1. רבייה רבייה זוויגית בצמחים – מפרח לפרי מבנה הפרח
נושאי השיעור
מבנה הפרח
האבקה עצמית והאבקה זרה
מניעת האבקה עצמית
האבקה על ידי הרוח ועל ידי בעלי חיים
התאמת גרגר האבקה להאבקה
ההפריה (הפריה כפולה)
מפרח לפרי
תרגול

2. אברי הרבייה של הצמח הם הפרחים
כמו בעלי החיים, גם צמחים מתרבים ברבייה זוויגית, דרך תאי רבייה.
אבר הרבייה של הצמח הוא הפרח, ובתוכו מצויות הגמטות = תאי הרבייה = תאי המין = תאי הזוויג:
הגמטות הנקביות – המצויות בביציות בשחלת הפרח,
והגמטות זכריות – המצויות בגרגירי האבקה.
לאחר ההפריה מתפתח פרי ובתוכו מצויים הצאצאים – הזרעים.
הזרעים מתפזרים במרחב ונובטים, וכך מתפתח צמחים חדשים.
במהלך האבולוציה התפתחו יחסי סימביוזה הדדית בין הצמחים לבין חרקים ובעלי חיים אחרים, המסייעים לצמחים בהעברת גרגירי האבקה מפרח לפרח, ובתמורה זוכים למנת צוף. מבנה הפרח של צמחים אלו מותאם למשיכת מאביקים אלו.
מקצת הצמחים מסתייעים ב"שירותי" הרוח או בזרמי מים למלאכה זו.
במצגת זו נדון בנושאים אלו.

3. מבנה הפרח
כאמור, הפרח הוא אבר הרבייה של הצמחים. בו נוצרות הגמטות ובו מתרחשים תהליכי ההפריה והתפתחות הזרעים. פרח טיפוסי מורכב מן החלקים הבאים:
- עלי גביע, בדרך כלל ירוקים.
- עלי כותרת, בדרך כלל צבעוניים.
אבר רבייה נקבי: העלי.
העלי מורכב מ:
א. צלקת
ב. עמוד עלי
ג. שחלה המכילה ביצית אחת או כמה ביציות.
אברי רבייה זכריים: האבקנים
כל אבקן מורכב מ:
א. זיר
ב. מאבק המכיל את גרגירי האבקה.

4. תאי הרבייה של הצמחים
כאמור, בפרח יש אבר רבייה זכרי ואבר רבייה נקבי.
הגמטות הזכריות מתפתחות בתוך גרגירי האבקה המצויים במאבקים.
הגמטות הנקביות (תאי הביצה) מתפתחות בשחלה של הפרח ומצויות בתוך הביציות.
לעומת רוב בעלי החיים, שהם או זכרים או נקבות, רוב הצמחים הם דו-זוויגיים:
בכל פרח יש גם אבקנים וגם עלי.
ואולם, יש צמחים כמו חרוב, שלהם פרחים חד-זוויגיים (הפרחים הזכריים המכילים אבקנים ואילו הפרחים הנקביים מכילים עלי).
הגמטות מצויות בתוך מבנים המגנים עליהן:
הגמטות הזכריות מצויות בתוך גרגירי האבקה. גרגר האבקה הוא מבנה אטום העמיד בתנאי יובש וחום.
תא הביצה, שהוא הגמטה הנקבית, מצוי בתוך הביצית. הביצית עצמה מצויה בשחלה. לתא הביצה הגנה כפולה: הוא מצוי בתוך הביצית (שעטופה בקליפה מגִנה) והביצית מצויה בתוך השחלה (הגנה נוספת).
תכונות אלו הן התאמות לתנאי הרבייה ביבשה.
שימו להבדל במונחים:
בבעלי חיים, הביצית עצמה היא תא הרבייה הנקבי, ואילו בצמחים הביצית היא מבנה רב-תאי, המכיל את תא הביצה ותאים אחרים.

5. שלבים בתהליך הרבייה בצמחים: האבקה והפריה
מחלקים את תהליך הרבייה של הצמחים לשני שלבים:
האבקה – זה השלב הראשון שבו גרגיר האבקה, שמתפתח באבקנים ומכיל את הגמטות הזכריות, מועבר מן האבקן אל הצלקת של העלי ונקלט בה.
הפריה – גרגיר האבקה נובט ומצמיח נחשון נביטה, שבעזרתו הגמטות מועברות מן הצלקת אל השחלה, ושם מתלכדות עם הביצית.
פרטי תהליך ההאבקה וההפריה – בשקפים הבאים.
האבקה: גרגירי האבקה הגיעו לצלקת של הפרח
הפריה: הגמטות הזכריות מפרות את תאי הביצה שבביציות (בשחלה)

6. שלבים בתהליך הרבייה בצמחים: האבקה
האבקה: מעבר גרגר האבקה (המכיל את הגמטות הזכריות) אל הצלקת.
האבקה עצמית: גרגרי ההאבקה שהתפתחו בפרח כלשהו מגיעים לצלקת של העלי המצויה באותו הפרח או בפרח אחר באותו הצמח עצמו.
האבקה הדדית או האבקה זרה: גרגרי האבקה מגיעים בעזרת בעל חיים מאביק או בעזרת הרוח (או זרמי מים בצמחי מים), לצלקת של העלי של פרח המצוי בצמח אחר (מאותו המין הביולוגי).

7. שאלה 2
שאלה 2: 
מהם היתרונות והחסרונות של כל אחת משתי שיטות ההאבקה?

8. תשובה
שאלה 2: 
מהם היתרונות והחסרונות של כל אחת משתי שיטות ההאבקה?
תשובה:
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).
הרבייה תלויה בקיום פרטים אחרים בסביבה.

9. שאלה 3
שאלה 3: 
א. האם יש הבדל משמעותי בין האבקה עצמית, המתרחשת באותו הפרח לבין האבקה עצמית בין פרחים שונים על אותו הצמח, מבחינת החומר הגנטי (DNA) שעובר אל הצאצאים?
ב. תלמידים טענו שכל הצאצאים הנוצרים בהאבקה עצמית, זהים בתכונותיהם.
האם הם צודקים או לא? נמקו.

10. תשובה
שאלה 3: 
א. האם יש הבדל משמעותי בין האבקה עצמית, המתרחשת באותו הפרח לבין האבקה עצמית בין פרחים שונים על אותו הצמח, מבחינת החומר הגנטי (DNA) שעובר אל הצאצאים?
ב. תלמידים טענו שכל הצאצאים הנוצרים בהאבקה עצמית, זהים בתכונותיהם.
האם הם צודקים או לא? נמקו.
תשובה:
א. 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. 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).

11. שאלה 4
שאלה 4: 
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.

12. תשובה: להאבקה זרה יש יתרון בסביבה שהתנאים בה משתנים
שאלה 4: 
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.
תשובה:
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.

13. האבקה מלאכותית
בכמה גידולים חקלאיים כגון תמרים, החקלאים מבצעים האבקה מלאכותית, ובה הם מעבירים במכוון אבקה מצמח לצמח, כדי להגביר את הסיכוי לקבלת יבול פֵּרות גדול יותר.
עוד יתרון בהכלאה מלאכותית הוא שאפשר לנטוע במטע בעיקר עצים נקביים (שפרחיהם מכילים רק עלי), ורק מעט עצים זכריים (שפרחיהם מכילים אבקנים), שישמשו מקור לגרגירי האבקה, וכך כמות היבול מוגדלת. ;

14. בסביבה שהתנאים בה משתנים, יש חשיבות למניעת האבקה עצמית
כדור הארץ נתון לשינויים מתמידים, הן מבחינת התנאים הא-ביוטיים (לדוגמה, מזג האוויר) הן מבחינת התנאים הביוטיים (לדוגמה, הופעה של מחלות חדשות או מזיקים חדשים).
בסביבה שהתנאים בה משתנים, יש לקיום שונות גנטית באוכלוסייה חשיבות רבה להמשך קיום המין, משום שיש סיכוי רב יותר שיימצאו פרטים המותאמים לתנאים החדשים שנוצרו, והם ישרדו ויתרבו (= תהליך הברֵרה הטבעית).
הפריה הדדית היא תהליך הגורם להגדלת השונות באוכלוסייה, מכיוון שהיא מאפשרת יצירת צאצאים בעלי מגוון רחב של שילובי חומר תורשתי משני מקורות שונים.
מסיבה זו, ברוב הפרחים הדו-מיניים קיימים מנגנונים למניעת האבקה עצמית כגון:
הפרדה במיקום אברי הרבייה, המושגת בדרכים הבאות:
- האבקנים נמוכים מן הצלקת או גבוהים ממנה בהרבה, ולכן גרגירי האבקה אינם יכולים
להגיע לצלקת.
- בפרחים חד-זוויגיים כל פרח מכיל רק אברי רבייה מטיפוס אחד, אבקנים או עליים.
הפרחים הנקביים והזכריים נמצאים על אותו הצמח או בצמחים שונים.
הפרדה במועד הבשלת האבקנים והצלקת
האבקנים והצלקת מבשילים במועדים שונים.
אי-התאמה עצמית
גרגירי האבקה אינם יכולים לנבוט על הצלקת של אותו פרט. ;

15. התאמת גרגיר האבקה לתהליך ההאבקה
התאמות לתהליך רבייה ביבשה
תאי האבקה של הצמחים, כמו כל תאי הרבייה של כל היצורים החיים, רגישים להתייבשות.
הם מצויים בתוך גרגירי האבקה, ולכן הם מוגנים מן הסביבה החיצונית.
גרגיר האבקה מוקף בדופן רב-שכבתית קשה, המגִנה על תאי האבקה מפני התייבשות, קרינה ופגיעות מכניות.
התאמות להיצמדות למאביק
בדופן של גרגר האבקה של פרחים המואבקים על ידי בעלי חיים, לעתים יש בליטות ושקעים האופייניים לסוג הצמח. הבליטות מאפשרות היצמדות למאביק והשתחררות ממנו בהגיע המאביק לצלקת.
התאמות לזיהוי תוך מיני
הדופן מכילה אמצעי זיהוי והיכרות בין הצלקת לבין גרגיר האבקה. הזיהוי הוא שלב הכרחי במניעת נביטת גרגיר אבקה על צלקת של מין ביולוגי אחר.
גרגיר אבקה של צמח
ממשפחת החלמיתיים
Dartmouth College E. M. Facility
imaged by Louisa Howard, Charles Daghlian

16. גורם חיצוני זה יכול להיות רוח או בעלי חיים.
האבקה – אמצעי המעבר
לגרגירי אבקה אין יכולת תנועה עצמית, על כן נדרש גורם חיצוני – המאביק, שיסייע להעברתם מפרח לפרח.
גורם חיצוני זה יכול להיות רוח או בעלי חיים.
רבים מבעלי החיים המאביקים את הפרחים הם חרקים כמו דבורים, חיפושיות, פרפרים ועשים, אבל יש גם יונקים ועופות המשמשים מאביקים, כמו הצופית ועטלפי פרחים.
אורה בר
במהלך האבולוציה התפתחה התאמה בין מבנה הפרח, גודלו, צבעו ,ריחו ומבנה גרגירי האבקה לבין סוג המאביק.
מבנהו של הצמח מבטיח שהמאביק יתחכך באבקנים ובצלקת, וכך הוא "יתלכלך" בגרגירי האבקה, ויעבירם לצלקת של פרח אחר מאותו המין.
בפרחים רבים נמצאים בפרח גם צופנים, שהם רקמות המפרישות את הצוף. הצוף הוא נוזל מתוק וריחני המושך אליו את המאביקים.

17. שלבים בתהליך הרבייה בצמחים: ההפריה
נתאר תהליך הפריה בצמח שיש לו בשחלה שתי ביציות, שיופרו על ידי שני גרגירי אבקה. הביצית של הצמחים היא מבנה רב-תאי. היא מכילה את תא הביצה שהוא הגמטה הנקבית ההפלואידית (n) ותאים אחרים, ובהם תא בעל שני גרעינים שהוא תא ההורה של האנדוספרם.
נתאר את תהליך ההפריה של ביצית אחת
(הזהה לתהליך ההפריה של הביצית האחרת).
שתי גמטות הפלואידיות
גרגיר האבקה נוחת על הצלקת וחלה היכרות בינו לבין הצלקת (שניהם שייכים לאותו המין הביולוגי). גרגיר האבקה מצמיח נחשון המתקדם לאורך עמוד העלי ומגיע לשחלה. הנחשון מכיל שתי גמטות הפלואידיות (n).

18. צפו בסימולציה המתארת את תהליך ההפריה.
שלבי ההפריה
אנדוספרם תא
הביצה
תא ההורה
של האנדוספרם
זיגוטה שתתפתח לעובר
שתי הגמטות הזכריות
הנחשון חודר דרך השחלה ומשחרר את שתי הגמטות. אחת מהן מפרה את תא הביצית, והאחרת מפרה את תא ההורה של האנדוספרם. כלומר, מתרחשת הפריה כפולה. לאחר ההפריה, הביצית תהפוך לזרע הכולל: עובר שהתפתח מהביצית המופרית - הזיגוטה הדיפלואידית (n2), ואנדוספרם שיתפתח מתא ההורה של האנדוספרם המופרה. האנדוספרם הוא הרקמה המכילה חומרי מזון הנחוצים להתפתחות הזרע.
צפו בסימולציה המתארת את תהליך ההפריה.

19. השינויים בפרח לאחר ההפריה: מן הפרח יעלה הפרי.
השינויים בפרח לאחר ההפריה: מן הפרח יעלה הפרי.
זרע
עובר
זרע
השחלה המעובה הפכה לפרי המכיל שני זרעים
לאחר ההפריה הפרח נובל. השחלה מתעבה והופכת לפרי, ובתוכו שני זרעים שהתפתחו משתי הביציות המופרות.
מפרחים שהשחלות שלהם מכילות ביצית אחת – יתפתח פרי המכיל זרע אחד (כמו משמש ואפרסק).
מפרחים שהשחלות שלהם מכילות זרעים רבים – יתפתח פרי המכיל זרעים רבים (כמו עגבנייה ומלפפון).

20. שאלה 8
שאלה 8: 
א. האם ההפריה בצמחים בעלי פרחים היא הפריה פנימית או חיצונית? הסבירו.
ב. מהי חשיבות הדבר בתנאי יבשה?

21. תשובה
שאלה 8: 
א. האם ההפריה בצמחים בעלי פרחים היא הפריה פנימית או חיצונית? הסבירו.
ב. מהי חשיבות הדבר בתנאי יבשה?
תשובה:
א. זו הפריה פנימית. היא מתרחשת בתוך הביצית שבשחלה של הפרח.
ב. ההפריה והתפתחות הזרעים מתרחשים בתוך השחלה, וכך הם מוגנים מפני התייבשות.

22. שאלה 9
שאלה 9: בגרות תש"ע
לעומת האבקה זרה, האבקה עצמית בצמחים שיש להם פרחים מקטינה את השוֹנוּת הגנטית, אך אינה מבטלת אותה.
א. הסבירו מדוע האבקה עצמית מקטינה את השונות הגנטית.
ב. הסבירו מדוע האבקה עצמית אינה מבטלת את השונות הגנטית.

23. תשובה
שאלה 9: בגרות תש"ע
לעומת האבקה זרה, האבקה עצמית בצמחים שיש להם פרחים מקטינה את השוֹנוּת הגנטית, אך אינה מבטלת אותה.
א. הסבירו מדוע האבקה עצמית מקטינה את השונות הגנטית.
ב. הסבירו מדוע האבקה עצמית אינה מבטלת את השונות הגנטית.
תשובה:
א. השונות הגנטית מוקטנת היות שמדובר בהתלכדויות של גמטות שנוצרו בפרט אחד בלבד, לעומת התלכדות של גמטות שהתפתחו בפרטים שונים בעלי תכונות גנטיות שונות.
ב. 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.

24. סיכום: רבייה זוויגית בצמחים
רבייה זוויגית היא דרך הרבייה העיקרית בצמחים בעלי פרחים.
פרח טיפוסי מורכב מעלי גביע, עלי כותרת, אבקנים – שהם אברי הרבייה הזכריים,
ועלי – שהוא אבר הרבייה הנקבי.
האבקן מורכב מזיר ומְאַבֵּק, ובתוכו נמצאים גרגירי האבקה. גרגירי האבקה מכילים את
הגמטות הזכריות.
העלי מורכב מצלקת, עמוד העלי והשחלה, שבתוכה מצויות ביצית אחת או כמה ביציות.
הביצית מכילה את תא הביצה, שהוא הגמטה הנקבית ותאים אחרים. הביציות נמצאות
בסביבה סגורה המוגנת מפני התייבשות ומותאמת לקיום תהליך ההפריה.
ההאבקה
בצמחים יש שתי צורות האבקה: האבקה עצמית והאבקה זרה.
האבקה זרה מבוצעת בעיקר בעזרת בעלי חיים או הרוח.
קיימת התאמה בין מבנה הפרח לסוג ההאבקה.
האבקה זרה גורמת להגדלת השונות הגנטית יותר מהאבקה עצמית , ולכן יש לה יתרון
בסביבות שהתנאים בהן משתנים, ואילו להאבקה עצמית יש יתרון בסביבות שהתנאים בהן
יציבים.
האבקה עצמית מקטינה את השונות הגנטית, אך אינה מבטלת אותה.

25. סיכום: רבייה זוויגית בצמחים
ההפריה והתפתחות הפרי והזרעים
גרגיר האבקה הנוחת על הצלקת מצמיח נחשון נביטה, החודר אל הביצית ומשחרר שתי
גמטות זכריות. אחת הגמטות מפרה את תא הביצה ומתפתח עובר, והגמטה האחרת מפרה
תאים אחרים בעובר ומתפתח אנדוספרם, שהוא הרקמה המזינה את העובר. הביצית הופכת
לזרע המכיל את העובר והאנדוספרם.
לאחר ההפריה הפרח נובל, והשחלה מתעבה והופכת לפרי שבתוכו הזרעים.
התאמות לרבייה בתנאי יבשה
הגמטות נמצאות בסביבה לחה וסגורה המוגנת מהתייבשות: הביציות בתוך השחלה, וגרגירי
האבקה בתוך המאבקים.
ההפריה והתפתחות העובר מתרחשות בשחלה, שהיא סביבה לחה וסגורה המוגנת מפני
התייבשות:
- צמיחת נחשון הנביטה מתרחשת בעמוד העלי ותהליך ההפריה מתרחש בשחלה.
- העובר מתפתח בשחלה ההופכת לפרי.
מונחים: (הלקוחים מהסילבוס)
אבקן, האבקה זרה, האבקה מלאכותית, זיר, מאבק, נביטת גרגיר האבקה, נחשון, עלי,
עלי גביע, עלי כותרת, עמוד עלי, צופן, צלקת, שחלה.

26. שאלה 10 סעיפים א'-ב'
שאלה 10: בגרות תשס"ט
במחקר נבדקה יצירת פֵּרות בשני מיני צמחים, מין א' ומין ב'. לשני מיני הצמחים יש פרחים צבעוניים וצוּפָנים. מכל מין נבחרו לניסוי 40 צמחים שגודלו בשתי חלקות סמוכות. בכל חלקה היו 20 צמחים 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 הפֵּרות שהתפתחו. כמו כן, חוּשב שיעור הפוריות, שהוא אחוז הפרחים שהתפתחו מהם פֵּרות.
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.
ב. במין ב' מספר גרגירי האבקה הממוצע לפרח היה גדול הרבה יותר ממספרם במין א'.
האם נתונים אלו תומכים בתשובתכם לסעיף א'? הסבירו.

27. תשובה
שאלה 10: בגרות תשס"ט
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.
ב. במין ב' מספר גרגירי האבקה הממוצע
לפרח היה גדול הרבה יותר ממספרם במין א'.
האם נתונים אלו תומכים בתשובתכם לסעיף א'? הסבירו.
תשובה:
א. 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 פֵּרות.
ב. 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.

28. שאלה 10 סעיפים ג'-ד'
שאלה 10: בגרות תשס"ט
ג. תארו שני מנגנונים המונעים האבקה עצמית בצמחים.
ד. בהאבקה עצמית יש יתרונות וחסרונות לקיום המין. ציינו יתרון אחד וחיסרון אחד.

29. תשובה סעיפים ג'-ד'
שאלה 10: בגרות תשס"ט
ג. תארו שני מנגנונים המונעים האבקה עצמית בצמחים.
ד. בהאבקה עצמית יש יתרונות וחסרונות לקיום המין. ציינו יתרון אחד וחיסרון אחד.
תשובה:
ג. 1. אי סבילות עצמית: כאשר הצלקת של הפרח מזהה (בעזרת מנגנונים כימיים) שמקור גרגיר האבקה הוא באותו הצמח, היא אינה מפרישה את תמיסת הסוכר הנדרשת לנביטת גרגירי האבקה. אם אין נביטה, הנחשון אינו מתפתח והגמטה הזכרית אינה יכולה להיפגש עם הגמטה הנקבית.
2. האבקנים נמוכים מהצלקת: ולכן גרגירי האבקה אינם יכולים להגיע לצלקת.
3. האבקנים והעלי מבשילים בזמנים שונים: ולכן גרגירי האבקה שנוצרו בפרח אינם יכולים להיות מעורבים בהפריה של אותו הפרח או פרח אחר בצמח.
המנגנון היעיל ביותר הוא אי-סבילות עצמית, היות שלא משנה אם גרגירי האבקה הגיעו לצלקת בטעות – בכל מקרה הם לא יוכלו לנבוט.
ד. יתרון: 1. יש סיכוי גדול יותר שתתרחש האבקה.
2. נדרשים פחות גרגירי אבקה, דבר המהווה חיסכון באנרגיה ובחומרים בעבור הצמח.
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.

30. שאלה 11
שאלה 11: בגרות תשס"ז
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.
ב. חוקרים שעוסקים בפיתוח צמחים בעלי תכונות רצויות לחקלאים, תחילה מרבים את הצמחים ברבייה זוויגית, ורק אחר כך ברבייה אל-זוויגית. הסבירו מדוע.

31. תשובה
שאלה 11: בגרות תשס"ז
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.
ב. חוקרים שעוסקים בפיתוח צמחים בעלי תכונות רצויות לחקלאים, תחילה מרבים את הצמחים ברבייה זוויגית, ורק אחר כך ברבייה אל-זוויגית. הסבירו מדוע.
תשובה:
א. 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. 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.

32. שאלה 12
שאלה 12: בגרות תשס"ז
"בנטגְרַס" 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?
ב. ציינו שני תנאים שצריכים להתקיים, כדי שתוכל להתרחש הפריה בין הצמח המהונדס לבין צמח בר.

33. תשובה
שאלה 12: בגרות תשס"ז
"בנטגְרַס" 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?
ב. ציינו שני תנאים שצריכים להתקיים, כדי שתוכל להתרחש הפריה בין הצמח המהונדס לבין צמח בר.
תשובה:
א. 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. תנאי ראשון – התאמה גנטית בין הצמחים (הבר והמהונדס), 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.

34. שאלה 14
שאלה 14: בגרות תשס"ו
א. ציינו בעיה אחת, הנוגעת להתפתחות העובר אצל יצורים החיים ביבשה ומשותפת לבעלי חיים ולצמחים החיים ביבשה.
ב. תארו פתרון אחד לבעיה זו אצל צמחים.

35. תשובה
שאלה 14: בגרות תשס"ו
א. ציינו בעיה אחת, הנוגעת להתפתחות העובר אצל יצורים החיים ביבשה ומשותפת לבעלי חיים ולצמחים החיים ביבשה.
ב. תארו פתרון אחד לבעיה זו אצל צמחים.
תשובה:
א. הבעיה העיקרית היא סכנת ההתייבשות של הגמטות ושל העובר.
ב. הגמטות מתפתחות בתוך מבנים אטומים לאיבוד מים: הגמטה הנקבית (תא הביצה) מתפתחת בתוך הביצית שבשחלה (הגנה כפולה), והגמטות הזכריות מתפתחות בתוך גרגירי האבקה, שגם הם אטומים לאיבוד מים.
העובר בצמח מתפתח בתוך הביצית (שהופכת לזרע) האטומה מפני איבוד מים בעזרת קליפה קשה.

36. שאלה 15
שאלה 15: בגרות תש"ע
תארו את תהליך ההפריה בפרח, מרגע הגעת גרגיר האבקה לצלקת ועד להפריה (כולל).

37. תשובה
שאלה 15: בגרות תש"ע
תארו את תהליך ההפריה בפרח, מרגע הגעת גרגיר האבקה לצלקת ועד להפריה (כולל).
תשובה:
א. הצלקת מזהה שגרגיר האבקה שייך לאותו המין הביולוגי ומפרישה תמיסת סוכר.
ב. גרגיר האבקה מפתח את הנחשון המוביל את הגמטות אל הביצית.
ג. הנחשון מתלכד עם הדופן של הביצית ושתי הגמטות הזכריות חודרות לתוכה.
ד. גמטה אחת מתלכדת עם הגמטה הנקבית שבביצית ונוצר העובר.
ה. הגמטה האחרת מתלכדת עם תאים אחרים שבביצית ומתפתח האנדוספרם, שהוא רקמת המזון שתזין את העובר בתקופת ההתפתחות הראשונה שלו.