opgave 1Verdwenen koolstof

atmosfeer (740) 110 50 ontbossing planten en 60 70 80 22 35 1-2 dieren (550) warm koud 60 oppervlaktewater oppervlaktewater (600) (300) 40 rivieren bodem en verbranding organische 0,5 planten en 20 15 10 planten en van fossiele resten dieren dieren brandstoffen (1.200) (2) 18 9 (1) 5-6 2 37 37 1 winbare fossiele diepzee brandstoffen (34.000) (10.000) sedimenten (0,5) uitwisseling lucht - water assimilatie wateruitwisseling dissimilatie afsterven menselijke activiteiten sedimentatie 1200 (cursieve getallen) = de hoeveelheid (in gigaton) C vastgelegd in dat compartiment
opgave 2Aardappeleters




Het verband tussen het aantal genkopieën voor amylase (gelegen in chromosoom 1) en de concentratie van amylase in het speeksel is bij vijftig Amerikanen met Europese voorouders onderzocht. Het resultaat van dit onderzoek is weergegeven in afbeelding 2. afbeelding 2 7 concentratie amylase in speeksel 6 (mg/ml) 5 4 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16

opgave 3Ook foraminiferen kunnen nitraat omzetten



Noem een andere groep eukaryote organismen die dat ook kan. De endosymbiosetheorie geeft een verklaring voor het ontstaan van bepaalde organellen in cellen van eukaryoten. Een schematische voorstelling hiervan is gegeven in afbeelding 1. afbeelding 1 De afbraak van nitraat in de foraminifeer G. pseudospinescens kan op twee manieren worden beschreven: 1 De eukaryoot bevat bacteriën die nitraat omzetten; 2 De eukaryoot bevat organellen die nitraat omzetten.


De foraminifeer G. pseudospinescens is beweeglijk en kan op verschillende dieptes in het sediment van oceanen worden aangetroffen. De eencellige kan zijn nitraatvoorraad aanvullen in de bovenzijde van het sediment en vervolgens weer naar diepere lagen verhuizen. In afbeelding 2 is schematisch een deel van de stikstofkringloop weergegeven, dat voor de zee en de zeebodem met actieve foraminiferen relevant is. afbeelding 2 Vijf verschillende stikstofverbindingen zijn met een nummer aangegeven.

opgave 4Prionen

In maart 1996 maakte de Britse overheid bekend dat de epidemie van BSE (gekke koeienziekte) onder runderen, ook voor de mens gevolgen had: bij tien relatief jonge mensen was een nieuwe variant van de ziekte van Creutzfeldt- Jakob (vCJD) vastgesteld. Er lopen onderzoeken naar de aard van deze hersenaandoeningen en de mogelijkheden om verdere uitbreiding van BSE en vCJD te voorkomen. Een aantal ziekten, zoals BSE en vCJD, wordt veroorzaakt door prionen. Prionen ontstaan uit PrP-eiwitten die in de hersenen een boodschapperfunctie hebben en daarna worden afgebroken. Prionen zijn op een andere manier gevouwen dan de PrP-eiwitten, waardoor ze niet meer afgebroken kunnen worden. Bovendien veroorzaken ze een kettingreactie waarbij andere PrP- moleculen ook abnormaal vouwen en daardoor onbruikbaar worden. In de hersenen ontstaan dan holle ruimtes door het afsterven van neuronen. Het normale PrP-eiwit heeft een ruimtelijke structuur met α -helices. De prionvorm van dit eiwit heeft een veel stabielere structuur met β -platen. Wanneer het afwijkende eiwit in contact komt met normaal PrP, verandert de vouwing van het PrP waardoor het ook een prion wordt (zie afbeelding 1). afbeelding 1 Mede door de β -plaatstructuur gaan prionen al snel samenklonteren.





Waarom zijn prionen uit runderen ook niet geschikt voor gebruik als vaccin? Ten tijde van de BSE-uitbraak in de jaren ‘90 van de vorige eeuw werd BSE aangetoond bij duizenden koeien. Het is waarschijnlijk dat in die tijd veel mensen met prionen besmet rundvlees gegeten hebben. Toch is het aantal patiënten waarbij de diagnose vCJD is gesteld, tot op heden beperkt gebleven tot enkele honderden. Drie gegevens in verband hiermee zijn: 1 De ziekte vCJD heeft een lange incubatietijd, tot wel tientallen jaren; 2 Prionen bevinden zich voornamelijk in het centrale zenuwstelsel van de besmette koeien en niet in het spierweefsel; 3 Pas na overlijden kan bij een autopsie de ziekte vCJD met zekerheid worden vastgesteld.

Welke van deze gegevens kan of welke kunnen het tot op heden relatief geringe aantal diagnoses vCJD verklaren? A alleen 1 B alleen 3 C alleen 1 en 2 D alleen 2 en 3 E 1, 2 en 3 Vroeger werden kinderen met groeiproblemen ingespoten met humaan groeihormoon. Dat werd bereid door klierweefsel dat groeihormoon vormt, te vermalen. Van één jongen is bekend dat hij daardoor de ziekte van Creutzfeldt- Jakob kreeg.




opgave 5Oorsmeer

Japanse onderzoekers hebben aangetoond dat een substitutie van één nucleotide in het genoom van de mens een merkbare verandering in de viscositeit van het oorsmeer tot gevolg heeft. Substitutie van het derde nucleotide in het codon 5’ AGT 3’ in de coderende streng (dus niet de matrijsstreng of template streng) van een willekeurig DNA- molecuul kan een synonieme of een niet-synonieme mutatie veroorzaken.

In welk geval betreft het hier een synonieme mutatie? Als het laatste nucleotide van dit codon verandert in een nucleotide met de base A adenine B cytosine C guanine Het eiwit dat door het allel voor nat oorsmeer gecodeerd wordt, speelt een rol bij het transport van stoffen door membranen. Ten gevolge van slechts één ander aminozuur werkt dit genproduct niet meer.

− Leg uit hoe de verandering van slechts één aminozuur kan leiden tot een onwerkzaamheid van dit genproduct. − Leg uit hoe een ander type oorsmeer daarvan het gevolg kan zijn. In afbeelding 1 is de nucleotidenvolgorde (alleen van de exons) in het DNA van het allel voor nat oorsmeer weergegeven. Onder de nucleotidenvolgorde is de aminozuurvolgorde weergegeven van het eiwit waarvoor dit allel codeert.

afbeelding 1 1 atgactagga agaggacata ctgggtgccc aactcttctg gtggcctcgt gaatcgtggc 61 atcgacatag gcgatgacat ggtttcagga cttatttata aaacctatac tctccaagat 121 ggcccctgga gtcagcaaga gagaaatcct gaggctccag ggagggcagc tgtcccaccg 181 tgggggaagt atgatgctgc cttgagaacc atgattccct tccgtcccaa gccgaggttt 241 cctgcccccc agcccctgga caatgctggc ctgttctcct acctcaccgt gtcatggctc 301 accccgctca tgatccaaag cttacggagt cgcttagatg agaacaccat ccctccactg 361 tcagtccatg atgcctcaga caaaaatgtc caaaggcttc accgcctttg ggaagaagaa 421 gtctcaaggc gagggattga aaaagcttca gtgcttctgg tgatgctgag gttccagaga 481 acaaggttga ttttcgatgc acttctgggc atctgcttct gcattgccag tgtactcggg 541 ccaatattga ttataccaaa gatcctggaa tattcagaag agcagttggg gaatgttgtc 601 catggagtgg gactctgctt tgcccttttt ctctccgaat gtgtgaagtc tctgagtttc 661 tcctccagtt ggatcatcaa ccaacgcaca gccatcaggt tccgagcagc tgtttcctcc 721 tttgcctttg agaagctcat ccaatttaag tctgtaatac acatcacctc aggagaggcc 781 atcagcttct tcaccggtga tgtaaactac ctgtttgaag gggtgtgcta tggaccccta 841 gtactgatca cctgcgcatc gctggtcatc tgcagcattt cttcctactt cattattgga 901 tacactgcat ttattgccat cttatgctat ctcctggttt tcccactggc ggtattcatg 961 acaagaatgg ctgtgaaggc tcagcatcac acatctgagg tcagcgacca gcgcatccgt 1021 gtgaccagtg aagttctcac ttgcattaag ctgattaaaa tgtacacatg ggagaaacca 1081 tttgcaaaaa tcattgaaga cctaagaagg aaggaaagga aactattgga gaagtgcggg 1141 cttgtccaga gcctgacaag tataaccttg ttcatcatcc ccacagtggc cacagcggtc 1201 tgggttctca tccacacatc cttaaagctg aaactcacag cgtcaatggc cttcagcatg 1261 ctggcctcct tgaatctcct tcggctgtca gtgttctttg tgcctattgc agtcaaaggt 1321 ctcacgaatt ccaagtctgc agtgatgagg ttcaagaagt ttttcctcca ggagagccct 1381 gttttctatg tccagacatt acaagacccc agcaaagctc tggtctttga ggaggccacc 1441 ttgtcatggc aacagacctg tcccgggatc gtcaatgggg cactggagct ggagaggaac 1501 gggcatgctt ctgaggggat gaccaggcct agagatgccc tcgggccaga ggaagaaggg 1561 aacagcctgg gcccagagtt gcacaagatc aacctggtgg tgtccaaggt agccttgttc 1621 aggccacgca ggcaggccag ctgccaggct ctcaggacct ga "MTRKRTYWVPNSSGGLVNRGIDIGDDMVSGLIYKTYTLQDGPWS QQERNPEAPGRAAVPPWGKYDAALRTMIPFRPKPRFPAPQPLDNAGLFSYLTVSWLTP LMIQSLRSRLDENTIPPLSVHDASDKNVQRLHRLWEEEVSRRGIEKASVLLVMLRFQR TRLIFDALLGICFCIASVLGPILIIPKILEYSEEQLGNVVHGVGLCFALFLSECVKSL SFSSSWIINQRTAIRFRAAVSSFAFEKLIQFKSVIHITSGEAISFFTGDVNYLFEGVC YGPLVLITCASLVICSISSYFIIGYTAFIAILCYLLVFPLAVFMTRMAVKAQHHTSEV SDQRIRVTSEVLTCIKLIKMYTWEKPFAKIIEDLRRKERKLLEKCGLVQSLTSITLFI IPTVATAVWVLIHTSLKLKLTASMAFSMLASLNLLRLSVFFVPIAVKGLTNSKSAVMR FKKFFLQESPVFYVQTLQDPSKALVFEEATLSWQQTCPGIVNGALELERNGHASEGMT RPRDALGPEEEGNSLGPELHKINLVVSKVALFRPRRQASCQALRT"

− Leid uit de gegevens in afbeelding 1 af of de nucleotidenvolgorde is weergegeven van de coderende streng of van de daaraan complementaire matrijsstreng (template streng) van het gen. − Wordt deze streng gebruikt voor transcriptie? weergave gebruikt voor transcriptie? A de coderende streng ja B de coderende streng nee C de matrijsstreng ja D de matrijsstreng nee


Welk aminozuur wordt vervangen in het genproduct? A arginine B glycine C proline D threonine E valine De Japanse genetici onderzochten een persoon Q die voor het gen voor oorsmeer heterozygoot was, en droog oorsmeer maakte. Eén van de allelen voor oorsmeer van persoon Q had een deletie van 27 nucleotiden (D27) aan de 3’ kant van plaats 538. De onderzoekers veronderstelden dat daardoor het translatieproduct van dit allel onwerkzaam zou zijn.

Waardoor produceert persoon Q dan droog oorsmeer? In afbeelding 2 zijn van drie ouderparen de genotypes, wat betreft de ABCC11 allelen in chromosoom 16, schematisch weergegeven. De afkortingen G en A staan voor respectievelijk Guanine en Adenine op plaats 538. Met een − teken wordt de deletie D27 in dit gen aangegeven en met een + teken de intacte nucleotidenvolgorde. afbeelding 1 vader G + 2 G - x moeder G + G - 2 vader G + A + x moeder G - A + 3 vader G - A + x moeder A + A +

opgave 6Verwantschapsherkenning bij muizen

Het kan voor muizenmoeders gunstig zijn om een nest te delen met verwanten. Verwanten hebben immers veel genetische overeenkomsten en de zorg aan nakomelingen van verwanten vergroot dus indirect het eigen voortplantings- succes. Bij families die dit doen is sprake van indirecte fitness. Hoe nauwer de verwantschap, des te groter het effect.


70 van de tijd bij 60 percentage P-nestgeur 50 40 30 Jongen opgegroeid Jongen opgegroeid in familienest in pleegnest Uit deze resultaten is af te leiden welke geur of welke geuren de jonge muizen herkennen. Er worden drie conclusies overwogen: 1 Muizenjongen herkennen de geur die ze zelf produceren; 2 Muizenjongen herkennen de geur van hun biologische familie; 3 Muizenjongen herkennen de geur van het nest waarin ze opgroeiden.




Leg dit uit aan de hand van de functie van het MHC-complex. Vervolgens werd onderzocht of vrouwtjes hun partnerkeuze baseerden op het herkennen van de eigen geur (zelfinspectie) of op het herkennen van de nestgeur (familie-inprenting). Daartoe werd een aantal jongen bij pleegouders ondergebracht: R-vrouwtjes werden meteen na de geboorte in een S-nest geplaatst en S-vrouwtjes meteen in een R-nest. Toen de vrouwtjes geslachtsrijp waren werd hen de keuze geboden tussen S-mannetjes en R-mannetjes.

− Welk type mannetje heeft de voorkeur van een R-vrouwtje opgegroeid in een S-nest, als ze een keuze maakt op basis van zelfinspectie? − Welke voorkeur heeft een R-vrouwtje opgegroeid in een S-nest, als de keuze op basis van familie-inprenting gemaakt wordt? zelfinspectie familie-inprenting A S S B S R C R S D R R
opgave 7Freediving

Met één hap lucht zo lang mogelijk of zo diep mogelijk onder water gaan, dat is de uitdaging bij freediving of apnea. Het record voor ‘static apnea’ (zo lang mogelijk onderwater stil blijven liggen) stond in juni 2009 op 11 minuut 35 seconde. Hiernaast zie je een beoefenaar van static apnea. Een begeleider houdt hem in de gaten. Wanneer je je adem inhoudt gaat dat gemakkelijk tot je het ‘breaking point’ bereikt. Hierna begint de fase die duikers de ‘struggle fase’ noemen: bepaalde spieren gaan samentrekken om in te ademen en om dit te onderdrukken worden actief spieren met een tegengesteld effect samengetrokken. Voor apneaduikers is het zaak het breaking point zo lang mogelijk uit te stellen en de struggle fase zo lang mogelijk vol te houden.


Dat mensen onder water hun adem kunnen inhouden hangt samen met de duikreflex. Na onderdompeling van het hoofd vinden er verschillende fysiologische processen plaats, die een langer verblijf onder water mogelijk maken, zoals perifere vaatvernauwing. Perifere vaatvernauwing houdt in dat er onder invloed van het orthosympatisch zenuwstelsel minder bloed naar de ledematen gaat en meer naar de hersenen en andere belangrijke organen. Vooral koud water op het voorhoofd brengt deze vaatvernauwing teweeg.

Een andere techniek die door duikers wordt toegepast om grotere diepten te bereiken is ‘lungpacking’ voor een duik. De duiker ademt eerst maximaal in tot de totale longcapaciteit (zie afbeelding 2) is bereikt. Vervolgens sluit hij zijn strotteklepje, hapt een mondvol lucht en perst dit vanuit de keelholte langs het strotteklepje naar de longen. Dit wordt een paar keer herhaald. afbeelding 2 LP LP= lungpacking TLC= totale longcapaciteit IRV IRV= inspiratoir reserve volume ERV ERV= expiratoir reserve volume RV RV= restvolume
Bij dit examen hoort geen uitwerkbijlage.
12p
A
22p

32p
D
42p

52p
C
61p

72p
D
82p
B
92p

101p

111p

122p

132p
D
141p

152p
D
161p

172p

181p

192p
E
202p

211p

222p
F
232p
B
242p

252p
B
262p
B
271p

282p
F
292p

302p

312p
C
322p

332p

342p
B
352p
D
362p
D
372p

382p
