opgave 1Kunst-alvleesklier

Een Nederlands bedrijf is erin geslaagd een kunst-alvleesklier te ontwikkelen op zakformaat. De 29-jarige Rien is een van de proefpersonen die de kunst-alvleesklier mag testen. Op 14-jarige leeftijd werd bij Rien diabetes type 1 geconstateerd. Vanaf dat moment moest hij vier keer per dag insuline gaan spuiten. Hij leerde om hypers (te hoge bloedsuikergehaltes) en hypo’s (te lage bloedsuikergehaltes) te vermijden door de hoeveelheid insuline die hij toediende, af te stemmen op de hoeveelheid koolhydraten die hij at. Ook moest hij rekening houden met zijn lichamelijke activiteit. Rien vertelt: “Ik moest vooral leren om bij sportactiviteiten niet te enthousiast van start te gaan. Anders voelde ik me na één uur al zo slap als een vaatdoek.” Voor het feit dat Rien zich na één uur sporten zo slap voelde, wordt de volgende verklaring gegeven: Door een sterke toename van de ...(1)… ontwikkelde Rien een …(2)…



Wat is de andere reden? Rien gaat op zaterdag één uur na het ontbijt een voetbalwedstrijd spelen. Na de wedstrijd luncht hij. Meteen hierna kijkt hij naar een film. Zowel zijn ontbijt als lunch zijn koolhydraatrijke maaltijden. Drie tijdstippen waarop mogelijk insuline wordt toegediend, zijn: 1 een half uur na het ontbijt, 2 tijdens de tweede helft van de voetbalwedstrijd, 3 tijdens het filmkijken, na de lunch.

Noteer de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar op je antwoordblad en geef achter elk nummer aan of de kunst-alvleesklier op het betreffende tijdstip wel of niet insuline aan het bloed afgeeft. Op een bepaald moment geeft de kunst-alvleesklier van Rien glucagon af in een ader in de buikwand. Dit hormoon heeft de lever als doelwitorgaan.


opgave 2Levend fossiel

Tussen de 400 en 350 miljoen jaar geleden zijn er uit vissen vierpotige landdieren ontstaan. De overgang van water naar land was mogelijk dankzij een aantal ingrijpende aanpassingen. Coelacanthen hebben vinnen die aan pootjes doen denken, leven op grote diepte in grotten en hebben weinig predatoren. Voordat een Zuid- Afrikaanse visser in 1938 een coelacanth in zijn netten aantrof, dacht men dat deze vis al 70 miljoen jaar was uitgestorven omdat tot dan toe alleen fossielen van deze vis (afbeelding 3) gevonden waren. De exemplaren die nu leven, zijn nauwelijks verschillend van de coelacanthen van 70 miljoen jaar geleden.

Geef een mogelijke verklaring voor de trage evolutie van de coelacanth. De transformatie van vinnen naar poten lijkt al vóór de overgang van water naar land te zijn ingezet. De pootachtige vinnen van de coelacanth wijzen hierop, maar ook op DNA-niveau zijn hiervoor aanwijzingen te vinden. De onderzoekers troffen een specifieke nucleotiden-volgorde aan die wel in alle vierpotige landdieren en kwastvinnigen voorkomt, maar niet in andere vissen.


Welk nucleïnezuur hebben de onderzoekers geanalyseerd om de rol van dit stukje DNA te bepalen? En wat hebben ze van dit stukje DNA aangetoond? geanalyseerd aangetoond A DNA de genetische code B DNA genexpressie C RNA de genetische code D RNA genexpressie Om de meest recente voorouder van de gewervelde landdieren en kwastvinnigen te achterhalen, is met behulp van DNA-analyse de verwantschap van verschillende soorten gewervelden bepaald. Deze verwantschap is weergegeven in afbeelding 4. afbeelding 4

opgave 3MSUD

Maud werkt als diëtiste in een academisch ziekenhuis. Een van haar patiëntjes is Stan, een baby met de zeldzame erfelijke stofwisselingsziekte MSUD. Met de ouders bespreekt zij een aangepast dieet voor Stan. Een belangrijk orgaan bij de afbraak van aminozuren is de lever. Bij de afbraak van aminozuren ontstaat een afvalproduct dat wordt uitgescheiden.

− Welk afvalproduct is dit? − In welk orgaan wordt dit afvalproduct uitgescheiden? Bij Stan werd MSUD ontdekt dankzij de hielprik. De hielprik vindt enkele dagen na de geboorte plaats. Er wordt bloed afgenomen dat onderzocht wordt om verschillende aangeboren aandoeningen op te sporen. Om te bepalen of een baby MSUD heeft, wordt de concentratie van verschillende aminozuren bepaald.

Welk bloedbestanddeel wordt onderzocht om te bepalen of een baby MSUD heeft? A bloedplaatjes B bloedplasma C rode bloedcellen D witte bloedcellen Om te voorkomen dat Stan klachten krijgt, schrijft Maud een voedingssupplement voor en geeft ze Stans ouders een dieetadvies voor Stan. Dit advies betreft de beperking van de inname van één van de hoofdgroepen van voedingstoffen: eiwitten, koolhydraten, vetten, mineralen of vitaminen.



Hoeveel procent is de kans op een volgend kind met MSUD als dit kind een meisje is? En als dit kind een jongen is? meisje jongen A 0 0 B 0 50 C 25 25 D 25 50 E 50 50 F 50 100 Bij de ouders van Stans moeder (I-1 en I-2, afbeelding 1) werd het afwijkende allel niet aangetroffen. Dit betekent dat er één mutatie opgetreden is die heeft geleid tot het afwijkende allel bij Stans moeder. Vier cellen zijn: 1 een eicel van oma I-1, 2 een zaadcel van opa I-2, 3 de bevruchte eicel waaruit Stans moeder (II-2) is ontstaan, 4 een eicel van Stans moeder (II-2).

opgave 4Muizenplaag

In de winter van 2015 werd het Friese platteland geteisterd door een muizenplaag. Veel melkveeboeren hadden een grote schadepost doordat de muizen hun weilanden ruïneerden. Wietse en Jelte onderzoeken de biologische aspecten van deze muizenplaag. Voor de opbouw van zetmeel worden suikers gebruikt. Suikers worden vanuit de grassprieten naar de wortels getransporteerd.



Om te onderzoeken welke voedingstoffen in graswortels aanwezig zijn, voeren Wietse en Jelte het volgende experiment uit. Ze verzamelen 10 gram graswortels en persen die uit. Het op die manier verkregen sap vullen ze aan met water tot 15 mL. Ze gebruiken standaard-indicatorreacties om voedingstoffen aan te tonen. Tabel 1 geeft de kleuromslag aan van de indicatorreactie. tabel 1 indicator voedingsstof kleuromslag Fehlings-reagens glucose blauw → oranje joodoplossing zetmeel bruingeel → blauw DCPIP vitamine C blauw → kleurloos Wietse en Jelte vullen drie genummerde buizen elk met 5 mL van het verdunde graswortelsap en onderzoeken buis 1 met Fehlings-reagens, buis 2 met joodoplossing en buis 3 met DCPIP. In tabel 2 staan hun resultaten. tabel 2 buis toegevoegde indicator kleur 1 Fehlings-reagens oranje 2 joodoplossing blauw 3 DCPIP blauw

Welke conclusies kunnen Wietse en Jelte trekken uit de resultaten (tabel 2) van hun experiment naar de aanwezigheid van voedingsstoffen in het sap van graswortels? glucose zetmeel vitamine C A aanwezig aanwezig aanwezig B aanwezig aanwezig afwezig C afwezig aanwezig aanwezig D afwezig aanwezig afwezig De veldmuizen moeten het zetmeel uit de wortels eerst verteren. De koolhydraatvertering vindt bij de muis op dezelfde manier plaats als bij de mens. Bij vertering van zetmeel tot monosachariden zijn verschillende enzymen betrokken.

Met deze gegevens berekenen Wietse en Jelte hoe een populatie van 100 veldmuizen gedurende drie jaar in aantal kan toenemen. Ze gaan er in hun berekening van uit dat tijdens de gehele periode de omstandigheden gunstig zijn. Ze geven hun resultaten in een diagram weer. Hieronder zijn twee diagrammen weergegeven: diagram 1 diagram 2 e tt e tt oo oo r/- g r/- g e i e i t/l a t/l a u up pop op

Welk diagram geeft de populatiegroei juist weer? Hoe groot is de populatie na drie jaar volgens de berekening van Jelte en Wietse? diagram populatie A diagram 1 ongeveer 3600 veldmuizen B diagram 1 ongeveer 170 000 veldmuizen C diagram 1 ongeveer 50 000 000 veldmuizen D diagram 2 ongeveer 3600 veldmuizen E diagram 2 ongeveer 170 000 veldmuizen F diagram 2 ongeveer 50 000 000 veldmuizen


Wietse en Jelte bekijken het gebied waar de plaag heerst, op Google Earth. De foto is genomen vóór de muizenplaag toen het gras nog groen was. Ze zien dat het grootste gedeelte van het gebied bestaat uit grasland (afbeelding 2). afbeelding 2 Wietse en Jelte bedenken dat het voor het onder controle houden van de muizenpopulatie verstandig zou zijn om afwisselende begroeiing aan te brengen tussen de weilanden.

opgave 5Sluipwesp verdooft en ontsmet


Noteer de reden waarom er geen sprake is van predatie. Het neurotoxine dat de smaragdwesp inspuit, blokkeert de receptoren voor bepaalde neurotransmitters in het zenuwstelsel van de kakkerlak. Afbeelding 2 geeft een schakeling weer van zenuwcellen bij insecten. De pijlen geven de richting van de impulsen aan. Zenuwcel B is een schakelzenuwcel. Drie plaatsen op de zenuwcellen zijn met de letters P, Q en R aangegeven. afbeelding 2

Is zenuwcel A in afbeelding 2 een motorische of een sensorische zenuwcel? Op welke plaats werkt het neurotoxine? zenuwcel A is een plaats waar neurotoxine werkt A motorische zenuwcel P B motorische zenuwcel Q C motorische zenuwcel R D sensorische zenuwcel P E sensorische zenuwcel Q F sensorische zenuwcel R Uit één volwassen kakkerlak komt na de metamorfose van de sluipwesplarve één volwassen sluipwesp. Van de kakkerlak blijft alleen het chitinepantser over. Na het uitkomen van de sluipwesp wordt het totaalgewicht aan organische stoffen van het chitinepantser van de kakkerlak en van het lichaam van de volwassen sluipwesp bepaald.

− Is dit gezamenlijk gewicht groter dan, gelijk aan of kleiner dan het gezamenlijk gewicht aan organische stoffen van het lichaam van de kakkerlak en het eitje van de sluipwesp, vlak nadat het eitje is afgezet? − Verklaar je antwoord. Een kakkerlak die doodgaat, wordt normaal al snel door bacteriën opgeruimd. Om dit bederf van zijn voedsel te voorkomen, spuugt de larve van de sluipwesp een vloeistof met een bacteriedodende werking in het lichaam van de kakkerlak. De vloeistof bevat een mengsel van verschillende antibiotica. Zo’n mengsel heeft als voordeel boven een enkel antibioticum dat bacteriën niet snel resistent worden.

opgave 6Degeneratie van het netvlies


Leg uit hoe ophoping van eiwitten achter het netvlies kan leiden tot het afwijkend beeld in afbeelding 1b. De optometrist bestudeert het netvlies van een patiënt die kleine vervormingen van zijn beeld waarneemt. Hiervoor druppelt de optometrist atropine in het oog, waardoor alle kringspieren in het oog zich ontspannen en de pupil groot wordt. Hij heeft dan via de pupil goed zicht op het netvlies. Een bijwerking van deze oogdruppels is dat de patiënt tijdelijk niet scherp ziet.

Heeft de patiënt als gevolg van het ontspannen van de kringspieren tijdelijk moeite met dichtbij of veraf zien? En waardoor wordt dit veroorzaakt? moeite met oorzaak A dichtbij zien de lensbandjes staan strak B dichtbij zien de lensbandjes zijn ontspannen C veraf zien de lensbandjes staan strak D veraf zien de lensbandjes zijn ontspannen

Een andere patiënt heeft LMD in een vergevorderd stadium. Op de plekken waar de ophopingen zijn ontstaan, zijn de zintuigcellen zelfs verdwenen. De patiënt legt aan Floor uit wat hij ziet: “Als ik je in de ogen probeer te kijken, dan zie ik helemaal niets. Geen scheve ogen, geen rare ogen, maar géén ogen. Ook geen zwarte of grijze vlekken; niets op de plek waar ik ogen zou willen zien. Maar als ik naar je voorhoofd kijk, zo ongeveer bij de haargrens, dán zie ik ineens je ogen!”



In het Amerikaanse onderzoek werd gedurende tien jaar bij de patiënten jaarlijks het gezichtsvermogen gemeten. De resultaten van dit onderzoek zijn in een grafiek weergegeven (afbeelding 2). afbeelding 2 kans op matig verlies aan gezichtsvermogen in procenten groep 4 (zink + antioxidanten) Naar aanleiding van deze gegevens trekt Floor drie conclusies. 1 Behandeling met zink en antioxidanten samen leidt tot een minder grote kans op matig verlies aan gezichtsvermogen dan behandeling met alleen zink. 2 Bij behandeling met alleen zink is na tien jaar het gezichtsvermogen met 50% afgenomen. 3 Na twintig jaar is de kans dat onbehandelde patiënten niets meer zien 100%.


Als LMD in de familie voorkomt, is de kans op het krijgen van deze afwijking hoger. Floor bedenkt een onderzoek waarmee ze zou kunnen achterhalen hoe groot deze erfelijke component is. Hiervoor zou ze gegevens willen bestuderen van tweelingen van wie ten minste één van de twee LMD heeft. De tweelingen kan ze verdelen in vier categorieën: 1 eeneiig; beide individuen lijden aan LMD 2 eeneiig; slechts één van de twee lijdt aan LMD 3 twee-eiig; beide individuen lijden aan LMD 4 twee-eiig; slechts één van de twee lijdt aan LMD Ga ervan uit dat ze 100 tweelingparen onderzoekt van wie ten minste één van de twee LMD heeft. 50 paren hiervan zijn eeneiig, 50 paren twee-eiig. Als de aandoening inderdaad voornamelijk erfelijk bepaald is, zullen er meer tweelingparen in de ene categorie zitten dan in andere categorieën.

opgave 7Amerikaanse invasie in Nederlandse sloten




Welk orgaanstelsel van de kreeft wordt blijkbaar vooral aangetast door de kreeftenpest? Bij geleedpotigen ontbreekt een verworven (specifiek) immuunsysteem. Geleedpotigen hebben wel een aangeboren (a-specifiek) afweersysteem, met dezelfde kenmerken als het menselijk aangeboren afweersysteem. Vier processen die een rol spelen bij de afweer, zijn: 1 fagocytose, 2 onderscheid maken tussen lichaamsvreemd en lichaamseigen, 3 productie van antistoffen, 4 productie van lysozymen.

Noteer de nummers 1, 2, 3 en 4 onder elkaar op je antwoordblad en geef achter elk nummer aan of dit proces wel of niet bij kreeften kan optreden. Omdat er maar een klein aantal vrouwtjes wordt gebruikt voor het kweekprogramma, kunnen de allelfrequenties van de nieuwe populaties sterk gaan afwijken van die van de oorspronkelijke populatie.



Verklaar dat de overlevingskans van de uitgezette populatie groter is als de genetische variatie van deze populatie groot is. Arjen de Groot maakt voor het onderzoek naar de verspreiding van de Amerikaanse rivierkreeften gebruik van zogenaamd eDNA (environmental DNA). Dit is DNA dat in het water terechtkomt via organische resten van organismen zoals huidcellen, haren, schubben, slijm of urine. Na het nemen van watermonsters (afbeelding 2) wordt het eDNA geanalyseerd. afbeelding 2 De rode Amerikaanse rivierkreeft wordt geïdentificeerd aan de hand van een merker: een klein stukje kenmerkend DNA. Als de merker in een watermonster voorkomt, betekent dit dat de rode Amerikaanse rivierkreeft aanwezig is in het water waarvan het monster is genomen. Bij eDNA-onderzoek van een sloot worden merkers van de rode Amerikaanse rivierkreeft aangetroffen.


Welke eigenschap heeft een merker waardoor deze geschikt is voor het identificeren van een soort? A Deze bevat een unieke nucleotidenvolgorde. B Deze bevat unieke codons. C Deze bevat unieke nucleotiden. Voordat eDNA gebruikt werd, werd de aanwezigheid van een soort met traditionele methoden bepaald. Voorbeelden hiervan zijn het waarnemen van sporen zoals keutels of pootafdrukken, of het vangen met een net of val. In afbeelding 3 wordt de detectiekans met de eDNA-techniek vergeleken met de detectiekans met traditionele methoden. Om zeker te weten dat Europese rivierkreeften worden uitgezet in een gebied zonder Amerikaanse rivierkreeften, kan de eDNA-techniek worden ingezet.

Licht toe aan de hand van afbeelding 3, dat de eDNA-techniek hiervoor geschikter is dan traditionele methoden. Ook in België worden geïsoleerde populaties Europese rivierkreeften bedreigd door de aanwezigheid van Amerikaanse rivierkreeften. Net zoals in Nederland is gebeurd, worden in België kleine waterecosystemen met elkaar verbonden via nieuw gegraven sloten of door het verleggen van beken.

opgave 8Pandakeutels


In tegenstelling tot andere beren houden reuzenpanda’s niet van vlees. Het gen dat vlees hartig laat smaken (het T1R1-gen), is bij de reuzenpanda veranderd. Hierdoor heeft vlees voor reuzenpanda’s geen aantrekkelijke smaak. Het T1R1-gen codeert voor een receptor die vlees hartig doet smaken: de umami-receptor.

De darmbacteriën van de reuzenpanda staan sterk in de belangstelling van wetenschappers die onderzoek doen naar de productie van tweede- generatie-biobrandstoffen. Tweede-generatie-biobrandstoffen worden verkregen uit plantenresten die overblijven na het oogsten van gewassen.

afbeelding 2 De darmbacteriën van de reuzenpanda zijn in staat om heel efficiënt cellulose af te breken tot enkelvoudige suikers. Door genen van deze bacteriën in te bouwen in gistcellen zouden de enzymen die cellulose afbreken, op grote schaal geproduceerd kunnen worden. De gemodificeerde gist wordt dan in een bioreactor vermeerderd en aangezet tot productie van de gewenste enzymen (afbeelding 2). Deze enzymen worden gebruikt voor de productie van tweede-generatie- biobrandstoffen.
Bij dit examen hoort geen uitwerkbijlage.
12p
D
21p

32p

41p

51p

61p

72p
D
81p

92p

102p
B
112p

122p
C
132p
C
141p

152p
B
162p
B
172p

182p
F
192p
D
201p

211p

222p
F
232p

242p

252p

262p
A
271p

281p

291p

302p

312p

322p

331p

342p

352p
B
361p

372p
A
382p
A
391p

402p

412p

422p
B
432p
B
441p

451p

462p
C