opgave 1@Astro_andre

afbeelding 1 Onderstaande tweet met foto (afbeelding 1) werd door de Nederlandse astronaut André Kuipers verzonden nadat hij drie maanden in het ruimtestation ISS had gewerkt. Andre Kuipers @Astro_andre Echo opnames van de oogbol, om te onderzoeken hoe de oogzenuw verandert in Nadat gewichtloosheid is ingetreden, vindt er een verandering in de hormoonproductie plaats waardoor de urineproductie wordt verhoogd.


Doordat er geen zwaartekracht is, hoeven astronauten zich niet erg in te spannen om te bewegen. Daarom moeten ze tweemaal per dag sporten, bijvoorbeeld rennen op de loopband (afbeelding 2), zodat het hart in conditie blijft. Onderzoek aan eerdere ruimtereizigers heeft uitgewezen dat het hart soms wel 25% van zijn spiermassa verliest door een gebrek aan lichamelijke inspanning.


Welke oogafwijking zal het gevolg zijn van de vormverandering van de oogbol? En welke lenzen kunnen deze afwijking verhelpen? afwijking lenzen A bijziendheid negatieve B bijziendheid positieve C verziendheid negatieve D verziendheid positieve Ook de zwelling van de oogzenuw zelf draagt mogelijk bij aan het verminderd gezichtsvermogen bij de astronauten.

opgave 2Lupine als vleesvervanger

afbeelding 1 Tot nu toe is soja verreweg de belangrijkste grondstof voor vleesvervangers zoals tofu en allerlei vegetarische snacks. Om minder afhankelijk te zijn van sojaproducten gaat Enkco miljoenen investeren in het verbouwen en oogsten van eiwitrijke lupinezaden. Vroeger werd in Nederland de lupine aangeplant op voedselarme gronden voor de aanvulling van stikstofverbindingen in de bodem. Lupine (afbeelding 1) behoort tot de vlinderbloemige planten en bezit evenals de sojaplant wortelknolletjes met stikstofbindende bacteriën. In de wortelknolletjes vindt uitwisseling van stoffen plaats tussen de bacteriën en de

Nu wordt lupinemeel voor snacks, brood en andere bakproducten nog geïmporteerd uit Australië. Het voedingsmiddelenbedrijf Enkco zet een productielijn voor vleesvervangers op, waar na de zomer de eerste burgers, balletjes en spiesjes van in Nederland geteelde lupine van de lopende band rollen. Sojameel wordt op grote schaal in Nederland ingevoerd om te worden verwerkt in veevoer. Lupine lijkt een geschikte vervanger van sojameel. In Nederland wordt al geëxperimenteerd met lupine in veevoer. Ook in het kader van duurzaamheid heeft de teelt van lupine voordelen.

opgave 3Pandapoep geeft hoop

De reuzenpanda ( Ailuropoda melanoleuca, afbeelding 1) vráágt bijna om uitsterven: het dier eet uitsluitend jonge bamboescheuten en de vrouwtjes zijn maar één dag per jaar vruchtbaar. Op de WNF-website is te lezen dat het aantal reuzenpanda’s in het wild inmiddels is gereduceerd tot minder dan zestienhonderd exemplaren. Maar dat laatste lijkt nu mee te vallen. Naast het eenzijdige voedselpatroon en de korte bevruchtingsperiode zijn er ook andere oorzaken waardoor de reuzenpanda met uitsterven bedreigd wordt.



opgave 4Een kruipend bestaan

Tijdens zijn hbo-opleiding bio-informatica leert Ezrin dat DNA-analyses helpen om de verwantschappen van verschillende organismen te onderzoeken en zo stambomen op grond van evolutionaire ontwikkeling (evolutionaire stambomen) te controleren en te verfijnen. Ezrin krijgt de opdracht om de verwantschap tussen pootloze reptielen te onderzoeken. Ezrins docent toont een onderzoek waarin 44 genen van 161 reptielen zijn onderzocht op overeenkomsten en verschillen. De resultaten hebben geleid tot een complex verwantschapsdiagram met een groot aantal vertakkingen en Latijnse namen. Afbeelding 1 laat een deel van dit verwantschapsdiagram zien. afbeelding 1 Alle reptielen stammen af van vierpotige voorouders. Toch zijn er meerdere groepen reptielen die tegenwoordig pootloos door het leven gaan. De bekendste zijn de slangen, maar er zijn ook pootloze hagedissen zoals de hazelwormen en wormhagedissen.

Dat slangen geen poten hebben, is het gevolg van afwijkende genexpressie van drie genen tijdens de embryonale ontwikkeling. Dit zijn de zogenaamde HOX-genen: HOXC5, HOXC6 en HOXC8. Deze genen zijn ook betrokken bij de ontwikkeling van de ribben. Bij gewervelde dieren ontwikkelen ribben zich op de plaats waar deze drie genen tegelijk tot expressie komen. Bij de kip is dat maar in een klein gedeelte, terwijl de drie genen bij een slang, zoals de python, bijna over de gehele lengte tot expressie komen (afbeelding 2). afbeelding 2 In afbeelding 2 is te zien dat expressie van de HOX-genen HOXC6 en HOXC8 bepalend is voor de ontwikkeling van achterpoten.


Ezrin bestudeert het volledige verwantschapsdiagram (afbeelding 1) en vereenvoudigt de resultaten tot een evolutionaire stamboom, waarin hij naast de slangen nog acht groepen hagedissen, waaronder twee pootloze groepen, weergeeft (afbeelding 3). afbeelding 3 Uit de evolutionaire stamboom (afbeelding 3) blijkt dat de meeste hagedissen meer verwant zijn aan de slangen dan aan een bepaalde andere groep hagedissen uit de evolutionaire stamboom.



Tussen welke van de volgende groepen hagedissen zal hij de meeste overeenkomsten in hun DNA vinden? A tussen varanen en leguanen B tussen varanen en skinks C tussen varanen en slangen D tussen varanen en brilhagedissen Ezrin vraagt zich af of alle pootloze hagedissen en slangen ontstaan zijn uit één gemeenschappelijke voorouder waarbij de poten zijn verdwenen. Met behulp van de evolutionaire stamboom (afbeelding 3) kan hij de vraag beantwoorden over het ontstaan van de eigenschap pootloos .

Welk antwoord hierop is het meest waarschijnlijk? A Bij slangen, hazelwormen en wormhagedissen is deze eigenschap onafhankelijk van elkaar ontstaan. B Hazelwormen en wormhagedissen hebben deze eigenschap van één gemeenschappelijke pootloze voorouder geërfd, bij slangen is deze eigenschap onafhankelijk ontstaan. C Slangen en wormhagedissen hebben deze eigenschap van één gemeenschappelijke pootloze voorouder geërfd, bij hazelwormen is deze eigenschap onafhankelijk ontstaan . D Slangen en hazelwormen hebben deze eigenschap van één gemeenschappelijke pootloze voorouder geërfd, bij wormhagedissen is deze eigenschap onafhankelijk ontstaan.
opgave 5Zwarte Dood

In de 14e eeuw is ongeveer een derde van de Europeanen tijdens een epidemie aan de Zwarte Dood gestorven. De ziekteverwekker is Yersinia pestis, een bacterie die wordt overgedragen van knaagdieren, via vlooien, op mensen. Symptomen in de eerste dagen na besmetting zijn rillerigheid en koorts. Als de infectie zich uitbreidt naar de lymfeklieren, zwellen deze op. Daarom wordt de ziekte ook wel builenpest genoemd. Bij tijdige behandeling, of als het afweersysteem de ziekte onder controle krijgt, verdwijnen deze builen en treedt genezing op. Indien de bacterie uit de lymfeklieren ontsnapt, kunnen organen zoals de longen worden aangetast of kan de bloedbaan geïnfecteerd raken.
opgave 6Practicum ademhaling



opgave 7Plant vormt ‘groene telefoonlijn’


Door vraat van wortel-etende insecten, zoals larven van de wortelvlieg, produceren planten stoffen die via de bladeren worden afgegeven. Daar worden deze signalen opgepikt door bovengrondse insecten, die de bezette plant dan meestal mijden. De plant fungeert zo als een ‘groene telefoonlijn’: een ingenieus systeem dat voorkomt dat de insecten onnodig met elkaar concurreren (afbeelding 1). In eerder onderzoek ontdekte Soler dat larven van verschillende soorten bovengrondse insecten zich slecht ontwikkelen wanneer zij leven op een plant die al is aangevreten door ondergrondse bewoners. Andersom geldt hetzelfde: ook ondergrondse larven groeien slecht bij de aanwezigheid van bovengrondse planten-etende insecten.
opgave 8Veiliger in een linksdraaiend huisje

De meeste slakken hebben een rechtsdraaiend slakkenhuis. Een linksdraaiend huisje is een zeldzaamheid. Slakken met linksdraaiende huisjes zijn over het algemeen in het nadeel. De ligging van de geslachtsopening van de slak maakt namelijk alleen paring tussen slakken met overeenkomstige huisjes mogelijk (afbeelding 1). En aangezien er nauwelijks slakken met linksdraaiende huisjes zijn, is de kans klein dat zij een geschikte partner vinden. Japanse onderzoekers waren dan ook verbaasd toen ze in een populatie Satsuma- slakken relatief veel linksdraaiende huisjes aantroffen. Waarschijnlijk komt dit door selectiedruk, veroorzaakt door de slakken- etende slang Pareas iwasakii. De draairichting van een slakkenhuis wordt door slechts één gen bepaald. Het ontstaan van de draairichting van het slakkenhuis bij een embryo hangt alleen af van het genotype van de moederslak. Als de moederslak ten minste eenmaal het autosomale allel H voor linksdraaiende slakkenhuizen in haar genotype heeft, dan delen de cellen van het embryo zich volgens een afwijkend patroon, waardoor een linksdraaiende variant ontstaat (afbeelding 2). afbeelding moederslak 2 HH moederslak Hh de slakkenhuizen de slakkenhuizen





Welke bewering hierover is juist? A Alleen mutaties die een voordeel bieden, worden doorgegeven aan het nageslacht. B Genen die een voordeel opleveren, zullen vaker muteren. C Mutaties die een voordeel bieden, hebben meer kans voor te komen in het nageslacht. Let op: de laatste vraag van dit examen staat op de volgende pagina.

De Japanse slakken worden gegeten door Pareas iwasakii, een slakken- etende slang met een asymmetrische kaak: de ene kant heeft veel meer tanden dan de andere kant (afbeelding 3). Door deze verdeling van tanden kan de slang een slak makkelijker uit een rechtsdraaiend huisje trekken dan uit een linksdraaiend huisje. afbeelding 3 De onderzoekers formuleerden de volgende hypothese: Predatie door de slang Pareas iwasakii leidt tot positieve selectie van slakken met linksdraaiende huisjes. Om hun hypothese te testen lieten de onderzoekers slakken met linksdraaiende huisjes en slakken met rechtsdraaiende huisjes los in glazen bakken met de slakken-etende slangen. De resultaten van dit onderzoek bevestigden de hypothese.

Bij dit examen hoort geen uitwerkbijlage.
12p

22p
B
32p
D
42p
B
52p
C
62p
E
72p

82p
A
91p

101p

112p

122p
D
132p

141p

152p

161p

173p

182p
D
191p

202p
A
212p
A
222p
C
232p
D
242p
B
252p

262p

271p

282p

292p

302p

312p

322p
B
332p

342p

352p

362p
A
372p
B
382p
C
391p

402p
C
411p
