opgave 1Onderzoek naar oorzaken bijensterfte

De oorzaken voor de ‘bijenverdwijnziekte’ worden nog niet goed begrepen. Een belangrijke rol is in ieder geval weggelegd voor de varroamijt (Varroa destructor), een parasiet van de honingbij. Volgens anderen is het gebruik van bepaalde gewasbeschermingsmiddelen, de neonicotinoïden zoals imidacloprid, de belangrijkste oorzaak voor het verdwijnen van de bijen. Het is lastig vast te stellen of dit laatste werkelijk het geval is. Varroamijten komen oorspronkelijk uit Azië waar ze worden aangetroffen op de Indische honingbijen. De mens heeft de overstap naar Europese honingbijen mogelijk gemaakt. In Nederland werden varroamijten voor het eerst gevonden in 1983, nu komen ze overal voor. De mijt legt eitjes op de bijenlarven in afbeelding 1 de broedcellen van de bijenkolonie. De uitgekomen mijten hechten zich stevig vast aan de larven, poppen en volwassen honingbijen en zuigen lichaamsvloeistoffen op. In afbeelding 1 is een zojuist ontpopte honingbij weergegeven, met op het achterlijf een varroamijt.

Imidacloprid kwam eind vorige eeuw op de markt als gewasbeschermings- middel tegen vraatinsecten. Het wordt voornamelijk toegepast als preventieve bescherming op zaden (zaadcoating). Na ontkieming van de zaden verspreidt het gif zich door de hele plant, inclusief het stuifmeel. Het middel is zeer toxisch voor bijen. Gebruik is daarom niet toegestaan op plaatsen waar bijen actief naar voedsel zoeken en in de buurt van in bloei staand onkruid.

Imidacloprid bootst de werking van de neurotransmitter acetylcholine na, door bepaalde acetylcholinereceptoren in postsynaptische membranen te bezetten. De stof kan echter niet afgebroken worden door het enzym acetylcholinesterase. Bij insecten komen deze acetylcholinereceptoren alleen voor bij neuronen in het centrale zenuwstelsel. Bijen die met een hoge dosis imidacloprid in aanraking komen, gaan stuiptrekken, raken verlamd en gaan uiteindelijk dood. In lage doses verstoort het onder andere het poetsgedrag, het oriëntatievermogen, de bijendans en het foerageren. Ook zijn er aanwijzingen dat de weerstand tegen ziektes vermindert.

De vraag van veel onderzoekers is of het gebruik van imidacloprid daadwerkelijk een bedreiging vormt voor bijen in de natuur. Bij toxicologische studies wordt vaak de LD bepaald; dat is de 50 concentratie waarbij 50% van de testpopulatie overlijdt. Voor honingbijen is de acute orale LD van imidacloprid 0,005μg per bij. 50

Wetenschappers zijn het erover eens dat de bijenverdwijnziekte wordt veroorzaakt door een combinatie van factoren. Over de invloed van neonicotinoïden, waaronder imidacloprid, zijn twee kampen met elkaar in conflict. Stefano Maini, een insectenkundige uit Italië, legt uit: “Aan de ene kant staat de milieubeweging, samen met de bijenhouders, aan de andere kant staan de fabrikanten van insecticiden en de landbouwlobby. Onderzoeksgroepen die de bijenverdwijnziekte bestuderen, worden door deze belangengroeperingen beïnvloed en deels ook gesponsord.” Uit onderzoek is gebleken dat bij gewasbescherming met behulp van neonicotinoïden er een concentratie van 5ppb (parts per billion) in nectar van de onderzochte gewassen te verwachten is. Twee teams onderzoekers (team 1 en team 2) doen elk een eigen onderzoek naar de vraag of dit een negatief effect heeft op honingbijen. De onderzoeksvraag is: Heeft een concentratie van 5ppb neonicotinoïden in de nectar wel of niet een negatief effect op honingbijen? Team 1 komt tot de conclusie dat er wél een negatief effect is, team 2 tot de conclusie dat er géén negatief effect is. Deze tegenstrijdige conclusies zijn te verklaren door de manier waarop tea
opgave 2Kweekproject voor duurzame tong

Verzilting van de bodem langs de Nederlandse kust wordt een steeds groter probleem voor de landbouw. In het proefproject ‘Zeeuwse tong’ wordt door een samenwerkings- afbeelding 1 verband van ondernemingen en onderzoeksinstellingen een alternatief gebruik van de landbouwgrond onderzocht, namelijk het kweken van tong (zie afbeelding 1) in zoutwater- aquacultuur. Deze aquacultuur biedt tegelijkertijd Tong (Solea solea) een duurzaam alternatief voor de overbevissing van tong.


opgave 3Onderzoek naar aneurysma’s

Genetici van vijf Nederlandse universiteiten hebben samen een erfelijke oorzaak gevonden voor het ontstaan van verwijdingen in de aorta. Door mensen uit risicofamilies voortaan te testen, kan mogelijk voorkomen worden dat zij plotseling sterven ten gevolge van het scheuren van deze verwijdingen. In afbeelding 2 is in staafdiagrammen de relatieve hoeveelheid van de genoemde componenten in de wand van verschillende typen bloedvaten


− Waarom is het van belang voor de functie van de aorta dat de wand relatief veel elastische vezels heeft? − Waarom is het van belang voor de functie van pre-capillaire slagadertjes dat de wand relatief veel glad spierweefsel bevat? Het viel de onderzoekers op dat in risicofamilies waar veel aneurysma’s voorkomen, ook vaak osteoarthritis te vinden is. Osteoarthritispatiënten lijden door verhoogde afbraak van kraakbeencellen al op jonge leeftijd aan beschadigingen aan hun knieën of wervelkolom, door een tekort aan gewrichtskraakbeen. De combinatie van aandoeningen wordt het aneurysma-osteoarthritis syndroom (AOS) genoemd. De stamboom van een familie waarin AOS voorkomt is weergegeven in afbeelding 3. afbeelding 3 en personen met normaal of onbekend fenotype Indien alle open symbolen in afbeelding 3 als individuen met een normaal fenotype worden beschouwd, kan op grond van deze stamboom uitgesloten worden dat het gen voor AOS X-chromosomaal recessief is.





Welke base van het betreffende codon is in het m-RNA, gelezen van de 5’ zijde naar de 3’ zijde, veranderd in familie 2? En welke in familie 3? codon familie 2 codon familie 3 A base 2 base 1 B base 2 base 2 C base 2 base 3 D base 3 base 1 E base 3 base 2 F base 3 base 3 De onderzoekers vergeleken de aminozuurvolgorde in het Smad3-eiwit bij verschillende soorten organismen. In afbeelding 5 is de aminozuurvolgorde van het Smad3-eiwit rond de aminozuren Thr261 en Arg287 (in exon 6) bij de onderzochte organismen weergegeven. afbeelding 5 De vergelijking van de aminozuurvolgorde in Smad3 bij verschillende organismen geeft aanwijzingen over de evolutie van dit eiwit.


Smad3 is betrokken bij de reactie van cellen op het signaalmolecuul TGF- β . Bij binding van TGF- β aan zijn receptor wordt het Smad3-eiwit geactiveerd. Actief Smad3 koppelt aan het Smad4-eiwit en deze dimeer schakelt het apoptoseprogramma aan dat tot celdood leidt. Dit werkingsmechanisme is schematisch weergegeven in afbeelding 6. afbeelding 6

Kan het Smad3-eiwit op grond van de bij afbeelding 6 beschreven functie beschouwd worden als een hormoon, een receptor of een second messenger? A als een hormoon B als een receptor C als een second messenger Bij AOS-patiënten wordt een verhoogde expressie van het Smad3-gen gemeten. De verhoogde expressie van het Smad3-gen kan de verschijnselen van osteoarthritis verklaren.

Bij de families die meewerkten aan het onderzoek heeft een nieuwe test op mutaties in het Smad3-gen zijn vruchten afgeworpen. Een jongen van 20 jaar werd dankzij de test op tijd behandeld. De vaatchirurg koos bij de behandeling van het aorta-aneurysma voor het plaatsen van een stent (zie afbeelding 7) op de plek van het aneurysma. Een stent is een metalen of kunststof buisje met een vochtdichte voering, dat in opgevouwen toestand in een bloedvat wordt gebracht om daarna tot de juiste grootte te worden opgerekt. De stent wordt met behulp van een geleidekatheter via een bloedvat in de lies in het aorta-aneurysma gebracht.

Via welk bloedvat in de lies kan de chirurg de geleidekatheter inbrengen om bij dit aneurysma te komen? A alleen via de linker bekkenader B alleen via de rechter bekkenader C alleen via de linker bekkenslagader D alleen via de rechter bekkenslagader E via de linker of rechter bekkenader F via de linker of rechter bekkenslagader
opgave 4De hygiëne-hypothese

In de afgelopen decennia is in de westerse wereld het aantal gevallen van allergieën en auto-immuunziekten opvallend toegenomen. Eind vorige eeuw publiceerde immunoloog David Strachan een mogelijke verklaring voor deze toename: de hygiëne-hypothese. Baby’s worden geboren met veel T-helpercellen (Th-lymfocyten). Pas na het doormaken van allerlei kinderziektes worden ook cytotoxische T-cellen (Tc-lymfocyten) gemaakt.



Verklaar waardoor een pre-T-cytotoxische cel niet zal reageren op de presentatie van het antigeen door deze APC. Kinderen die in een té hygiënische omgeving opgroeien, zouden volgens de hygiëne-hypothese een verhoogd risico lopen op het ontwikkelen van allergieën. Een verklaring hiervoor is dat deze kinderen, doordat ze zelden een infectieziekte doorlopen, relatief veel van een bepaald type lymfocyten (1) hebben, die de vorming van bepaalde andere lymfocyten (2) stimuleren, die antistoffen gaan produceren tegen (onbekende maar) ongevaarlijke antigenen, zoals stuifmeel.


opgave 5Primaire en secundaire endosymbiose


opgave 6Leven met het syndroom van Kartagener

De tienjarige Joris komt op het spreekuur bij de huisarts. Joris hoest veel en heeft vaak last van luchtweginfecties. De huisarts weet dat bij Joris het hart gespiegeld in de borstkas ligt. Ze vermoedt dat Joris primaire ciliaire dyskinesie (PCD) heeft. Dat is een afwijking in de werking van bepaalde trilharen die ook een rol spelen bij de links-rechtsoriëntatie van de organen tijdens de embryonale ontwikkeling. Na een aantal onderzoeken blijkt dat Joris het syndroom van Kartagener heeft, een combinatie van PCD en een gespiegelde ligging van hart, maag en lever.


Om de klachten ten gevolge van PCD te bestrijden krijgt Joris medicatie om het slijm te verdunnen en fysiotherapie om te helpen het slijm op te hoesten. Joris krijgt ook een ‘flutter’ om het afbeelding 1 ophoesten te vergemakkelijken (zie afbeelding 1). Dat is een pijpje met daarin een balletje dat weerstand geeft en waarlangs hij moet uitademen. De lucht die Joris uitademt wordt daarbij in trilling gebracht. Hij moet dit apparaatje gebruiken in combinatie met ‘huffen’: een lange sterke uitademing vanuit de keel.


Bij het lezen van een ECG, gemaakt afbeelding 3 van een persoon met een gespiegelde ligging van organen, zou een arts in eerste instantie denken dat de elektroden zijn verwisseld. Een ECG is een registratie van de som van de afzonderlijke potentialen van alle hartspiercellen in de tijd. Een netto impuls in de richting van de positieve elektrode wordt geregistreerd als een positieve uitslag en een netto impuls die van de positieve elektrode afgaat afbeelding 4 als een negatieve uitslag. spanning (mV) In afbeelding 3 is te zien hoe de elektroden (+ en -) geplaatst kunnen zijn, met in afbeelding 4 de tijd (s) bijbehorende uitslag (het ECG) van een gezond persoon.




Bij dit examen hoort geen uitwerkbijlage.
12p

21p

32p

42p
C
53p

61p

72p

82p

92p
D
102p
E
112p

122p
D
131p

142p
C
152p

162p
C
172p
F
182p
A
192p

202p
C
211p

222p
F
231p

241p

252p
E
262p

272p
E
282p

292p

302p

312p
D
322p

332p

342p
A
352p
C
361p

371p

382p
C