תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' ש י תכנית לימודים למתמחים בביולו י 2006 לימוד הביולוגיה מקנה ללומד ידע על עצמו כאדם ועל היצורים האחרים שבסביבתו .לימוד זה כרוך בהבנת יחסי הגומלין שבין היצורים לבין עצמם וב ינם לבין סביבתם ובהבנת מקומו של האדם במערכת יחסים זו .לימוד הביולוגיה כרוך גם ביישום ידע מתחומי הכימיה ,הפיזיקה והמתמטיקה להבנת עולם היצורים החיים .לימוד מקצוע זה עשוי לפתח יחס חיובי לנוף הארץ ,לחי ולצומח שבה ולטבע בכלל ,ולאפשר ללומד להכיר ולהבין את מעמדו ואחריותו של האדם בשמירת ערכי הטבע. ההתקדמות וההישגים הגדולים בביולוגיה במחצית השנייה של המאה ה 20 -ועם תחילת המאה ה- ,21כגון חקר הגנום האנושי והגנומים של יצורים אחרים ,היכולת לבצע התערבות בתהליכים אלה , כגון שיבוט אורגניזמים ,וגם הבנת ההשפעה של האדם על מגוון המינים בטבע – כל אלה מעוררים שאלות מוסריות ,התנהגותיות וחברתיות נכבדות ,שכל אזרח ייחשף אליהן במאה ה.21- לפיכך ,אוריינות ביולוגית חייבת להיות חלק בלתי נפרד מנכסיו הרוחניים של כל אדם משכיל בעת הזאת. לימוד הביולוגיה כמקצוע מדעי בחטיבה העליונה של בית הספר העל- יסודי אמור לפתח חשיבה ייחודית לתחום (חשיבה דיסציפלינרית) ולאפשר להבין את השיקולים בפתרון בעיות בביולוגיה .לימוד הביולוגיה כתהליך חקר קשור גם בפיתוח חשיבה ביקורתית .עיסוק בתהליכי החקר ובהבנתם עשוי לתרום לפיתוח מיומנויות חשיבה ,אשר יוכלו להועיל לתלמיד בהתמודדותו עם בעיות בחיי יום יום. מטרת התכנית היא ,על כן ,לפתח אוריינות מדעית -ביולוגית באמצעות הוראת הרעיונות המרכזיים , מושגי היסוד ,התופעות והתהליכים הבסיסיים המתקיימים ביצורים החיים ,תוך פיתוח מודעות תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' לשאלות ערכיות ותוך לימוד ויישום עקרונות המחקר המדעי והחשיבה הביקורתית המאפיינים את מדעי הטבע בכלל והביולוגיה בפרט. נושאי הלימוד המוצעים בתכנית מאפשרים לתלמידים לפתח ראייה של היבטים שונים בעולם החי כפי שהם באים לידי ביטוי במבנה ותפקוד ביצורים שונים , (במיקרואורגניזמים ,בפטריות ,בצמחים, בבעלי חיים ובכללם באדם ) .לשם כ ך תודגש בתהליך ההוראה ההתייחסות לאחידות בתהליכים הבסיסיים מצד אחד ולשוני בצורות ובמגוון הפתרונות מצד שני. תוכן ענייניים .1לרעיונות מרכזיים ,מוש י יסוד ומיומנויות בביולו י לחץ כ ן .2להסבר על תוכנית הליבה וק ישורים לנושאי החובה השונים (גוף האדם ,תא ואקולוגיה) לחץ כאן .3להסבר על נושאי הבחירה (מיקרואורגניזם ותורשה ) לחץ כאן .4ל סבר על בחינת ב רות על חלקי שונים וקישור לבחינות ב רות לחץ כ ן .5דפי עזר לכתיבת העבודה האקולוגית (ביוטופ ) לחץ כאן .6קישורים למאמרים: א.התא לחץ כאן ב .אקולוגיה לחץ כאן .מיקרו ור ניזמים לחץ כאן רעיונות מרכזיים ומוש י יסוד בביולו י הביולוגיה עוסקת בתחומים רבים והידע בהם גדל בהתמדה .אין אפשרות ואין צורך ,במסגרת הוראת הביולוגיה בחטיבה העליונה של בית הספר העל- יסודי ,להתייחס לכל התחומים שבהם עוסקת הביולוגיה. הביולוגיה כמקצוע להוראה בבית הספר מתבססת על הדיסציפלינה המדעית ,אך שונה ממנה בכך שהיא מבוססת בעיקר על ידע מוכר ומבוסס .ועוד הבדל :ההוראה מציבה ,נוסף למטרות בתחום התוכן ,גם מטרות הקשורות בפיתוח ובטיפוח של כישורי הלומד ושל התייחסותו הערכית לעולם באמצעות העיסוק בידע הדיסציפלינרי. תכנית הלימודים מבוססת על רעיונות מרכזיים בביולוגיה כפי שאנו מבינים אותם היום .רעיונות אלה עשויים לסייע בארגון ההוראה והלמידה ולשמש כלי עזר בידי התלמיד בהתמודדות עם הידע הרב ובהבנתו. חוקי הפיזיקה והכ ימיה ,שנוסחו לגבי עולם החומר ,תקפים כמובן גם במערכות הביולוגיות ,שלהן יש גם מאפיינים ייחודיים ליצורים חיים ,שאליהם ניתן להתייחס כ"מאפייני חיים" או כ"סימני חיים". תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' תופעת החיים קשורה ותלויה באספקת אנרגיה מתמדת ,שמקורה העיקרי בשמש ,ובמיחזור מתמיד של החומרים בכדור הארץ. יצורים חיים בנויים ממערכות מורכבות ומאורגנות ,הכוללות מבנים ברמות ארגון שונות ,שבהן מתרחשים תהליכים שונים .מערכות אלה נבדלות מן הסביבה ונחוצה השקעת אנרגיה כדי לקיימן. כאשר תהליכי החיים אינם מאפשרים אספקת אנרגיה לקיום מערכות אלה ,הנבדלות מן הסביבה , נפרצים המחסומים (נהרס הארגון ) והיצור הופך לחלק מהטבע הדומם שבסביבה ,שאינה מאורגנת כמו יצורים חיים ,זהו מוות. הרעיונות הביולוגיים המרכזיים המשמשים כיסודות מארגנים של התכנית ומהווים את ליבת התוכן הם: ר ון במערכות ביולו יות מערכות חיות הן מערכות מאורגנו ת ,שמתקיימת בהן סביבה פנימית יציבה יחסית ,המופרדת מן הסביבה החיצונית באמצעות קרומים. הארגון המורכב של מבנים ותהליכים ביצורים החיים ניכר ברמות ארגון שונות ,מן הרמה המולקולרית (למשל הסליל הכפול או האתר הפעיל ,תהליכי בקרת גנים ) דרך רמת האברון ,התא ,הרקמה, האיבר ,מערכת האיברים ,היצור ,המין ,האוכלוסייה ,החברה ועד לרמת המערכת האקולוגית .אלו הן "רמות הארגון" שבהן עוסקת הביולוגיה. ויסות ו ומ וסטזיס מערכות ביולוגיות הן בעלות יכולת לשמור על סביבה פנימית יציבה (הומאוסטזיס) בגבולות מוגדרים, השונה מן הסביבה החיצונית שבה התנאים משתנים. לקיום סביבה פנימית יציבה ,השונה מן הסביבה החיצונית ונבדלת ממנה ,נחוצה השקעת אנרגיה ונחוצים מנגנוני בקרה וויסות( .מבנה מאורגן דורש השקעת אנרגיה לקיומו ,למשל ,קיום התא ושלמות קרום התא). מקור האנרגיה הראשוני לקיומם של רוב היצורים החיים הוא האנרגיה של אור השמש ,המומרת לאנרגיה כימית בתהליך הפוטוסינתזה המתקיים ביצורים פוטואוטוטרופיים .האנרגיה הכימית ניתנת לניצול על ידי היצורים החיים ,יצרנים וצרכנים ,בתהליכי המטבוליזם (חילוף חומרים). יחסי ומלין וקיום שיווי משקל דינמי מערכות ביצורים חיים הן מ ורכבות ,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 ש ל 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. חידות בעקרונות מבנ ו תפקוד וש וני בצור תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' בעולם היצורים החיים יש אחידות רבה בבסיס הכימי של פעולות החיים (למשל נשימה תאית , סינתזת חלבונים ) ,המבנה והתפקוד (כגון תאים ,אברונים ,מערכות הובלה ,אנזימי נשימה ) .בצד האחידות יש גם שוני רב בצורה ובדרך מימושם של דגמים אלה ( .לדוגמה :לכל יצור חלבונים ייחודיים וDNA- ייחודי ,יש שוני בין תאים ברקמות שונות ,כגון תאי דם ותאי עצבים ,ויש שוני בין איברים שונים וכמובן גם בין יצורים שונים ).תאוריית האבולוציה מציעה הסבר לאחידות בצד השוני ביצורים החיים. ת מ בין מבנ לתפקוד בעולם היצורים החיים קיימת התאמה בין המבנה לתפקוד בכל רמות הארגון( .לדוגמה :התאמת מבנה הDNA- כחומר תורשתי לתהליך חלוקת תאים והורשת תכונות (ברמה מולקולרית) ,התאמת השיניים לסוג המזון ,התאמת הסנפיר לשחייה ,התאמת העלה לקיום הפוטוסינתזה ,התאמת הפרח לדרך ההאבקה). משכיות תורשתית ורביי ,עברת 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 משפיעים על כשירותם של הצאצאים לשרוד ולהעמיד צאצאים בעצמם ומגדילים את השונות בין הפרטים באוכלוסייה. דיל ו תפתחות יצורים חיים גדלים ומתפתחים תוך תהליכי התמיינות של תאיהם ,על פי המידע הגנטי שלהם ובשילוב השפעת הסביבה. ת וריית בולוצי המינים השונים של יצורים חיים משתנים בהדרגה במשך זמן (עידנים) ,עקב שינויים החלים במידע התורשתי בהשפעת גורמים סביבתיים וגורמים פני מיים .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 .תאוריית האבולוציה היא ההסבר המקובל לאחידות בדגם וגם לשוני בצורה. סו יות ערכיות בתוכנית לימודים : תכנית הלימודים בביולוגיה מזמנת מגע משמעותי בין הידע המדעי לבין שאלות מוסריות וחברתיות. – האדם הוא יצור חי ככל בעלי החיים ובגופו מקומו של דם בטבע כיצור בין יצורים מתרחשים אותם תהליכים הפועלים על פי אותם כללים .הוא נמנה עם היונקים ,אך הוא מיוחד ביכולתו לפתח שפה ומורשת תרבות. חריות דם לסביב ולמש בי ולדורות ב ים – האדם הוא בעל ייחודיות בתחום התרבות ,שהמדע הוא חלק ממנה ,ובעל יכולת טכנולוגית ייחודית לשנות את סביבתו ,ולכן מחויב תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' לנהוג באחריות ובזהירות כלפי הסביבה ומשאביה בדרכים שונות (כגון שמירת הטבע ומגוון המינים; מניעת זיהום; ניצול אחראי של משאבים ,כמו מים ומקורות אנרגיה; יישום מושכל ,מבוקר ואחראי של הידע המדעי והטכנולוגי בתחומים שונים ,כמו הנדסה גנטית ,שיבוט ,הדברה כימית וביולוגית , תרופות אנטיביוטיות ,קרינה רדיואקטיבית ואלקטרומגנטית; שימור לעומת פיתוח). ביו תיק – כבוד דם וקדושת חיי דם – יבטים ביו תיים (דוגמאות :השלכות של השימוש בידע על אודות הגנום האנושי ,ביצוע השתלות ,שיבוט ,שימוש בתאי גזע ,קביעת רגע המוות) – קדושת חיים בכלל (דוגמאות :יחס חיובי ליצורים חיים ,צער בעלי חיים) בת רץ ,נופי וערכי טבע שב (הכרת טבע הארץ על אזוריה ,נופיה ,צמחייתה ובעלי החיים שבה ,טיפוח המודעות לשמירת טבע) כר במ בלות מדעים ו יותם ישות מתפתחת (עידוד הספקנות ,גבולות המדע במתן מענה לשאלות שונות) (חשיבות הידע המדעי בכלל סקרנות ו תעניינות במדע וב שלכותיו לתחומי דעת חרים והביולוגי בפרט להבנת תופעות החיים ולשיפור איכות החיים והבריאות וכן להבנת תחומי דעת אחרים ,כגון הבנת הקשר בין ביות צמחים ובעלי חיים לבין ההיסטוריה האנושית) טיפוח פרט בצד סובלנות ופתיחות (פיתוח גישה רציונלית ,יכולת לנקוט עמדה מבוססת בלי להיכנע לסמכות כלשהי ,עבודה בצוות ,קבלת האחר ,פתיחות לדעות שונות ,סובלנות לטעויות ולחידושים ,סקרנות ,התייחסות לטובת הפרט מול טובת הכלל) יושר מדעית ,תיק ו ינות (כגון דיווח אמת על ממצאים ,יושרה בשימוש בידע ובמקורותיו) מיומנויות ת למידה מיומנויות חקר חשיבה ביקורתית מיומנויות ניתוח מידע ,ארגונו והצגתו מיומנויות עבודה במעבדה וב מידע ממקורות שונים (כולל דע ממוחשבים) ,הערכה * זיהוי שאלה וניסוח שאלה * זיהוי רעיונות מרכזיים * שימוש בכלים ,מכשירים וחומרים הקפדה על בטיחות בעבודה. * הבחנה בין סיבה לתוצאה * איתור מידע מתאים * הבחנה בין סיבה לתוצאה * פענוח מידע המצוי בטקסט ,בטבלאות, בגרפים ,זיהוי מגמות בגרף ,בתרשימים, במודלים וסיכום המידע בתיאור מילולי. * זיהוי משתנים והיחסים ביניהם * בדיקת התאמה בין נתונים המוצגים בטבלאות ,בגרפים ובתיאורים מילוליים. מידע ,מיזוג מידע ממקורות הידע הנלמד (כולל מצות מילולי ,ייצוג גרפי ויישום של אסטרטגיות ניטיביות (כמו מיפוי שגים דע בדרכים שונות). * יכולת לתכנן ניסוי * ביצוע השוואה :זיהוי נקודות דמיון ושוני. * מיזוג מידע ,ארגון מידע והצגתו בטבלאות. * הבחנה בין עובדות להשערות. יכולת קישור ידע חדש ע * הבחנה בין מסקנות להשערות. * יכולת להסיק מסקנות ולנמק אותן. יכולת להבחין בין עיקר פל * זיהוי הנחות גלויות וסמויות. יכולת לזהות רעיונות בכתב ובעל פה בצורה * יכולת לנסח ולבסס טיעון על סמך מידע מדעי. * התייחסות ביקורתית לטיעונים שמבוססים על מידע פגום או שגוי או שיש בהם כשל לוגי. * ייצוג מידע בדרך גרפית ,תוך בחירת הצגה גרפית מתאימה ,קנה מידה מתאים. * ארגון מידע והצגתו בדרכים מגוונות ,כגון עבודה כתובה ,דגם ,כרזה, מצגת ותלקיט. * ארגון עבודה ,דייקנות בביצוע הו סדר וניקיון. * פיתוח יכולת הסתכלות וביצוע ת מכוונת. * עבודה בצוות. * יכולת לדווח בצורה מסודרת ונא ממצאים מעבודת שדה ומעבדה. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' * יכולת לבחון תקפותה של מסקנה על פי נתונים. * זיהוי מסקנות שגויות ,שאינן תוצר הגיוני של העובדות והנתונים. דרכי ערכ ומשוב -בחינות ב רות ברמ מו ברת ( 5יח"ל) בחינות הבגרות בביולוגיה כוללות דרכי הערכה מגוונות :בחינה עיונית ,בחינה במעבדה (כולל תיאור מורפולוגי של צמחים ) ,וביצוע עבודה אקולוגית המבוססת על תצפיות בשדה והמסוכמת כעבודה בכתב או עבודת מחקר בנושא חקלאי. בחינות אלה בודקות ידע והבנה של תכנים ושליטה במיומנויות כמפורט לעיל ,ועל כן הן כוללות פריטי מבחן מגוונים :פריטים רב -ברירתיים ,שאלות פתוחות ,ניתוח נתונים ,ניתוח מאמרים ,שליטה במיומנויות חקר ואמצעי הערכה נוספים המשתנים מדי פעם על פי פרסומים מראש. בחינת הבגרות בביולוגיה מורכבת מחלק עיוני (בחינה בכתב ) וחלק מעשי (מעבדה ועבודה אקולוגית). בחינ בכתב מורכבת משלושה שאלונים עם סמלים נפרדים (סה"כ משקלם 3מתוך 5יח"ל). .1שאלון עיוני מס' 043001עוסק ב 3 -נושאי הליבה .בשאלון זה שני פרקים: א .שאלות אמריקאיות ב .שאלות פתוחות לפירוט אודות נושאי הליבה לחץ כאן. .2שאלון עיוני 043002הכולל קטע בלתי מוכר ממחקר מדעי .על התלמיד לנתח את המחקר ,לזהות בעיה חדשה המתעוררת בעקבות המחקר ולהצי ניסוי לבדיקת הבעיה בעזרת סדרת שאלות. .3שאלון עיוני מס ' 043003הכולל את נושאי הבחירה .כל נושא בנוי מבעיה ובה שתי שאלות חובה הקשורות באופן ישיר או עקיף לבעיה שמוצגת ושתי שאלות נוספות בנושא הבחירה. לשאלוני בחינת בגרות לחץ כאן בחינ מעשית מורכבת משתי בחינות (סה"כ משקלם 2מתוך 5יח"ל): תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' .1בחינה על העבודה האקולוגית (ביוטופ) הכוללת הגשת עבודה בכתב על הכרת בית גידול ומענה על שאלות אקולוגיות .כמו כן ,שיחה בע"פ על הבנת מהות העבודה. לדפי עזר לכתיבת הביוטופ לחץ כאן להורדת הנחיות לבחינה בע"פ על העבודה האקולוגית לחץ כאן .2בבחינת המעבדה התלמיד נחשף לתופעה ביולוגית מסוימת ,על ידי תצפית או על ידי ניסוי שהוא נדרש לבצע .התלמיד מפרש את ממצאיו ומשיב לשאלות שבשאלון .הוא מתבקש לבצע ניסוי על כל מרכיביו ,לפי הוראות הניתנות לו .הניסוי קשור ,בדרך כלל ,לניסוי שביצע או לשיטת המדידה שהכיר קודם .במהלך הביצוע עליו לאסוף נתונים ,ולאחר מכן להתייחס לתוצאות בעזרת שאלות מנחות. בחלק מן הבעיות ,עיבוד הנתונים ייעשה במחשב באקסל .להנחיות עבודה באקסל לחץ כאן. במבחן המעבדה נדרשת שליטה במיומנויות טכניות ומיומנויות חקר תוך הבנה של תופעות ביולוגיות בסיסיות הכלולות בנושאי החובה. בכל מחזור בחינה (בוקר וצהרים ) יש שלוש בעיות .בכל א חד ממחזורי הבחינה אחת מהבעיות משולבת מחשב. ש לון מעבד :043004בשאלון זה התלמיד נחשף לבעיה ביולוגית מסוימת ונדרש לענות על שאלות הקשורות לבעיה ולדרכי מדידה (משקל שאלון זה 40%מהציון במעבדה). ש לון מעבד :043005בשאלון זה התלמיד מתבקש לבצע ניסוי הכולל מדידות ,לבצע איסוף נתונים ועיבודם ,ולהתייחס לתוצאות בעזרת שאלות מנחות .בחלק מן הבעיות ,כמפורט להלן ,עיבוד הנתונים ייעשה במחשב באמצעות הגיליון האלקטרוני .שאלון זה כולל גם חלק הקשור לתכנון ניסוי ולזיהוי מרכיבי ניסוי (משקל שאלון זה 60%מהציון במעבדה). תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' תכנית לימודים בביולו י נוש י חוב הליבה על כל מרכיביה תשמש תשתית משותפת לכל התלמידים שיבחרו ללמוד ביולוגיה באחת משתי הרמות ( 3יח"ל 5 ,יח"ל) ,ותסייע להם בלימוד שאר פרקי התכנית ובפיתוח אוריינות ביולוגית . חלקים מתכנית ליבה זו ישמשו כליבת אשכול המדעים המשותפת לכלל תלמידי ישראל בחטיבה העליונה. להלן יוצגו תוכני החובה בתכנית ליבה זו. תוכני החובה למתמחים בביולוגיה כוללים שלושה פרקי חובה המייצגים שלוש רמות ארגון שיפורטו להלן: רמת ר ון – ת ( ת – מבנ ופעילות) ספר :התא -יחידת החיים. הפרק עוסק במבנה ובתפקוד של התאים כיחידות חיים של כל היצורים החיים וכולל את הבסיס להבנת היבטים מולקולריים של מנגנוני התורשה. לפירוט לחץ כאן. רמת ר ון – יצור ( ור ניזם) שלם ספר :מבוא לביולוגיה של האדם (בהדגשת ההומאוסטזיס). פרק זה נועד להציג את האדם כדו מ ל ור ניזם שלם ,המתפקד כיחידה שלמה אחת על כל המערכות שבה ,המקיימות תקשורת ביניהן .הלימוד ייעשה תוך הדגשת תפקיד ההומאוסטזיס : היכולת לשמור על סביבה פנימית יציבה ,בגבולות מוגדרים ,השונה מתנאי הסביבה החיצונית. לפירוט לחץ כאן. רמת ר ון – חבר ו מערכת קולו ית ספר :פרקים באקולוגיה הפרק עוסק בהכרת בתי גידול ,בגורמים הביוטיים והאביוטיים ,המשפיעים על מידת הפיזור והשפע של יצורים החיים בסביבות שונות ,וביחסי הגומלין בין היצורים ובינם לבין סביבתם. הפרק עוסק גם בהתערבות האדם בטבע ובאחריותו לסביבה. לפירוט לחץ כאן. נוש י בחיר תלמידים המתמחים ברמה של 5יח"ל ילמדו שני נושאי בחירה. הנושאים שנלמד: .1תורשה – לפירוט לחץ כאן* .2מיקרואורגניזמים -לפירוט לחץ כאן* תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' * לכל נושא יש מבו קצר ,המציג את הדגשים בנושא כפי שהוא מוצג בתכנית ,ואחריו מבט על , המציג ומתאר ברצף את התופעות והרעיונות העיקריים שבנושא .לאחר מכן יש טבלה המחולקת לשלושה טורים :רשימת הרעיונות והתופעות ,מפרט התכנים של כל רעיון או תופעה ורשימת מונחים ומושגים נוספים. המונחים והמושגים הנוספים נועדו להבהיר מהי רמת הפירוט שיש להגיע אליה בנושאים שבמפרט התכנים .הם מסודרים מול כל רעיון לפי א "ב ויש בהם רק מונחים ומושגים נוספים לאלה שהוזכרו במפרט התכנים .על כן עיון ברשימת המונחים והמושגים ,ללא עיון במפרט התכנים ,נותן רק תמונה חלקית של הנושא. מבוא לביולוגיה של האדם (בהדגשת ההומאוסטזיס) נושא חובה (אחד משלושת נושאי החובה ,מיועד לכיתה י' כנושא פותח ,כ 50-שעות לימוד) מבו נושא זה נבחר כמייצג את רמת האורגניזם הרב -תאי השלם ,מאפשר מודעות לבריאות וחולי ומעורר עניין ,סקרנות והתלהבות. לימוד הנושא נועד לתת לתלמיד תמונה של אורגניזם רב-תאי כיישות אחת שלמה המתפקדת כיחידה אחת. מיקוד ההוראה יהיה סביב רעיון ומ וסטזיס ,כאחד הרעיונות המרכזיים בהבנת הביולוגיה . ההומאוסטזיס מתבטא בתופעות ובתהליכים המאפשרים ליצור החי לשמור על סביבה פנימית יציבה גם בתנאי סביבה משתנים .תופעות ותהליכים אלה קשורים לבקרה ,למנגנוני משוב ,לתלות הדדית בין המערכות השונות בגוף וליחסי הגומלין שביניהן. הנושא מבו לביולו י של דם (ב ד שת ומ וסטזיס ) ,כפי שהוא מוצג בתכנית לימודים זו , עוסק בגוף כ"מערכת" תוך ראיית האורגניזם השלם כיישות מתפקדת מורכבת .ראוי להדגיש ,כי גישה זו לא תאפשר להכיר לעומק ובמפורט את כל מערכות הגוף. בנושא זה מערכת ההובלה מוצגת כמערכ ת מתווכת ,הקשורה לתפקודן של שאר המערכות בגוף ומעורבת בתהליכים המאפשרים את קיום ההומאוסטזיס בגוף ,תוך התייחסות כללית לשאר המערכות ולתפקודן. במסגרת נושאי הבחירה בתכנית הלימודים יש התייחסות רחבה יותר למערכות בעולם החי והצומח , וניתן לבחור באחדים מהם ללימוד מעמ יק יותר( .לדוגמה ,בנושא זה אין התייחסות מפורטת למערכת הרבייה ,אך ניתן ללמוד מערכת זו לעומק בנושא הבחירה העוסק ברבייה). בהוראת הנושא יש לשים לב: להתייחסות אל תפקוד גוף האדם כאורגניזם מייצג (ולא כאל אורגניזם ייחודי או יוצא דופן). להדגשת הייחודיות של הא דם ,בעיקר בהקשר ליכולת החשיבה המורכבת ,העברת ידע שלא באמצעות ה ,DNA-יכולתו החקלאית והטכנולוגית ואחריות האדם על סביבתו. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' לשימוש בדוגמאות המדגימות קיום הומאוסטזיס כאמצעי להבנת תפקוד הגוף כמכלול. מבט על האדם ,ככל יצור חי ,פועל כיישות שלמה .ישות זו מורכבת מ חלקים ומרכיבים רבים ,אך הגוף השלם בכל אורגניזם ,הפועל כיחידה אחת ,הוא הרבה יותר מסכום חלקיו .בתכנית לימודים זו גוף האדם מייצ את עקרונות המבנה והתפקוד המאפיינים אורגניזם רב-תאי ורב-מערכתי. גוף האדם מופרד מן הסביבה ,מקיים בתוכו סביבה יציבה ,אך מקיים עם הסבי בה 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 – ומ וסטזיס .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 ייחודו של ור ניזם שלם ,אולם חשוב בהקשר זה להתייחס גם אל דם : ייחודו של האדם כולל את האפשרות להעביר מידע מורכב ב ין פרטים ובין דורות באמצעים שאינם כוללים .DNAלאדם יכולת חשיבה וחקירה ,תקשורת בשפה כתובה ומדוברת ויכולת טכנולוגית , למשל בתחומי הרפואה והחקלאות ,המאפשרת לו להשפיע על הסביבה לטוב ולרע .דבר זה מחייב אותו לאחריות כלפי עצמו וכלפי הסביבה. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' טבלת רעיונות ,תכנים ,מונחים ומוש ים רעיון /תופע מפרט תכנים האדם הוא יצור רב -תאי, הוא מופרד מן הסביבה ומקיים עמה יחסי גומלין, ושומר על סביבה פנימית יציבה. הסביבה הפנימית של גוף האדם נשמרת יציבה בתחומים מסוימים (הומאוסטזיס) .העור ורקמות החיפוי הם הגבולות בין פנים לחוץ. יחסי הגומלין בין גוף האדם ובין סביבתו כוללים: קליטת חומרים ואנרגיה ,קליטת מידע ,הפרשת חומרים ופליטת חום ,תוך הדגשת העיקרון של יחס שטח פנים לנפח. גוף האדם בנוי מתאים, רקמות ,איברים ומערכות איברים. גוף האדם בנוי מערכות של איברים ,המאפשרות לגוף לפעול כיישות אחת (שמות המערכות ,תפקודן העיקרי ומקומן) :עיכול ,נשימה (חילוף גזים) ,הובלה ,הפרשה, הגנה ,תקשורת (עצבים והורמונים) ,תנועה ורבייה. התפקוד הכולל של הגוף מותנה בתיאום ובוויסות כל הפעילויות המתרחשות בו. התיאום והוויסות של פעולת המערכות בגוף האדם מתבצעים באמצעות תקשורת בין המערכות ,שבה משתתפים מערכת ההובלה ,מערכת העצבים וההורמונים. האדם ,ככל יצור חי ,זקוק לחומרים לבניית הגוף ולהפקת אנרגיה .חילוף החומרים – (המטבוליזם) מאפיין יצורים חיים. קיום חילוף חומרים (מטבוליזם) בתאים הוא המאפשר את קיומו של כל יצור חי ,והוא כולל :קליטת חומרים ,פירוקם, הובלתם ,הפקת אנרגיה מהם ,בניית חומרים חדשים תוך השקעת אנרגיה ,הפרשת חומרי פסולת הנוצרים בתהליכים שבגוף .תהליכים אלה מתבצעים בסיוע אנזימים שונים. הפקת אנרגיה בתא (נשימה תאית) (ללא פירוט התהליכים). המערכות השונות בגוף מאפשרות את חילוף החומרים (המטבוליזם) בתאים. לגוף מערך הגנה המסייע לשמירת ההומאוסטזיס מונחים ומוש ים נוספים בכוונה לא פורטו המונחים בסעיף זה. המונחים שבמפרט התכנים מייצגים את רמת ההעמקה הנדרשת ,וכאן חשוב להדגיש את התפקוד והמבנה של האדם כמייצג יצורים (אורגניזמים) רב-תאיים. , ATPאנרגיית חום ,אנרגיה כימית מערכות קליטת חומרים ועיבודם ,ובלתם ,פרש , וסילוק מזון * של עוכל המזון כמקור החומרים לבנייה ולהפקת אנרגיה ,תזונה זנ :ויטמינים ,חלבונים ,מים, נבונה ומאוזנת ,עיכול המזון וספיגתו אל מערכת הדם ,מינרלים ,פחמימות ,שומנים. הובלתו לתאים ,סילוק מזון שלא עוכל. מערכת עיכול :אנזימי עיכול ,בלוטות רוק ,ושט ,כבד ,כיס מרה ,לבלב ,מעי גס ,מעי דק ,ספיגה ,פה ,פירוק כימי, פירוק מכני ,צואה ,קיבה. קליטת חמצן והובלתו בדם ,הובלת CO2בדם ופליטתו. מערכת נשימ :בית החזה ,המוגלובין, חילוף גזים ,נאדיות הריאה ,נשיפה, סרעפת ,צריכת חמצן ,קנה נשימה, ריאות ,שאיפה. מערכת ההובלה ,מערכת זרימה ותיווך המקשרת בין מערכות שונות. מערכת ובל :ברזל ,המוגלובין, ורידים ,טסיות דם (לוחיות דם) ,כלי דם כליליים ,לב ,לחץ דם ,לימפה ,מוח עצמות ,מחזור דם גדול ,מחזור דם קטן, נוזל הדם – פלסמה ,נימים ,עורקים, תאי דם אדומים ,תאי דם לבנים. הפרשת עודפים ותוצרי פירוק שהם פסולת. מערכת פרש :כליה ,נפרון ,ספיגה חוזרת ,שלפוחית שתן ,שתן ,שתנן. בגוף יש מנ נוני נ המונעים פגיעה של גורם זר ומסייעים להחזיר את הגוף למצבו התקין .חומר זר או אורגניזם זר ,החודר לתוך הסביבה הפנימית ,עלול לגרום לשיבושים שונים הבאים לידי ביטוי במחלה. פגיעה במנגנוני ההגנה :איידס. מערכת נ :אנטיגן ,זכרון חיסוני, חיסון ,נוגדן ,נגיף ,HIVעור ,פגוציטים (תאים בלעניים) ,קרישת דם (אזכור), ריסים ,תגובה ייחודית ,תגובה לא ייחודית. * לימוד המערכות יהיה בסיסי ומטרתו להציג תמונה כללית של אורגניזם שלם .על פי גישה מערכתית זו לא נדרש להכיר לעומק את כל המבנים והתהליכים הקשורים במערכות. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' רעיון /תופע מפרט תכנים מונחים ומוש ים נוספים קליטת מידע ,עיבודו ותגובה מערכות קליטת ותות ומידע ,עיבודם ות וב עלי ם האדם קולט גירויים ואותות מהסביבה החיצונית עליו מאפיינים יצור חי. מערכות העצבים וההורמונים והפנימית ,באמצעות איברי חושים ותאי חושים ,מעבד אותם ומגיב עליהם תוך תיאום בין המערכות והאיברים משתתפות בקליטת מידע, השונים. עיבודו ותגובה עליו על ומאפשרות שמירה יברי חושים קולטים סוגי מידע שונים מהסביבה ההומאוסטזיס. החיצונית :אור וצבע ,קול ,טעם ,ריח( ,חושים כימיים) לחץ (מגע) ,טמפרטורה (ללא פירוט מנגנון הפעולה וללא מבנה איברי החושים). בגוף מצויים ת י חושים הקולטים אותות ומידע מהסביבה הפנימית :מידע כימי ,מכני (לחץ) ,מצב בחלל (שיווי משקל) וטמפרטורה. קיומו של הומאוסטזיס בגוף האדם מושג בעזרת מנגנוני בקרה ומשוב ,המביאים לפעולה משולבת ומתואמת של מערכות שונות. ת י עצב (נוירונים) קשורים לאיברי החושים ולתאי החושים המפוזרים בגוף ,ומעבירים את הגירויים שנקלטו בהם למערכת עצבים מרכזית .מערכת עצבים מעבדת את המידע ומגיבה עליו באמצעות שרירים ובלוטות. אלכוהול וסמים משפיעים על תפקוד מערכת העצבים. עצבים :מערכת עצבים אוטונומית, נוירוטרנסמיטורים ,סינפסה ,רפלקס. מערכת פרש פנימית מווסתת מערכות שונות באמצעות הורמונים. ורמונים :אדרנלין ,איבר מטרה, אינסולין ,בלוטות הפרשה פנימית, לבלב ,קולטן. דו מ ות לביטוי של ומ וסטזיס תקין ול פרתו עקרונות של ויסות ובקרה באמצעות מנגנוני משוב יבואו לידי ביטוי בדוגמאות שבהן יודגש הקשר של המערכות השונות למערכת ההובלה ,לחושים ,למערכת העצבים ולמערכות הורמונליות. ויסות טמפרטורת הגוף – מנגנונים פיסיולוגיים ומנגנונים התנהגותיים. בקרה ,מנגנוני משוב ,משוב חיובי ,משוב שלילי הזעה ,רעידות ,שינוי קוטר כלי הדם בעור. ויסות מאזן המים בגוף הזעה ,התייבשות ,מאזן מים תקין ,נפח וריכוז השתן.ADH , ויסות רמת הסוכר בדם אינסולין ,גלוקגון ,גלוקוז ,לבלב ,סוכרת. ויסות קצב הלב אדרנלין ,דופק ,נפח פעימה ,קוצב לב, קצב לב ,תפוקת לב. תגובה לגבהים ,ויסות ייצור תאי דם אדומים הסתגלות ,לחץ חלקי של חמצן ,קצב לב, קצב נשימה. מחלה זיהומית כהפרה של ההומאוסטזיס אנטיגן ,נוגדן ,חיסון ,חיסון פעיל ,חיסון סביל ,עליית טמפרטורת הגוף. בדיקות דם שתן וטמפרטורת הגוף משמשות אמצעי לאבחון מצב ההומאוסטזיס בגוף. ייחודו של האדם באחריותו האדם מנצל את משאבי הסביבה – מקורות אנרגיה, חומרי גלם ,קרקע ומים – לצרכיו .משאבי הסביבה לעצמו ולסביבתו .לאדם משמשים את האדם ליצירת מיקרואקלים מתאים (בית, יכולת חשיבה מורכבת ויכולת ביגוד ומיזוג אוויר) ולסיפוק צרכים חומריים (מזון, מוצרי תעשייה). טכנולוגית. יישומים טכנולוגיים בתחומי הרפואה ,החקלאות והתעשייה :ייצור תרופות ,ייצור מזון בחקלאות ובתהליכים תעשייתיים. השתלת איברים. אחריות האדם לעצמו :תזונה נבונה ,שמירה על הבריאות ,השפעות של עישון ,צריכת אלכוהול ,סמים. דיאטה דלת אנרגיה ,הפרעות אכילה. אחריות האדם לטבע ולסביבה ,ניצול מאוזן של משאבים ומזון. חקלאות ימית ,מיחזור ,מקורות אנרגיה חלופיים ,קיימות ),(sustainability שימור הסביבה לעומת פיתוח ,שימוש חוזר במים. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' התא – מבנה ופעילות נושא חובה (אחד משלושת נושאי החובה ,מומלץ לכיתות י"א-י"ב ,כ 50-שעות לימוד) מבו נושא זה מייצג את הרמה התאית של (האורגניזמים) ומתמקד במבנים ובתהליכים ברמה זו .המחקר הביולוגי החקלאי והרפואי כיום מתבסס יותר ויותר על הבנת תהליכים בתא. במסגרת לימוד הנושא תודגש האחידות הקיימת ברמת ארגון זו ,לצד השוני הר ב ,בעולם היצורים (האורגניזמים) החיים. מבט על התא הוא יחידה בסיסית של מבנה ותפקוד ביצורים (באורגניזמים) 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 גרע ין קיים שלד תוך -תאי ,הבנוי ממכלול חלבונים היוצרים סיבים ,אשר אחראים לצורת התא ,לתנועת מרכיבים שונים בתוך התא ולתנועתם של חלק מהתאים. המים הם המרכיב העיקרי בתא .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 DNAחלבון ,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 התורש תי (ה )DNA-המצוי בו מוצפן המידע לביטוי התכונות התורשתיות של היצור ,והוא מועבר באופן מדויק ,בדרך כלל ,מדור לדור .רביית תאים אאוקריוטים תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' מתבצעת בדרך כלל באמצעות חלוקת מיטוזה .ביצורים אאוקריוטים ,שבהם מתקיימת רבייה זוויגית , מתרחשת חלוקת הפחתה ,מיוזה ,ונוצרים תאים המשתתפים בתהליך הרבייה (גמטות). התקדמות המדע וההבנה של מבנים ותהליכים המתרחשים בתאים לטיפול בתאים והתפתחות היכולת לשנות את תכונותיהם (כגון הנדסה גנטית ,שיבוט) ,מאפשרים כיום לטפל במחלות ולסייע לחולים באופן שלא היה אפשרי בעבר שעל האדם לתת את דעתו עליהן. ,בצד פיתוח שיטות חדשות ,אך מ עוררים דילמות מוסריות , תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' טבלת רעיונות ,תכנים ,מונחים ומוש ים רעיון /תופע מפרט תכנים התא הוא יחידת המבנה והתפקוד מ פייני חיים – הפרדה מהסביבה ביצורים החיים. החיצונית ויציבות הסביבה הפנימית ,חילוף חומרים (מטבוליזם) ,התרבות ,תגובה לגירוי, בכל היצורים ניכרת אחידות רבה גדילה והתפתחות – המאפיינים את במבנה הבסיסי של התאים, האורגניזם השלם ,חד-תאי או רב-תאי, בהרכב שלהם ובתהליכי היסוד מאפיינים גם את כל אחד מהתאים המתקיימים בהם ,בצד שונות המרכיבים את היצורים הללו. בצורה ובתפקוד. מבנה התא ואברוניו תוך הדגשת ההתאמה בין מבנה לתפקוד והיחס בין שטח הפנים לנפח. הדגשת המשותף לכל התאים והשוואות בין סוגים שונים של תאים בתוך האורגניזם ובין יצורים שונים. דוגמאות לשני תאים שונים ,לפחות ,משתי רקמות שונות באורגניזם רב-תאי. בתא מתקיימת סביבה מימית. רוב החומרים הבונים את תאי היצורים החיים הם תרכובות פחמן אורגניות מסוגים שונים. בתאים מצויים גם מינרלים. מונחים ומוש ים נוספים חיידק ,נגיף (וירוס). אאוקריוטי ,גרעין התא ,דופן תא, חלולית ,טורגור ,ליזוזומים ,מיטוכונדריה, פלסטידות ,פרוקריוטי ,ציטופלסמה, קרום התא ,ריבוזומים ,רשת אנדופלסמטית* ,שלד תוך-תאי* ,תא בעל חיים ,תא צמח. ויטמינים ,חד-סוכר ,חומצות אמיניות, היסודות העיקריים הבונים את התרכובות האורגניות הם מועטים ( ,)C,H,O,N,P,Sואף חומצות גרעין ,חומרים אורגניים ,חומרים על פי כן מגוון התרכובות בכל תא גדול מאוד .אי-אורגניים ,חלבונים ,ליפידים, נוקלאוטידים ,פחמימות ,רב-סוכר, ההרכב והתכונות של פחמימות ,ליפידים, תאית.RNA ,DNA , חלבונים ,חומצות גרעין. דוגמאות לחומרי תשמורת בצמחים ובבעלי חיים .חשיבות חומרי התשמורת ואפיונם. חשיבות המים והמינרלים. קרום התא ,שהוא מבנה דינמי ,מאפשר קיום איזוטוני ,הומאוסטזיס ,היפוטוני, סביבה פנימית יציבה השונה מן הסביבה היפרטוני חדירות הקרום. החיצונית של התא. חומרי תשמורת :גליקוגן ,עמילן ,שומנים. קרום התא מפריד בין הסביבה הפנימית לסביבה החיצונית של התא ,ומאפשר מעבר חומרים ביניהן. גם בתוך התא יש קרומים התוחמים אברונים. בתאים מתקיימים תהליכים של פירוק ,בנייה ושינוי – חילוף חומרים (מטבוליזם). תהליכים אלה מלווים בשינויים אנרגטיים .התהליכים הכימיים ביצור החי מזורזים על ידי אנזימים. * רק ל 5 -יח"ל מבנה הקרום הדו-שכבתי ותכונותיו מותאמים חלבונים ,משאבות בקרום התא, לתפקודו. נשאים* ,פוספוליפידים* ,תעלות*. קרום דרך חומרים למעבר שונות דרכים ישנן אוסמוזה ,אנדוציטוזה (בלענות), . וממנו התא אל התא אקסוציטוזה ,דיפוזיה ,דפלסמוליזה, העברה פעילה ,לחץ אוסמוטי, פלסמוליזה. קרום התא מאפשר קליטת מסרים מהסביבה קולטנים. החיצונית אל תוך התא. הקרומים תוחמים אברונים ויוצרים מידור בתא אאוקריוטי .המידור מאפשר פעילות מגוונת וקיום סביבות שונות בתוך אברונים שונים המוקפים בקרומים. מקור החומרים המשמשים לתהליכי חילוף החומרים (המטבוליזם) הוא הזנה הטרוטרופית או אוטוטרופית. כלורופלסטידות ,מיטוכונדריה ,רשת אנדופלסמטית*. חומרי מזון ,חומרי תשמורת. תהליך הפוטוסינתזה כתהליך המרת אנרגיית כלורופיל ,כלורופלסטידות. אור לאנרגיה כימית ,הניתנת לניצול על ידי יצורים חיים (תיאור התהליך בלי פירוט השלבים). , שלבי רב אנזימטי כתהליך התאית הנשימה אנרגיית חום ,חד-סוכר ,מיטוכונדריה, המשמשת , כימית אנרגיה מופקת שבו נשימה אירובית ,נשימה אנאירובית, לביצוע כל תהליכי החיים בתא (תיאור פוספט (זרחה) ,תסיסה.ATP ,ADP , התהליך בלי פירוט השלבים). תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' מפרט תכנים רעיון /תופע בכל תא נמצא כל המידע התורשתי של היצור ,אך לא כולו בא לידי ביטוי בכל אחד מן התאים .קיימת בקרה על ביטוי המידע התורשתי. מונחים ומוש ים נוספים האנזימים כזרזים ביולוגיים ,המאפשרים את אתר פעיל ,בופר* ,דנטורציה ,מבנה קיומם של התהליכים בתא .פעולת האנזימים מרחבי ,מעכב ,ספציפיות. מושפעת מגורמים שונים כמו ,pH טמפרטורה ,ריכוז סובסטרט ,ריכוז אנזים. המידע התורשתי בתא מוצפן ב DNA-שהוא גן ,גרעין התא ,חומצות אמיניות ,יצירת * אחד המרכיבים העיקריים של הכרומוזומים .חלבונים ,עריכת ,RNAצופן גנטי, ביטוי המידע התורשתי נעשה במסלול של: ריבוזומים ,תעתוק ,תרגום RNA ,מוביל, RNA DNAחלבון. RNAשליח. בקרה ברמת ה DNA-היא דוגמה לקביעת העיתוי וסוג התא שבו מתבטא המטען הגנטי. בקרה על ביטוי המידע התורשתי מתרחשת גם בהתמיינות תאים ביצור רב תאי .תאי גזע יכולים ,בתנאים מסוימים להתמיין לסוגים שונים של תאים*. התמיינות מלווה לעתים בהפסקת חלוקת תאים ולעתים גם מוות מתוכנן של תאים (לדוגמה אפופטוזיס) (הכירות עם התופעה). מסרים המועברים אל התא מבחוץ ותהליכים הורמונים ,קולטנים. המתרחשים בתא ,בתגובה למסרים אלה (ללא פירוט המנגנון)*. שלבים במחזור חיי התא. אזור הבקרה ,מולקולת הבקרה כל תא נוצר מתא קודם .לפני חלוקת התא ה DNA-משוכפל ומועבר בצורה מדויקת (לרוב) לתאי הבת. ביצורים שבהם מתקיימת רבייה זוויגית מתרחשת חלוקת הפחתה תהליך המיוזה (חלוקת הפחתה) ,תוצאותיו וחשיבותו. (מיוזה). שכפול ה DNA-ועקרון חלוקת התא (מיטוזה) כישור ,כרומוזומים ,כרומטידות, כתהליכים המבטיחים חלוקה שווה של צנטרומר ,צנטריול* ,שלד תוך-תאי*. החומר התורשתי בין שני תאי הבת. התקדמות המדע מאפשרת שיפור בפיתוח שיטות חדשות לטיפול בתאים כמו הנדסה גנטית ,יש סיכויים וסכנות. בתחומי הרפואה והחקלאות ,אך פיתוח השיטות מאפשר: מעוררת דילמות מוסריות שעל .1מתן פתרונות למחלות ולקשיים שלא ניתן האדם להתמודד איתן. היה לסייע להם בעבר .לדוגמה :יכולת התערבות האדם בגנום ,שיבוט ,שימוש בתאי גזע. .2יצירת זנים עתירי יבול ,זנים עמידים או זנים שמניבים יבול איכותי. .3יצור חומרים בשיטות ביוטכנולוגיות. יכולות אלה מעוררות דילמות מוסריות. דיפלואיד ,הפלואיד ,הפריה ,זיגוטה, כרומוזומים הומולוגיים ,מוטציות ,תא רבייה (גמטה). פרויקט הגנום ,שיבוט תאים ,תרבית תאים. אקולוגיה נושא חובה (אחד משלושת נושאי החובה ,כ 50-שעות לימוד) מבו נושא האקולוגיה מייצג את רמת הארגון הכוללנית ,רמת המערכת האקולוגית .בנושא קולו י יש מספר היבטים המייחדים אותו: * רק ל 5 -יח"ל תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' שילוב של לימוד נושאים תאורטיים עם הוראת הטבע בשדה והיכרות עם מגוון בתי גידול ומינים בארץ. הזדמנות לעסוק בנושאים רלוונטיים הנוגעים למעורבות האדם בסביבתו ,ברמה הגלובלית ,האזורית והמקומית. החקלאות כדוגמה למעורבות האדם. פיתוח מודעות לדילמות הקשורות לאחריות האדם לסביבה וסוגיות של שימור מול פיתוח הסביבה. בהקשר זה יוצגו בפני התלמידים הרעיונות של פיתוח בר -קיימ (,)Sustainable development חקלאות ברת קיימא והישרדות המין האנושי בעזרת התערבות מבוקרת בטבע .ניצול המשאבים בקצב המאפשר לתהליכים טבעיים לחדש מה שנוצל כדי לאפשר פיתוח גם בדורות הבאים. מבט על אקולוגיה היא תחום מדעי העוסק בחקר יחסי הגומלין בין היצורים החיים בסביבה מסוימת ובינם לבין סביבתם ו בחקר הגורמים המשפיעים על מידת הפיזור והשפע של יצורים חיים בסביבות שונות על פני כדור הארץ .הבנת העקרונות והמושגים באקולוגיה היא הבסיס להבנה של השפעת האדם על הסביבה ונקודת מוצא לכל פעילות שמטרתה שמירה על איכות הסביבה. הסביבה (בית גידול ,מערכת אקולוגית =אקוסיסטמה) מאופיינת על ידי גורמים אביוטיים וגורמים ביוטיים ,המשפיעים אלו על אלו .הגורמים האביוטיים הם כלל התנאים והמשאבים הדוממים של הסביבה ,כמו קרקע ,מים ,טמפרטורה ,אור וחמצן .הגורמים הביוטיים הם היצורים החיים בסביבה . כל המאפיינים של בית הגידול יוצרים יחד את הת נאים בבית הגידול ,וחלק מהם מהווים 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. 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 תהליכי ברירה טבעית שהתקיימו במהלך העידנים ונמשכים גם כיום. יחסי הגומלין בין היצורים לבין סביבתם זקוקים לקיומם לחומר ים ומקור אנרגיה (האביוטית והביוטית ) נובעים מכך שכל היצורים החיים (אנרגיית אור או אנרגיה כימית ) ולתנאי גידול ,כגון טמפרטורה מתאימה .היצורים קולטים חומרים ואנרגיה מהסביבה ופולטים לסביבה חומרים ואנרגיית חום. חילוף החומרים (המטבוליזם) של היצורים הוא אחד ממאפייני חייהם ומרכיב חשוב במיחזור החומרים בסביבה .בתהליכים מסוימים (למשל נשימה תאית) משתנים חומרים אורגניים לחומרים אי- אורגניים ובפוטוסינתזה ,חומרים אי -אורגניים משתנים לחומרים אורגניים .מיחזור של יסודות תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' הכרחיים ליצורים ,כמו פחמן ,חנקן וחמצן הוא חיוני לחיי היצורים ,שכן כמות היסודות בביוספרה היא סופית .במערכות האקולוגיות מיחזור חומרים הוא תהליך טבעי ששותפים לו כל היצורים. בניגוד לחומרים ,האנרגיה (אנרגיית האור מהשמש ) מומרת לאנרגיה כימית בתהליך הפוטוסינתזה , מנוצלת על ידי היצורים ובסופו של דבר נפלטת כחום לסביבה ואינה זמינה לשימוש חוזר (למיחזור). לפיכך ,הביוספרה היא מערכת אקולוגית פתוחה לאנרגיה ,שבה 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 אוכלוסייה (בעיקר תחרות ) ומיחסי ה גומלין בין פרטים השייכים לאוכלוסיות שונות בחברה ,כמו יחסי הזנה וטריפה ,יחסי תחרות ויחסי שיתוף (סימביוזה לסוגיה). הסביבה ,על כל מרכיביה ,מושפעת מאירועים חריגים קצרי טווח (כמו שרפה ,גל קור ,גל חום ,מגפה, זיהום ,התפרצות הר געש ,שיטפון) ומשינויים הדרגתיים הנמש כים לאורך זמן ,כמו שינוי אקלימי (התחממות האטמוספרה) ,שינויים במגוון המינים (יצירת מינים והכחדתם) .בהקשר זה מומלץ להביא דוגמאות מטבע הארץ ,תוך הדגשת הייחודיות של טבע הארץ ,הנובעת ממעמדה הביוגאוגרפי של ישראל כ"גשר" בין יבשות ובין אזורים השונים מאוד זה מזה. כ יום ניכרת מאוד ההשפעה של מעורבות האדם בטבע ,הנובעת מהגידול המהיר של אוכלוסיית העולם ומניצול בלתי מבוקר של המשאבים ,ללא התחשבות מספקת ואחריות לגבי העתיד .אחת הדוגמאות למעורבות זו היא החקלאות .מטרת החקלאות היא לייצר יותר מזון למין האנושי וגם לשפר את איכות ח ייו של האדם (למשל :גידול פרחים ,צמחי מרפא ,צמחי תבלין ,בשמים וחיות מחמד ). לחקלאות תרומה חברתית ,ערכית והיא אף תורמת לנוף ארצנו .אולם החקלאות גם יוצרת בעיות אקולוגיות .הצלחת הטיפול בבעיות האקולוגיות הנוצרות במהלך פיתוח החקלאות ,מבטיחה למין האנושי איכות חיים ,ומאפשרת לו להמשיך להתקיים בצפיפות האוכלוסין הנוכחית. 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 בעיות ודילמות חברתיות ואתיות ומחייבת אי מוץ התנהגויות שמבוססות על גילוי אחריות כלפי הסביבה וכלפי הדורות הבאים .גם בארץ הטבע נפגע במיוחד בדורות האחרונים מתהליכים שונים של תיעוש , חקלאות ,פיתוח והתיישבות ,וחשוב לפעול כדי לצמצם את הפגיעה ולהבטיח את שימורו ,בצד פיתוח המתחייב מן הצרכים והמתחשב בתנאים (פיתוח בר-קיימא). מינים מסוימים של צמחים ובעלי חיים בארץ ובעולם הוכרזו על פי חוק כ "מינים מוגנים " ,ואזורים ייחודיים הוכרזו על פי חוק כ "שמורות טבע " ,כדי להגן על ערכי טבע .אולם יש מינים שכבר נכחדו ואחרים שנמצאים בסכנת הכחדה. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' טבלת רעיונות ,תכנים ,מונחים ומוש ים רעיון /תופע הסביבה מאופיינת על ידי גורמים אביוטיים וגורמים ביוטיים ,המשפיעים אלו על אלו .כל אחד מהתנאים ומהמשאבים של הסביבה יכול להוות גורם מגביל, אולם כושר הנשיאה של הסביבה נקבע על ידי השפעתם המשולבת של כל מרכיבי הסביבה. קיימת התאמה בין המבנה והתפקוד של יצורים חיים לבין התנאים בסביבתם. התאמה זו היא תוצאה של תהליכי ברירה טבעית. כל היצורים החיים זקוקים לחומרים ולמקור אנרגיה לקיומם .היצורים קולטים חומרים ואנרגיה מהסביבה ומשחררים לסביבה חומרים ואנרגיית חום. הביוספרה היא מערכת אקולוגית סגורה לחומרים ופתוחה לאנרגיה. מפרט תכנים מונחים ומוש ים נוספים בית גידול ,כושר נשיאה ,מערכת ורמים ביוטיים בסביב וחשיבותם לחיי אקולוגית ,סביבה. יצורים חיים ( ור ניזם): מים – תכונות המים המים כממס ,כמווסתים נביטה. שינויי טמפרטורה ,כסביבת חיים ,כגורם מגביל בסביבה. נקודת כמישה ,נקודת קיבול שדה, קרקע – תכונות הקרקע :מרקם ,אוורור, מליחות ,חומציות .משק המים בקרקע ,הקרקע קרקע גסת גרגר (קלה) ,קרקע דקת גרגר (כבדה). כמקור למינרלים ,הקרקע כבית גידול. ור וקרינ – קרינת השמש :אור כמקור אוזון ,נדידה ,נשירת עלים ,עונת אנרגיה לפוטוסינתזה ,סוגי קרינה ,השפעות רבייה (ביוץ ייחום) ,פוטופריודיות אור וקרינה על יצורים :האור כאות סביבתי (העיקרון בלבד) ,פיגמנט ,פריחה, המשפיע על תהליכים. קרינת אור ,קרינת .UV יחס בין שטח פנים לנפח. טמפרטור – תנודות יומיות ועונתיות. ויסות טמפרטורה אצל פויקילותרמים (אקטותרמים) ואצל הומיאותרמים (אנדותרמים) דיות. רוח – כגורם בהאבקה ובהפצת זרעים, כמשפיעה על התאדות. אטמוספרה ,חילוף גזים ,נשימה. רכב וויר – חשיבות החמצן וזמינותו, CO2כמקור פחמן לפוטוסינתזה ,חשיבות חנקן. תלות בין ורמים ביוטיים :לחות וטמפרטורה ,ריכוז חמצן במים וטמפרטורת המים. ורמים ביוטים ו שפעתם על ורמים ביוטים ועל ורמים ביוטים: סוקצסיה (ללא פירוט השלבים). יצורים משנים את סביבתם ובעקבות זאת משתנה הרכב המינים בסביבה. גאופיטים ,דיות ,הסתגלות ,חד- ת מ כתוצר של ת ליכי בריר טבעית שנתיים ,כשירות ,נדידה ,פיוניות, (תיאור התופעה ללא דיון במנגנונים). רב-שנתיים ,שונּות ,תיאוריית סוגים של התאמה :מורפולוגית ,פיזיולוגית- האבולוציה ,תרדמה. ביוכימית ,התנהגותית. דוגמאות של התאמות ,מתוך מגוון הצמחים ובעלי החיים בארץ ,לחיים בתנאים שונים: מים ,סביבה יבשה ,מליחות ,קרקעות שונים, תנאי אור שונים ,טמפרטורות קיצוניות. השתנות מגוון המינים. דוגמאות למינים אנדמיים ,דוגמאות למינים שנכחדו בארץ ולמינים שנמצאים בסכנת הכחדה. אוטוטרוף ,אנרגיה כימית ,אנרגיית השמש היא מקור האנרגיה הראשוני העיקרי חום ,ביומסה ,הטרוטרוף ,זמינות למרבית המערכות האקולוגיות. חנקן ,חברה ,חומר אורגני ,חומר אנרגיה מועברת בין גורמים ביוטיים לבין אי-אורגני ,טורף-על ,יחסי הזנה, הסביבה האביוטית. יצרנים ,מחזור מים ,מחזור פחמן, זרימת אנרגיה בין גורמים ביוטיים נעשית מפרקים (חיידקים ופטריות), באמצעות הזנה. נשימה ,פוטוסינתזה ,צרכנים, שרשרת מזון ,מארג מזון ופירמידה אקולוגית צרכנים ראשוניים ,צרכנים הם דרכים לייצוג מעברי האנרגיה והחומרים שניוניים. במערכת האקולוגית. התהליכים העקרוניים במחזורי החומרים בטבע ,שבהם ממוחזרים היסודות ההכרחיים לחיי היצורים. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' רעיון /תופע בין פרטים של אותה אוכלוסייה ובין פרטים של אוכלוסיות שונות באותה חברה מתקיימים יחסי גומלין מסוגים שונים .יחסי הגומלין בתוך האוכלוסיות וביניהן משפיעים על גודלן. מפרט תכנים יחסי ההזנה בין יצרנים (אוטוטרופים) לבין צרכנים למיניהם (הטרוטרופים ,מפרקים). טריפה ,הימלטות מטריפה. תחרות בתוך אוכלוסיות ובין אוכלוסיות. יחסי שיתוף (סימביוזה) מסוגים שונים. השפעת יחסי הגומלין למיניהם על גודל האוכלוסייה. השפעת האדם על גורמים אביוטיים השפעת האדם על גורמים ביוטיים השפעת האדם על יחסי הגומלין בטבע השפעת האדם על מגוון המינים בטבע הגידול הרב במספר בני האדם בעולם מביא למעורבות גוברת והולכת של האדם בטבע וגורם לשינויים בסביבה ,שינויים שחלק מהם בלתי הפיכים. החקלאות היא סוג של מעורבות האדם בטבע. החקלאות כגורם המייצר מזון למספר הולך וגדל של בני אדם ובעלי חיים. החקלאות כגורם המייצר תוצרים רבים לרווחת האדם ,כמו למשל פרחים וצמר (אפשר גם דוגמאות אחרות). בחקלאות נעשה שימוש בגורמים אביוטיים מבוקרים לצורך הגברה ויעול הייצור החקלאי: שימוש במים להשקיה .שיטות השקיה ליעול וחיסכון במים ,איכות מי ההשקיה, עיבוד הקרקע כגורם ייצור וכגורם שמשפיע על מבנה הקרקע .מצעים מנותקים כתחליף לקרקע. שימוש בתאורה מלאכותית להשפעה על תהליכים ביולוגיים :הגברת הפוטוסינתיזה, שינוי במועדי פריחה ,הטלת ביצים, ויסות הטמפרטורה :גידול גידולים מחוץ לעונה, אחסון תוצרת חקלאית ,צינון הלול בקיץ. האחריות של האדם כפרט וכקבוצה לשמירה על הסביבה :החשיבות של שמירה על הסביבה ועל משאביה ,חשיבות השמירה על המגוון הביולוגי. סוגיות הקשורות לשמירת הסביבה בארץ: הקמת שמורות טבע ,פעולות פיתוח תוך צמצום הפגיעה בטבע (כביש חוצה ישראל, תחנות כוח בחופי הים). שיטות חקלאיות שמצמצמות את הפגיעה בסביבה (חקלאות ברת קיימא) :תחליפים של הדברה ודישון כימיים ,מיחזור פסולת חקלאית לזיבול ולטיוב קרקעות ,שימוש בזנים עמידים למחלות ולמזיקים. הדילמה של שימור לעומת פיתוח. מעורבות האדם מעוררת בעיות ודילמות חברתיות ואתיות. מונחים ומוש ים נוספים אללופתיה ,ארגון חברתי, הדדיות ,טפילות ,טורפי על, טריטוריאליות ,מין (,)species צרכנים ראשוניים ,צרכנים שניוניים ,קומנסליזם ,שיווי משקל דינמי. אפקט החממה ,דישון ,דלדול האוזון ,הדברה ביולוגית ,הדברה כימית ,הרס בתי גידול ,זיהום אוויר ,זיהום מים ,זיהום סביבה, זיהום קרקע. חקלאות אינטנסיבית ,חקלאות אורגנית ,חקלאות ברת קיימא. טפטפות ,מים מליחים ,מי קולחין, מים שפירים ,ממטרות. דישון ,זיבול. פוטופריודיות. גידול בתנאים מבוקרים. איכות הסביבה ,ביטול מחסומים טבעיים ,הכחדת מינים ,הכנסת מינים ,מחסומים ביוגאוגרפיים, מינים מהונדסים ,פיתוח בר- קיימא ,קיימות (,)sustainability פלישת מינים ,שמירת טבע. הדברה ביולוגית ,הדברה משולבת ,חקלאות אורגנית, קומפוסט ,חיטוי סולרי. תורשה נושא בחירה לתלמידי 5יח"ל ,כ 50 -שעות לימוד מבו תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' תגליות גדולות של הביולוגיה במאה העשרים היו קשור ות 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 גרעין 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 התורשת יות ואת הפיקוח על ביטויו .בהנחה שתורשה מנדלית נלמדה בחטיבת הביניים ואינה זרה לתלמידים ,לעיסוק בה לא יינתן מקום מרכזי בפרק זה. תכנית לימודים זו מציגה את יסודות הגנטיקה הקלסית והמולקולרית ,תוך הדגשת פריצות הדרך הרלוונטיות לתחילת שנות ה.2000- מבט על הפנוטיפ ש ל 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: א .הוא בעל כושר שכפול ונשמר ברובו במעבר בין הדורות; ב .חלק ממנו מקודד לחלבונים ,המתבטאים בתכונות; ג .הוא יציב מאוד ועם זאת הוא יכול לעבור שינויים (מוטציות); ד .הוא מאורגן בכרומוזום או בכרומוזומים שהרכבם וצורתם קבועים למין. הצופן הגנ טי 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 שונים . לזיהוי פרטים ולגילוי קרבה בין פרטים בני אותו מין וגם בין מינים 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 גנים אללים ,הנמצאים בכרומוזומים תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' 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. ,והסיק מהניסויים שערך מנדל היה הראשון שזיהה את החוקיות שבהעברת תכונות מדור לדור 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 מכווני ם במטרה לטפח זנים חדשים של צמחים וגזעים של בעלי חיים בעלי ערך כלכלי .פעולת הטיפוח נעשית על ידי הגדלת השונות הגנטית באוכלוסייה וברירה של הפרטים הרצויים. שיטות המחקר שפותחו אפשרו את הזיהוי של רצף הבסיסים בגנום של מספר יצורים (בכללם האדם) .זיהוי זה הינו שלב ח שוב 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 כיו ם 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. טבלת רעיונות ,תכנים ,מונחים ומוש ים מפרט תכנים רעיון /תופע מונחים ומוש ים נוספים הפנוטיפ של כל יצור (אורגניזם) הוא תוצאה של מטענו התורשתי – הגנוטיפ שלו – והשפעת הסביבה שבה הוא מתפתח ומתקיים. תכונות תורשתיות ותכונות נרכשות; השפעת הסביבה על ביטוין של תכונות תורשתיות. תאומים אחאים ,תאומים זהים. לתורשה יש בסיס מולקולרי. החומר התורשתי בכל היצורים (האורגניזמים) החיים ושל רוב הנגיפים הוא ה.DNA- הצופן הגנטי פוענח ,והוא אחיד בכל היצורים החיים. מבנה ה.DNA- בסיס חנקני ,גדיל ,גדיל משלים, דאוקסי-ריבוז ,זרחה ,חומצות גרעין ,נוקלאוטיד ,סליל כפול, ריבוז. מאפייני ה:DNA- (א) בעל הרכב אופייני למין וייחודי לפרט; (ב) נשמר ברובו במעבר בין הדורות; (ג) יציב מאוד; (ד) יכול לעבור שינויים (מוטציות). עקרון שכפול ה. DNA- בתאים אאוקריוטים ה DNA-מאורגן בכרומוזומים .הקריוטיפ קבוע למין, ונשמר ברמת האורגניזם ובמעבר בין הדורות (באמצעות תהליכי המיטוזה והמיוזה). מבנה הכרומוזום ,קריוטיפ האדם. תהליך המיטוזה. תהליך המיוזה. שגיאות בהיפרדות כרומוזומים. אאוקריוט ,אוטוזומים ,אי-הפרדה, אלל ,גמטה ,גן ,דיפלואיד, הפלואיד ,הפרדה בלתי תלויה, זרועות הכרומוזום ,טלומרים, כישור ,כרומוזומים הומולוגיים, רעיון /תופע תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' מונחים ומוש ים נוספים מפרט תכנים כרומוזומי זוויג ( ,)Y, Xכרומטידה, פוליפלואיד ,צנטרומר ,תא ביצה, תא זרע ,תסמונת דאון. קיימת שונות בין פרטים באוכלוסייה ומקורה בצירופים שונים של אללים. מגוון הצירופים נוצר ביצירת הגמטות במיוזה ובהתלכדות הגמטות בעת ההפריה. הפרדה בלתי תלויה של כרומוזומים ,תאחיזה בין גנים*, שחלוף כתהליך המגדיל את השונות*. אקראיות בפגישת הגמטות בתהליך ההפריה. החומר התורשתי מקודד לחלבונים, המתבטאים בתכונות. מ DNA -לחלבון DNA :מתועתק ל RNA .RNA-מתורגם ,על פי החוקיות של הצופן הגנטי (הקוד הגנטי) ,לרצף חומצות אמיניות המרכיבות מולקולות חלבון. תפקוד החלבון בתא מתבטא בתכונה (מסלול ביוסינתטי ,גנים ואנזימים). אנטי קודון ,אינטרון ,אקסון ,גן, עיבוד ה , RNA-קודון ,ריבוזומים, שחבור ,תעתוק ,תעתוק במהופך, תרגום RNA ,מוביל (,)tRNA RNAשליח (.)mRN במולקולות ה DNA -חלים לעיתים שינויים. מוטציה היא שינוי ברצף הבסיסים ב .DNA-מוטציות כרומוזומיות ונקודתיות (החסרה ,הוספה, החלפה) ,ספונטניות ומושרות. גורמי מוטציות . לא כל השינויים ברמת הDNA - באים לידי ביטוי ברמת החלבון וברמת הפנוטיפ. מוטגן ,עישון ,קרינת ,U.V.קרני .X המידע התורשתי נשמר ואף משתנה במשך דורות. החומר הגנטי צובר מוטציות ומשתנה במשך השנים .עם זאת קיימים גנים ואתרי בקרה שנשמרו במהלך האבולוציה. קיימים כללים שעל פיהם בא לידי ביטוי האופי ההסתברותי של מעבר התכונות מדור לדור. אלל ,אלל דומיננטי ,אלל רצסיבי ,גן מנדל היה הראשון שהצביע על גנוטיפ ,דומיננטיות חלקית, כללים להורשת תכונות. דומיננטיות מלאה ,דור ההורים כללי מנדל ,דרך ההורשה של ( ,)Pדור צאצאים ראשון ( ,)F1דור תכונה אחת ,דרך ההורשה של צאצאים שני ( ,)F2הומוזיגוט, שתי תכונות שאינן בתאחיזה, היחסים המספריים בין הפנוטיפים ,הטרוזיגוט ,הכלאת מבחן, הסתברות ,זוויג ,זן (גזע) טהור, הכלאות מבוקרות. פולימורפיזם (רב-צורתיות), גנים מרובי אללים ,הורשה פנוטיפ ,קודומיננטיות ,שושלות, בתאחיזה לזוויג ,גנטיקה תאומים אחאים ,תאומים זהים. במשפחות האדם ,Rh :סוגי דם, דממת (המופיליה) ,עוורון צבעים. גם תכונות כמותיות נורשות בהתאם לכללי מנדל. בחקלאות מתבצעים זיווגים מכוונים במטרה לטפח זנים חדשים. לקביעת הזוויג יש בסיס תורשתי. כל הגנום נמצא בכל התאים בגוף ,אך בכל תא באים לידי ביטוי רק חלק מן הגנים .קיימת בקרה על ביטוי הגן המתאים ,בעוצמה המתאימה ,במקום תכונות כמותיות :צבע עור ,גובה, משקל. עקרונות הטיפוח :הגדלת השונות הגנטית באוכלוסייה .סלקציה כבסיס לטיפוח פרטים רצויים (עמידות בתנאים קשים או בפני מזיקים ,כמות ואיכות של יבול). קביעת הזוויג באדם וביצורים אחרים .דוגמה :דבורים. בפרוקריוטים בתגובה לאות או אותות מהסביבה מוגבר או מעוכב תעתוק של גנים – מודל האופרון, בקרה חיובית (הגברת תעתוק הגן) * ברמת העיקרון בלבד (ללא הבטים כמותיים) און כלאיים ,השבחה גנטית. אתר מפעיל ,אתר מקדם ,גנים מבניים ,גנים של תחזוקה שוטפת ( )Housekeeping genesדכאן, משרן. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' מונחים ומוש ים נוספים מפרט תכנים רעיון /תופע המתאים ובזמן המתאים בהתאם ובקרה שלילית (דיכוי תעתוק). לתנאי הסביבה. באאוקריוטים – בקרה על ביטוי גנים יכולה להיות בכל אחד מהשלבים במסלול מ- DNAלחלבון. הסרטן כדוגמה לשיבוש בקרה בתא. ביצורים רב תאיים בקרת ביטוי הגנים התמיינות (דיפרנציאציה) ,שיתוק כרומוזום .X היא הבסיס להתמיינות. זוהה רצף הבסיסים המלא של הגנום זיהוי רצף הבסיסים מאפשר של מספר יצורים (בכללם האדם) .זהו הנדסה גנטית ,זיהוי גנטי ,יעוץ שלב חשוב בהבנת תפקוד הגנום. גנטי ,ריפוי גני ,אבחון טרום לידה. הידע הזה מיושם בתחומים שונים. הנדסה גנטית מאפשרת שינויים מכוונים ב DNA-של תא או של אורגניזם (פריצת מחסום המינים) . כלים בסיסיים בהנדסה גנטית (עקרונות בלבד) :קיטוע ואיחוי של מקטעי ,DNAריבוי מהיר של מקטעי ,)PCR( DNAשיבוט DNAבעזרת נשאים ,שינויים גנטיים מכוונים (מוטציה מסוג knockoutהמשתקת גן). הידע בתורשה ובהנדסה גנטית מיושם בחקלאות ,בתעשייה הביוטכנולוגית וברפואה. דוגמאות ליישומים :עמידות בצמחים ,שיפור היבול ,ייצור חלבונים והורמונים ,ריפוי גני, שיבוט (תאים ואורגניזמים). אונקוגן. תא גזע ,תא עוברי. אזורים מקודדים ,אזורים לא מקודדים ,אלקטרופורזה בג'ל, אנזימי הגבלה (אנזימי קיטוע), גלאי ,השבחה גנטית" ,טביעת אצבעות" של ,DNAיצורים טרנסגנים ,נשא של חומר תורשתי (פלסמיד ,נגיף) ,תאי גזע ,תרבית תאים DNA ,מיטוכונדריאליDNA , משלים (.(cDNA המשמעות הביואתית של השימוש ריפוי גני ,תאים סומטיים ,תאי ליישום הידע בגנטיקה מולקולרית ובהנדסה גנטית יש השלכות חברתיות רבייה. בידע הגנטי שהצטבר .אזכור וערכיות. היבטים משפטיים וכלכליים ודיון בדילמות מוסריות ,כגון אלו העולות מפרויקט גנום האדם (הגנום האנושי) ,ייעוץ גנטי. מיקרואורגניזמים נושא בחירה לתלמידי 5יח"ל ,כ 35 -שעות לימוד מבו הנושא מיקרו ור ניזמים שונה מנושאים אחרים בתכנית הלימודים ,משום שהוא מתמקד בקבוצה של יצורים (אורגניזמים) ולא בתהליכים או במערכות .יתרה מזו ,המיקרואורגניזמים ,היצורים הזעירים ,שייכים לקבוצות מיון (קבוצות סיסטמטיות) שונות :חיידקים ,חד-תאיים כמו פרוטוז ואה ,אצות ופטריות .העניין ביצורים הזעירים הוא רב בשל תפוצתם הנרחבת ,בשל התפקוד החשוב (אם כי לא תמיד נראה לעין) שהם ממלאים בביוספרה ובשל חשיבותם לחיינו ולקיומנו .חלק מיחסי הגומלין שהם מקיימים עם יצורים אחרים מתבטאים במחלות באדם ,בבעלי חיים ובצמחים. ההבנה שמחלות נגרמות על ידי יצורים זעירים ,ולא על ידי שדים ורוחות ,הייתה שלב חשוב (הווירוסים) ,שאינם מתפקדים בהיסטוריה של הביולוגיה .עם גורמי המחלות נמנים גם הנגיפים כיצורים חיים במלוא המשמעות של המושג "חיים" מבחינת המטבוליזם ,ולאחרונה נתגלו בין גורמי המחלות גם הפריונים ,שאינם יצורים חיים אלא חלבונים שעברו שינוי. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' לכל אלה יש משמעויות רפואיות וכלכליות נרחבות .בשנים האחרונות גוברת בחקלאות ובתעשייה החשיבות של היישומים הביוטכנולוגיים ,שבהם משתמשים במיקרואורגניזמים לייצור חומרים ולהנדסה גנטית. בהוראת הנושא יודגש הקשר של המיקרואורגניזמים לחיי יום יום. מבט על למיקרואורגניזמים למיניהם יש חשיבות גדולה במערכות החיים השונות על פני כדור הארץ ובחיי האדם .הם מצויים בכל מקום ,משתתפים ביצירת קרקע ,בתהליכים ביוכימיים בקרקע ,במיחזור החומרים בביוספרה .מיקרואורגניזמים משמשים גם אמצעי ל עיבוד מזון בצורות שונות .הם מקיימים מגוון רחב של יחסי גומלין – סימביוזות למיניהן – עם יצורים אחרים מכל הקבוצות הסיסטמטיות .חלק ,בבעלי חיים ובצמחים .בצד הרבגוניות של מיחסי הגומלין מתבטאים במחלות באדם מיקרואורגניזמים במבנה ובצורה מתקיימים בהם כל תהליכי החיים המשותפים לכל התאים .עם זאת, בקרב החיידקים ישנם כאלה שמתקיימים בהם תהליכים מטבוליים ייחודיים ,המאפשרים לחיידקים לחיות כמעט בכל מקום על פני כדור הארץ ,ובכלל זה גם במקומות שבהם תנאי סביבה קיצוניים ויצורים אחרים אינם יכולים להתקיים כלל. למיקרואורגניזמים תפקיד מרכזי במיחזור החומרים בטבע בשל יכולות מטבוליות ,כמו הכושר לקבע אורגניות .יכולות אלה מנוצלות היום גם חנקן מהאוויר ולפרק תרכובות אורגניות לתרכובות אי- בתהליכים ביוטכנולוגיים ובפעולות לשימור הסביבה. לתכונותיהם המיוחדות של המיקרואורגניזמים ולמגוון יחסי הגומלין שהם מסוגלים לפתח יש משמעות ,הבנת מחלות הנגרמות על ידי רבה לחיי האדם ,כגון הצורך לעבד מזון ולשמרו מפני ריקבון מיקרואורגניזמים ,מניעתן והטיפול בהן .במקביל להתפתחות הידע על אודות המחלות נצבר גם ידע רחב בנוגע למנגנוני ההגנה והחיסון באדם וביצורים אחרים. הידע ה רב על אודות מיקרואורגניזמים ,המבנה שלהם והתהליכים המתרחשים בהם תרם רבות להבנת תהליכי יסוד המתקיימים בכל היצורים החיים. רעיון /תופע תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' מפרט תכנים המיקרואורגניזמים הם יצורים (אורגניזמים) זעירים מאוד מקבוצות סיסטמטיות שונות. מיקרואורגניזמים -הגדרה ושיוך סיסטמי לפרוקריוטים ולאאוקריוטים. מונחים ומוש ים נוספים אצות חד-תאיות ,חיידקים (בקטריות) ,נגיפים (וירוסים), פטריות ,פרוטוזואה. גילוי המיקרואורגניזמים. מבנה של תא פרוקריוטי ושל תא אאוקריוטי. תאוריית האנדוסימביוזה כהסבר למוצא דופן תא ,חיידק (בקטריה), תאים אאוקריוטים. כלורופלסט ,מיטוכונדריה ,קרום תא ,ריסים ,שוטון.DNA , לבנהוק ,מיקרוסקופ. הפרוקריוטים קדמו לאאוקריוטים באילן התפתחות החיים. הנגיפים הם קבוצה ייחודית של טפילים :יש להם מבנה של נגיף והתרבותו. מאפיינים של יצורים חיים מבחינת תורשה ואבולוציה ,ואין להם מאפיינים של יצורים חיים מבחינת המטבוליזם. מיקרואורגניזמים של הזנה דרכי מיקרואורגניזמים (כמו כל יצור חי) זקוקים אוטוטרופי (פוטואוטוטרופי לחומרים ולאנרגיה ,ומתקיימים בהם כל ודרכים להפקת אנרגיה (בנוכחות חמצן וכמואוטוטרופי) ,הטרוטרופי, ובהעדר חמצן). התהליכים המאפיינים תאים. נשימה אל-אווירנית (אנארובית), נשימה אווירנית (ארובית), ספרופיט ,תסיסה. במיקרואורגניזמים מתרחשים תהליכים מטבוליים תהליכים מטבוליים ייחודיים אצטון ,חומצה אצטית ,חומצה למיקרואורגניזמים. ייחודיים .יש קשר בין המטבוליזם הייחודי ובין לקטית ,כוהלֵ ,מתן ,תוצרים ופעילות מבנה פי על חיידקים זיהוי סביבת החיים שלהם ויכולתם לחיות ולשרוד ייחודיים. מטבולית. בסביבות חיים קיצוניות מאוד. התאמות לחיים בסביבות קיצוניות: בטמפרטורה גבוהה מאוד או נמוכה מאוד ,במעמקי האוקיינוסים ,בריכוז מלחים גבוה ,בנוכחות מתכות ורעלים. שיטות מחקר בחיידקים :פענוח חקר תהליכי החיים במיקרואורגניזמים היווה זריעת בידוד ,צביעת גראם. מסלולים ביוכימיים (הסבר עקרוני בסיס לתגליות חשובות רבות במדע ולהבנת בלבד). תהליכים ביוכימיים וגנטיים ,וזאת בגלל אפשרויות המחקר והאחידות ברמת התהליכים הביוכימיים פענוח הבקרה על התבטאות גנים אופרון הלקטוז. ובצופן הגנטי של עולם החי. (מודל ז'קוב ומונו). השימוש באצות חד-תאיות (כלורלה, כלמידומונס) במחקר תהליך הפוטוסינתזה (ללא פירוט). דרכי רבייה בחיידקים. ככל היצורים האחרים ,המשך קיום המין של הדבקה ,חלוקת תא ,טרנסדוקציה, השפעת גורמים שונים על רביית מיקרואורגניזמים מותנה ברבייה. טרנספורמציה ,מסלול ליטי ,מצב חיידקים :מזון ,חמצן ,pH ,טמפרטורה .ליזוגני ,קוניוגציה ,נבגים עקומת גידול של חיידקים :שלבי הגידול( .אנדוספורות) ,רבייה אל-זוויגית, רביית נגיפים ,השוואה לרבייה ביצורים רבייה זוויגית ,רקומבינציה. חיים. מחזור חיים ורבייה ביצור חד-תאי אאוקריוטי :סנדלית ,פלסמודיון המלריה. מחזור חיים ורבייה בפטריות :שמרים ,גוף פרי ,הנצה (בשמרים) ,נבגים פטריית העובש השחור. (ספורות) ,קורים ,תפטיר. חומצת גרעין ,מעטפת חלבון, רטרווירוס. למיקרואורגניזמים תפקיד מרכזי וייחודי במיחזור החומרים בטבע. מחזור הפחמן ,מחזור החנקן. דניטריפיקציה ,חומר אורגני ,חומר אי-אורגני ,חיידקי ניטריפיקציה, חיידקים קושרי חנקן (מקבעי חנקן) ,מפרקים ,ניטריפיקציה (חנקון) ,פקעיות חנקן. רעיון /תופע תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' מפרט תכנים מיקרואורגניזמים רבים מתקיימים על יצורים אחרים ובתוכם ,ומקיימים איתם יחסי גומלין. חלקם מועילים ,חלק מהם מזיקים וגורמים מחלות. - ניתן למנוע מחלות הנגרמות על ידי מיקרואורגניזמים באדם ובבעלי חיים ולטפל במחלות בעזרת תרופות טבעיות ותרופות מעשי ידי אדם. ניתן למנוע התפשטות מחלות בצמחים הנגרמות על ידי מיקרואורגניזמים בעזרת הדברת המיקרואורגניזמים. מונחים ומוש ים נוספים יחסי גומלין של הדדיות בין מיקרואורגניזמים ליצורים חיים אחרים. דוגמה – מיקרואורגניזמים בכרס הפרה. מיקרואורגניזמים כגורמי מחלות, עקרונות קוך. מחלות הנגרמות על ידי נגיפים (וירוסים) :באדם -איידס, שיתוק ילדים ,צהבת ,אבעבועות שחורות .בצמחים -צהבון האמיר בעגבניות. חיידקים :באדם -אנתרקס ,שחפת. בצמחים -עפץ הכתר הנגרם על ידי אגרובקטריום. טפילים חד-תאיים :באדם -מלריה, מחלת השינה. פטריות :באדם -מחלות עור ,בצמחים קימחון וחילדון.נגד תרופות של מנגנון הפעולה אינטרפרון ,כינין ,סולפה ,פניצילין, חיידקים ונגד טפילים אחרים. תרופות אנטיביוטיות ,תרופות התפתחות העמידות כנגד תרופות. אנטיביוטיות סינתטיות ,תרופות לטיפול באיידס. הדברה כימית ,הדברה ביולוגית חוקרים :פלמינג. והדברה משולבת. חומרי דבר -תכונות :רעילות, ברירנות (פ יע רק במזיק) ,נזקי עודפים. בקטריופג' ,ויטמינים ,חזזית, טפילות ,מיקוריזה ,סימביוזה. ניתן למנוע מחלות באמצעות שמירה על ניקיון המזון והסביבה. חיידקים ופטריות המתרבים במזון גורמים לקלקולו ויש צורך לשמר את המזון. דרכים שונות לשימור מזון. הקפאה ,הקרנה ,ייבוש ,עובש, עיקור ,פסטור ,שימור במלח ובסוכר. האדם משתמש במיקרואורגניזמים בשיטות ברפואה ,בתעשייה ובחקלאות. ייצור מזון. ייצור יין ,מוצרי בצק ,מוצרי חלב, תסיסה. ייצור חומרים ביוכימיקליים. ייצור הורמונים של בני אדם באמצעות חיידקים תוך שימוש בהנדסה גנטית (לדוגמה :אינסולין ,הורמון הגדילה). אצטון (תהליך וייצמן), אנטיביוטיקה (פנצילין). מניעת זיהום ומקורות המים. חיטוי קרקע. רעיון /תופע תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' מפרט תכנים הדברה ביולוגית בעזרת מיקרואורגניזמים :הדברת יתושים, פרודניה ונמטודות העפצים בעזרת חיידקי בצילוס. דישון ביולוגי :העשרת הקרקע בחיידקי ריזוביום (קושרי חנקן) כתחליף לדישון כימי של צמחי קטניות. פירוק חומרים אורגניים :פירוק מזהמים ,מיחזור פסולת. מונחים ומוש ים נוספים הדברה מיקרוביאלית. טיהור שפכים ,פירוק נפט. הקניית עמידות לצמחים נגד מזיקים באמצעות הנדסה גנטית :העברת גנים של החיידק בצילוס ) (Btלצמחים (ברמת העקרון). צמחים מהונדסים (טרנסגנים), רעלן. ייצור תרכיבי חיסון. נוגדנים ,תגובת חיסון. הביוטכנולוגיה מעוררת דילמות אתיות שיש לתת שיטות בהנדסה גנטית :החדרת גנים עליהן את הדעת. באמצעות נשאים (וקטורים) סיכויים וסכנות בשימוש ביצורים מהונדסים (טרנסגנים). נגיף ,פלסמיד. דפי עזר לתלמידי י"א – שלבים בהכנת העבודה האקולוגית מאת אורה הירש רשימת שלבים: א .צעדים ראשונים בביצוע עבודה אקולוגית; ב .מתקדמים בביצוע עבודה אקולוגית; ג .המלצות לבדיקת גורמים ביוטיים ואביוטיים; ד .מיומן תצפיות וסיכומים על האורגניזמים – עד לעבודה כתובה (סיכום ביניים); ה .רשימת מקורות מידע כללים להכנת עבודה אקולוגית. א .צעדים ר שונים בביצוע עבוד קולו ית : .1חפשו מקום מתאים /נושא מתאים שבו תרצו להתמקד בעבודתכם .אם בחרתם נושא או אם לַאתר תופעות הקשורות ליצורים החיים באותו המקום . בחרתם מקום לביצוע העבודה ,נסו ֵ התופעה שאתם מאתרים חייבת להדגים התרחשות ביולוגית בבית הגידול .ההתרחשות מושכת את תשומת לבנו על ידי השווא ה :התופעה נראית במקום זה לעומת אחר ,בזמן זה ולא אחר ,ייחודית לפרטים מסוימים של אותו המין או שונה באורגניזם זה לעומת אחר . בתופעה מעורב אורגניזם שלם ,הניתן לזיהוי ולתיאור ,והיא מעוררת שאלות שישמשו בסיס לעבודתכם. .2הכינו תיקייה שבה תשמרו כל מה שתאספו במשך השנה הקרובה ונוגע לעבודתכם: * תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' תצלומים של אורגניזמים שבהם אתם צופים ,של בית הגידול ,של חבריכם עוסקים במדידות ,של ניסוי שאתם מבצעים וכל מה שמעיד על ביצוע העבודה. זכרו: צילום י דרך טוב לתיעוד , ו משמר ת חווי ולעתים יכול ל יות בסיס לשיטת מדיד . * מוצגים :קטע קטן של צמח מיובש (פרח ,גבעול ,עלים) ,פרי יבש שאספתם וכו'. זכרו :אין להשחית את הטבע ,ובכלל זה אין לקטוף פרחים מוגנים לצורך העבודה. * מאמר או כל קטע קריאה שנתקלתם בו ונוגע לנושא עבודתכם .רשמו את תאריך הפרסום על המאמר ,ואת המקור שממנו הוצאתם אותו. .3הכינו קו בץ שבו תעדכנו באופן שוטף את כל הפרטים הביבליוגרפים של כל מקור מידע שקראתם בו או שהתבססתם עליו בהכנת סיכומים על אורגניזמים או על בית הגידול .כך הרשימה "תצמח" ועד למועד הכנת העבודה הכתובה ייאסף כל המידע (הנחיות לדרך רישום המקורות בחוברת זו בעמוד .)65 היעזרו ברשימת מקורות מידע הנמצאת בסעיף ה'. .4הכינו מחברת (רצוי בעלת כריכה קשה ) שבה תנהלו את יומן התצפיות .ביומן התצפיות רשמו כל מה שראיתם ובדקתם :מידע מילולי /תיאורי ותוצאות בדיקות .בשלב זה לא תוכלו עדיין לדעת מה יהיה רלוונטי לעבודה ,בסופו של דבר ,ולכן תעדו הכול .יש להקפיד לרשום את התאריך בכל תצפית .בצמוד לכל תיעוד ,רשמו באיזו שעה צפיתם או מדדתם כל פרט .יומן התצפיות המקורי הוא חלק מהעבודה הכתובה ,וזה בסדר גמור שיהיה גם מלוכלך מעט ואפילו מקומט משהות בשדה. .5בביקורכם הראשון במקום ביצוע העבודה ,הכירו את בית הגידול ובצעו כ מה מדידות של גורמים אביוטיים וביוטיים .ביקור זה יאפשר לכם לתכנן את המשך עבודתכם .לפני היציאה לתצפיות הבאות ,הכינו טבלאות לרישום תוצאות המדידות ,ורשמו נוסח ראשוני לשאלות אפיון ולשאלות אקולוגיות ( .הבחנה בין שאלת אפיון לבין שאלה אקולוגית ראו עמ ' 12 בחוברת זו). .6מומלץ לאתר ולהגדיר ,בשטח הנבחר לביצוע העבודה ,אזורים שלמראית עין הם שונים זה מזה .כך תוכלו לבחור שאלה הקשורה להשוואה בין גורמים אביוטיים וגורמים ביוטיים באותם האזורים (לדוגמה ,אזור הפונה לצד צפון ואזור הפונה לצד דרום). ב .מתקדמים בביצוע עבוד קולו ית .7בצעו את התצפיות לאורך ציר זמן של חודשים (שתי עונות לפחות) ,וכמובן גם לאורך ציר זמן של היום שבו מתקיימת התצפית .מובן שיש להפעיל שיקול דעת ,לגבי כל גורם ,האם הוא מתאים למדידה או לבדיקה פעם אחת במהלך העבודה ,בכל פעם שמבצעים תצפית או כמה פעמים בכל תצפית. .8פנו לכם פרק זמן די ממושך (כמה שעות לפי התכנון) לביצועה של כל תצפית .בשלבים הראשונים מומלץ להרבות בבדיקות אביוטיות וביוטיות ,במיוחד עד שתנסחו שאלות אקולוגיות. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' בבחירת המכשור ושיטות המדידה לגורמים אביוטיים ולגורמים ביוטיים ,היעזרו בסעיף ג' להלן ובמקורות המידע בסעיף ה'. .9בחרו (בחירה ראשונית ) 7-6אורגניזמים שנוכחותם בשטח היא ניכרת .מביניהם תבחרו בהמשך את 5-4האורגניזמים שעקבתם אחריהם בצורה ממושכת במשך התצפיות ,והם יהיו מיוצ ים בש לות קולו יות שניסחתם . .01קראו במקורות מידע (אנציקלופדיות ,מאמרים במקורות שונים) על האורגניזמים שבחרתם. הקריאה תספק לכם ,ודאי ,רעיונות לשאלות אקולוגיות הנוגעות לאותם האורגניזמים .אל תשכחו לצלם ולאסוף את קטעי המידע ,וכן לתעד אותם ברשימת המקורות. .11שפרו את הניסוח של שאלות האפיון ושל השאלות האקולוגיות שאלות ,בהתאם לתצפית בשטח ו למידע בספרות . ש לות .השמיטו שאלות והוסיפו קולו יות ן ציר מרכזי של עבוד וניסוחן ימקד ת עבודתכם בשטח . .21עם התקדמותכם בביצוע העבודה ,היעזרו בטבלאות שבסעיף ד ' להלן (מיומן תצפיות לעבודה אקולוגית ) כדי לברר לעצמכם האם הבדיקות האביוטיות והביוטיות שבצעתם יאפשרו לכם להשיב על כל אחת מהשאלות שניסחתם .במידת הצורך בצעו בדיקות נוספות. .31אם חשבתם שאפשר /כדאי לבצע ניסוי במעבדה הקשור לאחת מהשאלות האקולוגיות , מומלץ מאוד (אם כי לא חובה) לבצעו. .41בחרו שני צמחים ,או צמח ובעל חיים ,שאותם תתארו תיאור מורפולוגי במשך תצפית אחת או יותר .אל תשכחו לצלם את האורגניזמים שבחרתם. .51הכינו תרשים של השטח שבו אתם עובדים .ציינו בו את כיוון צפון ,רשמו את ממדי השטח וציינו קנה מידה לתרשים .ציינו את אזורי העבודה שבהם בחרתם ,ותנו ביטוי גם לטופוגרפיה של השטח ולכיסוי השטח .הכינו מקרא שיאפשר לקורא להתמצא בסימונים שבחרתם. . מלצות לבדיקת ורמים ביוטיים ו ביוטיים בעמודים הבאים רוכזו צעות הנוגעות לבדיקת גורמים אביוטיים וגורמים ביוטיים .הרשימה שבטבלה אינה מחייבת ואינה כוללת את כל מה שניתן לבדוק ,היא רק וסף של דו מ ות. עליכם לבחור אילו גורמים אביוטיים רלוונטיים לנושא עבודתכם ול בדוק אותם .עליכם לבחור גם את הגורמים הביוטיים ה רלוונטיים לנושא עבודתכם ,לבית הגידול שבו אתם עובדים לאורגניזמים שבחרתם ולשאלות האקולוגיות שניסחתם. ער :שקלו את ההמלצה למדידה של גורם כלשהו פעם אחת בתצפית ,או כמה פעמים בכל תצפית ,על פי השאלות שניסחתם .קבעו את הנוהל המתאים לכם. הצעות נוספות תוכלו לקרוא במקורות המידע שבסעיף ה' ער :כל ההפניות לעלון מורי ביולוגיה מתייחסות לחוברת .123 מקרא: ☼ למדידה בכל תצפית , תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' ♫ למדידה כמה פעמים בכל תצפית ☺למדידה /לבדיקה פעם אחת במהלך העבודה די ום צומח בשטחhttp://bioteach.snunit.k12.il/upload/.ppt2/dgima.ppt : גורמים אביוטיים אפשריים – דוגמאות (הבחירה לפי נושא העבודה ,מקום ביצועה והשאלות האקולוגיות שנוסחו) ורם נבדק מקר טמפרטורה :אוויר ♫ טמפרטורה :בצל עץ / ♫ ערות דרכ לביצוע איך למדוד מה ולמה? עמ' 6 כנ"ל שיח טמפרטורה :פני קרקע / ♫ כנ"ל רלוונטי במיוחד בבית גידול יבשתי. עומק קרקע /מתחת בבית גידול מימי יש לבדוק במקומות שונים ,כמו: לאבן /פני האבן /על שולי מקור המים /עומק המים וכו'. הקיר /על הסלע סוג קרקע /סוג סלע ☺ חומר אורגני בקרקע ☺ קביעת קיבול שדה ☺ לחות הקרקע ☼ דרגת pHקרקע ☼ מליחות קרקע ☼ לחות אוויר ♫ קביעת רוחות שמים ☺ עלון למורי הביולוגיה במקור המידע יש מגדיר קרקעות ,וקביעת מאפייני עמ' 56 קרקע כמו :צבע ,גודל גרגרים ,מרקם ונוכחות פחמת הסידן בקרקע. איך למדוד מה ולמה? הסבר נוסף :עלון מורי הביולוגיה ,123עמ' .62 עמ' 20 איך למדוד מה ולמה? לבצוע לפי רלוונטיות עמ' 19 איך למדוד מה ולמה? מומלצת השיטה של שקילת קרקע לפני ייבוש עמ' 17 ואחריו ,וחישוב שיעור הלחות עלון למורי הביולוגיה לבצוע לפי רלוונטיות עמ' 56 איך למדוד מה ולמה? בבית גידול מימי יש למדוד מליחות מים .בקרבת עמ' 9 הים יש לבדוק מליחות קרקע ורסס על פני עלווה. איך למדוד מה ולמה? מומלץ "רעשן" עמ' 14 יש להשתמש במצפן תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' ולסמן בתרשים השטח את כיוון צפון כמות הגשם בתקופה ☼ באתר השירות המטאורולוגי: מסוימת http://www.ims.gov.il/index1.htm או רישום ותיעוד מידע בחרו אקלים/משקעים :במפות שנפתחות תמצאו באתר שרות מטאורולוגי מידע על: כמות משקעים ביממה הרלוונטית התאדות לתצפית (באזור עבודתכם); כמות המשקעים עד לאותו היום; אחוז מתוך הכמות השנתית. באביב ובקיץ יש מידע באתר לגבי התאדות במפה דומה. מהירות רוח ♫ עוצמת אור ♫ עלון מורי ביולוגיה עמ' 53 איך למדוד מה ולמה? עמ' 7 גורמים ביוטיים – דוגמאות בלבד אחוז כיסוי צמחי ☼ מגוון מינים של צומח ☼ פעילות בעלי חיים ☼♫ .1עלון מורי ביולוגיה עמ' 34 .2גיליון אקולוגטרוני עמ' 3 .1מתוארות שתי שיטות לבדיקת אחוז כיסוי צמחי ,בחרו את זו המתאימה לכם. .2שיטה המבוססת על צילום בשטח ועיבוד המידע באמצעות גיליון אלקטרוני. אפשר להיעזר במדריך לזיהוי נבטים שבעלון מורי ביולוגיה ,עמ' 67ואילך (בתחילת החורף) ,או במדריך צמחים לפי צבעים (כגון :מדריך פרחי הבר בישראל ,א' שמידע ,ד' דרום). (לדוגמה ,נמלים) עלון מורי ביולוגיה לזיהוי מינים של חרקים אפשר להיעזר במדריך עמ' 31 ,30 לחרקים ,פ' אמיתי ,או באנציקלופדיה של החי והצומח של ארץ ישראל (בערך המתאים). מדדים כמותיים לפריחה ☼♫ /לפירות /שיעור חנטה עלון מורי ביולוגיה היעזרו בחוברות מסדרת "חי וצומח בעונתו ובבית עמ' 37 גידולו" ,בנושאים כגון :פרחים והאבקתם ,הדבורה והפרח. בדיקות בפרחים (נפח צוף וריכוזו ,בדיקת גרגרי אבקה ועוד) ☼♫ עלון מורי ביולוגיה מדידת נפח צוף באמצעות צינור נימי ,ריכוז צוף – עמ' 38 בעזרת רפרקטומטר (או מקלון קלינסטיק) ,בדיקת גרגרי אבקה במיקרוסקופ (אלה שלקחתם מהפרח תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' +אלה שלקחתם מגוף המאביק). מצב פנולוגי של צמחים ☼ נבחרים מעקב אחר פטריות: ☼ מספר פרטים ,ממדים עלון מורי ביולוגיה חשוב בכל מקרה שצמחים הם חלק עמ' 44 מהאורגניזמים. עלון מורי ביולוגיה היעזרו בספרות מתאימה לזיהוי ולהכרת מחזור עמ' 51 החיים. של הפטרייה ד .מיומן תצפיות וסיכומים על ור ניזמים – עד לעבוד כתוב (סיכום ביניים): במהלך הכנת העבודה האקולוגית הכרתם בית ג ידול על מרכיביו האביוטיים והביוטיים .את כל שראיתם ,מדדתם ,ספרתם ותיארתם ,רשמתם ביומן התצפיות .ניסוח שאלות האפיון והשאלות האקולוגיות סייע לכם במיקוד עבודתכם .המידע על האורגניזמים שקראתם במקורות העשיר את הידע שלכם בנוגע למבנה ,לתפקוד ,להתאמות וליחסי גומלין הנוגעים לכל אחד מהאורגניזמים שבדקתם בעבודתכם. דף זה יסייע לכם בארגון כל המידע שצברתם (שאלות ,שיטות עבודה ,תוצאות והצגתן) ובהכנת הדיון. השיבו על כל הסעיפים שבטבלה לגבי כל חת מהשאלות האקולוגית שבעבודתכם .רשמו את כל הגורמים האביוטיים הרלוונטיים לשאלה .הסבירו ליד כל גורם מדוע היה חשוב לבדוק אותו. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' ש ל קולו ית מס' : 1 מדידות שביצענו שיאפשרו להשיב על השאלה נתונים הכלולים בשאלת תיאור קצר של ניסוי (לגבי כל גורם ציינו באופן כללי באיזה עונה נמדד או/ואם אפיון ורלוונטיים לשאלה שביצענו נמדד בשעות שונות של היממה) גורמים אביוטיים גורמים ביוטיים איך יוצגו הממצאים הרלוונטיים לשאלה זו? * טבלה (צרפו תכנון מפורט של הטבלה .יתכן שהטבלה המסכמת שונה מהטבלה שאותה הכנתם לקראת איסוף נתונים בתצפית) * גרף (רשמו איזה משתנה יוצג על כל ציר ,מהו סוג הגרף שתבחרו) * תרשים (ציינו מה יתואר בו) * תצלום * מוצג אחר אילו נתונים חסרים לכם כדי להשיב על השאלה? רשמו רק ראשי פרקים של מידע מהספרות שהוא רלוונטי לשאלה האקולוגית. תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' .רשימת מקורות מידע כללים ל כנת עבוד קולו ית בנושאים שונים יש לאתר גם מקורות מידע (ספרים ,מאמרים) מתאימים לנושא. ערות מקור מידע והסברים לגבי שיטות מדידה עלון מורי הביולוגיה 123 סדרת חוברות בהוצאת החברה להגנת הטבע: .1איך למדוד מה ולמה . .1הסבר לגבי שיטות עבודה . .2גיליון אקולוגטרוני – המחשב כבית גידול. .2הסברים והצעות לעיבוד תוצאות ולהצגתן באמצעות גיליון אלקטרוני . .3חוברות במגוון נושאים (מקווה מים .3הסבר לגבי אופן ביצוע העבודה ,הצעות מתוקים ,חוף ים סלעי ,נמלים ועוד ). לתצפיות ,שאלות אקולוגיות ודרכי בד יקתן. שלולית חורף ,אביטל גזית סקירה מקיפה על בית הגידול הייחודי מדריכים לזיהוי פרחי בר ,ציפורים ,עצים לזיהוי אורגניזמים ומידע ראשו ני עליהם ,לקביעת ושיחים ,חרקים ,שבלולים ,מגדיר צמחים השיוך הסיסטמטי אקולוגיה מעשית ,ברנשטיין הסבר על מהות העבודה ,רקע עיוני (נכתב על פי דרישות שהיו בעבר ,אך נותן את הבסיס הרעיוני לעבודה) כל עולם הצמחים ,זהרי מידע על צמחים להכנת סיכום על אורגניזמים חסרי חוליות ,בעלי חוליות ,פישלזון מידע על בע"ח להכנת סיכומים על אורגניזמים אנציקלופדיה של החי והצומח בא "י ,כרכים מידע על בע"ח וצמחים לצורך הכנת סיכומים ,מידע 12-1 על בתי גידול ,קביעת השיוך הסיסטמטי המים בטבע ובסביבת האדם ,בן חור מידע על בתי גידול מימיי ם פרקים באקולוגיה ,אמיר מידע בסיסי באקולוגיה ,התאמות אורגניזמים לבתי גידול חי וצומח בעונתו ובבית גידולו ,סדרת חוברות חומר רקע חשוב על האורגניזמים בבתי הגידול , בנושאים שונים (הדבורה והפרח ,נמלים ועוד ) הצעות לתצפיות ולניסויים שניתן לבצע בבתי הגידול בהוצאת המרכז להוראת המדעים בירושלים מדריך ישראל מידע לגבי אזור גיאוגרפי כגון אקלים ,קרקע, טופוגרפיה מידע ברשת: חיפוש במנועי חיפוש googleואחרים לפי מילות מפתח (ראו ער בסעיף הבא) www.google.co.il ברוב המקרים מומלץ חיפוש בעברית על כנפי הסנונית (אקולוגיה ) או חיפוש במאגרי מידע בסנונית http://www.snunit.k12.il/subjects/ecology1.h tml מאגר מידע על בע"ח קטנים לקט מאמרים והפניות לאתרים http://animal.macam.ac.il/main.htm תוכנית הלימודים בביולוגיה -עירוני ה' מרכז ארצי למורים לביולוגיה – קבוצת דיון http://www.snunit.k12.il/bioteach/upload/.bio לשאלות תלמידים בנושא ביוטופ top/ מאגר מידע של צמחי ארץ ישראל ,הגן הבוטני http://www.botanic.co.il/a/defaultH.htm האוניברסיטה העברית בירושלים (מקור מידע טיפ חשוב ביותר ) ים לחיפוש מידע ברשת : .1אם ביצעתם חיפוש והגעתם למסמך ארוך וברצונכם לברר במהירות אם הוא רלוונ טי לנושא , חזרו לדף החיפוש ,ובחרו באופציה מטמון .הקישו ,Enterוהמסמך שייפתח יהיה מסומן במילות המפתח שבהן בחרתם .המשיכו לעבוד כרגיל ,כלומר הקישו על הקישור (אגב ,לא תמיד האופציה הזו קיימת). .2אם ביצעתם חיפוש ומספר הקישורים רב מאוד ,תוכלו לבצע חיפוש בתוך התוצאות (האופציה קיימת בדף למטה) ,וכמובן שהוא יהיה מדויק יותר. .3אל תשכחו את האפשרות של חיפוש בתוך אתר מסוים ,זה חיפוש מדויק הרבה יותר. .4אם ידוע לכם שמו הלטיני של האורגניזם שעליו אתם מחפשים מידע ,כדאי לחפש מידע לא רק בעברית. .5לחיפוש תצלום של האורגניזם השתמשו באופציה הקיימת בגוגל" :חיפוש תמונה". ' עירוני ה- תוכנית הלימודים בביולוגיה קישורים למ מרים :התא ,http://www6.snunit.k12.il/science/biology/ta1.html קרום ת http://telem.openu.ac.il/courses/c20214/membrane-k.htm http://telem.openu.ac.il/courses/c20214/3typecel.htm סו י ת ים /http://stwww.weizmann.ac.il/g%2Dbio/cell חקר ת http://telem.openu.ac.il/courses/c20214/apoptosis-g.htm ת בדות ת ים :אקולוגיה ל טבע שב http://bioteach.snunit.k12.il/upload/.pdfs/hashvalateva.pdf http://bioteach.snunit.k12.il/upload/.pdfs/ramathanadiv.pdf רמת הנדיב http://bioteach.snunit.k12.il/upload/.pdfs/BIOLOG17.PDFים המלח http://www.snunit.k12.il/heb_journals/allon/117012.html פחמן התאמות הגמל לבית גידול מדברי http://bioteach.snunit.k12.il/upload/.pdfs/171gamal.pdf http://bioteach.snunit.k12.il/upload/.pdfs/BIOLOGy11.PDF תיאור מורפולוגי http://www.snunit.k12.il/eco/art51.html החור באוזון http://bioteach.snunit.k12.il/upload/.pdfs/17216.pdf מינים פולשים הדברה ביולוגית http://www1.snunit.k12.il/heb_journals/biosfera/2310011.html : מיקרואורגניזמים http://bioteach.snunit.k12.il/upload/.doc/mamrpro.rtf פרוביוטיק http://telem.openu.ac.il/courses/c20237/bodywisd.htm עמידות ל נטיביוטיק ' עירוני ה- תוכנית הלימודים בביולוגיה חיידקים בחדשות מחקריות http://telem.openu.ac.il/courses/c20237/news/newsresearch.htm : ש ל למומח http://www.bashaar.org.il/Questions_By_Subject.asp?Subject_id=1
© Copyright 2024