IGCSE, A-Level & AP IGCSE, A-Level & AP Sheet preview · ⁨תצוגה מקדימה לדף⁩

Ecology · ⁨אקולוגיה⁩

AP Biology · ⁨ביולוגיה AP⁩ · Topic 8 · ⁨נושא 8⁩

View Slides · ⁨הצגת שקפים⁩ Train · ⁨אימון⁩
Video lesson for this topic · ⁨שיעור וידאו לנושא זה⁩ Open the video page · ⁨פתח את עמוד הוידאו⁩
7:53

אקולוגיה

שבר זה מכיל יותר מיני חיים בחדשן אחד מאשר מחלקה שלמה של אדמות חקלאיות. כל דג תלוי במשחלת, והמשחלת בתוכנית האלגיות הקטנות בתוכה.…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון⁩

8.1

Responses to the Environment · ⁨תגובות לסביבה⁩
Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 8.1.A: Explain how the behavioral and physiological response of an organism is related to changes in internal or external environment.

  • 8.1.A.1 Organisms respond to changes in their environment through behavioral and physiological mechanisms.
    • Exclusion statement: Knowledge of specific behavioral or physiological mechanisms is beyond the scope of the AP Exam.
    • Illustrative examples for 8.1.A.1:
      • Photoperiodism and phototropism in plants
      • Taxis and kinesis in animals
      • Nocturnal and diurnal activity
  • 8.1.A.2 Organisms exchange information with one another in response to internal changes and external cues, which can change behavior.
    • Illustrative examples for 8.1.A.2:
      • Fight-or-flight response
      • Predator warnings
      • Plant responses to herbivory

Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

Learning Objective 8.1.B: Explain how the behavioral responses of organisms affect their overall fitness and may contribute to the success of a population.

  • 8.1.B.1 Organisms communicate through various mechanisms (visual, audible, tactile, electrical, and/or chemical signals).
    • i. Organisms have a variety of signaling behaviors that produce changes in the behavior of other organisms and can result in differential reproductive success.
    • ii. Animals use signals to indicate dominance, find food, establish territory, and ensure reproductive success.
    • Exclusion statement: Knowledge of specific mechanisms of communication is beyond the scope of the AP Exam.
    • Illustrative examples for 8.1.B.1:
      • Territorial marking in mammals
      • Coloration in flowering plants and animals
      • Bird songs
      • Pack behaviors in animals
      • Predatory warnings
  • 8.1.B.2 Responses to information and communication of information are vital to natural selection and evolution.
    • i. Fitness favors innate and learned behaviors that increase survival and reproductive success.
    • ii. Cooperative behavior tends to increase the fitness of the individual and the survival of the population.
    • Exclusion statement: The details of the various communications and community behavioral systems are beyond the scope of the AP Exam.
    • Illustrative examples for 8.1.B.2.i:
      • Parent and offspring interactions
      • Courtship and mating behaviors
      • Foraging by bees and other animals
    • Illustrative examples for 8.1.B.2.ii:
      • Pack behavior in animals
      • Herd, flock, and schooling behavior in animals
      • Predator warnings
      • Colony and swarming behavior in insects
      • Kin selection
עברית

רעיון מרכזי 2 — אנרגטיקה: מערכות ביולוגיות משתמשות באנרגיה ובבלוקי בנייה מולקולריים לצמיחה, רבייה ותחזוקה של בית-חום דינמי.

מטרות למידה 8.1.A: הסבר כיצד התגובה ההתנהגותית והפיזיולוגית של אורגניזם קשורה לשינויים בסביבה הפנימית או החיצונית.

  • 8.1.A.1 אורגניזמים מגיבים לשינויים בסביבתם באמצעות מנגנונים התנהגותיים ופיזיולוגיים.
    • הצהרת פסילה: ידע על מנגנונים התנהגותיים או פיזיולוגיים ספציפיים אינו נכלל בתחום הבחינה ב-AP.
    • דוגמאות למחישת 8.1.A.1:
      • פוטופריודיזם ופוטטרופיזם בצמחים
      • טקסיס וקינזיס בחיות
      • פעילות לילית ויומית
  • 8.1.A.2 אורגניזמים מתחלפים מידע זה עם זה כתגובה לשינויים פנימיים ולרמזים חיצוניים, שיכולים לשנות התנהגות.
    • דוגמאות למחישת 8.1.A.2:
      • תגובת לחימה או בריחה
      • אזהרות מטורפים
      • תגובות צמחים להכרסה

רעיון מרכזי 3 — אחסון ומעבר מידע: מערכות חיות מאחסנות, מוצאות, משדרות ומגיבות למידע הקריטי לתהליכי החיים.

מטרה לימודית 8.1.B: הסבר כיצד תגובות ההתנהגות של אורגניזמים משפיעות על הכושר הכולל שלהן ועלולות לתרום להצלחת האוכלוסייה.

  • 8.1.B.1 אורגניזמים מתקשרים באמצעות מגוון מנגנונים (אותות ויזואליים, שמיעתיים, מגע, חשמליים ו/או כימיים).
    • i. לאורגניזמים יש מגוון התנהגויות אותות המייצרות שינויים בהתנהגות של אורגניזמים אחרים ועלולות להוביל להצלחה רביעתית שונה.
    • ii. חיות משתמשות באותות כדי להצביע על דומיננטיות, למצוא מזון, לקבוע טריטוריה ולהבטיח הצלחה רביעתית.
    • הצהרת פסילה: ידע על מנגנוני תקשורת ספציפיים אינו נכלל בתחום הבחינה ב-AP.
    • דוגמאות למחישת 8.1.B.1:
      • סימון טריטוריה ביונקים
      • צביעה בצמחים פורחים ובבעלי חיים
      • שירי ציפורים
      • התנהגויות קבוצתיות בבעלי חיים
      • אזהרות טורפים
  • 8.1.B.2 תגובות למידע ותקשורת מידע הן קריטיות לבחירה טבעית ולהתפתחות.
    • i. כושר ההסתגלות מעדיף התנהגויות מולדות ומנוכשות המגדילות את השרידות וההצלחה הרביעתית.
    • ii. התנהגות שיתופי פעולה נוטה להגדיל את כושר ההסתגלות של הפרט ואת השרידות של האוכלוסייה.
    • הצהרת חריגה: פרטי התקשורות השונות ומערכות ההתנהגות הקהילתיות אינם בתחום ההסמכה של מבחן AP.
    • דוגמאות מדגמיות ל-8.1.B.2.i:
      • אינטראקציות בין הורים לצאצאים
      • התנהגויות זיווג ומשיכה
      • רעייה על ידי דבורים ובעלי חיים אחרים
    • דוגמאות מדגמיות ל-8.1.B.2.ii:
      • התנהגויות קבוצתיות בבעלי חיים
      • התנהגויות צאן, עדר והתקבצות בבעלי חיים
      • אזהרות מטורפים
      • התנהגויות מושבה ואשפה בחרקים
      • בחירת קרובי משפחה (Kin selection)

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

Organisms sense and respond to their surroundings in ways that aid survival and reproduction. Behaviors may be innate (inherited, like reflexes and instincts) or learned. Responses such as migration, hibernation, and phototropism, and signals between organisms, are shaped by natural selection because they improve fitness.

The behaviours the CED lists by name

These are the illustrative behaviours an exam question builds its scenario from, so learn what each one is and what it buys the organism:

Behaviour What it is Why it aids fitness
taxis 趋性 movement directed towards or away from a stimulus reaches food, light or moisture, or escapes a hazard
kinesis 动性 a change in the rate of random movement, with no direction keeps the animal in favourable conditions by moving less there and more elsewhere
nocturnal and diurnal activity 夜行性与昼行性 being active at night, or by day avoids predators or heat, and matches activity to when food is available
territorial marking 领域标记 scent, sound or visual marks that claim an area secures food, nesting sites and mates without repeated fighting
coloration 体色 pigmentation in animals and flowering plants warning, camouflage, mate attraction — and in flowers, attracting pollinators
foraging 觅食 by bees and others searching for and collecting food efficient foraging returns more energy than it costs, which is what selection acts on

⚠️ Taxis and kinesis are the pair most often confused. Taxis has a direction: the woodlouse walks towards the damp. Kinesis has only a rate: the woodlouse moves quickly and turns often in dry air and slows down in damp air, so it ends up in the damp without ever steering there.

Life-history strategy 生活史策略 is the pattern of when an organism grows, reproduces and dies, and it too is shaped by selection: a biennial plant stores resources in its first year and flowers in its second; reproductive diapause pauses development until conditions improve, so offspring arrive when they can survive. Both trade the timing of reproduction against the chance that it succeeds.

עברית

אורגניזמים חשים ומגיבים לסביבתם באופן התורם להישרדות ולריבוי. התנהגויות עשויות להיות אינסונקטיביות (מועברות גנטית, כמו רפלקסים ואינסטינקטים) או נלמדו. תגובות כגון הגירה, חורמה ופוטוטרופיזם, וגם אותות בין אורגניזמים, מעוצבות על ידי ברירה טבעית משום שהן מגדילות את הכושר האבולוציוני.

פרחי החמנייה פונים לאור: אורגניזמים מזהים ומגיבים לגירויים סביבתיים
פרחי החמנייה פונים לאור: אורגניזמים מזהים ומגיבים לגירויים סביבתיים

ההתנהגויות שרשימת ה-CED מציין בשמותיהן

אלו ההתנהגויות הדוגמניות עליהן נבנית תרחיש של שאלת ביקוש, לכן יש ללמוד מה כל אחת היא ומה היא מספקת לאורגניזם:

התנהגות מה זו מדוע היא תורמת לכوשר
טקסיס תנועה מוכוונת לעבר או הרחק מגירוי מגיע למזון, לאור או ללחות, או נמלט מסכנה
קינזיס שינוי בקצב התנועה האקראית, ללא כיוון שומר על בעל החיים בתנאים אידיאליים על ידי הפחתת תנועה במקום זה ועלייה בה elsewhere
פעילות לילית ויומית פעילות בלילה או ביום הימנעות מטורפים או מחום, התאמת פעילות לתקופה שבה מזון זמין
סימון טריטורייה סימונים בניחוח, קול או חזות המסמכים אזור מבטיח מזון, מקומות לקינון וחברים ללא קרבות חוזרים
צביעה פיגמנטציה בחיות ובצמחים פורחים אזהרה, הסוואה, משיכת חברים; בצמחים פורחים גם משיכת מאבקים
חיפוש מזון על ידי דבורים ואחרות חיפוש ואיסוף מזון חיפוש יעיל מביא יותר אנרגיה מאשר הוא עולה, וזהו מה שעליו פועלת הברירה

⚠️ טקסיס וקינזיס הם הזוג המבלבל ביותר. לטקסיס יש כיוון: העשגל הולך לעבר האוויר הלח. לקינזיס יש רק קצב: העשגל נע במהירות וסובב פעמים רבות באוויר יבש ומאט את מהירותו באוויר לח, כך שהוא מגיע לאוויר הלח מבלי לבצע מעולם כיוון ספציפי לשם.

אסטרטגיית חיי האורגניזם היא דפוסי הזמן בו אורגניזם גדל, מתרבה ומת, והיא גם כן מעוצבת על ידי ברירה: צמח דו-שנתי מאגר משאבים בשנתו הראשונה ופורח בשנייה; דיאופאוזה רבייתית משהה את ההתפתחות עד שתנאים משתפרים, כך שהצאצאים נולדים בזמן שבו הם יכולים לשרוד. שניהם מבצעים תמורה בין מועד הרבייה לבין הסיכוי להצלחה שלה.

8.2

Energy Flow Through Ecosystems · ⁨זרימת אנרגיה באקולוגיות⁩
Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
Big IdeaLearning ObjectiveEssential Knowledge

Big Idea 2 — Energetics
Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

8.2.A
Describe the strategies organisms use to acquire and use energy.

  • 8.2.A.1 Organisms use energy to organize, grow, reproduce, and maintain homeostasis.
    • i. Organisms use different strategies to regulate body temperature and metabolism. Endotherms use thermal energy generated by metabolism to maintain homeostatic body temperatures. Ectotherms lack efficient internal mechanisms for maintaining body temperature, although they may regulate their temperature behaviorally by moving into the sun or shade or by aggregating with other individuals.
    • ii. A net gain in energy results in energy storage, the growth of an organism, and increased reproductive output.
    • iii. A net loss of energy results in loss of mass, a decrease in reproductive output, and, eventually, the death of an organism.
  • 8.2.A.2 Different organisms use various reproductive strategies in response to energy availability. Some organisms alternate between asexual and sexual reproduction in response to energy availability.
    • Illustrative examples for 8.2.A:
      • Seasonal reproduction in animals and plants
      • Life-history strategy (biennial plants, reproductive diapause)

8.2.B
Explain how energy flows and matter cycles through trophic levels.

  • 8.2.B.1 Ecological levels of organization include populations, communities, ecosystems, and biomes.
  • 8.2.B.2 Energy flows through ecosystems, while matter and nutrients cycle between the environment and organisms via biogeochemical cycles. The cycles are essential for life, and each cycle demonstrates the conservation of matter. The cycles are interdependent.
  • 8.2.B.3 Biogeochemical cycles include abiotic and biotic reservoirs, as well as processes that cycle matter between reservoirs.
  • 8.2.B.4 The hydrologic (water) cycle involves water movement and storage within the hydrosphere. Reservoirs include oceans, surface water, the atmosphere, and living organisms. Processes include evaporation, condensation, precipitation, and transpiration.
  • 8.2.B.5 The carbon cycle involves recycling carbon atoms through Earth's biosphere into organisms as carbohydrates and back into the atmosphere as carbon dioxide $\left(\mathrm{CO_2}\right)$. At the highest levels of organization, the carbon cycle can be simplified into four parts: photosynthesis, cellular respiration, decomposition, and combustion.
  • 8.2.B.6 The nitrogen cycle involves several steps, including nitrogen fixation, assimilation, ammonification, nitrification, and denitrification. These steps are performed by microorganisms in the soil. The largest reservoir of nitrogen is the atmosphere. In nitrogen fixation, nitrogen gas $\left(\mathrm{N_2}\right)$ is fixed into ammonia $\left(\mathrm{NH_3}\right)$, which ionizes to ammonium $\left(\mathrm{NH_4^+}\right)$ by acquiring hydrogen ions from the soil solution.
  • 8.2.B.7 The phosphorus cycle involves weathering rocks releasing phosphate $\left(\mathrm{PO_4^{3-}}\right)$ into soil and groundwater. Producers take in phosphate, which is incorporated into biological molecules; consumers eat producers, transferring phosphate to animals. Phosphorus returns to the soil via decomposition of biomass, or excretion. Phosphate can also be incorporated back into the environment via decomposition of decaying organic matter.

8.2.C
Explain how changes in energy availability affect populations, communities, and ecosystems.

  • 8.2.C.1 Changes in energy availability can result in changes in population size.
  • 8.2.C.2 Changes in energy availability can result in disruptions to an ecosystem.
    • i. A change in energy resources such as sunlight can affect the number and size of the trophic levels. Trophic levels include producers; primary, secondary, tertiary, and quaternary consumers; and decomposers.
    • ii. A change in the biomass or number of producers in a given geographic area can affect the number and size of other trophic levels.

8.2.D
Explain how the activities of autotrophs and heterotrophs enable the flow of energy within an ecosystem.

  • 8.2.D.1 Autotrophs capture energy from physical or chemical sources in the environment.
    • i. Photosynthetic organisms capture energy present in sunlight contributing to primary productivity.
    • ii. Chemosynthetic organisms capture energy from small inorganic molecules present in their environment, which can occur in the absence of oxygen.
  • 8.2.D.2 Heterotrophs, which include carnivores, herbivores, omnivores, decomposers, and scavengers, metabolize carbohydrates, lipids, and proteins as sources of energy. Heterotrophs capture the energy present in carbon compounds by consuming organic matter derived from autotrophs incorporating matter into their tissues.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

Energy enters most ecosystems 生态系统 as sunlight, is captured by producers 生产者 (photosynthesizers), and passes to consumers 消费者 along a food chain 食物链. Each level is a trophic level 营养级. Only about 10% of energy transfers up each level (the rest is lost as heat), so food chains are short and producers are the most abundant. Energy flows through and is lost, while matter (carbon, nitrogen) cycles.

Worked example. Suppose producers capture $10{,}000\ \text{kcal}$. Applying the $10\%$ rule, primary consumers receive about $1{,}000\ \text{kcal}$, secondary consumers $100\ \text{kcal}$, and tertiary consumers only $10\ \text{kcal}$. Losing $90\%$ as heat at every step is exactly why food chains rarely exceed four or five levels – there is too little energy left to support another.

עברית

אנרגיה נכנסת לרוב אקולוגיות באמצעות אור שמש, נכלאת על ידי מפיקים (פוטוסינתטיזרים), ועוברת לצרכנים לאורך שרשרת מזון. כל רמה היא רמה טרופית. רק כ-10% מהאנרגיה עולים ברמה (השאר מאבד כחום), ולכן שרשראות המזון קצרות והמפיקים הם הנפוצים ביותר. אנרגיה זורמת דרך מערכת ומתאבדת, בעוד חומר (פחמן, חנקן) מתחלף.

רק כ-10% מהאנרגיה עוברת לרמה הטרופית הבאה
רק כ-10% מהאנרגיה עוברים למפלסה הטרופית הבאה

דוגמה מופת. אם יצרנים תופסים $10{,}000\ \text{kcal}$. בהתאם לכלל $10\%$, צרכים ראשוניים מקבלים כ-$1{,}000\ \text{kcal}$, צרכים שניוניים $100\ \text{kcal}$, וצרכים טרטיאריים רק $10\ \text{kcal}$. האובדן של $90\%$ כתמיחה בכל שלב הוא בדיוק הסיבה לכך שמסלולי מזון נדירות לעבור ארבעה או חמישה מפלסים – נותרת אנרגיה insufficient לתמוך במפלסה נוספת.

Explore · ⁨חקור⁩

Energy up a food chain · ⁨אנרגיה לאורך שרשרת מזון⁩

Only about 10% of energy passes to the next trophic level; the rest is lost as heat. That's why food chains are short and top predators are few. · ⁨רק כ-10% מהאנרגיה עוברות למפלסת הטרופית הבאה; השאר אבוד בחום. לכן שרשראות מזון קצרות והטורפים בראש הן נדירות.⁩

8.3

Population Ecology · ⁨אקולוגיה של אוכלוסיות⁩
Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

Learning Objective 8.3.A: Describe factors that influence growth dynamics of populations.

  • 8.3.A.1 Populations comprise individual organisms of the same species that interact with one another and with the environment in complex ways.
  • 8.3.A.2 Many adaptations in organisms are related to obtaining and using energy and matter in a particular environment.
    • i. Population growth dynamics depend on birth rate, death rate, and population size.
      • Equation: Population Growth — $\dfrac{dN}{dt} = B - D$ where $dt$ = chage in time; $B$ = birth rate; $D$ = death rate; $N$ = population size; $dN$ = change in population size
    • ii. Reproduction without constraints results in the exponential growth of a population.
      • Equation: Exponential Growth — $\dfrac{dN}{dt} = r_{max} N$ where $dt$ = change in time; $N$ = population size; $dN$ = change in population size; $r_{max}$ = maximum per capita growth rate of population
עברית

רעיון מרכזי 3 — אחסון ומעבר מידע: מערכות חיות מאחסנות, מוצאות, משדרות ומגיבות למידע הקריטי לתהליכי החיים.

מטרת למידה 8.3.A: תאר גורמים המשפיעים על דינמיקת הגדילה של אוכלוסיות.

  • 8.3.A.1 אוכלוסיות מורכבות מאורגניזמים בודדים מאותו מין הנמצאים במינים אינטראקציות המורכבות עם זה ועם הסביבה.
  • 8.3.A.2 רבים מההסתגלויות בקיימות אורגניזמים קשורות להשגת שימוש באנרגיה ובחומר בסביבה ספציפית.
    • i. דינמיקת גדילת האוכלוסייה תלויה בקצב הלידה, קצב המות והגודל של האוכלוסייה.
      • משוואה: גדילת אוכלוסייה — $\dfrac{dN}{dt} = B - D$ כאשר $dt$ = שינוי בזמן; $B$ = קצב הלידה; $D$ = קצב המות; $N$ = גודל האוכלוסייה; $dN$ = שינוי בגודל האוכלוסייה
    • ii. רבייה ללא מגבלות מובילה לגדילה אקספוננציאלית של אוכלוסייה.
      • משוואה: גדילה אקספוננציאלית — $\dfrac{dN}{dt} = r_{max} N$ כאשר $dt$ = שינוי בזמן; $N$ = גודל האוכלוסייה; $dN$ = שינוי בגודל האוכלוסייה; $r_{max}$ = קצב הגדילה המקסימלי לקפטה (לקבלת) האוכלוסייה

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

A population 种群 is the individuals of one species in an area. Its growth depends on birth, death, immigration, and emigration. Exponential growth 指数增长 ($J$-shaped) happens with unlimited resources; logistic growth 逻辑斯蒂增长 ($S$-shaped) levels off at the carrying capacity 环境容纳量 $K$ – the maximum the environment can sustain – following $\dfrac{dN}{dt}=r_{\max}N\dfrac{K-N}{K}$.

Worked example. A population has $r_{\max}=0.5\ \text{yr}^{-1}$, carrying capacity $K=1000$, and current size $N=400$. Then $\dfrac{dN}{dt}=0.5\times400\times\dfrac{1000-400}{1000}=0.5\times400\times0.6=120$ individuals per year. The $\frac{K-N}{K}$ term is why growth is fastest near $N=K/2$ and slows toward zero as $N$ approaches $K$.

עברית

אוכלוסייה היא פרטים של מין אחד באזור מסוים. הגידול שלה תלוי בלידה, מות, גירה פנימה וגירה החוצה. גידול אקספוננציאלי (צורת $J$) מתרחש כאשר המשאבים אינם מוגבלים; גידול לוגיסטי (צורת $S$) משתטח ב-קיבולת הנשיאה $K$ – המקסימום שהסביבה יכולה לקיים – לאחר $\dfrac{dN}{dt}=r_{\max}N\dfrac{K-N}{K}$.

גידול אוכלוסייה: תקופת התאמה, גידול אקספוננציאלי, ולאחר מכן השתטחות בקיבולת הנשיאה
גידול אוכלוסייה: תקופת התאמה, גידול אקספוננציאלי, ולאחר מכן השתטחות בקיבולת הנשיאה

דוגמה מופת. לאוכלוסייה יש $r_{\max}=0.5\ \text{yr}^{-1}$, קיבולת נשיאה $K=1000$, וגודל נוכחי $N=400$. אז יתווצבו $\dfrac{dN}{dt}=0.5\times400\times\dfrac{1000-400}{1000}=0.5\times400\times0.6=120$ פרטים בשנה. האיבר $\frac{K-N}{K}$ הוא הסיבה לכך שהגידול מהיר ביותר סמוך ל-$N=K/2$ ומאט לכיוון אפס כאשר $N$ מתקרבת ל-$K$.

Explore · ⁨חקור⁩

Grow a population to carrying capacity · ⁨גדילו אוכלוסייה עד לקיבולת נשיאה⁩

A population grows fast when small, then slows as it nears its carrying capacity $K$ — logistic growth. Raise the growth rate and watch it level off. · ⁨אוכלוסייה צומחת מהר כאשר היא קטנה, ולאחר מכן מאטה כשהיא מתקרבת ל-קיבולת החישוב שלה $K$ — צמיחה לוגיסטית. העלה את קצב הצמיחה ותצפה כיצד היא מתקבעת.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
taxis/ˈtæksiz/ טאקסיס
kinesis/kəˈniːsɪs/ קינסיס
nocturnal and diurnal activity/nɒkˈtɜːnl ænd ˈdɪɜːnl ækˈtɪvɪti/ פעילות לילית ויומית
territorial marking/ˌterɪˈtɔːrɪəl ˈmɑːkɪŋ/ סימון טריטוריה
coloration/ˌkʌləˈreɪʃn/ צבעונות
foraging/ˈfɒrɪdʒɪŋ/ חיפוש מזון
Life-history strategy/laɪf ˈhɪstəri ˈstrætədʒi/ אסטרטגיית היסטוריית חיים
ecosystems/ˈiːkəʊsɪstəmz/ מערכות אקולוגיות
producers/prəˈdjuːsəz/ מייצרים
consumers/kənˈsuːməz/ צרכנים
food chain/fuːd tʃeɪn/ שרשרת מזון
trophic level/ˈtrəʊfɪk ˈlevl/ רמת תזונה
population/ˌpɒpjʊˈleɪʃn/ אוכלוסייה
Exponential growth/ˌekspəˈnenʃl ɡrəʊθ/ גידול אקספוננציאלי
logistic growth/ləˈdʒɪstɪk ɡrəʊθ/ צמיחה לוגיסטית
carrying capacity/ˈkæriɪŋ kəˈpæsɪti/ קיבולת נשיאה
Density-dependent/ˈdensɪti dɪˈpendənt/ תלוי בצפיפות
Density-independent/ˈdensɪti ˌɪndɪˈpendənt/ בלתי תלוי בצפיפות
community/kəˈmjuːnɪti/ קהילה
competition/ˌkɒmpəˈtɪʃn/ תחרות
predation/prɪˈdeɪʃn/ טריפה
symbiosis/ˌsɪmbaɪˈəʊsɪs/ סימביוזה
8.4

Effect of Density on Populations · ⁨השפעת צפיפות על אוכלוסיות⁩
Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

Learning Objective 8.4.A: Explain how the density of a population affects and is determined by resource availability in the environment.

  • 8.4.A.1 Carrying capacity is the sustainable abundance of a species that can be supported by the ecosystem's total available resources.
  • 8.4.A.2 As limits to growth attributable to density-dependent and density-independent factors are imposed, a logistic growth model typically ensues.
    • Equation: Logistical Growth — $\dfrac{dN}{dt} = r_{max} N \left( \dfrac{K - N}{K} \right)$ where $dt$ = change in time; $N$ = population size; $dN$ = change in population size; $r_{max}$ = maximum per capita growth rate of population; $K$ = carrying capacity
עברית

רעיון מרכזי 4 — אינטראקציות מערכות: מערכות ביולוגיות נמצאות באינטראקציה זו עם הזו, ומערכות אלו ואינטראקציותיהן מציגות תכונות מורכבות.

מטרת למידה 8.4.A: הסבר כיצד צפיפות האוכלוסייה משפיעה ונקבעת על ידי זמינות המשאבים בסביבה.

  • 8.4.A.1 נשיאה הוא הכמות הבר-קיימת של מין שאינו יכול להיות נתמך על ידי סך המשאבים הזמינים באקו-מערכת.
  • 8.4.A.2 כשהגבלות לגדילה הנובעות מגורמים תלויי-צפיפות ולא-תלויי-צפיפות מוטלות, מתקבלת בדרך כלל מודל גדילה לוגיסטית.
    • משוואה: גדילה לוגיסטית — $\dfrac{dN}{dt} = r_{max} N \left( \dfrac{K - N}{K} \right)$ כאשר $dt$ = שינוי בזמן; $N$ = גודל האוכלוסייה; $dN$ = שינוי בגודל האוכלוסייה; $r_{max}$ = קצב הגדילה המקסימלי לקפטה (לקבלת) האוכלוסייה; $K$ = נשיאה

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

Some factors depend on crowding, others do not:

  • Density-dependent 密度制约 factors intensify as a population grows – competition, predation, disease.
  • Density-independent 非密度制约 factors act regardless of density – weather, natural disasters.

These factors regulate population size around the carrying capacity.

עברית

חלק מהגורמים תלויים בצפיפות וחלקם אינם:

  • גורמים התלויים בצפיפות: הופכים לחזקים יותר ככל שהאוכלוסייה גדלה – תחרות, טריפה, מחלות.
  • גורמים שאינם תלויים בצפיפות: פועלים ללא קשר לצפיפות – מזג אוויר, אסונות טבע.

גורמים אלו ויסתים את גודל האוכלוסייה סביב קיבולת הנשיאה.

עדר איילים צפוף: גורמים התלויים בצפיפות כמו מחלות ותחרות על מזון מתגברים עם עליית המספרים
עדר איילים צפוף: גורמים התלויים בצפיפות כמו מחלות ותחרות על מזון מתגברים עם עליית המספרים
8.5

Community Ecology · ⁨אקולוגיה של קהילה⁩
Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 8.5.A: Describe the structure of a community according to its species composition and diversity.

  • 8.5.A.1 The structure of a community is measured and described in terms of species composition and species diversity.
    • Equation: Simpson's Diversity Index — $\text{Diversity Index} = 1 - \sum \left( \dfrac{n}{N} \right)^2$ where $n$ = total number of organisms of a particular species; $N$ = total number of organisms of all species

Learning Objective 8.5.B: Explain how interactions within and among populations influence community structure.

  • 8.5.B.1 Communities are groups of interacting populations of different species that change over time based on the interactions between those populations.
  • 8.5.B.2 Interactions among populations determine how they access energy and matter within a community.
  • 8.5.B.3 Relationships among interacting populations can be characterized by positive and negative effects and can be modeled. Examples include predator/prey interactions, cooperation, trophic cascades, and niche partitioning.
  • 8.5.B.4 Competition, predation, and symbioses, including parasitism, mutualism, and commensalism, can drive population dynamics.
עברית

רעיון מרכזי 2 — אנרגטיקה: מערכות ביולוגיות משתמשות באנרגיה ובבלוקי בנייה מולקולריים לצמיחה, רבייה ותחזוקה של בית-חום דינמי.

מטרות למידה 8.5.A: תאר את מבנה הקהילה לפי הרכב המינים והגיוון שלה.

  • 8.5.A.1 מבנה הקהילה נמדד ונתאר במונחי הרכב מינים וגיוון מינים.
    • נוסחה: מדד גיוון סימפסון — $\text{Diversity Index} = 1 - \sum \left( \dfrac{n}{N} \right)^2$ שבו $n$ = הסך הכול של אורגניזמים במין מסוים; $N$ = הסך הכול של אורגניזמים מכל המינים

מטרות למידה 8.5.B: הסבר כיצד אינטראקציות בתוך ובין אוכלוסיות משפיעות על מבנה הקהילה.

  • 8.5.B.1 קהילות הן קבוצות של אוכלוסיות המינים השונות הנמצאות באינטראקציה, המשתנות לאורך זמן בהתאם לקשרים בין האוכלוסיות הללו.
  • 8.5.B.2 האינטראקציות בין אוכלוסיות קובעות כיצד הן מגיעות לאנרגיה ולחומר בתוך הקהילה.
  • 8.5.B.3 יחסים בין אוכלוסיות המינים יכולים להתאפיין באפקטים חיוביים ושליליים ולמודל אותם. דוגמאות כוללות אינטראקציות טורף/טריף, שיתוף פעולה, קסקדות טרופיות וחלוקת נישה.
  • 8.5.B.4 תחרות, טריפה וסימביוזות, כולל פראיטיזם, הדדיות וקומנסליזם, יכולות להניע דינמיקה של אוכלוסיות.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

A community 群落 is all the interacting populations in an area. Key interactions: competition 竞争 (for shared resources), predation 捕食, symbiosis 共生 – mutualism (both benefit), commensalism (one benefits, other unaffected), and parasitism (one benefits, other harmed). These relationships shape which species coexist.

עברית
דג-בגדד בין נימי אנומונה ימית — הדגמה קלאסית של הדדיות
דג-בגדד בין נימי אנומונה ימית — הדגמה קלאסית של הדדיות

קהילה היא כל האוכלוסיות הפועלות במגע באזור מסוים. אינטראקציות מרכזיות: תחרות (על משאבים משותפים), טריפה, הדדיות – הדדיות הדדית (שתי הצדדים נהנים), הדדיות נטורלית (צד אחד נהנה, השני לא מושפע), ופרזיטיזם (צד אחד נהנה, השני נפגע). קשרים אלו מעצבים אילו מינים יכולים להתקיים יחד.

רשת מזון מקשרת בין מספר מסלולי מזון
רשת מזון מקשרת בין מספר מסלולי מזון
8.6

Biodiversity · ⁨מגוון ביולוגי⁩
Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

Learning Objective 8.6.A: Describe the relationship between ecosystem diversity and its resilience to changes in the environment.

  • 8.6.A.1 Natural and artificial ecosystems with fewer component parts, and with little diversity among the parts, are often less resilient to changes in the environment.
  • 8.6.A.2 Keystone species, producers, and essential abiotic and biotic factors contribute to maintaining the diversity of an ecosystem.

Learning Objective 8.6.B: Explain how the addition or removal of any component of an ecosystem will affect its overall short-term and long-term structure.

  • 8.6.B.1 The effects of keystone species on the ecosystem are disproportionate relative to their abundance in the ecosystem. When they are removed from the ecosystem, it often collapses.
עברית

רעיון מרכזי 4 — אינטראקציות מערכות: מערכות ביולוגיות נמצאות באינטראקציה זו עם הזו, ומערכות אלו ואינטראקציותיהן מציגות תכונות מורכבות.

מטרות למידה 8.6.A: תאר את הקשר בין מגוון אקוסיסטמות ליכולת ההסתגלות שלהן לשינויים בסביבה.

  • 8.6.A.1 אקוסיסטמות טבעיות ומלאכותיות עם פחות רכיבים ועם מעט גיוון בין הרכיבים, נוטות להיות פחות עמידות לשינויים בסביבה.
  • 8.6.A.2 מינים מפתח, מייצרים וגורמים אביוטיים וביויטיים חיוניים תורמים לשמירה על הגיוון באקוסיסטמה.

מטרות למידה 8.6.B: הסבר כיצד הוספה או הסרה של כל רכיב באקוסיסטמה ישפיע על המבנה הכולל שלה בטווח הקצר והארוך.

  • 8.6.B.1 השפעת מינים מפתח על האקוסיסטמה היא פרופורציונלית בצורה יוצאת דופן לגודל האוכלוסייה שלהם באקוסיסטמה. כאשר הם מוסרים מהאקוסיסטמה, היא נוטה להתמוטט.

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

Biodiversity 生物多样性 is the variety of life – genes, species, and ecosystems. Higher diversity generally makes a community more resilient 有韧性, better able to withstand and recover from disturbance. A keystone species 关键种 has an outsized effect, so losing it can collapse the community.

עברית
מבנה שונית אלמוגים: מגוון ביולוגי גבוה באקוסיסטם ימי מוצר
מבנה שונית אלמוגים: מגוון ביולוגי גבוה באקוסיסטם ימי מוצר

מגוון ביולוגי הוא המגוון של חיים – גנים, מינים וביוטופים. מגוון גבוה הופך בדרך כלל קהילה ל-עמידה יותר, מסוגלת לעמוד בהפרעות ולשקום מהן. מין עיקרי משפיע בצורה מוגזמת, ולכן אובדנו יכול לגרום לקריסת הקהילה.

מגוון ביולוגי בשלושה רמות: גנטי, מיני ואקולוגי
מגוון ביולוגי בשלושה רמות: גנטי, מיני ואקולוגי
Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
Biodiversity/ˌbaɪəʊdaɪˈvɜːsɪti/ מגוון ביולוגי
resilient/rɪˈsɪlɪənt/ עמיד
keystone species/ˈkiːstəʊn ˈspiːsiːz/ מין מפתח
ecological succession/ˌekəˈlɒdʒɪkl səkˈseʃn/ התפתחות אקולוגית
8.7

Disruptions in Ecosystems · ⁨הפרעות באקוסיסטמים⁩
Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English

Big Idea 1 — Evolution: The process of evolution drives the diversity and unity of life.

Learning Objective 8.7.A: Explain the interaction between the environment and random or preexisting variations in populations.

  • 8.7.A.1 An adaptation is a genetic variation that is favored by selection and manifests as a trait that provides an advantage to an organism in a particular environment.
  • 8.7.A.2 Heterozygote advantage is when the heterozygous genotype has a higher relative fitness than either the homozygous dominant or homozygous recessive genotype.
  • 8.7.A.3 Mutations are not directed by specific environmental pressures.

Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

Learning Objective 8.7.B: Explain how invasive species affect ecosystem dynamics.

  • 8.7.B.1 The intentional or unintentional introduction of an invasive species can allow the species to exploit a new niche free of predators or competitors or to outcompete native species for resources.
    • Illustrative examples for 8.7.B.1:
      • Kudzu
      • Zebra mussels

Learning Objective 8.7.C: Describe human activities that lead to changes in ecosystem structure and dynamics.

  • 8.7.C.1 Human impact accelerates changes at local and global levels. These activities can drive changes in ecosystems, such as the following, that cause extinctions to occur:
    • i. Biomagnification
    • ii. Eutrophication
    • Illustrative examples for 8.7.C.1:
      • Dutch elm disease
      • Potato blight

Learning Objective 8.7.D: Explain how geological and meteorological activity leads to changes in ecosystem structure and dynamics.

  • 8.7.D.1 Geological and meteorological events affect habitat change and ecosystem distribution. Biogeographical studies illustrate these changes.
    • Illustrative examples for 8.7.D.1:
      • Global climate change
      • Logging
      • Urbanization
      • Monocropping
      • El Nino
      • Continental drift
      • Meteor impact on dinosaurs
עברית

רעיון מרכזי 1 — התפתחות: תהליך ההתפתחות מניע את הגיוון והאיחוד בחיי היצורים.

מטרות למידה 8.7.A: הסבר את האינטראקציה בין הסביבה לבין שינויים אקראיים או קיימים מראש באוכלוסיות.

  • 8.7.A.1 התאמה היא שינוי גנטי שנבחר לטובה על ידי הבחירה הטבעית ומתבטא בתכונה המעניקה יתרון לאורגניזם בסביבה מסוימת.
  • 8.7.A.2 יתרון ההטרוזיגוט הוא מצב שבו הגנוטיפ ההטרוזיגוטי בעל כושר התאמה יחסי גבוה יותר מאשר הגנוטיפ ההומוזיגוטי הדומיננטי או הרצסיבי.
  • 8.7.A.3 מוטציות אינן מופעלות על ידי לחצים סביבתיים ספציפיים.

רעיון מרכזי 4 — אינטראקציות מערכות: מערכות ביולוגיות נמצאות באינטראקציה זו עם הזו, ומערכות אלו ואינטראקציותיהן מציגות תכונות מורכבות.

מטרת הלמידה 8.7.B: הסבר כיצד מי פולשים משפיעים על דינמיקת האקוסיסטמה.

  • 8.7.B.1 הכנסת כוונה או ללא כוונה של מין פולש יכולה לאפשר למין לנצל נישה חדשה חסרת טורפים או מתחרים, או להתחרות במינים מקומיים על משאבים.
    • דוגמאות הדגמה עבור 8.7.B.1:
      • קודז'ו
      • מערכי זברה

מטרת הלמידה 8.7.C: תיאור פעילויות אנושיות המובילות לשינויים במבנה ובדינמיקה של אקוסיסטמות.

  • 8.7.C.1 ההשפעה האנושית מאיצה שינויים ברמת המקום והגלובלית. פעילויות אלו עשויות לגרום לשינויים באקוסיסטמות, כמו אלו הבאים, הגורמים להכחדה:
    • i. ביו-אקומולציה (הצטברות ביולוגית)
    • ii. אאוטרופיקציה
    • דוגמאות הדגמה עבור 8.7.C.1:
      • מחלת האלם ההולנדית
      • פילבלט הפוטטה

מטרת הלמידה 8.7.D: הסבר כיצד פעילות גיאולוגית ומטאורולוגית מובילה לשינויים במבנה ובדינמיקה של אקוסיסטמות.

  • 8.7.D.1 אירועים גיאולוגיים ומטאורולוגיים משפיעים על שינויי גריסת מחיה וחלוקת אקוסיסטמות. מחקרים ביאוגיאוגרפיים ממחישים שינויים אלו.
    • דוגמאות הדגמה עבור 8.7.D.1:
      • שינויי אקלים גלובליים
      • חיתוך יערות
      • עירוניות
      • חקלאות מונו-קולטורה
      • אל נינו
      • הזזת יבשות
      • פגיעת מטאורית באריות

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨מקור: תיאור הקורס והמבחן של College Board AP⁩

English

Ecosystems change from natural and human causes – climate shifts, invasive species, habitat loss, and pollution. A disturbance can trigger ecological succession 生态演替 (the community rebuilds over time). Because species are interconnected, a change to one – especially a keystone or a trophic level – can ripple through the whole ecosystem.

עברית
נוף מוחשר – אובדן ביוטופ הוא הפרעה עיקרית לאקוסיסטמים
נוף מוחשר – אובדן ביוטופ הוא הפרעה עיקרית לאקוסיסטמים

אקוסיסטמים משתנים בגלל סיבות טבעיות ואנושיות – שינויי אקלים, מינים פולשים, אובדן ביוטופ וזיהום. הפרעה יכולה להפעיל התפתחות אקולוגית (הקהילה נבנית מחדש לאורך זמן). מכיוון שמינים קשורים זה בזה, שינוי במין אחד – במיוחד מין עיקרי או רמה תזונתית – עלול לגרור תגובה שרשרתית בכל האקוסיסטם.

החשירה מפחיתה את המגוון הביולוגי וגורמת לסחיפה, הצפות ועלייה ברמת CO2
החשירה מפחיתה את המגוון הביולוגי וגורמת לסחיפה, הצפות ועלייה ברמת CO2
8.7

Exam tips · ⁨טיפים לבחינות⁩
English
  • Apply the 10% rule: about 90% of energy is lost at each trophic level, so food chains are short.
  • Distinguish exponential ($J$) from logistic ($S$) growth; the latter levels off at the carrying capacity ($\frac{dN}{dt}=r_{\max}N\frac{K-N}{K}$).
  • Separate density-dependent (competition, disease, predation) from density-independent (weather) limiting factors.
  • Name community interactions (competition, predation, symbiosis) and the effect of a keystone species.
  • Explain how disturbing one species — especially a keystone or a whole trophic level — ripples through the ecosystem.
עברית
  • יש להשתמש ב-חוק ה-10%: כ-90% מאנרגיה מאבדים בכל רמה תזונתית, ולכן שרשראות מזון קצרות.
  • יש להבחין בין צמיחה אקספוננציאלית ($J$) לבין צמיחה לוגיסטית ($S$); השנייה מתווטאת ב-קיבולת הנשיאה ($\frac{dN}{dt}=r_{\max}N\frac{K-N}{K}$).
  • יש להפריד בין גורמים מגבילים תלויים בצפיפות (תחרות, מחלות, טריפה) לבין גורמים בלתי תלויים בצפיפות (מזג אוויר).
  • יש למנות אינטראקציות בקהילה (תחרות, טריפה, סימביוזה) ולהסביר את השפעתו של מין עיקרי.
  • יש להסביר כיצד ההפרעה במין אחד – במיוחד מין עיקרי או רמה תזונתית שלמה – גורמת לתגובה שרשרתית באקוסיסטם.

Interactive lessons on this topic · ⁨שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.⁩

Past Papers · ⁨מבחני עבר⁩

More topics in AP Biology · ⁨ביולוגיה AP⁩ · ⁨נושאים נוספים בAP Biology · ⁨ביולוגיה AP⁩⁩

Log in or create account · ⁨היכנס או צור חשבון⁩

IGCSE, A-Level & AP