opgave 1Kleurpatroon van de kleine monarchvlinder

De kleine monarchvlinder is een vlindersoort waarbij veel variatie aanwezig is in het kleurpatroon van de vleugels. In één gebied in Afrika is het kleurpatroon gekoppeld aan het geslacht. Onderzoekers hebben aangetoond dat deze koppeling wordt veroorzaakt door een chromosoommutatie én een bacterie. Deze drie genen coderen voor de intensiteit van de oranje kleur (donker of licht), voor een zwarte vleugeltip op de voorvleugel (groot of klein) en voor een witte vlek op de achtervleugel (wel of geen). In de afbeelding is het oranje deel van de vleugels met licht- of donkergrijs aangegeven. Drie fenotypen zijn: 1 een grote zwarte vleugeltip op de voorvleugel 2 een witte vlek op de achtervleugel 3 een donker oranje kleur


Behoren de alcippus -, chrysippus -, dorippus - en orientis- vlinders elk tot een apart geslacht (genus)? En elk tot een aparte soort? aparte geslachten aparte soorten A ja ja B ja nee C nee ja D nee nee Over de monarchvlinders in de contactzone worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Er is reproductieve isolatie tussen de ondersoorten. 2 Er treedt allopatrische soortvorming op. 3 Er vindt gene flow plaats.

Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de betreffende uitspraak juist of onjuist is. In afbeelding 2 zijn twee genotypen van vlinders uit de contactzone met de bijbehorende fenotypen weergegeven. afbeelding 2 De genen B en G liggen zo dicht bij elkaar, dat ze vrijwel altijd gekoppeld overerven.

Hoe groot is de kans dat een nakomeling van twee vlinders met de genotypen uit afbeelding 2 genotype A T A t BbGg heeft? En zou als de genen niet gekoppeld waren, deze kans kleiner, even groot of groter zijn? kans deze kans is bij niet-gekoppelde genen A 4/1 4 1 kleiner B 4 1 even groot C 8 1 groter D 8 1 kleiner F groter E 8 1 even groot

Noteer de naam van het proces dat tijdens meiose kan optreden, waardoor gekoppelde genen ontkoppeld kunnen worden. Bij vlinders komen de geslachtschromosomen W en Z voor. Vrouwtjes hebben WZ, mannetjes ZZ. Bij vlinders die permanent in de contactzone verblijven, is het W-geslachtschromosoom echter gefuseerd met chromosoom 15. Dit gefuseerde chromosoom wordt het neo-W-chromosoom genoemd. Het is ongeveer 2200 jaar geleden ontstaan en wordt telkens onveranderd doorgegeven aan het nageslacht. Onderzoekers hebben aangetoond dat in dezelfde periode dat het neo-W-chromosoom ontstond, de kleine monarchvlinder in dit gebied ook geïnfecteerd is geraakt met een Spiroplasma- bacterie. Deze bacterie is aanwezig in alle cellen van de vlinder en wordt via de eicel doorgegeven. De bacterie is dodelijk voor mannelijke rupsen en komt daardoor uitsluitend voor bij vrouwelijke vlinders met het neo-W-chromosoom. Vrijwel alle vrouwtjes met het neo-W-chromosoom dragen de bacterie. In afbeelding 3 zijn een cel van een vrouwtje en een cel van een mannetje schematisch weergegeven. afbeelding 3 In afbeelding 4 zijn vier genotypen weergegeven: afbeelding 4

opgave 2Onderzoek naar medicijnen tegen ebola

Tussen 2010 en 2020 vonden in Afrika twee uitbraken plaats van de zeer besmettelijke virusziekte ebola. Onderzoekers hebben een aantal medicijnen getest om de uitbraken in te dammen en toekomstige ebola- epidemieën te voorkomen. Ebola is een van de meest dodelijke virusziekten bij mensen. Het ebolavirus is een enkelstrengs RNA-virus dat van mens op mens kan worden overgedragen via lichaamsvloeistoffen. Enkelstrengs RNA-virussen worden verdeeld in twee categorieën: positief-sense en negatief-sense. Positief-sense betekent dat de virale RNA-streng de coderende basenvolgorde bevat. Negatief-sense betekent dat de virale RNA-streng een basenvolgorde heeft die complementair is aan de coderende basenvolgorde. Het ebolavirus is negatief-sense. In afbeelding 1 is de infectie en de daarop volgende stappen van de vermenigvuldiging van het ebolavirus in een menselijke cel schematisch weergegeven. Hierin is het negatief-sense RNA aangegeven met – en positief-sense met + . afbeelding 1 Over het ebolavirus en de infectie van een menselijke cel door dit virus worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Het negatief-sense RNA wordt gebruikt als mRNA voor de productie van virale eiwitten. 2 De membraan van de virale envelop wordt gevormd uit de membraan van de gastheercel. 3 De translatie waarbij de virale membraaneiwitten worden gevormd, vindt plaats in het golgi-systeem.


Het ebolavirus infecteert aanvankelijk vooral afweercellen: dendritische cellen, monocyten en macrofagen. Geïnfecteerde dendritische cellen rijpen dan niet meer, waardoor ze een aantal membraaneiwitten niet meer produceren. Als gevolg hiervan kunnen deze dendritische cellen het specifieke afweersysteem niet meer activeren. Afbeelding 2 geeft links een normale immuunrespons weer en rechts de gevolgen van een ebola- infectie. afbeelding 2

Hoe verhindert de ebola-infectie van een dendritische cel dat een T-helpercel geactiveerd wordt? En wordt als gevolg hiervan de cellulaire en/of de humorale respons geblokkeerd? ebola verhindert type respons dat wordt geblokkeerd A antigeenpresentatie alleen de cellulaire respons B antigeenpresentatie alleen de humorale respons C antigeenpresentatie zowel de cellulaire als de humorale respons D celkoppeling alleen de cellulaire respons E celkoppeling alleen de humorale respons F celkoppeling zowel de cellulaire als de humorale respons Als virusdeeltjes vrijkomen uit de geïnfecteerde afweercellen, verspreiden ze zich naar andere organen zoals de lever. Als gevolg hiervan raakt de lever beschadigd, waardoor de productie van stollingseiwitten afneemt. Dit veroorzaakt hevige bloedingen. Een ander symptoom is de vorming van stolsels in de bloedbaan. Die ontstaan als gevolg van een ontstekingsreactie van de bloedvatwand waarbij een bepaald eiwit wordt afgegeven.


− Van welk eiwit neemt de concentratie in bloedplasma af waardoor hevige bloedingen optreden? − Van welk eiwit neemt de concentratie in bloedplasma toe waardoor stolsels ontstaan? Noteer je antwoord als volgt: neemt af: … neemt toe: … Een deel van het remdesivir-molecuul vertoont een grote overeenkomst met een bepaalde stikstofbase.



In oktober 2019 werd het eerste vaccin tegen ebola goedgekeurd. Dit vaccin bestaat uit een verzwakt, ander type virus, waaraan een gen van het ebolavirus is toegevoegd. In afbeelding 5 zijn de verschillende eiwitten van het ebolavirus weergegeven, met daaronder de plaats van de bijbehorende genen op het genoom. afbeelding 5 Legenda: NP gen voor eiwit NP dat het genoom beschermt VP... genen voor eiwitten VP24, VP30, VP35 en VP40 GP gen voor membraaneiwit GP L gen voor RNA-polymerase L

Welk gen van het ebolavirus is aan het verzwakte virus toegevoegd? A NP B VP30 C GP D L De drie methodes om ebola te bestrijden (remdesivir, mAb’s en het vaccin), hebben verschillende kenmerken. Enkele van deze kenmerken zijn: 1 De methode gebruikt kunstmatige passieve immunisatie. 2 De methode dient als behandeling van ebola-patiënten. 3 Een doel van de methode is dat er B-geheugencellen worden gevormd.

opgave 3Strijden tegen Striga

In grote delen van Afrika ten zuiden van de Sahara wordt de voedselproductie in toenemende mate bedreigd door parasitaire planten van het geslacht Striga . Door een infectie met Striga kan een gehele oogst verloren gaan. Meer kennis over deze parasiet kan helpen om maatregelen te treffen die het verlies aan opbrengst door Striga beperken. Striga -soorten komen voornamelijk in Afrika en Azië voor. De planten hechten zich aan de wortels van voedselgewassen als mais, sorghum, gierst en rijst. Striga -planten produceren een grote hoeveelheid kleine zaden die wel tien jaar kiemkrachtig blijven. Zaden van S triga kiemen alleen in aanwezigheid van bepaalde hormonen – strigolactonen – die door de wortels van de gastheerplant worden uitgescheiden (afbeelding 1). De pijlen in afbeelding 1 geven de ontwikkeling van Striga aan. afbeelding 1



Leg uit hoe door evolutie is ontstaan dat kieming van Striga alleen plaatsvindt in aanwezigheid van strigolactonen. Over de symbiose tussen mycorrhiza-schimmels en sorghum worden twee uitspraken gedaan: 1 Alleen water en zouten worden uitgewisseld. 2 De mycorrhiza-schimmels zijn in deze symbiose autotroof.


Verklaar dit. Na de eerste weken groeit Striga bovengronds verder. Bovengronds is Striga niet meer afhankelijk van de organische stoffen van de gastheer. Ondanks de meestal droge en warme omstandigheden op de akkers, staan de huidmondjes van Striga wijd open. In afbeelding 2 is met pijlen de richting van het watertransport door de gastheerplant en Striga schematisch weergegeven.



Noteer de naam van het vaatweefsel dat verantwoordelijk is voor het watertransport weergegeven in afbeelding 2. Bij droogtestress produceren veel planten het hormoon abscisinezuur (ABA). In de sluitcellen van de huidmondjes bindt ABA aan de receptor PYL. Vervolgens bindt het eiwit PP2C aan het receptor-complex ABA- PYL, waardoor een signaalcascade in werking treedt die uiteindelijk leidt tot het sluiten van de huidmondjes (afbeelding 3). afbeelding 3 Onderzoekers van Kobe University in Japan hebben mutaties in het PP2C-gen ontdekt, waardoor de ABA-signaalcascade in Striga niet in gang wordt gezet. Als gevolg hiervan blijven de huidmondjes altijd openstaan.





− Beschrijf de opzet van het veld-experiment. − Noteer welke metingen moeten worden gedaan om de netto primaire productie te bepalen. Wetenschappers menen dat er een combinatie van strategieën ingezet moet worden om S triga- infecties te voorkomen of onder controle te krijgen. Er wordt onderzoek gedaan naar twee strategieën: strategie P: kieming van Striga -zaden remmen of voorkomen strategie Q: Striga -zaden voortijdig laten ontkiemen Mogelijke maatregelen hierbij zijn: 1 Fosfaat-houdende meststoffen op het land brengen. 2 Meerdere seizoenen gewassen inzaaien die kieming van Striga- zaden stimuleren, maar die zelf niet geparasiteerd worden. 3 Stoffen in de grond brengen die dezelfde werking hebben als strigolactonen voorafgaande aan het zaaien van het voedingsgewas.

opgave 4Nieuwe behandelmethodes voor sikkelcelanemie

Sikkelcelanemie is een erfelijke bloedziekte, waarbij afwijkend hemoglobine wordt aangemaakt. De normale vorm van rode bloedcellen kan daardoor veranderen in een sikkelvorm. Wereldwijd wordt onderzoek gedaan naar nieuwe behandelingen voor deze ziekte. Hemoglobine bestaat uit twee α - en twee β -globineketens. Sikkelcelanemie wordt veroorzaakt door een puntmutatie in het gen dat codeert voor de β -globineketen. In een van de tripletten is een A vervangen door een T, en als gevolg hiervan is in de β -globine-keten glutaminezuur vervangen door valine. De ziekte ontstaat alleen als deze mutatie in beide allelen voor β -globine aanwezig is. In afbeelding 1 is normaal hemoglobine weergegeven. afbeelding 1 Over de mutatie in het β -globine-gen en gevolgen ervan worden de volgende uitspraken gedaan: 1 De mutatie kan in een intron hebben plaatsgevonden. 2 De mutatie veroorzaakt een verschuiving van het leesraam. 3 Van de β -globineketen is de primaire structuur veranderd.



In welk type vaten in de longen vindt deze blokkade plaats? En welke hartkamer wordt verwijd door de hoge bloeddruk in de longen? type vaten verwijde hartkamer A adertjes linker B adertjes rechter C slagadertjes linker D slagadertjes rechter Bij mensen met sikkelcelanemie komen vaak galstenen voor. Galstenen ontstaan in de galblaas door een verhoogde concentratie van de stof bilirubine, die vrijkomt bij de afbraak van rode bloedcellen. Galstenen leiden tot problemen als ze de galblaas verlaten en de galbuis blokkeren. Deze blokkade kan leiden tot een ontsteking van de lever en tot problemen met de spijsvertering.


De behandeling van sikkelcelanemie bestaat voornamelijk uit pijnbestrijding en herhaaldelijke bloedtransfusies. Over het effect van bloedtransfusies worden de volgende uitspraken gedaan: 1 De bloedtransfusie gaat tijdelijk een tekort aan rode bloedcellen tegen. 2 Het aandeel sikkelcellen neemt in de weken na een bloedtransfusie geleidelijk af.

Welke uitspraak is juist? A geen van beide B alleen 1 C alleen 2 D zowel 1 als 2 Over hydroxycarbamide worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Het is werkzaam in het rode beenmerg. 2 Door gebruik ervan treedt minder sikkelcelvorming op. 3 Door gebruik ervan wordt het ontstaan van ontstekingen in het endotheel van bloedvaten onderdrukt.



Het terugplaatsen van de eigen gemodificeerde beenmergcellen heeft als voordeel dat de kans op het ontstaan van een specifieke afweerreactie veel kleiner is dan bij het injecteren van beenmergcellen van een donor. Bij een specifieke afweerreactie tegen beenmergcellen van een donor zijn een bepaald type T-cellen betrokken.

− Noteer om welk type T-cel het hier gaat. − Beschrijf op molecuulniveau hoe de herkenning van de beenmergcel door de T-cel plaatsvindt. − Beschrijf op celniveau welk effect dit heeft voor de beenmergcel. In afbeelding 2 is het BCL11A-gen op chromosoom 2 weergegeven: de grijze blokjes zijn de exons; deel P is een regulerende sequentie van dit gen. Ook is weergegeven hoe het BCL11A-eiwit de expressie van de globinegenen op chromosoom 11 reguleert. LCR is de regulerende sequentie van de globinegenen. De linkerkant van de afbeelding toont de situatie in de beenmergcellen van een patiënt met sikkelcelanemie. De rechterkant toont de situatie in beenmergcellen waarbij met de CRISPR- Cas-techniek de regulerende sequentie van het BCL11A-gen is bewerkt. afbeelding 2

Is deel P een activatoreiwit of een enhancer (versterker)? En is BCL11A een RNA-polymerase of een transcriptiefactor? deel P BCL11A A activatoreiwit RNA-polymerase B activatoreiwit transcriptiefactor C enhancer (versterker) RNA-polymerase D enhancer (versterker) transcriptiefactor Met de CRISPR-Cas-techniek werd de expressie van het BCL11A-gen verminderd. In het beschreven onderzoek gebruikten de wetenschappers ter vergelijking ook cellen waarvan het BCL11A-gen volledig was uitgeschakeld.

opgave 5Doping in rioolwater


Efedrine, norefedrine en DMAA zijn voor sporters verboden om te gebruiken. De werking van deze stoffen komt overeen met die van (nor)adrenaline, maar met een sterker effect. Norefedrine ontstaat ook als afbraakproduct na het gebruik van amfetamine, een harddrug. DNP wordt gebruikt om af te vallen. De stof is verboden voor consumptie. Efedrine, norefedrine, DMAA en DNP worden snel uitgescheiden, en komen via urine in het rioolwater terecht.

DMAA is een synthetische drug die door sommige sporters wordt gebruikt voor prestatieverbetering. DMAA heeft echter veel negatieve bijwerkingen, soms zelfs met dodelijke afloop. DMAA heeft eenzelfde werking als (nor)adrenaline en koppelt aan dezelfde receptoren, maar blijft daar langer aan gebonden.

Bij dit examen hoort geen uitwerkbijlage.
12p

22p
D
32p

42p
E
51p

62p

72p

82p
F
92p

101p

111p

121p
C
132p

141p

153p

162p
A
171p

182p

191p

202p
B
212p

221p

232p

242p

252p

262p
D
272p

282p
B
292p

302p
B
313p

322p
D
331p
B
342p

352p

362p
D
372p

381p

392p
