהזרעים שלהם מופצים על ידי בעלי חיים? אחד הגורמים לעיכוב נביטה הוא קליפות קשות ובלתי חדירות למים ולאוויר המונעות את הנביטה ,גם אם תנאי הסביבה מתאימים .מעבר הזרעים במערכת העיכול של בעלי החיים גורמת לפגיעה בקליפות הקשות על ידי מיצי העיכול החזקים ומאפשרת את נביטת הזרעים שהופרשו על ידי בעל החיים ב .הצע הסבר לממצא שאחוז זרעי השיטה שנבטו לאחר השריפה גדול בהרבה מאחוז הזרעים שנבטו בלי שריפה. גורם נוסף שעשוי לפגוע בקליפה הקשה הוא טמפרטורות גבוהות .הזרעים שעברו שריפה נבטו אחרי שקליפתם נבקעה עקב החום הרב של השריפה. לפניכם נתונים על השינויים במשקל היבש )ללא מים( של נבטי אפונה שנבטו וגדלו באור במשך 30יום גיל הנבטים המשקל היבש הממוצע )מ"ג( )ימים( פסיגים 0 186 נצרונים שורשון כל הנבט - 186 - 10 78 32 22 132 20 42 60 30 132 30 38 84 36 158 א .הסבירו מדוע יורד משקל הפסיגים במהלך הנביטה. חומר התשמורת שבפסיגים מתפרק .הגלוקוז שמתקבל מפירוק זה מנוצל לצורך הפקת אנרגיה בתהליך הנשימה התאית ויצירת חומרי הגלם הדרושים להתפתחות הנבט ב .ציינו באיזה חלק של הנבט הייתה העלייה הגדולה ביותר במשקל היבש במהלך הנביטה ,והסבירו מה גורם לעלייה זו. העלייה הגדולה ביותר במשקל היבש במהלך הנביטה הייתה בנצרונים .כיון שהנביטה התרחשה באור מתבצע בנצרונים תהליך הפוטוסינתזה שבו נוצרות פחמימות ,דבר המביא לעלייה במשקל הנצרונים הגרף שלפניכם מתאר את השינויים במשקל היבש של חלקי גרגר תירס שהונבט בחושך ,במהלך ימי ההנבטה. השינויים במשקל היבש של גרגר תירס שלם וחלקים ממנו במהלך ימי הנבטה בחושך א.תארו את השינויים במשקל הזרע השלם וחלקיו במהלך ימי ההנבטה. משקל הזרע השלם יורד במתינות במהלך חמשת ימי 200 ההנבטה מ 220-מ"ג ל 170-מ"ג בערך .גם משקל האנדוספרם יורד אך בצורה תלולה יותר מ 220-מ"ג ל 100-מ"ג. 150 משקל העובר עולה ממ"ג ספורים ל 70-מ"ג לערך. 100 ב.הסבירו מהם התהליכים המתרחשים במהלך הנביטה המביאים לשינויים 50 במשקל הזרע השלם וכל אחד מחלקיו. 0 עם הנביטה מתחילים תהליכי חילוף חומרים בזרע ומתפרקים 0 50 100 150 החומרים האורגניים האגורים באנדוספרם ומוזרמים לעובר שעות לצורך תהליך הנשימה התאית והרכבת חומרים. לכן משקל האנדוספרם קטן ומשקל העובר גדל .המשקל הכולל של הזרע צריך להישאר קבוע כי חומרי התשמורת עברו מהאנדוספרם לעובר אבל חלק מהחומרים נפלטו בתהליך הנשי מה התאית ולכן המשקל הכולל של הזרע קצת ירד. 250 משקל יבש )במ" ג( במהלך תהליך הנביטה של גרגר תירס עולה משקל העוּבּ ָ ר )הנצרון והשורשון( שבתוכו .כמו כן חלים בגרגר השינויים האלה:צריכת החמצן גד ֵ לה ,פליטת ה CO2-גדלה,פעילות האנזימים מפרקי העמילן גד ֵ לה. הסבר את הקשר בין השינוייםהאלה ובין העלייה במשקל העוּבּ ָ ר. העלייה במשקל העובר שבתוך גרגר התירס במהלך הנביטה ,היא תוצאה של גדילה וחלוקת תאים .לצורך כך נדרשת אנרגיה ותהליכי הנשימה התאית מתקיימים בקצב מוגבר .לכן נצרך יותר חמצן ,נפלט יותר פחמן דו-חמצני ויותר עמילן מפורק ,על-ידי אנזימים מפרק עמילן ,לתת יחידות של גלוקוז ) שמנוצל להפקת אנרגיה בתהליך הנשימה התאית(. א.איזה תהליך מרכזי בתאים הוא הבסיס לתהליך הרבייה האל-זוויגית? הבסיס התאי של הרבייה האל-זוויגית הוא תהליך המיטוזה. ב.מהו הקשר בין מאפייני התהליך אותו ציינתם בסעיף א' ובין לגבי הדמיון של הצאצאים בינם לבין עצמם ובינם לבין ההורה ממנו נוצרו? אחד ממאפייני המיטוזה הוא שהתאים זהים במטען הגנטי לתא המקורי ,ולכן צאצאי רבייה האל-זוויגית זהים זה לזה בתכונותיהם וזהים להורה ממנו נוצרו. מהם היתרונות החקלאיים בשיטת ההרכבה? באמצעות ההרכבה ניתן לקצר תהליך של החלפת זן רצוי )פורה יותר או נדרש בשוק( במטע .במקום לשתול שתילים מן הזן החדש ולהמתין עד שיניבו פרות צמחי המטע רגישים למחלות שורש ובעייתיים בהשרשה .אפשר להרכיב ייחורים של זנים אלה על כנות של זנים שתולים ועמידים באמצעות ההרכבה אפשר לגדל זנים פוריים במגוון קרקעות שאינן מתאימות להם. לדעתכם ,האם תכונות הצמח המשולב בהרכבה יעברו לדור הבא שיתפתח מן הזרעים? הזרעים שיתפתחו בהרכבה לא יכילו את התכונות של הצמח המשולב כיון שהתפתחו מרקמות הרוכב בלבד.כדי לקבל פרט נוסף המכיל את התכונות הרצויות יהיה צורך לערוך הרכבה מחדש של הרוכב על כנה נוספת. ד (1).ציינו שני מרכיבים הכרחיים במצע מזון המשמש לגידול של תרבית רקמה .הסבירו מדוע הם הכרחיים. מרכיבים הכרחיים במצע המזון בתרבית רקמה :סוכרים ,חומצות אמיניות ,מינרלים ,ויטמינים ,הורמונים צמחיים ומים .חומרים אלה הכרחיים לבניית תאים וכמקור אנרגיה ) (2ציינו שני חסרונות של שימוש בתרבית רקמה לריבוי צמחים. חסרונות של שיטת תרביות הרקמה: הצורך בעבודה סטרילית למניעת זיהומים. לא כל הצמחים מתפתחים כראוי. צריך להעביר את הצמחונים למצע אחר כדי שישתרשו. התהליך יקר. הצמחונים צריכים לעבור תקופת הסתגלות ולא ניתן לשתול אותם מידית בשטח.מהם היתרונות והחסרונות של כל אחת משתי שיטות ההאבקה? האבקה עצמית יתרון :יש ביטחון רב יותר שתתרחש האבקה. חסרון :השונות הגנטית בקרב הצאצאים מצומצמת – יש שילובים שונים של גנים שמקורם בפרט אחד. האבקה זרה יתרון :שונות גנטית רבה בקרב הצאצאים .כל צאצא הוא שילוב ייחודי של גנים משני פרטים. חסרונות :יש צורך בהשקעת אנרגיה רבה יותר בתהליך הרבייה :ייצור יותר גרגירי אבקה )להגברת הסיכוי שיגיעו לפרח אחר מאותו המין הביולוגי( ,פיתוח מנגנונים למשיכת מאביקים )כאשר המסייעים בהאבקה הם בעלי חיים(. א .האם יש הבדל משמעותי בין האבקה עצמית ,המתרחשת באותו הפרח לבין האבקה עצמית בין פרחים שונים על אותו הצמח ,מבחינת החומר הגנטי ) (DNAשעובר אל הצאצאים? לא ,אין הבדל .לכל התאים המרכיבים את אותו הפרט ,כולל תאי האם שמהם נוצרים תאי הרבייה ,יש אותו ה.DNA- תאי הרבייה הנוצרים במיוזה ,בין באותו הפרח בין בפרחים שונים של אותו הצמח ,שונים זה מזה ונושאים שילובים שונים של הגנים של הפרט ב .תלמידים טענו שכל הצאצאים הנוצרים בהאבקה עצמית ,זהים בתכונותיהם .האם הם צודקים או לא? נמקו. לא נכון .תאי הרבייה נוצרים בתהליך של מיוזה שבמהלכה נוצרים תאי רבייה בעלי שילובים שונים של ה DNA-של הפרט ) .ואולם יש סיכוי גדול יותר שצאצאים הנוצרים בתהליך האבקה עצמית יהיו דומים אלו לאלו ולצמח ההורה, יותר מצאצאים שנוצרו בתהליך האבקה זרה(. הסבירו את הקשר בין ההיגדים הבאים: יש סביבות חיים שהתנאים בהן קבועים ויש סביבות חיים שיש בהן תנאים משתנים. יש סביבות שיש בהן יתרון להאבקה עצמית ,ויש סביבות שיש בהם יתרון להאבקה זרה. להאבקה עצמית יש יתרון בסביבה שהתנאים בה קבועים ,ואילו להאבקה זרה יש יתרון בסביבה שהתנאים בה משתנים. נימוק :בהאבקה עצמית נוצרים צאצאים בעלי שונות גנטית קטנה יותר מצאצאים הנוצרים בהאבקה זרה .בהאבקה עצמית נוצרות גמטות שונות זו מזו הנושאות שילובי גנים שונים זה מזה ,אך השילובים השונים מקורם באותו הגנום .הצאצאים הנוצרים מהתלכדות של גמטות אלו יהיו שונים זה מזה ,ואולם מידת הדמיון ביניהם תהיה גדולה ממידת הדמיון בין הצאצאים של צמח המואבק בהאבקה זרה ,שנוצרו מגמטות שמקורן בשני פרטים שונים בעלי גנומים שונים .בסביבה שהתנאים בה משתנים ,יש יתרון לשונות גדולה באוכלוסייה ,מכיוון שככל שהשונות גדולה יותר ,כך גדול יותר הסיכוי שיימצאו פרטים המותאמים לתנאים החדשים ,והם ישרדו ויתרבו ,וכך המין לא ייכחד. בסביבות חיים יציבות ,שתנאי הסביבה בהן קבועים ,יש יתרון לאחידות הגנטית של הצאצאים ולדמיון שלהם לצמח ההורה :ההורה שרד בהצלחה ואף העמיד צאצאים .פירוש הדבר שהוא מותאם לתנאי הסביבה ,ולפיכך גם צאצאיו, הדומים לו ,יהיו מותאמים לתנאי הסביבה. א .האם ההפריה בצמחים בעלי פרחים היא הפריה פנימית או חיצונית? הסבירו. זו הפריה פנימית .היא מתרחשת בתוך הביצית שבשחלה של הפרח. ב.מהי חשיבות הדבר בתנאי יבשה? ההפריה והתפתחות הזרעים מתרחשים בתוך השחלה ,וכך הם מוגנים מפני התייבשות. מושגים שחלה :שחלה היא איבר רבייה המצוי ברוב היצורים החיים המתרבים ברבייה זוויגית .השחלה מצויה אך ורק בנקבות של יצורים אלו ,ותפקידה הוא לייצר את תאי הרבייה הנקביים -הביציות מיטוזה :תהליך במחזור התא שבו מתחלק גרעין התא לשני גרעינים שבכל אחד מהם מצויים בסופו של תהליך מספר שווה של כרומוזומים ,אשר זהה למספר הכרומוזומים שהיו בגרעין התא לפני החלוקה .בסוף המיטוזה מתרחשת בדרך כלל התחלקות הציטופלסמה ולבסוף מתחלק התא כולו .תוצאת תהליך המיטוזה עם התחלקות הציטופלסמה היא שני תאי בת )נקראים גם "תאי צאצא"( הזהים לחלוטין לתא ההורה .תהליך המיטוזה הוא הבסיס לגדילה, לרגנרציה ולרבייה אל-זוויגית בתאים איקריוטיים מיוזה :ביצורים המתרבים ברבייה מינית )פטריות ,צמחים ובעלי חיים( מתקיימת פרט למיטוזה גם חלוקת תא מיוחדת הנקראת מיוזה .חלוקה זו מתרחשת באברי הרבייה ובסופה מתקבלים תאים שבהם נמצא רק אחד מכל זוג כרומוזומים דומים .מספר זה נקרא מספר הפלואידי של כרומוזומים. הנצה :הנצה היא סוג של רבייה אל-מינית ,בה ניתקת קבוצת תאים בעלת כל החומר התורשתי מההורה ומשלימה את עצמה לייצור חדש ועצמאי. ייחורים :ייחור הוא חלק שנותק מן הצמח הבוגר ובתנאים מתאימים מסוגל להצמיח שורשים ,ענפים ועלים, ולהתפתח לצמח חדש ועצמאי. ניצני ריבוי :יש צמחים ,שהניצנים שנמצאים על הגבעולים שלהם או בשולי העלים יכולים להתפתח לצמחים זעירים אשר נופלים על האדמה וגדלים להיות צמח עצמאי. פקעות ובצלים :יש צמחים בעלי פקעות .אלו הם גבעולים מעובים ובהם ניצנים שמתפתחים לשורשים ,לגבעולים ולעלים .כל צמח מצמיח כמה פקעות ,אשר כל אחת מהן יכולה לגדול לצמח צאצא נפרד.לצמחים אחרים יש בצל בתוך האדמה ,ובצלים קטנים מתפתחים צמוד אליו .הבצלצלים האלה מתנתקים מן הצמח הבוגר ומתפתחים בתור צמחים עצמאיים. רביית בתולים :סוג של רבייה אל-זוויגית .זהו מצב בו יצור שמורפולוגית הוא זוויג נקבי ,מעמיד צאצאים בלא צורך בהפריה וכל הצאצאים של היצור הזה הם בעלי חומר תורשתי זהה לו. שיבוט :תהליכים שבסופם מתקבלים העתקים של רצפי ,DNAתאים ,רקמות או אורגניזמים הזהים באופן מלא או כמעט מלא ,מבחינה גנטית ,למקור שעל פיו הם נוצרו. שלוחות :גבעולים ארוכים השרועים על הקרקע והן מתפתחים עלים ושורשים .מכל שלוחה כזאת מתפתחות שלוחות נוספות .כל קטע שלוחה הכוללת עלים ושורשים יכול להתקיים כצמח עצמאי ללא תלות בצמח התפתחה השלוחה. מכאן שלכל קטע שלוחה על העלים והשורשים שונה מהווה צאצא של צמח האם. תא דיפלואידי :תא המכיל שני עותקים מכל כרומוזום .באורגניזמים דיפלואידים ,כרומוזום אחד מגיע בדרך כלל מהאם וכרומוזום אחד מהאב .רוב התאים הסומטיים ביצורים מרובי התאים הם דיפלואידים. זיגוטה: תא ביצה :תא רבייה )גמטה( המיוצר על ידי נקבות של יצורים רב תאיים המתרבים ברבייה זוויגית .הביצית ,מתוקף היותה תא רבייה ,הינה הפלואידית — מכילה מחצית ממספר הכרומוזומים בתא סומטי .ביציות הן גדולות ועמידות יותר מתא זרע .בניגוד לזרע הנושא מטען גנטי בלבד ,הביציות מכילות חומרי הזנה ואברונים רבים ההכרחיים לקיום הזיגוטה שנוצרת בהפריה. תא זרע :תא רבייה )גמטה( המיוצר על ידי זכרים של יצורים רב תאיים המתרבים ברבייה זוויגית .תאי הזרע מתפתחים מתאי נבט דיפלואידים ,שעוברים בתהליך הבשלתם התחלקות מיוטית שתוצאתה היא ארבעה תאי זרע, שכל אחד מהם הוא הפלואידי -מכיל מחצית ממטענו הגנטי ההתחלתי של תא הנבט ,או של תא סומטי תא הפלואידי :תא המכיל עותק אחד מכל כרומוזום שורש :איבר הקיים אצל צמחי זרע וחלק מהשרכים ,השורש יכול לשמש לאגירת מזון ,לאוורור ,לרבייה אל זוויגית נצר: שלב ווגטטיבי :שלב הצמיחה השלב שבו הצמח מצמיח ענפים ועלים .שלב הצמיחה שונה באורכו אצל מינים וסוגים של צמחים ויכול להיות כמה ימים או כמה שנים. שלב רפרודקטיבי :שלב ההתרבות השלב שבו הצמח מפתח פרחים עלי עטיף :עלי הגביע ועלי הכותרת ,ואברי הרבייה המינית עלי גביע :משמשים להגנה על ניצני הפרחים עלי כותרת :תפקידם למשוך מאביקים אבקנים :מורכבים מזיר ,המחבר את המאבק למצעית הפרח ומאבק -בו מצויים גרגרי האבקה עלי :החלק הנקבי של הפרח .מורכב מ 3-חלקים :שחלה ,בה מצויות הביציות ,עמוד עלי ,דרכו מועברת הגמטה הזכרית אל השחלה וצלקת – הנמצאת בחלקו העליון של העלי ותפקידה לקלוט את גרגרי האבקה ולסייע לנביטתם מאבק :בו מצויים גרגרי האבקה אנדוספרם :הוא רקמה בה נאגרים חומרי תשמורת :חלבונים ,פחמימות ושומנים ,שעתידים לשמש את העובר במהלך התפתחות הזרע והנבט בראשית התפתחותו עד יציאת העלים הראשונים ותחילת ביצוע פוטוסינתזה. פסיגים :המכילים חומרי תשמורת יתרוקנו בהדרגה במהלך הנביטה והחומרים האגורים בהם ינוצלו לגדילת הנבט. עובר :נוצר מהזיגוטה שלאחר ההפריה מתרחשות בה חלוקות תאים ותהליכי התמיינות חד פסיגי :הפסיג קטן ורב חומרי התשמורת אגורים באנדוספרם דו פסיגי :האנדוספרם מתנוון והפסיגים שבעובר מהווים מקור לחומרי תשמורת .חומרי המזון שנאגרים ברקמות התשמורת משמשים מזון לאדם שורשון :יתפתח לאחר הנביטה למערכת שורשים. נצרון :יתפתח לגבעול ועלים. ג'יברלין :הורמון מפעיל אנזימים המעורבים בפרוק חומרי תשמורת הורמונים צמחיים: קליפה :היא לרוב ,קשה ובלתי חדירה למים.היא מגנה על הזרע מפני פגיעות ונזקים) .כגון נזק הנגרם כתוצאה מחיכוך עם הקרקע .או נזק הנגרם מגורמי מחלות )למשל חיידקים( ,או מטריפה ע"י בעלי-חיים. טמפרטורה :לכל צמח רמת טמפרטורה אופיינית לו .למרבית הזרעים 20-30מעלות .טמפרטורות גבוהות לא פוגעות בזרע בתרדמה אלא כאשר הוא נמצא בתהליך נביטה .שרפה לעיתים אף מזרזת נביטה פיטוכרום :פיגמנט שמשפיע כנראה על חדירות קרומי התאים למווסתי צמיחה .ומכאן משפיע על המעבר משלב וגטטיבי לרפרודוקטיבי. צמחי יום ארוך :צמחים הזקוקים ליום ארוך בכדי לפרוח צמחים אלה פורחים באביב או בקיץ צמחי יום קצר – :צמחים הזקוקים ליום קצר בכדי לפרוח .צמחים אלה פורחים בסתיו רבייה זוויגית :לכל צאצא יש שני הורים ,לפיכך ה DNA-והתכונות התורשתיות של כל צאצא הם תוצאה של ערבוב בין שני "מקורות" ,ולכן הם שונים מן ה DNA-והתכונות התורשתיות של ההורים ושל הצאצאים האחרים של אותם הורים .הצאצאים שונים אלו מאלו .אופיינית לרוב מיני האורגניזמים הרב-תאיים ובהם צמחים הבסיס התאי של הרבייה הזוויגית הוא תהליך המיוזה וכן התלכדות תאי הרבייה )הגמטות( בתהליך ההפריה. רבייה אל זוויגית :לכל צאצא יש רק הורה אחד ,ולכן ה DNA-והתכונות התורשתיות של הצאצאים זהים לDNA- ולתכונות התורשתיות של ההורה .הצאצאים זהים אלו לאלו .אופיינית לחיידקים ,פטריות .הבסיס התאי של רבייה אל זוויגית הוא תהליך המיטוזה.
© Copyright 2024