ביולוגיה 1 מועד א 2023 מפתח PDF

‫הפקולטה לביולוגיה‬ ‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגיה לישראל‬ ‫‪30.7.2023‬‬ ‫מבחן סוף סמסטר ביולוגיה ‪ ,1‬קורס מס' ‪134058‬‬ ‫סמסטר אביב תשפ''ג‬...

‫הפקולטה לביולוגיה‬ ‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגיה לישראל‬ ‫‪30.7.2023‬‬ ‫מבחן סוף סמסטר ביולוגיה ‪ ,1‬קורס מס' ‪134058‬‬ ‫סמסטר אביב תשפ''ג‬ ‫מועד א'‬ ‫מרצה‪ :‬פרופ''ח תום שמש‬ ‫מתרגל‪ :‬ג׳ושוע חזן‬ ‫טור מקור לא לשכפול‬ ‫הוראות כלליות‪:‬‬ ‫א‪.‬משך הבחינה‪-‬שעתיים‪.‬‬ ‫ב‪.‬כל חומר עזר אסור‪.‬‬ ‫ג‪.‬יש לציין את מספר תעודת הזהות על טופס הבחינה ועל טופס התשובות‪.‬‬ ‫ד‪.‬לבחינה שני חלקים‪:‬‬ ‫חלק א' ‪ 60( -‬נקודות) המכיל ‪ 15‬שאלות רבות ברירה עבורן יש תשובה אחת נכונה‪.‬בחלק זה יש לענות על כל‬ ‫השאלות ואת התשובות לסמן על גבי טופס התשובות‪.‬‬ ‫חלק ב' ‪ 39( -‬נקודות) המכיל ‪ 5‬שאלות פתוחות מתוכן יש לבחור ולענות על ‪ 3‬שאלות על גבי טופס הבחינה‬ ‫בשורות המוקצות לכך (יבדקו רק ‪ 3‬התשובות הראשונות)‪.‬‬ ‫ה‪.‬הקפידו למלא נכון את מספר תעודת הזהות ומספר טור על גבי טופס התשובות ‪ -‬מילוי נכון מזכה בנקודה אחת‬ ‫מציון המבחן‪.‬‬ ‫בהצלחה!‬ ‫עמוד ‪ 1‬מתוך ‪8‬‬  ‫חלק א' (‪ 60‬נקודות)‬ ‫שאלה מספר ‪:1‬‬ ‫ביונקים‪ ,‬פעולת הריסים (‪ )cilia‬בתאים שמדפנים את החצוצרות (‪ )Fallopian tubes‬גורמת להעברת תאי‬ ‫ביציות מהשחלות (‪ )ovaries‬לרחם (‪.(uterus‬איזה חלבון תאי אחראי לתנועת הביציות?‬ ‫מיקרוטובול (‪)microtubules‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫אקטין (‪)actin‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫פלגלין (‪)flagellin‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫מיוזין (‪)myosin‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:2‬‬ ‫מהו המשפט הנכון לגבי ההבדל בין מיוזה (‪ )meiosis‬לבין מיטוזה (‪?)mitosis‬‬ ‫בתהליך המיוזה מתבצע שחלוף בין כרומוזומים הומולוגיים‪ ,‬וכך מתקבלים תאי בת השונים בהרכבם הגנטי מתא‬ ‫א‪.‬‬ ‫האם; בעוד שבתהליך המיטוזה מתקבלים תאי בת שזהים בהרכבם הגנטי לתא האם‪.‬‬ ‫בתהליך המיטוזה יש שת י חלוקות עוקבות של החומר הגנטי‪ ,‬בעוד שבתהליך המיוזה יש חלוקה אחת בלבד‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫בתהליך המיוזה הדנ"א (‪ )DNA‬משוכפל פעמיים‪ ,‬בעוד שבמיטוזה הדנ"א משוכפל פעם אחת‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫לאחר מיוזה‪ ,‬מתקבלים שני תאי בת שמכילים מחצית מהמטען הגנטי של תא האם; בעוד שלאחר מיטוזה‬ ‫ד‪.‬‬ ‫מתקבלים ארבעה תאי בת שמכילים מטען גנטי הזהה לתא האם‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:3‬‬ ‫חומצות גרעין מחוברות אחת לשנייה בגדיל רנ"א (‪ )RNA‬על ידי‪:‬‬ ‫קשרים קוולנטים בין סוכרים לפוספטים )‪.(phosphate‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫קשרים קוולנטים (‪ )covalent‬בין בסיסים‬ ‫ב‪.‬‬ ‫קשרים קוולנטים בין סוכרים‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫קשרים מימן בין בסיסים‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:4‬‬ ‫קשרי מימן בין מולקולות מים נוצרים בגלל שמולקות מים הם‪:‬‬ ‫קוטביות )‪(polar‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫קטנות‬ ‫ב‪.‬‬ ‫הידרופוביות‬ ‫ג‪.‬‬ ‫אנומליות )‪(anomalous‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:5‬‬ ‫בריאקציה הבאה‪ ,‬מי מהמגיבים חומצן )‪ (oxidized‬ומי חוזר )‪? (reduced‬‬ ‫‪𝐏𝐲𝐫𝐮𝐯𝐚𝐭𝐞 + 𝐍𝐀𝐃𝐇 + 𝐇 + ↔ 𝐋𝐚𝐜𝐭𝐚𝐭𝐞 + 𝐍𝐀𝐃+‬‬ ‫א‪.‬ה‪ lactate-‬חוזר ו‪ NAD+ -‬חומצן‪.‬‬ ‫ב‪.‬ה‪ NADH-‬חוזר ופירובט חומצן‪.‬‬ ‫ג‪.‬ה‪ NADH-‬חומצן ופירובט חוזר‪.‬‬ ‫ד‪.‬ה‪ lactate-‬חומצן ופירובט חומצן‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 2‬מתוך ‪8‬‬  ‫שאלה מספר ‪:6‬‬ ‫מה מהבאים איננו נכון עבור המבנה הראשוני (‪ (primary structure‬של חלבונים?‬ ‫יכול להיות מפוצל‪.‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫ייחודי לכל חלבון‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫קובע את המבנה השלישוני )‪ (tertiary structure‬של החלבון‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫מוחזק על ידי קשרים קוולנטים (‪.)covalent‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:7‬‬ ‫באילו אורגניזמים מתרחשת גליקוליזה (‪?)glycolysis‬‬ ‫גם באורגניזמים אירוביים וגם באנ‪-‬אירוביים‪.‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫אורגניזמים אירוביים (‪ )aerobic‬בלבד‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫אורגניזמים אנ‪-‬אירוביים (‪ )anaerobic‬בלבד‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫לא באורגניזמים אירוביים ולא באנ‪-‬אירוביים‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:8‬‬ ‫בתמונה הבאה נראה שחרור של נוירוטרנסמיטר (‪ )neurotransmitter‬מתא עצב אחד לתא מטרה‪.‬האפקט על‬ ‫תא המטרה הוא‪:‬‬ ‫עידוד יצירת פוטנציאל פעולה בתא המטרה‪.‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫דיכוי יצירת פוטנציאל פעולה בתא המטרה‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫אין השפעה על פוטנציאל הפעולה בתא המטרה‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫הגברת מהירות ההולכה בתא המטרה‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 3‬מתוך ‪8‬‬  ‫שאלה מספר ‪:9‬‬ ‫בתמונה מצויר המבנה הכימי של ‪ 5‬מולקולות‪.‬בחרו את התשובה שמתארת את הסדר הנכון של אנרגיה‬ ‫חופשית של כל מולקולה‪:‬‬ ‫‪2, 4, 3, 1, 5‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫‪1, 5, 4, 3, 2‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫‪1, 3, 5, 2, 4‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫‪5, 2, 3, 4, 1‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:10‬‬ ‫מה תפקיד שרשרת מעבר האלקטרונים?‬ ‫ליצר הבדלי ריכוז של יוני מימן‪.‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫לחזר מולקולות ‪ NAD+‬ו‪.FAD-‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫לפרק חומצה לקטית (‪.)lactic acid‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫לחמצן פירובט (‪.)pyruvate‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:11‬‬ ‫מה מהבאים נכון לגבי תעלות יוניות?‬ ‫תנועה של יונים דרכן היא פסיבית‪.‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫כל תעלות יוניות בררניות לסוג אחד של יונים‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫תנועת יונים דרך התעלות מהירה יותר מדיפוזיה בתמיסה‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫בדרך כלל‪ ,‬אך לא תמיד‪ ,‬חוצות את הממברנה‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:12‬‬ ‫במה שונה ווירוס ‪ HIV‬מווירוס ‪?SARS Covid 2‬‬ ‫רק ‪ HIV‬נושא אנזימי דנ״א אינטגרז (‪.)DNA integrase‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫רק ‪ HIV‬מכיל גנום של רנ״א (‪.)RNA‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫רק ‪ SARS Covid 2‬מכיל אונקוגנים (‪)oncogenes‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫רק ‪ SARS Covid 2‬עטוף ממברנה‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:13‬‬ ‫המולקולה שנושאת חומצות אמינו לאתר התרגום נקראת‪:‬‬ ‫‪Transfer RNA‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫‪Messenger RNA‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫‪Ribosomal RNA‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫‪Small Interfering RNA‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 4‬מתוך ‪8‬‬  ‫שאלה מספר ‪:14‬‬ ‫פעולת המכונות המולקולריות הפועלות בציטוקינזה (‪ )cytokinesis‬דומה ביותר ל‪:‬‬ ‫כיווץ סרקומרים (‪ )sarcomeres‬בתאי שריר‪.‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫העברת מטענים באקסונים (‪.)axons‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫משאבות גלוקוז‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫תנועת תא זרע‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫שאלה מספר ‪:15‬‬ ‫הציור הבא מתאר ‪ DNA‬בזמן שכפול‪.‬מה מהבאים מתאר נכונה את הציור?‬ ‫(‪:)4‬‬ ‫א‪ :)1(.‬דנ"א פולימראז (‪ :)2( ;)DNA polymerase‬הליקאז (‪ :)3( ;)helicase‬חלבון קושר דנ"א חד גדילי;‬ ‫דנ"א פולימראז; (‪.5’ :)6( ,3’ :)5‬‬ ‫(‪:)4‬‬ ‫ב‪ :)1(.‬רנ"א פולימראז (‪ :)2( ;)RNA polymerase‬פרימאז (‪ :)3( ;)primase‬חלבון קושר רנ"א חד גדילי;‬ ‫רנ"א פולימראז; (‪.3’ :)6( ,5’ :)5‬‬ ‫(‪:)4‬‬ ‫(‪ :)1‬דנ"א פולימראז (‪ :)2( ;)DNA polymerase‬הליקאז (‪ :)3( ;)helicase‬חלבון קושר דנ"א חד גדילי;‬ ‫ג‪.‬‬ ‫פרימאז (‪.3’ :)6( ,3’ :)5( ; )primase‬‬ ‫(‪:)4‬‬ ‫ד‪ :)1(.‬דנ"א פולימראז (‪ :)2( ; )DNA polymerase‬הליקאז (‪ :)3( ;)helicase‬חלבון קושר רנ"א חד גדילי;‬ ‫דנ"א פולימראז; (‪.3’ :)6( ,5’ :)5‬‬ ‫עמוד ‪ 5‬מתוך ‪8‬‬  ‫חלק ב' (‪ 39‬נקודות) ‪ -‬ענו על ‪ 3‬שאלות מתוך ‪.5‬‬ ‫שאלה מס' ‪ 13( 1‬נקודות)‪:‬‬ ‫בחולדות התגלה גן בעל אורך של ‪ 1400‬בסיסים‪.‬חוקרים הסיקו שהגן מקודד אנזים הבנוי מ ‪ 192‬חומצות אמינו‪.‬‬ ‫האם המסקנה אפשרית? נמקו בקצרה‪.‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫מנו שלושה מקורות להבדלים בין אורך ה ‪ mRNA‬הראשוני שנוצר מהגן ואורך ה ‪ mRNA‬הסופי‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫מוטציה בגן גרמה ליצירה של שרשרת בת ‪ 107‬חומצות אמינו‪.‬מה הסיבה לשינוי בגודל החלבון שנוצר וכיצד נקראת מוטציה‬ ‫ג‪.‬‬ ‫כזאת?‬ ‫א‪.‬המסקנה כן אפשרית‪.‬כל חומצת אמינו מקודד ע"י שלוש בסיסים על הגן‪.‬לכן‪ ,‬לחלבון בעל ‪ 192‬חומצות אמינו‪ ,‬צריך‬ ‫לפחות ‪ 576‬בסיסים (‪.)3*192‬שאר הבסיסים יכולים להיות אינטרונים (‪ )introns‬או אזורים ללא תרגום‬ ‫(‪ )Untranslated regions‬בהתחלה ובסוף של הגן‪.‬‬ ‫ב‪.‬שלושת המקורות להבדלים הם‪ :‬הוצאת אינטרונים (‪ ,)intron splicing‬הוספת זנב ‪ poly-A‬בסוף הרצף (‪ ,)'3‬והוספת‬ ‫אות ‪ G‬בהתחלת הגן (‪.)'5‬גם מקובל‪ – alternative splicing :‬יש אפשרות לצורות שונות של אותו גן כתוצאה מהוצאה‬ ‫של אינטרונים שונים‪.‬‬ ‫ג‪.‬היתה מוטציה של רצף הגן (יכול להיות שינוי בבסיסים קיימים‪ ,‬הוספת בסיסים‪ ,‬או הסרת בסיסים) שהפך את הקודון‬ ‫לחומצת אמינו ‪ 108‬לקודון עצירה (‪.)stop codon‬המוטציה הזאת נקראת ‪.nonsense‬‬ ‫שאלה מס' ‪ 13( 2‬נקודות)‪:‬‬ ‫א‪.‬תארו את השלבים בהיווצרות פוטנציאל פעולה בתא עצב‪.‬‬ ‫ב‪.‬מדוע תהליך יצירת פוטנציאל פעולה נקרא "הכל‪-‬או‪-‬כלום"?‬ ‫א‪.‬במצב הרגיל שלו‪ ,‬יש לתא מעטן חשמלי שלילי (של בערך ‪.)mV 60-‬תא עצב מקבל סיגנל (נירוטרנסמיטר‬ ‫‪ ,)neurotransmitter‬שמפעיל פתיחה של תעלות יוני נתרן (‪ )Na+‬ומתחיל את התהליך של דה‪-‬פולריזציה‬ ‫(‪.)depolarization‬יוני נתרן נכנסים לתא ומעלים את המטען‪.‬העלייה הזאת מפעילה לולאת משוב חיובי ( ‪positive‬‬ ‫‪ ,)feedback loop‬וכל עוד המטען עולה‪ ,‬נפתחים עוד תעלות נתרן‪ ,‬עד שהתא מגיע לשיא של ‪.mV +50‬בפוטנציאל‬ ‫הזה‪ ,‬התעלות נתרן נסגרות‪ ,‬ונפתחות תעלות של אשלגן (‪ ,)K+‬וכך יוצאים יוני אשלגן ומורידים את המטען חזרה‪,‬‬ ‫לפעמים למטען חשמלי נמוך מהרגיל‪ ,‬וזה נקרא היפר‪-‬פולריזציה (‪.)hyper-polarization‬משאב הנתרן‪-‬אשלגן‬ ‫(‪ )sodium-potassium pump‬מחזיר את התא למצב איזון‪.‬‬ ‫ב‪.‬התהליך נקרא "הכל‪-‬או‪-‬כלום" מפני שברגע שהתא מגיע לסף מטען מסוים‪ ,‬התהליך ממשיך עד הסוף‪ ,‬והוא תמיד מגיע‬ ‫לאותו שיא‪.‬פוטנציאל הפעולה תמיד מיוצרת באותה עוצמה‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 6‬מתוך ‪8‬‬  ‫שאלה מס' ‪ 13( 3‬נקודות)‪:‬‬ ‫א‪.‬ציינו תהליך בו סיבי אקטין (‪ )actin‬מפעילים כוחות דחיפה ותהליך בו סיבי אקטין מפעילים כוחות משיכה‪.‬‬ ‫ב‪.‬ציינו תהליך בו סיבי מיקרוטובול (‪ )microtubules‬מפעילים כוחות דחיפה ותהליך בו סיבי מיקרוטובול מפעילים כוחות‬ ‫משיכה‪.‬‬ ‫ג‪.‬תנו דוגמא למכונה תאית שמייצרת מומנט סיבוב (תנועה סיבובית)‪.‬‬ ‫א‪.‬דחיפה‪ :‬סיבי אקטין מתפלמרים (‪ )polymerize‬בלמליפודיה (‪ )lammelipodia‬לכיוון הממברנה בקדימה של התא‬ ‫(‪ ) leading edge‬ודוחפים את התא קדימה‪.‬משיכה‪ :‬סיבי אקטין עובדים ביחד עם מיוזין (‪ )myosin‬במבנה שנקרא‬ ‫סרקומר (‪ ,)sarcomere‬ואנרגיה מ‪ ATP-‬גורם למיוזין למשוך את סיבי האקטין‪.‬‬ ‫ב‪.‬דחיפה‪ :‬סיבי מיקוטובול ביחד עם דיניין (‪ ,)dynein‬בהוספת אנרגיה מ‪ ATP-‬גורמים להזזה של שוטון התא (למשל בתאי‬ ‫זרע)‪.‬משיכה‪ :‬בחלוקת התא‪/‬מיטוזה (‪ ,)mitosis‬סיבי מיקרוטובול מתחברים לכרומוזומים ומושכים את הכרומוזום‬ ‫ההומולוגיים (‪ )homologous chromosomes‬לשני הצדדים של התא‪.‬‬ ‫ג‪.‬תנועת השוטון של פרוקריוטים‪.‬השוטון בנוי מ‪-‬פלג'לין (‪.)flagellin‬‬ ‫שאלה מס' ‪ 13( 4‬נקודות)‪:‬‬ ‫א‪.‬הסבירו בקצרה כיצד עובדת שיטת אלקטרופורזה בג׳ל (‪ )gel electrophoresis‬ומה תפקידה‪.‬‬ ‫ב‪.‬הסבירו כיצד אפשר להשתמש באלקטרופורזה בג׳ל כדי לגלות אם שני מקטעי דנ״א (‪ )DNA‬באורך דומה הם בעלי רצף זהה‬ ‫(בשילוב עם שיטה נוספת)‪.‬‬ ‫ג‪.‬מהם הרכיבים המולקולריים הדרושים לשיטת ‪?PCR‬‬ ‫א‪.‬אלקטרופורזה בג'ל הא שיטה של הפרדת חומצות גרעין לפי האורך של הרצף‪.‬ג'ל האגרוז (‪ )agarose‬בנוי מרשת‬ ‫שמונע מחומצות הגרעין לעבור בקלות‪ ,‬ובגלל המטען השלילי של חמצות גרעין‪ ,‬הרצת הדוגמה בשדה חשמלי יגרום‬ ‫לחומצת הגרעין לעבור דרך הג'ל לכיוון החיובי‪.‬חלקים קטנים יותר עוברים מהר יותר מחלקים גדולים‪ ,‬וככה אפשר‬ ‫להפריד רצפים שונים לפי אורכם‪.‬‬ ‫ב‪.‬אפשר לחתוך את המקטעים בעזרת אנזימי רסטריקציה (‪ )restriction enzymes‬שחותכים את הדנ"א ברצף מסוים‬ ‫בלבד‪.‬עם הרצפים של שני הדוגמאות זהים‪ ,‬אחרי הרצה בג'ל היינו רואים שהמקטעים עדיין באורך דומה‪.‬אם לא‪ ,‬היינו‬ ‫רואים אורכים שונים של שני המקטעים‪.‬‬ ‫ג‪ :1.‬ה‪-‬דנ"א המקורי שאנחנו רוצים להגביר‪ :2.‬פריימרים (‪ )primers‬מתאימים לרצף ה‪-‬דנ"א‪ :3.‬דנ"א פולימרז ( ‪DNA‬‬ ‫‪ )polymerase‬עמיד לטמפרטורות גבוהות (למשל ‪ :4.)taq‬נוקלאוטידים חופשיים (‪.)dNTPs/free nucleotides‬‬ ‫עמוד ‪ 7‬מתוך ‪8‬‬  ‫שאלה מס' ‪ 13( 5‬נקודות)‪:‬‬ ‫א‪.‬תארו מהו המבנה הראשוני בחלבון ואילו קשרים כימיים ניתן למצוא במבנה זה‪.‬‬ ‫ב‪.‬תארו מהו המבנה השניוני בחלבון ואילו קשרים כימיים ניתן למצוא במבנה זה‪.‬‬ ‫ג‪.‬תארו מהם המבנה השלישוני והרבעוני ואילו קשרים כימיים ניתן למצוא במבנה זה‪.‬‬ ‫א‪.‬מבנה ראשוני‪ :‬הרצף הלינארי של חומצות האמינו‪.‬קשרים פפטידים‪ ,‬שהם קוולנטים (‪)peptide/covalent bonds‬‬ ‫ב‪.‬מבנה שניוני‪ :‬דפוסים של מבנים מקופלים מקומיים‪.‬הדפוסים הנפוצים ביותר הם סליל אלפא (‪ )alpha helix‬וגיליון בטא‬ ‫(‪.)beta sheet‬קשרי מימן‪.‬‬ ‫ג‪.‬מבנה שלישוני‪ :‬המבנה התלת‪-‬ממדי של החלבון‪.‬הרבה קשרים‪ :‬מימן‪ ,‬די‪-‬סולפיד (‪ ,)disulphide‬הידרופוביים‪ ,‬יוניים‪,‬‬ ‫‪ ,van der Waals‬ועוד‪.‬מבנה רבעוני‪ :‬חיבורים של כמה חלבונים ביחד‪ ,‬עם אותם קשרים של שלישוני‪.‬‬ ‫בהצלחה!!! ☺‬ ‫עמוד ‪ 8‬מתוך ‪8‬‬