bronnen

Eindexamen biologie vwo 2016, tijdvak 1 (bezemexamen)

bij dit examen

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

opgave 1Cross-over-niertransplantatie

Gemiddeld wordt er in Nederland elke dag een nier getransplanteerd. Dat blijkt uit cijfers van Eurotransplant, een stichting die zorgt voor de verdeling van donororganen in onder andere de Benelux en Duitsland.…

Gemiddeld wordt er in Nederland elke dag een nier getransplanteerd. Dat blijkt uit cijfers van Eurotransplant, een stichting die zorgt voor de verdeling van donororganen in onder andere de Benelux en Duitsland. Voordat zo’n operatie plaatsvindt is er al een lange weg bewandeld, waarbij tests moeten uitwijzen of de nieren van donor en ontvanger wel voldoende overeenkomen (matchen). Allereerst kijkt men of de bloedgroepen een goede match vormen. In de tabel is de verdeling van de bloedgroepen van het AB0-systeem over de Nederlandse bevolking weergegeven. bloedgroepen A B AB 0 % bevolking 42% 8% 3% 47% Soms wil een partner of familielid van de nierpatiënt een nier doneren, maar kan dat niet omdat de test heeft uitgewezen dat het verschil in bloedgroep tussen donor en ontvanger een succesvolle transplantatie onmogelijk maakt.

Als iemand bloed krijgt van een donor met een andere bloedgroep, kan
agglutinatie (samenklontering) van de rode bloedcellen optreden. Toch zijn er bij
sommige bloedgroepen meer mogelijkheden dan alleen maar een transfusie met
bloed met de identieke bloedgroep.
Een patiënt met bloedgroep B kan, indien nodig, druppelsgewijs bloed
toegediend krijgen van een donor met bloedgroep 0.
12p
Waardoor zal deze bloeddonatie geen agglutinatie veroorzaken?
A Het bloed van de acceptor bevat geen AB0-antigenen.
B Het bloed van de acceptor bevat geen AB0-antistoffen.
C Het bloed van de donor bevat geen AB0-antigenen.
D Het bloed van de donor bevat geen AB0-antistoffen.
In Nederland staan veel mensen op de wachtlijst om een donornier te
ontvangen. Soms wil een partner of verwante van een nierpatiënt wel een nier
doneren, maar kan dat niet door bijvoorbeeld een verschil in bloedgroep. Men
spreekt dan van een incompatibel koppel. Een cross-over-niertransplantatie kan
in bepaalde gevallen uitkomst bieden.
In het Erasmus Medisch Centrum Rotterdam werd in 2003 deze dubbele
transplantatie voor het eerst uitgevoerd. Hierbij werden nieren uitgewisseld
tussen levende donoren en ontvangers van twee koppels (partners of
verwanten) die onderling geen goede match vormden (zie afbeelding 1). In
Rotterdam verwacht men met dit programma iets aan de lange wachtlijsten te
kunnen doen.
afbeelding 1
figuur bij de opgave
Er staan drie koppels op de wachtlijst voor een niertransplantatie.
De bloedgroepen van de drie nierpatiënten en hun verwante donor zijn:
koppel 1 patiënt 0 donor A
koppel 2 patiënt A donor B
koppel 3 patiënt AB donor 0
22p
Welke koppels zijn op grond van hun bloedgroepen geschikt voor een
onderlinge cross-over-niertransplantatie?
A alleen koppel 1 met koppel 2
B alleen koppel 1 met koppel 3
C alleen koppel 2 met koppel 3
D koppel 1 met koppel 3, en koppel 2 met koppel 3
Soms is een koppel wel AB0-compatibel, maar is het resultaat van de
HLA-kruisproef helaas positief. Bij deze kruisproef worden lymfocyten van de
donor met serum van de acceptor gemengd. Op die manier wordt duidelijk of in
het bloed van de acceptor antistoffen aanwezig zijn tegen HLA-eiwitten van de
donor. Is de uitslag positief, dan kan geen nierdonatie plaatsvinden.
De kans op een positieve HLA-kruisproef is groter wanneer de acceptor de
vrouw is van de donor en de moeder van zijn kinderen, dan wanneer de
acceptor de man is van de donor en de vader van haar kinderen.
32p
Geef hiervoor een verklaring.
Bij een niertransplantatie blijven de
oorspronkelijke nieren en urineleiders normaal
gesproken zitten en wordt de donornier met zijn
eigen nierader, nierslagader en urineleider in
het bekken geplaatst.
De nierader van de donornier wordt verbonden
met een beenader, de nierslagader met een
beenslagader (zie afbeelding 2).
afbeelding 2
42p
Leg uit wat een nadeel is van deze plaats van aanhechting voor de werking van
de donornier.

opgave 2Begrazing op Schiermonnikoog

Het Waddeneiland Schiermonnikoog groeit aan de oostkant aan doordat de zee bij overstromingen dunne laagjes klei afzet op de kwelder. Naarmate de kwelder ouder wordt, groeien er meer planten: het begint met zeekraal…

Het Waddeneiland Schiermonnikoog groeit aan de oostkant aan doordat de zee bij overstromingen dunne laagjes klei afzet op de kwelder. Naarmate de kwelder ouder wordt, groeien er meer planten: het begint met zeekraal op de jonge kwelder, opgevolgd door onder andere kweldergras (lage vegetatie). Enige tientallen jaren later groeien er struikachtige planten, zoals gewone zoutmelde (hoge vegetatie) en is er weinig gras meer te vinden. Op de kwelder is onderzoek gedaan naar de invloed van verschillende grazers op de dynamiek in het ecosysteem. Er is onder andere gekeken naar de invloed van het beweiden met schapen op de hoogte van de vegetatie op kwelders van verschillende ouderdom. Een deel van de resultaten van dit onderzoek is in de tabel weergegeven. type leeftijd beweiding hoogte vegetatie vegetatie kwelder (schapen) laag (%) hoog (%) 1 jong niet 76 24 2 oud niet 29 71 3 oud wel 50 50

Het beweiden door schapen heeft niet alleen invloed op de hoogte van de
vegetatie, maar ook op de aanwezigheid en afwezigheid van bepaalde
plantensoorten. Een oorzaak van het verdwijnen van een bepaalde plantensoort
kan zijn dat deze soort niet tegen begrazing kan.
52p
Noteer nog twee andere invloeden van beweiding waar niet elke plantensoort
tegen bestand is.
Ook hazen en ganzen grazen op de kwelder. Uit onderzoek is gebleken dat de
aanwezigheid van de haas de opmars van de gewone zoutmelde in toom houdt
en de aanwezigheid van de rotgans stimuleert. De invloed van hazen op de
zoutmeldebedekking en op de rotgansdichtheid op de kwelder is in de
diagrammen weergegeven.
0 10 20 30 40 50 leeftijd kwelder (jaar)
rotgans- dichtheid 0 10 20 30 40 50 leeftijd kwelder (jaar)
Legenda: methaas zonderhaas
Rotganzen bezoeken Schiermonnikoog van maart tot april. Daarna trekken ze
weldoorvoed naar het noorden om te gaan nestelen. De mate waarin ganzen
een gebied bezoeken om te grazen, de begrazingsdruk, wordt vastgesteld door
het aantal keutels per m2 per week te tellen. Dit aantal varieert in het voorjaar
van 0,4 tot 2,0 keutels per m2 per week.
In de uitwerkbijlage is een assenstelsel afgedrukt.
63p
Maak hierin een staafdiagram waarin je de in het voorjaar verwachte
begrazingsdruk door rotganzen (gebaseerd op het tellen van de keutels) uitzet
tegen de drie vegetatietypen 1, 2 en 3 uit de tabel.

opgave 3Kogel in het hart

In een dagblad stond het volgende artikel.
Man loopt 16 uur rond met kogel in hart Een 21-jarige man die door een kogel in zijn hart werd geraakt, heeft de moordaanslag wonder boven wonder overleefd. De man was in de nacht van dinsdag op woensdag van dichtbij…

Man loopt 16 uur rond met kogel in hart Een 21-jarige man die door een kogel in zijn hart werd geraakt, heeft de moordaanslag wonder boven wonder overleefd. De man was in de nacht van dinsdag op woensdag van dichtbij in een parkje beschoten. Hij kon op eigen gelegenheid naar het stadscentrum lopen. Woensdagavond, zo’n 16 uur later, kreeg hij het ineens erg benauwd en nam hij een taxi naar het ziekenhuis. Daar moest hij met spoed worden geopereerd. Toen bleek dat de kogel dwars door zijn hart heen was gegaan.

Volgens de cardiochirurg van het Amphia Ziekenhuis in Breda is het medisch
verklaarbaar dat de man kon doorlopen met zo’n ernstige verwonding.
“Als de kogel dwars door een hartkamer is gegaan, zal er nauwelijks
bloedverlies plaatsvinden.”
72p
Leg uit waardoor er in dat geval zowel tijdens de systole als tijdens de diastole
nauwelijks bloedverlies zal plaatsvinden.
Blijkbaar heeft de kogel geen delen van het hart geraakt, waarvan beschadiging
direct levensbedreigend is.
82p
Noem twee verschillende onderdelen van het hart die bij beschadiging door een
kogel wel direct levensgevaar zouden hebben opgeleverd voor het slachtoffer.

opgave 4Suikerziekte

Als de ß-cellen in de alvleesklier te weinig of geen insuline produceren kan
suikerziekte ontstaan. De vorming van insuline verloopt in een groot aantal
stappen, waarvan er drie in afbeelding 1 zijn weergegeven.
afbeelding 1
B NH 2 S S S A S COOH preproinsuline S S C NH 2 B NH 2 S S S A S COOH proinsuline S S C C B NH 2 S S S A S COOH insuline S S COOH NH 2
Bij de vorming van insuline uit proinsuline wordt het koppelstuk, het C-peptide,
enzymatisch afgesplitst van de A- en de B-keten. In de tekening (afbeelding 2)
zijn met vier pijlen plaatsen aangegeven waar de splitsing van de A-keten en het
C-peptide zou kunnen plaatsvinden.
afbeelding 2 1 2 3 4 H O O O H N C C N C C N C C H H H CH CH H 2 2 C CH gly 2 O NH 2 CH 2 asn NH C H N NH 2 arg
92p
Welke van deze vier mogelijkheden is de juiste?
A plaats 1
B plaats 2
C plaats 3
D plaats 4
Bij de secretie van een bepaald aantal moleculen insuline komt een even groot
aantal C-peptiden in het bloed terecht. Deze C-peptiden worden niet door de
lever afgebroken en worden uiteindelijk met de urine uitgescheiden. De
hoeveelheid C-peptiden in de urine kan gemeten worden en vormt een
betrouwbare maatstaf voor de insulinesecretie van de alvleesklier.
102p
Noem twee eigenschappen van het C-peptide waardoor het in de urine komt en
daarin een betrouwbare maat voor de insulinesecretie is.
Bij een onderzoek naar de werking van de alvleesklier wordt aan een
proefpersoon op tijdstip 0 door middel van een injectie glucose in het bloed
toegediend. Vervolgens wordt bepaald hoeveel glucose en hoeveel insuline
wordt aangetroffen in het bloedplasma. Het resultaat van dit experiment staat
weergegeven in het volgende diagram (afbeelding 3).
afbeelding 3
400 200 glucose insuline dL-1) ( U mL-1) 300 150 200 100 100 50 0 0 0 1 2 3 4 5 6 Legenda: tijd (uren) glucose insuline
Na toediening van de glucose worden twee pieken in insulineconcentratie in het
bloedplasma waargenomen. De eerste piek binnen 2 tot 5 minuten na
toediening, de tweede piek duurt voort zolang de glucoseconcentratie in het
bloedplasma verhoogd is.
112p
Geef een verklaring voor het ontstaan van elk van de twee pieken.
Bij de regeling van het bloedglucosegehalte spelen naast de alvleesklier ook de
hypothalamus, de hypofyse en de bijnieren een rol.
In de uitwerkbijlage is een aanzet gegeven voor een schema waarin de invloed
van de bijnierhormonen adrenaline en cortisol op het bloedglucosegehalte wordt
weergegeven en de rol van hypothalamus en hypofyse daarbij.
124puitwerkbijlage
Maak het schema in de uitwerkbijlage compleet. Doe het als volgt:
− Geef door middel van pijlen aan hoe via hypothalamus en hypofyse de
hormoonproductie van de bijnier wordt beïnvloed.
− Geef door middel van pijlen aan hoe de regulatie van het
bloedglucosegehalte door adrenaline verloopt en hoe de regulatie door
cortisol verloopt.
− Schrijf bij elke ingetekende pijl de naam van het hormoon en geef aan of de
pijl stimulering (+) of remming (−) aangeeft.

opgave 5De endosymbiosetheorie

Het leven op aarde is waarschijnlijk ontstaan onder anaerobe omstandigheden. Pas later zou er zuurstof in de atmosfeer zijn gekomen. Men veronderstelt dat cellen aanvankelijk nog eenvoudig van bouw waren. Ze hadden…

Het leven op aarde is waarschijnlijk ontstaan onder anaerobe omstandigheden. Pas later zou er zuurstof in de atmosfeer zijn gekomen. Men veronderstelt dat cellen aanvankelijk nog eenvoudig van bouw waren. Ze hadden nog geen kernmembraan en ook andere organellen, zoals plastiden en mitochondriën, ontbraken. Volgens de endosymbiosetheorie stammen zowel chloroplasten als mitochondriën af van oorspronkelijk zelfstandig levende cellen die later endosymbiont werden. De term endosymbiont wordt gebruikt voor een dergelijke cel die in een andere (gastheer)cel is opgenomen. Toen de endosymbionten en de gastheercel steeds meer afhankelijk werden van elkaar, ontwikkelde zich langzamerhand een celtype met delen die zich niet meer zelfstandig kunnen handhaven.

Het DNA van mitochondriën bevat de code voor de aminozuurvolgorde van
bepaalde enzymen die in het mitochondrium werkzaam zijn.
Drie enzymen zijn:
1 cytochroom-c-oxidase
2 melkzuurdehydrogenase
3 NADP-reductase
132p
Van welk van deze drie enzymen is de code onderdeel van het mitochondriale
DNA?
A cytochroom-c-oxidase
B melkzuurdehydrogenase
C NADP-reductase
Bij endosymbiose kan het begrip mutualisme worden toegepast.
144p
− Leg uit wat het wederzijds voordeel is dat de voorlopers van de
mitochondriën en de oorspronkelijke gastheercellen van deze symbiose
hadden.
− Leg uit wat het wederzijds voordeel is dat de voorlopers van de
chloroplasten en de oorspronkelijke gastheercellen van deze symbiose
hadden.

opgave 6Meststoffen

In de afbeelding is een deel van de stikstofkringloop in een landbouwgebied
weergegeven. Het schema toont de weg die 100 eenheden stikstof uit kunstmest
gingen na toediening aan een graanakker (wintertarwe) met als resultaat een
hoge opbrengst.
MESTSTOF ATMOSFEER 25 denitrificatie en verdamping kunstmest NO, N O, N , NH 2 2 3 15 100 bovengrondse anorganisch wortels delen van graan meel N in bodem 55 45 30 graangewassen 60 20 5 10 10 25 organisch 5 stro voer…

MESTSTOF ATMOSFEER 25 denitrificatie en verdamping kunstmest NO, N O, N , NH 2 2 3 15 100 bovengrondse anorganisch wortels delen van graan meel N in bodem 55 45 30 graangewassen 60 20 5 10 10 25 organisch 5 stro voer voedsel 15 N in bodem 5 5 20 AGRO-ECOSYSTEEM 20 5 10 5 5 30 oppervlakte- organisch afval en grondwater 30 WATER VOER/VOEDSEL

152p
− Is er op grond van de gegevens in dit schema sprake van een opbouw van
een stikstofvoorraad in de bodem door toevoeging van de kunstmest?
− Geef een verklaring voor je antwoord aan de hand van een berekening.
162p
Bereken welk percentage van de stikstof uit de kunstmest uiteindelijk
terechtkomt in het oppervlakte- en grondwater.

opgave 7Stamboekvissen

Viskwekers proberen op alle mogelijke manieren hun opbrengst te verbeteren. Hierbij kan biotechnologie een rol spelen. Vissen zijn hiervoor bij uitstek geschikt door de beschikbaarheid van grote hoeveelheden eieren (kuit) en de mogelijkheid van in vitro fertilisatie. Een forellenkweker wil zoveel…

Viskwekers proberen op alle mogelijke manieren hun opbrengst te verbeteren. Hierbij kan biotechnologie een rol spelen. Vissen zijn hiervoor bij uitstek geschikt door de beschikbaarheid van grote hoeveelheden eieren (kuit) en de mogelijkheid van in vitro fertilisatie. Een forellenkweker wil zoveel mogelijke vrouwelijke vissen verkrijgen.

Welke van de volgende kruisingen geeft het beste resultaat? A neo-mannetje x normaal mannetje B neo-mannetje x normaal vrouwtje C neo-vrouwtje x normaal vrouwtje D neo-vrouwtje x normaal mannetje In de volgende afbeelding is in een schema aangegeven hoe de kweker te werk kan gaan om een generatie…

Welke van de volgende kruisingen geeft het beste resultaat? A neo-mannetje x normaal mannetje B neo-mannetje x normaal vrouwtje C neo-vrouwtje x normaal vrouwtje D neo-vrouwtje x normaal mannetje In de volgende afbeelding is in een schema aangegeven hoe de kweker te werk kan gaan om een generatie van alleen mannelijke Tilapia’s te verkrijgen.

Kruis deze YY-vrouwtjes met de al eerder geselecteerde YY-mannetjes Resultaat: 100% YY-mannetjes Een aantal kruisingen zijn: I XX x XY II XY x XY III XY x YY IV YY x XX
Welke van deze kruisingen vinden bij test 1 plaats, welke bij test 2 en welke bij test 3? test 1 test 2 A kruisingen I en II kruisingen I en IV B kruisingen I en II kruisingen II en III C kruisingen I en IV kruisingen I en II D kruisingen I en IV kruisingen II en III

opgave 8Micro-organismen kweken

Gistcellen delen zich onder anaerobe omstandigheden minder snel dan onder aerobe omstandigheden. Hierover worden twee beweringen gedaan. 1 Bij anaerobe dissimilatie is geen voortgezette assimilatie mogelijk. 2 Bij anaerobe dissimilatie wordt per mol glucose minder ATP gevormd dan bij aerobe…

Gistcellen delen zich onder anaerobe omstandigheden minder snel dan onder aerobe omstandigheden. Hierover worden twee beweringen gedaan. 1 Bij anaerobe dissimilatie is geen voortgezette assimilatie mogelijk. 2 Bij anaerobe dissimilatie wordt per mol glucose minder ATP gevormd dan bij aerobe dissimilatie.

Welke van deze beweringen is of welke zijn juist? A geen van beide beweringen B alleen bewering 1 C alleen bewering 2 D beide beweringen Een onderzoeker kweekt gistcellen gedurende 20 uur. Tijdens deze kweekperiode meet hij de concentratie glucose, het O 2 -gehalte, de concentratie ethanol en het…

Welke van deze beweringen is of welke zijn juist? A geen van beide beweringen B alleen bewering 1 C alleen bewering 2 D beide beweringen Een onderzoeker kweekt gistcellen gedurende 20 uur. Tijdens deze kweekperiode meet hij de concentratie glucose, het O 2 -gehalte, de concentratie ethanol en het aantal gistcellen in het kweekmedium (zie afbeelding 1). afbeelding 1 ethanol (g L -1 )

Vier beweringen over de dissimilatie door de gistcellen op tijdstip t = 10 uur zijn: 1 Op dat tijdstip vindt vooral aerobe dissimilatie van ethanol plaats; 2 Op dat tijdstip vindt vooral anaerobe dissimilatie van ethanol plaats; 3 Op dat tijdstip vindt vooral aerobe dissimilatie van glucose plaats;…

Vier beweringen over de dissimilatie door de gistcellen op tijdstip t = 10 uur zijn: 1 Op dat tijdstip vindt vooral aerobe dissimilatie van ethanol plaats; 2 Op dat tijdstip vindt vooral anaerobe dissimilatie van ethanol plaats; 3 Op dat tijdstip vindt vooral aerobe dissimilatie van glucose plaats; 4 Op dat tijdstip vindt vooral anaerobe dissimilatie van glucose plaats.

Welke van deze beweringen is juist? A bewering 1 B bewering 2 C bewering 3 D bewering 4 Voor het op grote schaal kweken van micro-organismen worden fermentorvaten gebruikt. In het vat wordt het voedingsmedium met de micro-organismen in beweging gehouden. Sensoren meten voortdurend de omstandigheden…

Welke van deze beweringen is juist? A bewering 1 B bewering 2 C bewering 3 D bewering 4 Voor het op grote schaal kweken van micro-organismen worden fermentorvaten gebruikt. In het vat wordt het voedingsmedium met de micro-organismen in beweging gehouden. Sensoren meten voortdurend de omstandigheden in het mengsel. Met de sensoren kunnen onder andere de hoeveelheid micro-organismen en het O 2 -gehalte gemeten worden.

Noem twee andere factoren die tijdens het fermentatieproces moeten worden gemeten om te bepalen of de groei en de groeicondities van de micro- organismen optimaal zijn. In afbeelding 2 zijn vier tijdstippen aangegeven met 1, 2, 3 en 4.
Op welk van de tijdstippen 1, 2, 3 en 4 is de omzettingssnelheid van het substraat het hoogst? A op tijdstip 1 B op tijdstip 2 C op tijdstip 3 D op tijdstip 4

opgave 9ADH en oxytocine

In de achterkwab van de hypofyse worden oxytocine en ADH (vasopressine)
gemaakt. Deze peptidehormonen verschillen slechts weinig van structuur, maar
wel veel wat de uitwerking betreft.
De primaire structuur van beide hormonen is hieronder weergegeven.
oxytocine Cys Tyr Ile Gln Asn Cys Pro Leu Gly NH 2 ADH Cys Tyr Phe Gln Asn Cys Pro Arg Gly NH 2
Er zijn slechts twee verschillen in de aminozuurvolgorde van oxytocine en ADH.
Een mogelijke puntmutatie in het DNA van de coderende streng is:
5’ -CTA- 3’ wordt 5’ -CTT- 3’.
232p
Kan deze puntmutatie één van beide verschillen tussen oxytocine en ADH
veroorzaken?
A nee
B ja, hierdoor verandert isoleucine in phenylalanine
C ja, hierdoor verandert leucine in arginine
Bij de vorming van het hormoon oxytocine zijn in hypofysecellen RNA-moleculen
nodig. Een aantal onderdelen van een oxytocineproducerende hypofysecel zijn:
1 celkern
2 cytoplasma
3 ruw endoplasmatisch reticulum
4 Golgi-systeem
Uiteraard wordt in de celkern van een hypofysecel RNA aangetroffen dat een rol
speelt bij de aminozuurvolgorde in oxytocine.
242p
In of aan welke van de genoemde onderdelen nog meer?
A alleen onderdeel 2
B alleen onderdeel 3
C alleen onderdeel 2 en 3
D onderdeel 2, 3 en 4
Over de productie en het effect van ADH en oxytocine worden de volgende
uitspraken gedaan:
1 Het is mogelijk dat de hypofyse tegelijkertijd de hormonen ADH én oxytocine
afgeeft.
2 Het is mogelijk dat een doelwitcel functionele receptoren voor ADH én voor
oxytocine heeft.
252p
Welke van deze uitspraken is of welke zijn juist?
A geen van beide
B alleen 1
C alleen 2
D beide

opgave 10Slechter horen door kapotte ionkanalen

Gehoorverlies kan veroorzaakt worden door omgevingsfactoren, maar vaak is het een erfelijke kwestie. Bij een erfelijke vorm van doofheid ligt de oorzaak veelal in het orgaan van Corti, een onderdeel van het slakkenhuis dat zich in het binnenoor bevindt. Spaanse onderzoekers hebben aan de hand van…

Gehoorverlies kan veroorzaakt worden door omgevingsfactoren, maar vaak is het een erfelijke kwestie. Bij een erfelijke vorm van doofheid ligt de oorzaak veelal 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 mutant KCNQ4-gen is. Het KCNQ4-gen blijkt te coderen voor het eiwit van een K + -kanaaltje in de buitenste haarcellen (zintuigcellen) in het orgaan van Corti. Normaal functionerende K + -kanaaltjes zijn nodig voor het omzetten van geluiden in elektrische impulsen naar de hersenen. In de stamboom (afbeelding 1) is aangegeven welke familieleden van de laatste drie generaties doof zijn. afbeelding 1 Over de afkomst en het ontstaan van het mutant KCNQ4-gen bij de onderzochte Spaanse familie (zie afbeelding 1) worden twee uitspraken gedaan: 1 Het mutant KCNQ4-gen is waarschijnlijk afkomstig van één van de overgrootouders (generatie I). 2 De mutatie in het KCNQ4-gen heeft waarschijnlijk bij beide overgrootouders uit generatie I plaatsgevonden.

Welke van deze uitspraken is juist? A geen van beide B alleen 1 C alleen 2
Door geluiden wordt vloeistof in het slakkenhuis in trilling gebracht. Wanneer daardoor de haartjes op een buitenste haarcel meer dan 0,3 nanometer verbogen worden, verandert de potentiaal in deze haarcel. Haarcellen zijn stevig aan elkaar gehecht met tight junctions. Door deze tight junctions…

Door geluiden wordt vloeistof in het slakkenhuis in trilling gebracht. Wanneer daardoor de haartjes op een buitenste haarcel meer dan 0,3 nanometer verbogen worden, verandert de potentiaal in deze haarcel. Haarcellen zijn stevig aan elkaar gehecht met tight junctions. Door deze tight junctions worden de twee vloeistofcompartimenten in het slakkenhuis van elkaar gescheiden in endolymfe en perilymfe (zie afbeelding 2: een schematische tekening van een haarcel van een kind). afbeelding 2 Haarcellen bezitten twee typen 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, hyperpolarisatie en repolarisatie van de haarcellen mogelijk. Voor het ontstaan van een actiepotentiaal in de buitenste haarcellen is het noodzakelijk dat perilymfe, endolymfe en het cytoplasma in de buitenste haarcel 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

opgave als beeld van het examen
Hoe verandert de potentiaal van de haarcel direct nadat K + -kanaaltjes in de haartjes openen? En hoe verandert de potentiaal van de haarcel direct nadat K + -kanaaltjes in de celbasis openen? potentiaal bij opengaan potentiaal bij opengaan K + -kanaaltjes in de haartjes K + -kanaaltjes in de…

Hoe verandert de potentiaal van de haarcel direct nadat K + -kanaaltjes in de haartjes openen? En hoe verandert de potentiaal van de haarcel direct nadat K + -kanaaltjes in de celbasis openen? potentiaal bij opengaan potentiaal bij opengaan K + -kanaaltjes in de haartjes K + -kanaaltjes in de celbasis A meer negatief meer negatief B meer negatief minder negatief C minder negatief meer negatief D minder negatief minder negatief

Leg uit dat goed functionerende tight junctions tussen de haarcellen nodig zijn om te kunnen horen. Een buitenste haarcel werd blootgesteld aan een geluid van 300 Herz gedurende 60 msec. Tijdens deze proef werd de potentiaal in de haarcel gemeten. In het diagram van afbeelding 3 zijn de eerste 7…

Leg uit dat goed functionerende tight junctions tussen de haarcellen nodig zijn om te kunnen horen. Een buitenste haarcel werd blootgesteld aan een geluid van 300 Herz gedurende 60 msec. Tijdens deze proef werd de potentiaal in de haarcel gemeten. In het diagram van afbeelding 3 zijn de eerste 7 msec van de meting weergegeven. afbeelding 3 In het diagram zijn vier tijdstippen (1 tot en met 4) aangegeven.

Op welk van deze tijdstippen zijn de meeste K + -kanaaltjes in de celbasis van de haarcellen open? A tijdstip 1 B tijdstip 2 C tijdstip 3 D tijdstip 4
Het gehoorverlies in de Spaanse familie blijkt te worden veroorzaakt door een puntmutatie (G296S) in het KCNQ4-gen. Voor een onderzoek naar het effect van de G296S-mutatie werden vijf groepen eicellen van kikkers gebruikt. Groep 0 was de controlegroep. De eicellen van groep 1 tot en met 4 werden…

Het gehoorverlies in de Spaanse familie blijkt te worden veroorzaakt door een puntmutatie (G296S) in het KCNQ4-gen. Voor een onderzoek naar het effect van de G296S-mutatie werden vijf groepen eicellen van kikkers gebruikt. Groep 0 was de controlegroep. De eicellen van groep 1 tot en met 4 werden geïnjecteerd met wildtype mRNA (op basis van het intacte gen) en/of mutant mRNA (op basis van het gen met de G296S-mutatie). De samenstelling van de injecties was als volgt: groep 1 5 ng wildtype mRNA groep 2 5 ng mutant mRNA groep 3 2,5 ng wildtype mRNA plus 2,5 ng mutant mRNA groep 4 5 ng wildtype mRNA plus 5 ng mutant mRNA Er is onderzocht of na een bepaalde tijd bij de verschillende behandelde eicellen K + -kanaaltjes konden worden gevonden in het eicelmembraan. Ook werd de functie van de K + -kanaaltjes getest, door te kijken of ze in staat waren om K + -ionen door te laten (K + -flux) wanneer het eicelmembraan werd gedepolariseerd. De gemeten resultaten van groep 1 werden als referentie op 100% gesteld. De resultaten van dit onderzoek zijn weergegeven in afbeelding 4. relatieve eicelmembraan hoeveelheid 80 afbeelding K + -kanaaltjes 4 in 100 (%) 60 40 20 0 0 1 2 Legenda: K + -kanaaltjes in eicelmembraan K + -flux Op grond van de resultaten in afbeelding 4 wordt het volgende beweerd: 1 Het mutante K + -kanaaltje komt minder in het celmembraan van de eicellen terecht dan het wild-type K + -kanaaltje. 2 Het mutante K + -kanaaltje is minder in staat om K + -ionen door te laten dan het wild-type K + -kanaaltje.

Welke bewering wordt of welke beweringen worden ondersteund door de resultaten van deze eicelexperimenten? A geen van beide B alleen bewering 1 C alleen bewering 2 D zowel bewering 1 als bewering 2
Uit de stamboomgegevens kan worden geconcludeerd dat het wildtype allel recessief is. De resultaten van het experiment met kikkereicellen ondersteunen deze conclusie.
Door de vergelijking van welke resultaten van het experiment met kikkereicellen wordt deze conclusie ondersteund? A de resultaten van groep 0 en groep 1 B de resultaten van groep 0 en groep 2 C de resultaten van groep 1 en groep 2 D de resultaten van groep 1 en groep 3 of groep 4

opgave 11Cichliden

De bioloog en schrijver Tijs Goldschmidt deed tussen 1981 en 1986 onderzoek
naar de aanwezigheid van bepaalde soorten vissen in het Victoriameer in
Tanzania (Afrika). Hij onderzocht verschillende soorten cichliden, baarsachtige
visjes van het geslacht Haplochromis waarvan honderden soorten bekend zijn.
In zijn boek ‘Darwins hofvijver’ beschrijft hij aspecten van dit onderzoek, waarbij
hij gefascineerd raakte door Darwins evolutietheorie.
Drie uitgangspunten van de evolutietheorie zijn:
1 In een populatie worden meer nakomelingen geproduceerd dan
overeenkomt met de draagkracht.
2 In een populatie vindt voortdurend mutatie plaats.
3 De aan de omstandigheden best aangepaste individuen hebben in de
populatie de grootste overlevingskans.
322p
Door welke van deze gebeurtenissen kunnen de allelfrequenties in een
cichlidenpopulatie van het Victoriameer veranderen?
A alleen 1
B alleen 2
C alleen 3
D 1 en 2
E 1 en 3
F 2 en 3
In een stabiele populatie van één van de cichlidensoorten is de frequentie van
het dominante fenotype 60%.
332p
Wat is in deze populatie de verhouding tussen de frequenties van het dominante
en het recessieve allel?
A 6,3 (dominant): 3,7 (recessief)
B 3,7 (dominant): 6,3 (recessief)
C 7,7 (dominant): 2,3 (recessief)
D 2,3 (dominant): 7,7 (recessief)

opgave 12Alfamannetjes

Het kreeftje Paracerceis sculpta plant zich op
een speciale manier voort. De vrouwtjes zijn
klein, ze vormen grote ‘haremgroepen’ die in een
spons wonen op ondiepe plekken in zee. Zo’n
spons is het territorium van een alfamannetje dat
wel twee keer zo groot is als het vrouwtje (zie
afbeelding).
Tussen alfamannetjes worden hevige gevechten
gevoerd: alleen de winnaars veroveren een
spons. De vele verliezers blijven zonder.
figuur bij de opgave
Er bestaan echter nog twee andere typen mannetjes. Ongeveer 4 procent van
de mannetjes zijn bètamannetjes; zij hebben de grootte en het uiterlijk van
vrouwtjes. Ongemerkt dringen zij de spons binnen.
Ongeveer 15 procent zijn gammamannetjes; zij zien er wel uit als mannetjes,
maar zijn heel klein en slagen er zo nu en dan in langs de territoriumbezitter een
spons binnen te glippen. Beide typen indringers paren ‘stiekem’ met de
vrouwtjes in de spons.
Er zijn drie allelen bekend die het uiterlijk van de mannetjes bepalen:
− Heeft een mannetje twee keer het alfa-allel, dan is hij groot (alfamannetje).
− Heeft hij ten minste één keer het bèta-allel, dan ziet hij er uit als een
vrouwtje (bètamannetje).
− Heeft hij een gamma-allel plus een alfa-allel of twee gamma-allelen, dan is
hij heel klein (gammamannetje).
Bij vrouwtjes, vijftig procent van de nakomelingschap, hebben de drie
verschillende allelen geen invloed op het uiterlijk.
Een vrouwtje met een alfa- en een bèta-allel paart met een heterozygoot
gammamannetje.
342p
Hoeveel procent van het grote aantal nakomelingen zal tot alfamannetjes
uitgroeien?
A 0 procent
B 12,5 procent
C 25 procent
De verdeling in percentages tussen de drie typen mannetjes is stabiel.
352p
Leg uit, met een verwijzing naar de allelfrequenties, dat daaruit blijkt dat de
territoriumbezittende alfamannetjes relatief meer paringen voor hun rekening
nemen dan de bèta- en gammamannetjes.

opgave 13Sluipwespen

De sluipwesp Leptopilina heterotoma legt haar eieren in larven van fruitvliegen.
De fruitvlieglarve groeit vervolgens door tot het popstadium. Hierna eet de
parasiet (de larve van de sluipwesp) de gastheer van binnenuit op.
In een al geparasiteerde fruitvlieglarve wordt soms door een ander
sluipwespvrouwtje nog een ei bijgelegd. Dit gebeurt alleen als het eerste ei
minder dan een minuut geleden gelegd is. Een onderzoeker formuleert de
hypothese dat in een geparasiteerde fruitvlieglarve na de eileg een stof wordt
gevormd die een herhaalde eileg afremt. Om beide elementen in de hypothese
te toetsen zijn achtereenvolgens twee experimenten nodig.
362p
Schrijf twee onderzoeksvragen op die horen bij deze experimenten.
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.