bronnen

Eindexamen biologie vwo 2011, tijdvak 2

bij dit examen

Tenzij anders vermeld, is er sprake van normale situaties en gezonde
organismen.

opgave 1Drilpiraterij

Biologen bestudeerden de voortplanting bij een populatie bruine kikkers (Rana
temporaria) in de Pyreneeën en ontdekten daar het verschijnsel ‘drilpiraterij’.
Bruine kikkers gaan in voorjaarsnachten, in maart en april, op zoek naar een
geschikte poel voor de voortplanting. Daar neemt het mannetje de paarhouding
(amplex) aan op de rug van een kikkervrouwtje dat haar eitjes af gaat zetten. Dit
is weergegeven in afbeelding 1, tekening 1.
Kikkerdril dat voor een deel bevrucht is door een mannetje tijdens deze amplex
wordt meer dan eens achteraf gekaapt door een tweede mannetje, dat de nog
niet bevruchte eieren alsnog bevrucht (afbeelding 1, tekening 2).
afbeelding 1
ei afzet en amplex bevruchting eiklomp drilpiraat drilpiraat bevrucht eiklomp eiklomp ei afzet en bevruchting
De oorzaak van deze drilpiraterij is waarschijnlijk een overschot aan mannetjes
in de poel. In één geval waren de onderzoekers er getuige van dat een
piratenmannetje het legsel onder een paartje wegtrok om het vervolgens zelf te
bevruchten. De drilpiraten boeken wisselend succes, maar gemiddeld weten zij
met hun tactiek bijna 25 procent van de eitjes te bevruchten.
Piratenmannetjes gaan op zoek naar versgelegde eiklompen, tot ongeveer twee
uur na het afzetten. Ze klampen zich tijdens de bevruchting vast aan de eieren
zoals een mannetje zich normaal aan een vrouwtje vastklampt tijdens de
bevruchting. Dit gebeurt zonder de eitjes te beschadigen.
11p
Leg uit of het gedrag van de drilpiraat wel of niet nadelig is voor het doorgeven
van de genen van het mannetje dat eerder in amplex is gegaan met het vrouwtje
om haar eitjes te bevruchten.
22p
Leg uit dat drilpiraterij het aanpassingsvermogen van een geïsoleerde populatie
van de bruine kikker kan vergroten.
De onderzoekers hebben de verwantschap tussen de bruine kikkers en de
nakomelingen in een bepaalde poel onderzocht. Ze kwamen tot de conclusie dat
in de paartijd drilpiraterij had plaatsgevonden.
33p
− Welke twee deelonderzoeken hebben de onderzoekers uitgevoerd om deze
conclusie te kunnen trekken?
− Welk resultaat heeft tot de hierboven beschreven conclusie geleid?

opgave 2HPV-vaccinatie

Baarmoederhalskanker is een vorm van kanker die relatief vaak voorkomt bij vrouwen. De ziekte kan zijn veroorzaakt door een infectie met het humaan papillomavirus (HPV). Vroeg of laat lopen bijna alle vrouwen het…

Baarmoederhalskanker is een vorm van kanker die relatief vaak voorkomt bij vrouwen. De ziekte kan zijn veroorzaakt door een infectie met het humaan papillomavirus (HPV). Vroeg of laat lopen bijna alle vrouwen het virus op. HPV wordt vooral overgedragen door seksueel contact. Vaak verloopt een infectie onschuldig, maar sommige typen HPV kunnen baarmoederhalskanker veroorzaken. Vaccinatie van tienermeisjes tegen HPV is een effectieve manier om het ontstaan van baarmoederhalskanker op latere leeftijd tegen te gaan. De vaccins tegen HPV die beschikbaar zijn, beschermen tegen infectie door verschillende typen HPV. De typen HPV16 en HPV18 veroorzaken samen ongeveer 70 procent van de gevallen van baarmoederhalskanker in Europa. In 2009 werden voor het eerst meisjes opgeroepen voor de eerste uit een serie van drie vaccinaties tegen HPV.

Het vaccin waarmee de meisjes worden geïnjecteerd, beschermt onder andere
tegen HPV18.
42p
Waaruit bestaat het tegen HPV18 werkzame deel van dit vaccin?
A een deel van het RNA van HPV18
B een effectief immunoglobuline tegen HPV18
C een manteleiwit van HPV18
52p
Welke cellen van het afweersysteem zullen op het vaccin reageren met de
vorming van antistoffen?
A B-lymfocyten
B cytotoxische T-cellen
C T-helpercellen
Er is besloten dat in eerste instantie alleen meisjes gevaccineerd worden.
62p
− Geef een biologisch argument waarom jongens niet in het vaccinatie-
programma opgenomen zijn.
− Geef een biologisch argument waarom het beter zou zijn om jongens wél in
het vaccinatieprogramma op te nemen.
Voordat op regeringsniveau besloten werd tot landelijke invoering van de HPV-
vaccinatie heeft men niet alleen naar de medische relevantie gekeken, maar ook
naar de economische haalbaarheid. Dit betekent dat men in ieder geval
ingeschat heeft in hoeverre vaccinatie het ontstaan van baarmoederhalskanker
zou verminderen, en wat vaccinatie gaat kosten.
71p
Welk biomedisch onderzoek, behalve het bepalen van de (verminderde) kans op
baarmoederhalskanker, zal ook uitgevoerd zijn of worden?
Het kankerverwekkende HPV neemt met een zestal eigen genen de controle over de gastheercel over. Een van die genen codeert voor het eiwit E6. Dat is een eiwit dat tumorsuppressorgenen van de gastheercel remt. Deze…

Het kankerverwekkende HPV neemt met een zestal eigen genen de controle over de gastheercel over. Een van die genen codeert voor het eiwit E6. Dat is een eiwit dat tumorsuppressorgenen van de gastheercel remt. Deze tumorsuppressorgenen zorgen bij DNA-schade voor het stoppen van de celcyclus en voor het beginnen van apoptose (geprogrammeerde celdood).

Als een meisje geïnfecteerd is met HPV, kan dat op latere leeftijd leiden tot het
ontstaan van baarmoederhalskanker.
83p
− Leg uit hoe een HPV-infectie van baarmoederhalscellen kan leiden tot het
ontstaan van baarmoederhalskanker.
− Geef een verklaring voor het feit dat baarmoederhalskanker vaak pas op
latere leeftijd ontstaat.
Het vaccin tegen HPV ‘Cervarix’ wordt geproduceerd in insectencellen, met als
vector een transgeen baculovirus (een dubbelstrengs DNA-virus).
91p
Hoe heet de techniek waarmee een transgeen virus wordt gemaakt voor het
produceren van bestanddelen van een vaccin?
De insectencellen die gebruikt worden voor de productie van het vaccin, moeten
voldoen aan bepaalde voorwaarden. Eigenschappen van cellen kunnen zijn:
1 in vitro (buiten het lichaam) in leven te houden;
2 in vitro produceren van antistoffen;
3 in vitro produceren van antigenen.
102p
Welke van deze eigenschappen moeten cellen hebben om geschikt te zijn voor
de productie van vaccins?
A alleen 1 en 2
B alleen 1 en 3
C alleen 2 en 3
D zowel 1, als 2, als 3

opgave 3Vleeswijzer

opgave als beeld van het examen
De CO 2 -productie per kg lichaamsgewicht van de groep kleinere herkauwers is relatief hoog.
− Hoe groot is die CO 2 -productie? − Leg uit waardoor de CO 2 -productie per kg lichaamsgewicht van kleine landbouwhuisdieren vaak hoger is dan die van grote landbouwhuisdieren.
Is methaan een product van aerobe of van anaerobe dissimilatie? En vindt deze dissimilatie plaats in darmwandcellen van de herkauwer of in micro-organismen in de darm van de herkauwer? dissimilatie is uitgevoerd door A aeroob darmwandcellen B aeroob micro-organismen C anaeroob darmwandcellen D…

Is methaan een product van aerobe of van anaerobe dissimilatie? En vindt deze dissimilatie plaats in darmwandcellen van de herkauwer of in micro-organismen in de darm van de herkauwer? dissimilatie is uitgevoerd door A aeroob darmwandcellen B aeroob micro-organismen C anaeroob darmwandcellen D anaeroob micro-organismen

Methaan heeft per gram een sterker broeikaseffect dan CO 2 . Het wordt langzaam geoxideerd in de lucht.
Welke stoffen ontstaan bij volledige verbranding van methaan? De sterkte van een broeikasgas wordt uitgedrukt in CO 2 -equivalenten. Als de sterkte van 1 gram van een bepaald broeikasgas zesmaal groter is dan de invloed van 1 gram CO 2 , dan is de bijdrage van 1 gram van dat gas 6 CO 2…

Welke stoffen ontstaan bij volledige verbranding van methaan? De sterkte van een broeikasgas wordt uitgedrukt in CO 2 -equivalenten. Als de sterkte van 1 gram van een bepaald broeikasgas zesmaal groter is dan de invloed van 1 gram CO 2 , dan is de bijdrage van 1 gram van dat gas 6 CO 2 equivalenten. Er wordt dan ook wel gezegd dat dit broeikasgas dan 6 keer de zogenaamde Global Warming Potential (GWP) van CO 2 heeft. In tabel 2 zijn voor de Verenigde Staten voor een drietal jaren schattingen weergegeven van de methaanuitstoot van de belangrijkste groepen landbouwhuisdieren. tabel 2 CH -uitstoot (10 12 4 12 gram CO 2 equivalenten)   CH 4 -uitstoot (10 9 gram) gram)   type vee 1990 2000 2006   type vee 1990 2000 2006 Vleeskoeien 89,9 90,4 89,2   Vleeskoeien 4.281 4.304 4.249 Melkkoeien 31,2 28,9 30,3   Melkkoeien 1.488 1.377 1.441 Paarden 1,9 2,0 3,5   Paarden 91 94 166 Schapen 1,9 1,2 1,0   Schapen 91 56 50 Varkens 1,7 1,9 1,9   Varkens 81 88 93 Geiten 0,3 0,3 0,3   Geiten 13 12 13 totaal * 126,9 124,6 126,2   totaal * 6.044 5.933 6.010 * totalen kloppen niet overal vanwege tussentijdse afronding Met behulp van de tabel kan bepaald worden hoeveel maal sterker de Global Warming Potential van methaan is, vergeleken met die van CO 2 .

Hoeveel keer sterker is de Global Warming Potential van methaan? A ongeveer 0,02 keer B ongeveer 0,05 keer C ongeveer 21 keer D ongeveer 48 keer

opgave 4De bloed-hersenbarrière

Hersenziekten zijn in het algemeen lastig te behandelen met medicijnen. Dit komt doordat het grootste deel van het bloedvatenstelsel in de hersenen heel erg gesloten is. Dit wordt de bloed-hersenbarrière genoemd. Geneesmiddelen bedoeld om hersenaandoeningen te bestrijden, komen hierdoor moeilijk op…

Hersenziekten zijn in het algemeen lastig te behandelen met medicijnen. Dit komt doordat het grootste deel van het bloedvatenstelsel in de hersenen heel erg gesloten is. Dit wordt de bloed-hersenbarrière genoemd. Geneesmiddelen bedoeld om hersenaandoeningen te bestrijden, komen hierdoor moeilijk op de plaats waar ze nodig zijn. De uitwisseling van stoffen vanuit en naar haarvaten vindt plaats via openingen tussen de capillaire endotheelcellen of doordat deze endotheelcellen zelf stoffen doorlaten. Er is een grote variatie in de grootte van de openingen tussen endotheelcellen en daardoor in de mate waarin deze endothelen stoffen doorlaten. Zo zijn in de haarvaten van de lever de openingen tussen de endotheelcellen relatief groot, terwijl deze in de hersenen op de meeste plekken zeer klein zijn en voorzien van ‘tight junctions’. Bij een tight junction zijn van twee cellen de membranen plaatselijk zodanig met elkaar verbonden dat ze een barrière vormen voor allerlei stoffen. Om deze capillaire endotheelcellen in de hersenen liggen uitlopers van speciale hersencellen, de stervormige astrocyten. Deze uitlopers vormen een extra laag om de haarvaten. In afbeelding 1 is de doorsnede van een capillair in de hersenen schematisch weergegeven. De endotheelcellen en astrocyten vormen tezamen de bloed- hersenbarrière. afbeelding 1 In de haarvaten van de lever zijn de openingen tussen de endotheelcellen relatief groot, terwijl deze in de hersenen zeer klein zijn en voorzien van tight junctions.

− Leg aan de hand van één van de functies van de lever uit dat grote openingen in de levercapillairen functioneel zijn. − Leg aan de hand van één van de functies van de hersenen uit dat het van belang is dat in de hersencapillairen de openingen zeer klein zijn.
Niet alleen de uitlopers van astrocyten in de hersenen vormen een extra barrière. Aan de buitenzijde van de celmembranen van astrocyten worden verschillende ecto-enzymen aangetroffen zoals aminopeptidasen, carboxypeptidasen, endopeptidasen en cholinesterasen. De aanwezigheid van deze enzymen draagt…

Niet alleen de uitlopers van astrocyten in de hersenen vormen een extra barrière. Aan de buitenzijde van de celmembranen van astrocyten worden verschillende ecto-enzymen aangetroffen zoals aminopeptidasen, carboxypeptidasen, endopeptidasen en cholinesterasen. De aanwezigheid van deze enzymen draagt ook bij aan de geslotenheid van het systeem.

Hoe zal bij het onderzoek naar een geschikte medicatie tegen bepaalde hersenaandoeningen hiermee rekening gehouden moeten worden? A Als het medicijn door de enzymen wordt aangetast, moet het in lage dosering worden toegediend. B Als het medicijn door de enzymen wordt aangetast, moet het in hoge…

Hoe zal bij het onderzoek naar een geschikte medicatie tegen bepaalde hersenaandoeningen hiermee rekening gehouden moeten worden? A Als het medicijn door de enzymen wordt aangetast, moet het in lage dosering worden toegediend. B Als het medicijn door de enzymen wordt aangetast, moet het in hoge dosering worden toegediend. C Als het medicijn de enzymen aantast, moet het in lage dosering worden toegediend. D Als het medicijn de enzymen aantast, moet het in hoge dosering worden toegediend. In een specifiek deel van de hersenen is, vanwege de functie, de bloed- hersenbarrière minder gesloten. De openingen tussen de capillaire endotheelcellen zijn er relatief groot.

Welk specifiek deel van de hersenen is dit? A de hersenschors B de hersenstam C de hypothalamus D de kleine hersenen E het verlengde merg Er worden verschillende behandelingen onderzocht die als doel hebben geneesmiddelen de bloed-hersenbarrière te laten passeren. Eén van deze behandelingen is het…

Welk specifiek deel van de hersenen is dit? A de hersenschors B de hersenstam C de hypothalamus D de kleine hersenen E het verlengde merg Er worden verschillende behandelingen onderzocht die als doel hebben geneesmiddelen de bloed-hersenbarrière te laten passeren. Eén van deze behandelingen is het inspuiten van een geconcentreerde suikeroplossing (mannitol C 6 H 14 O 6 ) rechtstreeks in het bloedvat dat het te behandelen hersendeel voorziet van bloed. Hierdoor verandert plaatselijk de osmotische waarde van het bloed. Deze behandeling zal geneesmiddelen (veelal grote moleculen) voor een vrij korte periode de gelegenheid geven om de oversteek te maken.

− Beschrijf op welke manier deze behandeling geneesmiddelen de mogelijkheid geeft de bloed-hersenbarrière te passeren. − Waardoor lukt dit maar gedurende een korte periode?
Promovenda Corine Visser van de Universiteit Leiden onderzocht een andere methode: de geneesmiddelen verpakken, waardoor ze door de endotheelcellen en daarmee in de hersenen opgenomen kunnen worden. De werkzame stof van het geneesmiddel wordt gekoppeld aan het ijzerhoudende eiwit transferrine (Tf),…

Promovenda Corine Visser van de Universiteit Leiden onderzocht een andere methode: de geneesmiddelen verpakken, waardoor ze door de endotheelcellen en daarmee in de hersenen opgenomen kunnen worden. De werkzame stof van het geneesmiddel wordt gekoppeld aan het ijzerhoudende eiwit transferrine (Tf), dat kan binden aan de transferrine-receptor (Tf-R) aan het oppervlak van de endotheelcellen. Bij binding van Tf aan Tf-R vindt endocytose plaats en wordt Tf opgenomen in endosomen (blaasjes). Op deze manier vindt normaliter ijzertransport naar organen plaats. Er zijn twee manieren waarop geneesmiddelen aan transferrine gekoppeld kunnen worden: 1 als Tf-geneesmiddel conjugaat; de werkzame stof van het geneesmiddel wordt direct gekoppeld aan transferrine. 2 als Tf-gelabeld-liposoom; de werkzame stof van het geneesmiddel wordt verpakt in een liposoom (vetblaasje) dat gelabeld is met transferrine. In afbeelding 2 zijn beide manieren afgebeeld. afbeelding 2 1 - conjugaat 2 - liposoom Legenda: transferrine geneesmiddel liposoom Deze twee methoden worden met elkaar vergeleken.

− Wat is een biomedisch voordeel van methode 1 (conjugaat)? − Wat is een biomedisch voordeel van methode 2 (liposoom)?

opgave 5Slechter horen door kapotte ionkanalen

Gedeeltelijke doofheid kan veroorzaakt worden door omgevingsfactoren, maar
vaak is het een erfelijke kwestie. Bij een veelvoorkomende erfelijke vorm van
gehoorverlies ligt de oorzaak in het orgaan van Corti, een onderdeel van het
slakkenhuis dat zich in het binnenoor bevindt.
Spaanse onderzoekers hebben aan de hand van DNA-onderzoek in een
bepaalde familie aangetoond dat de oorzaak van het gehoorverlies een mutatie
in het KCNQ4-gen is. Het KCNQ4-gen blijkt te coderen voor het eiwit waaruit
K+-kanaaltjes in de buitenste haarcellen (zintuigcellen) in het orgaan van Corti
zijn opgebouwd. Ieder kanaaltje bestaat uit vier van deze eiwitmoleculen.
Normaal functionerende K+-kanaaltjes in de haarcellen zijn nodig voor het laten
ontstaan van actiepotentialen in de sensorische neuronen, dus voor het
omzetten van geluiden in elektrische impulsen naar de hersenen.
Bij een aantal leden van de Spaanse familie werd chromosoom 1, waar het
KCNQ4-gen zich bevindt, nauwkeurig onderzocht. Drie merkergenen (markers)
rond het KCNQ4-gen werden geïdentificeerd.
In de stamboom van afbeelding 1 is bij een aantal personen uit deze familie de
combinatie van deze markers weergegeven als twee staafjes.
afbeelding 1
I II III IV 1 2 3 4 5 6 7
Legenda: = markers 170/73/208 = markers 162/73/210 = markers 174/73/208 = markers 162/75/215 en = horend en = gehoorverlies = onbekend
Op grond van de resultaten kan geconcludeerd worden dat het chromosoom met
de markers 170/73/208 geassocieerd is met gehoorverlies. Na verdere analyse
bleek de oorzaak van het gehoorverlies een puntmutatie te zijn in het
KCNQ4-gen.
201p
Leg aan de hand van de gegevens in de stamboom uit dat het mutante
KCNQ4-gen dominant is.
Bij het meisje IV:5 is het gehoor getest met behulp van geluiden van
verschillende frequentie en verschillende geluidssterkte. Hoe hoger de
frequentie, hoe hoger het geluid. Onderzocht werd vanaf welke geluidssterkte zij
de verschillende frequenties kon horen: de gehoordrempel.
Het onderzoek is uitgevoerd toen ze 5 jaar was, en herhaald met 8 jaar en met
9 jaar. De resultaten van de gehoortest zijn weergegeven in afbeelding 2.
afbeelding 2 0 gehoordrempel (dB) 20 40 60 80 100 1 2 5 2 5 0 5 0 0 7 5 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 frequentie (Hz) Legenda: 5 jaar 8 jaar 9 jaar
Op grond van de resultaten van de gehoortesten wordt een conclusie getrokken
over de veranderingen in het vermogen om hoge en lage tonen te horen van dit
meisje, tussen haar vijfde en negende levensjaar.
212p
Welke conclusie is juist?
A Het vermogen om hoge tonen te horen neemt bij haar eerder af dan het
vermogen om lage tonen te horen.
B Het vermogen om lage tonen te horen neemt bij haar eerder toe dan het
vermogen om hoge tonen te horen.
C Het vermogen om hoge en lage tonen te horen neemt bij haar met de leeftijd
evenredig af.
Door geluiden wordt vloeistof in het slakkenhuis in trilling gebracht. Wanneer
daardoor de haartjes op de buitenste haarcellen meer dan 0,3 nanometer
verbogen worden, verandert de rustpotentiaal in deze haarcellen. Haarcellen zijn
stevig aan elkaar gehecht met tight junctions. Door deze tight junctions worden
de twee vloeistofcompartimenten in het slakkenhuis van elkaar gescheiden:
endolymfe en perilymfe.
Afbeelding 3 geeft een schematische tekening van een haarcel van een kind.
afbeelding 3
K+-kanaaltje endolymfe tight junction K+-kanaaltje Ca2+-kanaaltje perilymfe sensorisch neuron
Haarcellen bezitten op twee plaatsen K+-kanaaltjes: K+-kanaaltjes in de haartjes
die uitsteken in de endolymfe en K+-kanaaltjes in de celbasis die zijn omringd
door de perilymfe. Samen maken deze K+-kanaaltjes depolarisatie en
repolarisatie van de haarcellen mogelijk.
Voor het ontstaan van potentiaalveranderingen in de buitenste haarcellen is het
noodzakelijk dat endolymfe, perilymfe, en het cytoplasma in de haarcellen
verschillend van samenstelling zijn.
Tabel 1 toont enkele gegevens van deze vloeistoffen.
tabel 1
vloeistof K + -concentratie potentiaal endolymfe 161 mM +85 mV perilymfe 3 mM 0 mV cytoplasma haarcel 150 mM − 60 mV
Als er, zoals bij een aantal van de Spaanse familieleden, geen functionerende
K+-kanaaltjes in de celbasis van de haarcellen zijn, leidt dit tot gehoorverlies.
224p
Beschrijf wat er bij deze mensen rond de haarcellen achtereenvolgens misgaat,
waardoor ze niet (goed) kunnen horen.
Een aantal aspecten van potentiaalverandering is in de haarcellen van het
slakkenhuis en in gewone zenuwcellen gelijk. Zoals het openen en/of sluiten van
bepaalde kanaaltjes in het membraan.
232p
Welke kanaaltjes zijn in axonen van zenuwcellen betrokken bij repolarisatie?
A alleen Na+-kanaaltjes
B alleen Ca2+-kanaaltjes
C alleen Na+ en Cl--kanaaltjes
D alleen K+ en Na+-kanaaltjes
E Na+, K+, Ca2+ en Cl--kanaaltjes

opgave 6Herprogrammeren van alvleeskliercellen

Een van de symptomen van diabetes is de productie van zoete urine.
Verklaar waardoor bij diabetespatiënten zoete urine wordt gevormd. Een ander symptoom is dat de adem ruikt naar aceton of een ander ketozuur, als gevolg van keto-acidose. Dat is een teken dat er voor de energievoorziening van cellen overgeschakeld is op een ander proces dan aerobe dissimilatie van…

Verklaar waardoor bij diabetespatiënten zoete urine wordt gevormd. Een ander symptoom is dat de adem ruikt naar aceton of een ander ketozuur, als gevolg van keto-acidose. Dat is een teken dat er voor de energievoorziening van cellen overgeschakeld is op een ander proces dan aerobe dissimilatie van glucose.

Welk ander proces? A aerobe dissimilatie van vetzuren B anaerobe dissimilatie van aminozuren C melkzuurgisting De alvleesklier bevat behalve endocriene cellen ook exocriene cellen.
Wat is het onderscheid tussen endocriene en exocriene cellen?
De gebruikte transcriptiefactoren waren: Ngn3, Mafa, Pdx1, NeuroD, Pax6 en Isl1. De onderzoekers brachten de genconstructen in het DNA van adenovirussen en creëerden zo zes verschillende virusstammen. Ook werd een virusstam (stam 0) gemaakt zonder transcriptiefactor (zie afbeelding 2). afbeelding 2…

De gebruikte transcriptiefactoren waren: Ngn3, Mafa, Pdx1, NeuroD, Pax6 en Isl1. De onderzoekers brachten de genconstructen in het DNA van adenovirussen en creëerden zo zes verschillende virusstammen. Ook werd een virusstam (stam 0) gemaakt zonder transcriptiefactor (zie afbeelding 2). afbeelding 2 CMV Ngn3 nGFP CMV Mafa nGFP CMV Pdx1 nGFP stam 4 stam 5 CMV NeuroD nGFP CMV Pax6 nGFP CMV lsl1 nGFP

Wat is de functie van de virale promotor (CMV) in het genconstruct? A De promotor dient als bindplaats voor DNA-polymerase. B De promotor dient als bindplaats voor reverse-transcriptase. C De promotor dient als bindplaats voor RNA-polymerase.
Wat is de functie van het gen voor het groen fluorescerend proteïne (nGFP) in het genconstruct?
De gebruikte virusstammen werden geïnjecteerd in de alvleesklier van muizen met een verzwakt immuunsysteem. De muizen werden in acht groepen verdeeld en kregen de volgende injecties: groep 1 alleen virusstam 0 groep 2 een mengsel van alle virusstammen 1 tot en met 6 groep 3 alle virusstammen,…

De gebruikte virusstammen werden geïnjecteerd in de alvleesklier van muizen met een verzwakt immuunsysteem. De muizen werden in acht groepen verdeeld en kregen de volgende injecties: groep 1 alleen virusstam 0 groep 2 een mengsel van alle virusstammen 1 tot en met 6 groep 3 alle virusstammen, behalve stam 1 (Ngn3) groep 4 alle virusstammen, behalve stam 2 (Mafa) groep 5 alle virusstammen, behalve stam 3 (Pdx1) groep 6 alle virusstammen, behalve stam 4 (NeuroD) groep 7 alle virusstammen, behalve stam 5 (Pax6) groep 8 alle virusstammen, behalve stam 6 (Isl1) Vervolgens bepaalden de onderzoekers welk percentage van de geïnfecteerde alvleeskliercellen als gevolg van de nieuw ingebrachte transcriptiefactoren insuline ging aanmaken. De resultaten hiervan zijn weergegeven in afbeelding 3. afbeelding 3 15 % virus geinfecteerde cellen dat insuline 12 produceert 9 6 3 0 1 2 3 4 groepen Uit de resultaten van dit experiment kan afgeleid worden wat de meest effectieve combinatie van transcriptiefactoren is om exocriene alvleeskliercellen te herprogrammeren zodat ze insuline gaan aanmaken.

Wat is de meest effectieve combinatie? A de combinatie van Isl1 en Pax6 B de combinatie van Isl1, Pax6 en NeuroD C de combinatie van Ngn3, Mafa, en Pdx1 D de combinatie van alle zes transcriptiefactoren Bij dit experiment werden muizen met een verzwakt immuunsysteem gebruikt.
Leg uit dat het resultaat van dit experiment hierdoor beter zal zijn dan wanneer muizen met een normaal functionerend immuunsysteem worden gebruikt.
Normaal liggen de insulineproducerende β -cellen geclusterd in de eilandjes van Langerhans. De geherprogrameerde exocriene cellen, die door de transcriptiefactoren insuline zijn gaan produceren, liggen echter verspreid tussen de normale exocriene cellen. Ze zijn te herkennen aan de kleine blaasjes…

Normaal liggen de insulineproducerende β -cellen geclusterd in de eilandjes van Langerhans. De geherprogrameerde exocriene cellen, die door de transcriptiefactoren insuline zijn gaan produceren, liggen echter verspreid tussen de normale exocriene cellen. Ze zijn te herkennen aan de kleine blaasjes met insuline, naast de grotere blaasjes met pro-enzymen in het cytoplasma.

− Geef de naam van een enzym dat als pro-enzym door de exocriene kliercellen van de alvleesklier wordt afgegeven. − Waarom wordt dit enzym als pro-enzym afgegeven? Rond de succesvol geherprogrammeerde exocriene cellen in de alvleesklier nam het aantal bloedvaatjes sterk toe. Waarschijnlijk werd dit…

− Geef de naam van een enzym dat als pro-enzym door de exocriene kliercellen van de alvleesklier wordt afgegeven. − Waarom wordt dit enzym als pro-enzym afgegeven? Rond de succesvol geherprogrammeerde exocriene cellen in de alvleesklier nam het aantal bloedvaatjes sterk toe. Waarschijnlijk werd dit veroorzaakt doordat deze cellen een bepaalde groeifactor produceerden. Door het grote aantal bloedvaatjes kunnen de cellen makkelijker stoffen opnemen en afgeven.

Leg uit waarvoor het nog meer van belang is dat geherprogrammeerde alvleeskliercellen van een diabetespatiënt in contact staan met bloedvaatjes.
afbeelding 4 1 ) l d m ( e t ahege s/c o/c u l gdeo l b diabetes-muizen, ingespoten met adenovirus stam 0 diabetes-muizen, ingespoten met adenovirus stammen 1 t/m 6 onbehandelde, gezonde muizen Vier verklaringen voor de tegenvallende resultaten van de herprogrammerings- therapie zijn: 1 Er ontstaan…

afbeelding 4 1 ) l d m ( e t ahege s/c o/c u l gdeo l b diabetes-muizen, ingespoten met adenovirus stam 0 diabetes-muizen, ingespoten met adenovirus stammen 1 t/m 6 onbehandelde, gezonde muizen Vier verklaringen voor de tegenvallende resultaten van de herprogrammerings- therapie zijn: 1 Er ontstaan te weinig geherprogrammeerde cellen; 2 De geherprogrammeerde cellen produceren te weinig insuline; 3 De insuline die wordt geproduceerd door geherprogrammeerde cellen bereikt het bloed onvoldoende; 4 De insuline die door geherprogrammeerde cellen wordt geproduceerd is onvoldoende werkzaam.

Welke van deze verklaringen kan of kunnen de tegenvallende resultaten van de herprogrammeringstherapie verklaren? A alleen 1 B alleen 2 C alleen 1 en 3 D alleen 2 en 4 E alleen 1, 2 en 3 F alleen 2, 3 en 4

opgave 7Killer bees

In de jaren 50 van de vorige eeuw was het slecht gesteld met de
honingproductie in Brazilië. De imkers gebruikten Europese honingbijen (Apis
mellifera), die niet goed aangepast waren aan de tropische omstandigheden.
Op verzoek van het Braziliaanse ministerie van landbouw importeerde de
geneticus Warwick Kerr in 1956 koninginnen van de Afrikaanse honingbij (Apis
mellifera scutella) om daarmee honingbijen te verkrijgen die wel geschikt waren
voor de tropen.
De geïmporteerde koninginnen van de Afrikaanse ondersoort Apis mellifera scutella werden geïnsemineerd met sperma van de Europese honingbij, waarna een eerste generatie hybride-honingbijkoninginnen ontstond. Al snel…

De geïmporteerde koninginnen van de Afrikaanse ondersoort Apis mellifera scutella werden geïnsemineerd met sperma van de Europese honingbij, waarna een eerste generatie hybride-honingbijkoninginnen ontstond. Al snel wist een aantal van deze hybride-koninginnen met hun zwermen (nakomelingen) te ontsnappen. Deze 'geafrikaniseerde' exemplaren kruisten met de inheemse Europese honingbijen in Brazilië en vormden nieuwe zwermen. Deze verspreidden zich razendsnel over Zuid-Amerika. In 1990 werd de geafrikaniseerde honingbij voor het eerst waargenomen in het zuiden van de Verenigde Staten, waar zij nu in zes staten voorkomt. Op het oog is de geafrikaniseerde honingbij niet te onderscheiden van het Europese ras. Het gedrag is echter beduidend anders: ze reageren sneller op verstoring, door belagers massaal te steken en langdurig te achtervolgen. Dit heeft de geafrikaniseerde honingbij de bijnaam ‘killer bee’ opgeleverd.

In afbeelding 1 is de migratie van de geafrikaniseerde honingbij te zien sinds de
ontsnapping van de eerste hybride-koninginnen in 1957. De lijnen geven de
stand van zaken aan tot aan het einde van dat jaar.
afbeelding 1
VERENIGDE STATEN 1994 MMEEXXIICCOO 1987 1990 1989 1988 1984 1980 1986 1981 1985 1975 1983 1974 1982 1971 1968 koningin BBBRRRAAAZZZIIILLLIIIEEE 1967 11996666 11996655 1964 1963 1957 dar werkster
Over deze migratie worden twee beweringen gedaan:
1 De geafrikaniseerde koninginnen vlogen in 1968 verder dan in 1967;
2 De groei van de populatie was in 1968 veel groter dan in 1974.
342p
Welke van deze beweringen wordt of worden bevestigd door de gegevens in
afbeelding 1?
A geen van beide
B alleen bewering 1
C alleen bewering 2
D beide beweringen
In het zuiden van de VS is de inheemse populatie Europese honingbijen sterk
gekrompen door een epidemie van de varroamijt. Deze ectoparasiet verzwakt
volwassen honingbijen en plant zich voort via het broed van de bijen.
Door de varroamijt-epidemie konden geafrikaniseerde honingbijen zich snel
verspreiden in het zuiden van de VS.
352p
Wat is een juiste verklaring hiervoor?
A De varroamijt heeft de habitat van de geafrikaniseerde honingbij veranderd.
B De varroamijt is een mutualistische symbiont van de geafrikaniseerde
honingbij.
C De varroamijt-epidemie heeft de biotoop voor de geafrikaniseerde honingbij
geschikt gemaakt.
D Door de varroamijt-epidemie is een ecologische niche voor de
geafrikaniseerde honingbij vrijgekomen.
In Europa heeft de traditionele bijenteelt in korven geleid tot gedomesticeerde
bijen die makkelijk te hanteren zijn. In Afrika worden de wilde Afrikaanse
honingbijen niet verzorgd. Hun honing wordt geroofd door mensen en dieren die
de nesten openbreken.
Het verschil in leefwijze heeft geleid tot een verschil in gedrag tussen de
Europese en de Afrikaanse honingbij.
362p
Leg uit hoe.
Bij honingbijen is de koningin diploïd (2n=32). Ze legt onbevruchte eieren,
waaruit de haploïde darren ontstaan, en door darren bevruchte eieren, waaruit
diploïde werksters ontstaan. Wanneer de kolonie te groot wordt, zwermt de
koningin met een deel van haar volk uit om elders een nieuwe kolonie te starten.
Een nieuwe koningin, ontstaan uit een vrouwelijke larve die gevoed is met
‘koninginnengelei’, neemt een restant van het oude volk over.
372p
Wat is het genotype of wat zijn de genotypen van de mannelijke nakomelingen
van een geafrikaniseerde koningin?
A Het genotype van deze darren is identiek aan het genotype van de koningin.
B De darren hebben een combinatie van Afrikaanse en Europese genen.
C De darren hebben óf alleen Europese óf alleen Afrikaanse genen.
In de VS blijkt dat na een invasie van geafrikaniseerde honingbijen de
eigenschappen van de Europese honingbijen in dat gebied steeds meer
verdwijnen. Bestudering van het genetisch materiaal laat zien dat er een
maternale (vrouwelijke) lijn is: het overgrote deel van de koninginnen van de
geafrikaniseerde honingbijen stamt rechtstreeks af van de ontsnapte hybride-
koninginnen uit Brazilië.
Voor dit onderzoek is genetisch materiaal vergeleken.
382p
Welk genetisch materiaal is hiervoor het meest geschikt?
A kern DNA
B mitochondriaal DNA
C ribosomaal RNA
Uit onderzoek komen ook de volgende gegevens:
1 Geafrikaniseerde honingbijen nemen nestplaatsen van Europese
honingbijen over, waarbij de Europese honingbijkoningin wordt gedood.
2 Een kolonie geafrikaniseerde honingbijen gebruikt een relatief groter deel
van het nest voor de reproductie dan een kolonie Europese bijen.
3 Wanneer een Europese honingbijenkolonie een nieuwe koningin maakt,
komen de koninginnenlarven waarvan een geafrikaniseerde dar de vader is
eerder uit dan hun volledig Europese (vrouwelijke) rivalen.
4 Europese koninginnen worden naar verhouding meer door geafrikaniseerde
darren dan door Europese darren bevrucht.
Al deze eigenschappen van honingbijen leiden tot een toename van de
afrikanisering van de honingbijpopulatie in de VS.
392p
Welke van deze houden de Afrikaanse maternale lijn in stand?
A 1 en 2
B 1 en 3
C 2 en 3
D 2 en 4
E 3 en 4
De verspreiding van de geafrikaniseerde honingbij in de VS lijkt halt te houden
ter hoogte van Texas, waar ze in 1994 voor het eerst werd gesignaleerd. Dit tot
opluchting van veel Amerikanen, die vreesden voor de verovering van de hele
VS door de killer bees.
402p
Waardoor is het niet waarschijnlijk dat de geafrikaniseerde honingbij de hele
inheemse populatie bijen van de VS zal verdringen? Geef twee mogelijke
oorzaken.
Bronvermelding
Een opsomming van de in dit examen gebruikte bronnen, zoals teksten en afbeeldingen, is te vinden in het bij dit examen
behorende correctievoorschrift, dat na afloop van het examen wordt gepubliceerd.