תקשורת, ויסות ותיאום

1. תקשורת, ויסות ותיאום נכתב ונערך ע"י אירית שדה .

2. רעיונות מרכזיים: יחסי גומלין וקיום שיווי משקל דינמי - קליטת גירויים ותגובה... גדילה והתפתחות – שילוב השפעת הסביבה  תקשורת ויסות ותיאום נושא בחירה לתלמידי 5 יח"ל, כ- 50 שעות לימוד

3. .שימו מתוך 8 הדוגמאות חובה ללמד דוגמה אחת בצמחים ודוגמה אחת בבעלי חיים. דוגמאות להתערבות האדם. ויהי אור שינוי מלאכותי של אורך יום להגברת ההטלה בלולים מועד השגת הבגרות המינית, מועדי ההטלה וכמות הביצים המוטלות מושפעים משינוי באורך היום. אור --- היפופיזה --- הורמון FSH --- בלוטות הרבייה יום מתארך פעילות רבה יותר של בלוטות הרבייה יותר ביצים

4. דוגמאות להתערבות האדם. ויהי אור שינוי מלאכותי של אורך יום להכוונת הפריחה. להבדיל משינויים יומיים ועונתיים בטמפרטורה, אורך היום משתנה באופן קבוע ומחזורי פוטו-פריודיות = שינויים עונתיים של אורך היום. לשינויים במשך שעות האור ביממה השפעה על תהליכים שונים בצמחים: צמחים הזקוקים ליום ארוך כדי לפרוח נקראים צמחי יום ארוך (זני חיטה, חסה, תרד, אפונה, אירוס) צמחים הזקוקים ליום קצר כדי לפרוח נקראים צמחי יום קצר (חרצית, תות שדה, זני סויה, אורז) למרות השם המתייחס לאורך היום, המנגנון הביולוגי קשור בדר"כ לרצף שעות החושך הקודם לפריחה: במחקרים נמצא שהמשפיע על הפריחה הוא משך שעות החושך הרציפות ולא משך שעות האור למעשה... צמח יום ארוך הוא צמח לילה קצר והפוך... על ידי שינוי משך שעות הארה ורצף ההארה (תוספת של הבזקי אור במשך הלילה)ניתן לתזמן מועד פריחה רצוי בהתאם לדרישות השוק.

5. השפעת אורך היום על מועדי הפריחה מתוך - 'מערכות אקולוגיות, פרקים באקולוגיה והתערבות האדם בטבע' ד"ר נטע עורבי המרכז להוראת המדעים 200

6. דוגמאות להתערבות האדם. ויהי אורשינוי מלאכותי של אורך יום להכוונת הפריחה. "שעון" האור: פיטוכרום פיגמנט הנוצר בעלים ומצוי בחלקים שונים בצמח. חומר חלבוני המחליף את צבעו מכחול לסגול ובחזרה לכחול בהתאם לגלי האור שהוא קולט: הפיטוכרום בולע את קרינת השמש באורכי גל באזור האדום (660 ננומטר) והאדום-רחוק (אינפרה אדום, 730 ננומטר). פרקים באקולוגיה אמיר רות 1995

7. דוגמאות להתערבות האדם. ויהי אור שינוי מלאכותי של אורך יום להכוונת הפריחה. "שעון" האור: פיטוכרום פיגמנט הנוצר בעלים ומצוי בחלקים שונים בצמח. חומר חלבוני המחליף את צבעו מכחול לסגול ובחזרה לכחול בהתאם לגלי האור שהוא קולט: הפיטוכרום בולע את קרינת השמש באורכי גל באזור האדום (660 ננומטר) והאדום-רחוק (אינפרה אדום, 730 ננומטר). הפיטוכרום מופיע בצמח בשתי צורות: צורה פעילה (*Pfr) וצורה בלתי פעילה (Pr*). נמצא כי האור האדום גורם להפיכתו לצורתו הפעילה והאור האדום רחוק (+גורמים נוספים) מחזירו לצורה הלא-פעילה. אור אדום רחוק (לילה) השפעה על יצור פיטוכרום שאינופעילפיטוכרום פעיל פעילות ביולוגית Pr אור אדום (יום) Pfr בצמח חזרה למצב בלתי פעיל התפרקות הפיטוכרום * העשרה

8. פעילותו של הפיטוכרום בצמחים: • משפיע על מועדי הפריחה • מעבר למצב תרדמה בזרעים מסויימים ושבירת תרדמה בזרעים אחרים, פקעות ובצלים. • השפעה על תהליך יצירת חומרי צבע כמו כלורופיל ואנטוציאן. • התפתחות כלורופלסטים • מנגנון הפעולה כנראה קשור • בשינוי חדירות הקרומים בתאים בהם הוא נמצא, • לחומרים מסויימים • ועל ידי כך מאפשר השפעה של מווסתי צמיחה שונים. רמות ארגון: פיטוכרום – חלבון בתא משפיע על האורגניזם השלם 

9. הורמונים טיפול הורמונאלי בבעלי חיים במשק החקלאי להגברת ייצור החלב והבשר. יש המוסיפים לפרות הורמונים (בעיקר הורמון גדילה*) במטרה להגביר את תנובת החלב. תוספת הורמון הגדילה מתגברים צריכת המזון וכושר הייצור של תאי העטין. זרימת דם אל העטין גדלה ב-35%, עקב כך מוגברת אספקת חומרי המוצא לייצור החלב תנובת החלב עולה בכ-20%. הורמון הגדילה מיוצר בהנדסה גנטית. !!! השימוש בהורמון הגדילה בקרב הרפתנים שנוי במחלוקת. *הורמון גדילה. הורמון גדילה (GH - GrowthHormone) הוא הורמון המופרש מבלוטת יותרת המוח ותפקידו בין היתר לווסת ייצור חלבונים ולהמריץ צמיחה. הורמון הגדילה מופרש במהלך כל שנות החיים, כאשר כמות ההפרשה יורדת עם הגיל. מחסור בהורמון זה יגרום לעצירת הגדילה, לקומה נמוכה ואף לגמדות. לחילופין, עודף בהורמון עלול לגרום לקומה גבוהה וענקות.

10. הורמונים צמחיים (מווסתי צמיחה) * טיפולים הורמונאליים (מווסתי צמיחה) בצמחים הורמונים צמחיים – קבוצת הורמונים המבקרים והמווסתים את תהליכי הצמיחה וההתפתחות של הצמח העילאי. פעילות הורמונים אלה חיונית למהלך חייו התקין של הצמח. דוגמאות: אוקסין – הורמון הבקרה העיקרי בצמח, והאחראי העיקרי לתקשורת בין הנצר לשורש. האוקסין משפיע על: גדילת תאים, נטיית הצמח לצמוח לכיוון האור (פוטוטרופיזם), התמיינות מערכת ההובלה, על יצירת שורשים, התפתחות של פירות ובעל תפקיד בשלטון הקודקודי . מבקר יצירת הורמונים אחרים (גיברלין) שימוש באוקסין בביוטכנולוגיה זירוז יצירת שורשים. זירוז התפתחות הפרי, ליצירת פירות ללא זרעים, וללא צורך בהאבקה (Parthenocarpy). מניעה של נשירת עלים ופירות. זירוז הפריחה. הידעת???

11. הורמונים צמחיים (מווסתי צמיחה) * ג'יברלין – מעודד צמיחה – התארכות הגבעול, עלים ושורשים. בחלק מהצמחים מעודד פריחה. בזרעי דגניים חשוב לתחילת הנביטה (שבירת התרדמה). שימוש בג'יברלין בביוטכנולוגיה עידוד צמיחה. זירוז נביטה זירוז הפריחה. * אתילן– מווסת ומבקר הבשלת פירות. מעורב בתהליך נשירת עלים ופרות בסתיו. מעודד הזדקנות של רקמות מסויימות תוך עיכוב צמיחתן. שימוש באתילן בביוטכנולוגיה הבשלה והבחלה*. הידעת??? הידעת??? * הבחלה – הבשלה של פרי המתבצעת לאחר הקטיף.

12. גרפים אלו ממחישים היטב את השפעת האוקסין והגיברלין על התארכות הצמח. ניתן להשתמש בשקף להוראה או לשאלה  נלקח מ"צומח וצמחים" , או"פ, יחידה 10 עמוד 45.

13. הורמונים צמחיים (מווסתי צמיחה) • * דוגמאות לטיפולים הורמונאליים בצמחים • השרשת ייחורים השרשת ייחורים - גידול צמחים מקטעי ענפים, גבעולים או עלים.בתוספת אוקסין תזורז צמיחת השורשים. • הכוונת הפריחה – גורמים חיצוניים משפיעים על מועד הפריחה: משך שעות האור, טמפרטורה. גם גורמים פנימיים - הורמון הג'יברלין. טיפול בג'יברלין יכול להחליף באופן חלקי את השפעת האור או הקור. גם אתילן במינים מסוימים מזרז פריחה ובמינים אחרים – מעכב. • ויסות הבשלה של פירות. קצב ההבשלה- מושפע ממווסת הצמיחה- אתילן. • הפרי המבשיל משחרר אתילן שמשפיע על תהליכים בהבשלת הפרי עצמו ועל הבשלה של פירות אחרים. • נינוס צמחים* - בעזרת עיכוב יצירת הג'יברלין המשפיע על הצימוח ניתן לגדל צמחים ננסיים. • ויסות נשירת פירות ועלים (שילוך). • ריסוס באוקסין או גיברלין על מינים מסוימים מעורר התפתחות פרי ללא הפריה. • דוגמאות: בננה, גפן ללא זרעים, אבטיח ללא זרעים. • * חומרים מננסים - חומרים הפועלים כמעכבים ליצור ג'יברלין בצמח.

14. דוגמה לשאלות 1. לפניכם טבלה המציגה את אחוז הנביטה של זרעי החסה מזן מסוים בתנאי סביבה שונים (נתונים מהספר "צומח וצמחים", או"פ, יחידה 10, עמוד 51) א. מה ניתן ללמוד מנתונים אלו לגבי רגישות זרעי החסה לאור? ב. איזה חומר המצוי בצמח עשוי להסביר תוצאות אלו? הסבר תשובתך. ג. חסה נחשבת לצמח יום ארוך. מה משמעות הדבר? או - מה תהייה ההשפעה של הארכת/קיצור משך שעות האור על התפתחות החסה?

17. ניתן להוסיף: • מה המשותף לאוקסין ואתילן? • ציין תפקוד נוסף של (כל) אחד מהחומרים, בצמחים. שימו לב ליחידות ציר X – סקלה לוגריתמית...

18. מתוך מבחן בגרות מדעי החיים והחקלאות, תשס"ז. יש להפוך את השאלות לשאלות פתוחות או לבקש נימוק. באיזו דרך חקלאי יכול לקבל צמחים ננסיים? א. על ידי טיפול בחומרים מעכבים סינתזה של ג'יברלין בצמח. ב. על ידי טיפול בחומרים מעכבים סינתזה של אתילן בצמח ג. על ידי ריסוס הצמחים בג'יברלין. ד. ע"י ריסוס הצמחים באתילן. איזה מבין התהליכים הבאים אינו מווסת על ידי מווסתי צמיחה (הורמונים)? א. מועד הפריחה ב. עליית המים בגבעול ג. נשירת העלים 4. צמיחה לכיוון האור אפשר לבחור בתהליך שנלמד בכתה... למשל הבחלה/הבשלה, זירוז נביטה...

19. רשימת מקורות • בכר, ח. וברנהולץ, ח. 2000. תקשורת ויסות ותיאום ביצורים חיים. המרכז להוראת המדעים. האוניברסיטה העברית, ירושלים. • גרדי, א. 1992. צומח וצמחים. האוניברסיטה הפתוחה. יחידה 10:זרע, נביטה וגורמי בקרה בהתפתחות צמחים. • כהנא, א. ומרקס, א. 1989. רבייה. באדם, בבעלי חיים וצמחים. משרד החינוך והאוניברסיטה העברית, הפקולטה לחקלאות. • עורבי, נ. 2000. מערכות אקולוגיות, פרקים באקולוגיה והתערבות האדם בטבע. המרכז להוראת המדעים. • פיינשטיין, ב. (עורך). 1988.השבחה וטיפוח, מביות ועד ביוטכנולוגיה. משרד החינוך, האגף לתוכניות לימודים. • http://www.edugal.org.il/hokrim/concept/mu337.htm (פיטוכרום) • http://www.amalnet.k12.il/sites/genetic/articles.asp?url=gar0048.htm&bid=7&tat=2#3 הגברת תנובת חלב • http://www1.snunit.k12.il/heb_journals/mada/255256.html הורמונים צמחיים. • http://www.tau.ac.il/~ecology/virtau/7-itaymaza/index.htm הורמונים צמחיים - פרוט לגבי כל הורמון.