opgave 2Bloedtransfusies tijdens de Eerste Wereldoorlog
In de Eerste Wereldoorlog (1914-1918) zijn veel soldaten gesneuveld op
het slagveld. Het gebruik van zware munitie leidde tot forse verwondingen
waardoor veel soldaten overleden als gevolg van bloedverlies. In het
kader van een project over de Eerste Wereldoorlog kozen Tom en Michael
ervoor onderzoek te doen naar bloedtransfusies tijdens deze periode.
Michael leest dat de Britse medische staf adviseerde om de gewonden
met bloedverlies een infuus met een zoutoplossing te geven. Helaas bleek
dit infuus in de meeste gevallen niet voldoende en verloren de gewonden
snel het bewustzijn waarna ze alsnog stierven. Het verlies van bewustzijn
wordt veroorzaakt door het ontbreken van een bepaald bloedbestanddeel
in de zoutoplossing.
72pWelk bloedbestanddeel ontbreekt in de zoutoplossing waardoor het
verlies van bewustzijn kan optreden?

bloedplaatjes

bloedplasma

rode bloedcellen

witte bloedcellen
De Canadese medische staf zag
meer nut in het toedienen van bloed
dat alle bloedbestanddelen bevat. In
eerste instantie vond de transfusie
plaats via een slangetje van donor
naar ontvanger. Later werd het
donorbloed opgevangen in een fles
voordat het werd overgebracht naar
de patiënt (afbeelding 1).
82pNoteer welke bloedvaten en welke delen van het hart het donorbloed
achtereenvolgens passeert op de kortste weg van een ader in de linker-
onderarm van de ontvanger naar zijn hersenen.
Als het bloed werd opgevangen in een fles was het nodig om de inhoud
van de fles in beweging te houden zodat het bloed niet stolde.
92pWelke bloedbestanddelen zetten de bloedstolling in gang?

bloedplaatjes en bloedplasma

bloedplaatjes en rode bloedcellen

bloedplaatjes en witte bloedcellen

bloedplasma en rode bloedcellen

bloedplasma en witte bloedcellen

rode bloedcellen en witte bloedcellen

afbeelding 2 Al in 1904 had Karl Landsteiner ontdekt dat er 0 verschillende bloedgroepen zijn: het AB0- systeem. Hij merkte op dat bij het mengen van bloed van twee personen in sommige gevallen klontering optreedt. Verder onderzoek leidde tot A B een transfusieschema (afbeelding 2) waarin te zien is welke donoren geschikt zijn voor welke ontvangers met andere bloedgroepen. AABB
Tom leest dat het in 1916 nog niet gebruikelijk was om de bloedgroepen
van donor en ontvanger te bepalen. Het gevolg hiervan was dat een
aantal gewonden alsnog overleed als gevolg van een transfusie met bloed
van een verkeerde bloedgroep. Tom probeert een schatting te maken hoe
groot de kans hierop is. Hij neemt aan dat een bloedtransfusie met bloed
van een niet-geschikte donor altijd leidt tot het overlijden van de
ontvanger en dat de verdeling van de bloedgroepen onder de militairen in
de Eerste Wereldoorlog hetzelfde is als in Nederland op dit moment
(tabel 1).
tabel 1
101pHoe groot is de kans dat een gewonde soldaat met bloedgroep B
overlijdt als gevolg van een bloedtransfusie met bloed waarvan de
bloedgroep onbekend is? Ga uit van de aannames die Tom doet.
Tom en Michael maken een werkplan om met een experiment in de klas
te laten zien dat niet elke bloeddonor geschikt is om bloed te doneren aan
iemand met bloedgroep A.
Michael (die weet dat hij bloedgroep A heeft) stelt voor om op een aantal
voorwerpglaasjes een druppel van zijn eigen bloed te doen. Met een
speciale prikpen kan hij een klein gaatje in zijn vinger maken, zodat er
langzaam bloed uit druppelt.
De andere leerlingen uit de klas nemen dan ieder een voorwerpglaasje
met een druppel bloed van Michael en leggen op 1 cm afstand van deze
druppel, een druppel van hun eigen bloed (afbeelding 3).
afbeelding 3
Vervolgens mengen ze met een schoon stokje de twee druppels bloed en
kijken of er klontering optreedt.
112pLeg uit hoe een proces op molecuulniveau zal leiden tot bloedklontering
op sommige voorwerpglaasjes.
Onder begeleiding van Toms moeder die huisarts is, proberen ze het
experiment uit met hun eigen bloed. Tom heeft bloedgroep 0. Na het
mengen van de druppels bloed treedt er klontering op. De jongens trekken
hieruit de conclusie dat Tom geen bloeddonor kan zijn voor Michael. Deze
conclusie komt niet overeen met het transfusieschema uit afbeelding 2.
121pWat zien Tom en Michael over het hoofd waardoor ze een onjuiste
conclusie trekken uit het verkregen resultaat?
Tom en Michael bespreken met hun biologieleraar of ze het experiment
met de klas mogen uitvoeren. Hij vindt het een interessant idee, maar
zegt dat er wel veiligheidsrisico’s zijn waarmee rekening gehouden moet
worden.
131pNoteer een veiligheidsrisico waarvan sprake is bij dit practicum.
opgave 3Koraal bedreigd!
Toen Sylvia Earle (afbeelding 1) als afbeelding 1
12-jarig meisje verhuisde naar
Florida raakte ze verknocht aan de
zee. Als marien bioloog zet ze zich
nu in voor de bescherming van
koraalriffen.
Ze vertelt: “In mijn leven is het
aantal koraalriffen gehalveerd en is
95 procent van de grote vissen
uitgemoord.”

Koraalriffen worden gevormd door koralen. Dit zijn kolonies van koraaldiertjes van een paar millimeter groot die in symbiose leven met eencellige algen. De algen produceren organische stoffen die door de koraaldiertjes gebruikt worden. Koraalriffen bestaan voor het grootste gedeelte uit het uitwendig kalkskelet dat door de koralen gedurende duizenden jaren opgebouwd is.
De symbiose van koraaldiertjes en algen is een vorm van mutualisme.
141pWelk gegeven ontbreekt in het tekstkader om deze symbiose als
mutualisme te kunnen benoemen?
Algen die samenleven met de koraaldiertjes behoren vrijwel allemaal tot
het geslacht Symbiodinium. De algen worden helemaal opgenomen in de
cellen van de gastheer (afbeelding 2).
afbeelding 2
152pVia welk proces worden de algen opgenomen in de cellen van de
koraaldiertjes?

via diffusie

via endocytose

via exocytose

via osmose
Het rif wordt door koraaldiertjes uit kalk opgebouwd. Kalk (CaCO3) is een
verbinding met calcium, en maakt dus deel uit van de calciumkringloop.
161pVan welke andere kringloop maakt kalk ook deel uit?
Voor de teruggang van de koraalriffen worden diverse oorzaken genoemd.
Eén daarvan is temperatuurstijging ten gevolge van het versterkte
broeikaseffect. Temperatuurstijging leidt tot een verstoring van de
fotosynthese bij de algen. Als gevolg hiervan ontstaat er een stressreactie
bij de koraaldiertjes waardoor de algen uitgestoten worden. Dit noemen
we koraalverbleking. Hierdoor kunnen de koraaldiertjes uiteindelijk
afsterven en blijft van het afgestorven koraal alleen het witte kalkskelet
over.
De verstoring van de fotosynthese zou veroorzaakt kunnen worden
doordat de betrokken enzymen niet meer optimaal werken.
171pWaardoor vermindert enzymwerking als de temperatuur hoger is dan de
optimumtemperatuur?
Een andere mogelijke oorzaak voor de teruggang van koraalriffen is
overbevissing. Vissen en zee-egels ‘begrazen’ het zeewier dat ook op het
rif groeit. Als de vissen verdwijnen, worden deze wieren niet meer beperkt
in hun groei en worden koralen weggeconcurreerd. De wieren en koralen
beconcurreren elkaar onder andere om een geschikte groeiplaats.
182pOm welke andere factor beconcurreert het zeewier het koraal waardoor
koraal beperkt wordt in zijn groei?

om organische stoffen

om zonlicht

om zuurstof
De terugkeer van plantenetende vissen kan bijdragen aan het herstel van
het koraal. Ondanks een visverbod blijkt het heel lastig om vissen terug te
krijgen tussen het afgestorven koraal.
Om te onderzoeken waardoor dit komt, afbeelding 3
ontwierp de Amerikaanse onderzoeker
Danielle Dixson een aquarium (zie
bovenaanzicht in afbeelding 3), waarin ze
larven van koraalvissen de keuze gaf
tussen zeewater van een gezond koraalrif
(pijl A) en zeewater van een rif met
afgestorven koraal (pijl B). Het bleek dat
een grote meerderheid van de larven
koos voor de kant met zeewater van een
gezond koraalrif.
Het vermoeden bestond dat de larven niet
alleen werden afgestoten door het water
van het aangetaste koraalrif, maar dat ze
ook werden aangetrokken door het
zeewater van het gezonde koraalrif.
Om deze tweede hypothese te testen werd een tweede experiment
uitgevoerd in dit aquarium. Een van de keuzes in dit experiment was
zeewater van een gezond koraalrif.
191pNoteer wat als andere keuze werd aangeboden in dit tweede experiment.
De eigenschap dat de larven van koraalvissen in staat zijn om te
detecteren welk water afkomstig is van gezond koraalrif, is in de loop van
de evolutie als gevolg van mutaties ontstaan.
202pLeg uit hoe het komt dat vrijwel alle huidige larven van koraalvissen deze
eigenschap bezitten.
Voor koraalriffen die nog niet onherstelbaar zijn aangetast, lijkt het
instellen van een beschermd natuurgebied de beste oplossing. Sylvia
Earle lanceerde het idee om flinke delen oceaan in te richten als
natuurpark, zogenaamde ‘Hopespots’.
In deze Hopespots is het verboden om te vissen.
211pNoteer nog een regel die voor zo’n Hopespot zou moeten gelden zodat
het koraalrif intact blijft.
opgave 5Stikstofbinding
In kassen van Wageningen Universiteit bootst een botanisch analist de
omstandigheden van het tropisch regenwoud na. Onder deze
omstandigheden wordt de boom Parasponia andersonii, afkomstig uit de
wouden van Papoea Nieuw-Guinea, in potten gekweekt.
afbeelding 1

In de regenwouden is Parasponia een echte pionierplant. Na kaalkap van het regenwoud duikt hij als eerste op. Zijn houtige takken groeien drie tot vier meter per jaar dankzij zijn geheime wapen: zijn wortelknolletjes (afbeelding 1) waarin stikstofbindende bacteriën leven. Deze knolletjesbacteriën zetten stikstofgas uit
de lucht om in voor planten opneembare stikstofverbindingen. Deze
symbiose komt ook voor bij vlinderbloemige planten zoals bonen, erwten,
soja en klaver (afbeelding 2).
De Parasponia wordt uitgebreid onderzocht omdat het, voor zover
bekend, de enige niet-vlinderbloemige plantensoort is met deze symbiose.
afbeelding 2
De botanisch analist stelt de abiotische en biotische omstandigheden in
de kas zo in, dat de planten uit het tropisch regenwoud optimaal kunnen
groeien.
281pNoteer twee abiotische factoren die de analist hiervoor in de kas moet
reguleren.
292pVoor de productie van welke stoffen gebruikt Parasponia stikstof uit
opneembare stikstofverbindingen als bouwstof?

voor zowel DNA als voor eiwitten

voor zowel DNA als voor vetten

voor zowel koolhydraten als voor eiwitten

voor zowel koolhydraten als voor vetten
302pVia welke vaten worden de stikstofverbindingen naar de bladeren van
Parasponia vervoerd? En via welke vaten worden de voor de bacterie
benodigde suikers vanuit de boombladeren naar de wortelknolletjes
vervoerd?

stikstofverbindingen en suikers via de bastvaten

stikstofverbindingen en suikers via de houtvaten

stikstofverbindingen via de bastvaten en suikers via de houtvaten

stikstofverbindingen via de houtvaten en suikers via de bastvaten
Vlinderbloemige planten kunnen worden gebruikt als groenbemesting.
Door het onderploegen van deze planten komen stikstofverbindingen in
de bodem. Deze worden door bacteriën omgezet in voor planten
opneembare stikstofverbindingen.
312pWelke bacteriën zijn verantwoordelijk voor deze omzettingen?

denitrificerende bacteriën en nitrificerende bacteriën

denitrificerende bacteriën en knolletjesbacteriën

rottingsbacteriën en nitrificerende bacteriën

rottingsbacteriën en knolletjesbacteriën
In Afrika worden diverse peulvruchten verbouwd die geen symbiose met
knolletjesbacteriën zijn aangegaan. Om de opbrengst van gewassen te
vergroten wordt in Wageningen voor enkele van deze vlinderbloemige
plantensoorten onderzoek gedaan naar een mogelijke symbiose met
knolletjesbacteriën.
Omdat niet elke knolletjesbacteriestam geschikt is voert de botanisch
analist in de kassen een experiment uit om voor een Afrikaanse
vlinderbloemige soort een geschikte knolletjesbacteriestam te vinden.
323p− Beschrijf een proefopzet waarmee hij kan vaststellen welke
knolletjesbacteriestam geschikt is voor een symbiose met deze plant.
− Noteer wat hij moet meten om te kunnen vaststellen welke
bacteriestam geschikt is.
Tijdens de evolutie zijn genetische veranderingen in de vlinderbloemige
planten opgetreden die symbiose met knolletjesbacteriën mogelijk hebben
gemaakt. Voor de wereldvoedselvoorziening zou het gunstig zijn als de
betrokken genen bij andere gewassen kunnen worden ingebouwd,
bijvoorbeeld bij aardappelen en tomaten.
Er zijn mensen die bezwaren hebben tegen het gebruik van genetisch
gemodificeerde gewassen, omdat ze bang zijn dat de ingebouwde genen
ongewenste effecten hebben in de cellen van het lichaam van de mens.
331pVerklaar dat het zeer onwaarschijnlijk is dat genen van genetisch
gemodificeerde tomaten in cellen van een mens terechtkomen.
Parasponia wordt in Wageningen uitgebreid onderzocht omdat de plant in
symbiose leeft met knolletjesbacteriën terwijl het geen vlinderbloemige
plant is.
341pNoteer een reden waarom het belangrijk is voor de wereldvoedsel-
voorziening om ook te onderzoeken of andere niet-vlinderbloemige
planten een symbiose kunnen aangaan met knolletjesbacteriën.
opgave 7Vissen gedrogeerd door afvalwater
Medicijnen die terechtkomen in afvalwater kunnen onverwachte
ecologische effecten hebben. Dat schrijven Zweedse onderzoekers in het
tijdschrift Science op basis van onderzoek aan baarzen.

De onderzoekers ontdekten dat baarzen (afbeelding 1) meer en sneller eten en roekelozer worden onder invloed van het middel oxazepam. Dit kalmeringsmiddel wordt door mensen gebruikt om angstgevoelens te verminderen. De stof komt via de menselijke urine echter onbedoeld ook terecht in het aquatische milieu. De onderzoekers stelden baarzen bloot aan hoeveelheden van het middel zoals die ook in het milieu voorkomen. Daaruit bleek dat kleine hoeveelheden van dit medicijn al voldoende zijn om het gedrag van de baarzen te beïnvloeden. Dat kan volgens de onderzoekers leiden tot veranderingen in de soortensamenstelling van het ecosysteem waarvan deze baarzen deel uitmaken. afbeelding 1
411pVerklaar dat de concentratie oxazepam in baarzen lager zal zijn dan in
een mens die oxazepam gebruikt.
Oxazepam is een direct werkend kalmeringsmiddel en helpt gevoelens
van angst en spanning te verminderen. In de hersenen versterkt
oxazepam de werking van de remmende neurotransmitter GABA.
422pRemt of stimuleert oxazepam het ontstaan van impulsen? En, op welke
plek in de hersenen vindt dit proces plaats?

remt het ontstaan van impulsen

remt het ontstaan van impulsen

stimuleert het ontstaan van impulsen in de grote hersenen

De piek in werkzaamheid van oxazepam wordt bereikt na ongeveer 3 uur en het werkt tot ongeveer 6 uur na inname. Na deze periode is het middel uitgewerkt doordat een gedeelte door het lichaam is omgezet in een niet- werkzame stof en een gedeelte zonder omzetting is uitgescheiden.
431pIn welk orgaan wordt, na opname in het bloed, de meeste oxazepam
omgezet?
Bij gebruik volgens de bijsluiter scheiden de nieren het geneesmiddel vrij
snel uit. Bij een overdosis wordt daarom geadviseerd veel water te
drinken.
Twee mechanismen in de nieren zijn:
1 Door een grotere vochtopname wordt in de kapsels van Bowman meer
voorurine gevormd.
2 Door een verhoogde afgifte van ADH wordt er in de nierkanaaltjes
meer vocht teruggeresorbeerd (gereabsorbeerd).
442pWelk mechanisme verklaart of welke mechanismen verklaren de snelle
uitscheiding van oxazepam na veel drinken?

geen van beide

alleen 1

alleen 2

beide mechanismen
Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina.
De Zweedse onderzoekers constateerden dat oxazepam ook bij baarzen
gedragsveranderingen veroorzaakt. De baarzen aten meer en sneller en
gingen zich roekelozer gedragen. Deze gedragsveranderingen kunnen
leiden tot een verandering in soortensamenstelling in het ecosysteem
waarvan de baarzen deel uitmaken (afbeelding 2).
afbeelding 2
452pBeredeneer hoe het roekeloze gedrag van baarzen kan leiden tot een
afname van de hoeveelheid zoöplankton in het water.
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.