opgave 1Maarten van der Weijden op grote hoogte

Hoogtetenten voorzien in een afbeelding 1 behoefte. Op de website van een Amerikaanse fabrikant staan tientallen namen van topsporters die ermee hebben gewerkt, onder wie Lance Armstrong en Joey Cheek. Ook verschillende Nederlanders hebben er de afgelopen tien jaar gedurende korte of langere tijd mee geëxperimenteerd. Maarten van der Weijden is de eerste Olympisch zwemkampioen die openlijk spreekt over het nut van kunstmatige hoogte. In zijn slaapkamer staat een tent die de

afbeelding 2 Hoogtebereik Maarten van der Weijden kan zijn generator afstellen op hoogtes tussen 2.000 en 5.000 meter. De belangstelling van topsporters voor hoogtetenten verbaast sportfysiologen niet. Gebruik van hoogtetenten biedt vele voordelen. De sporters hoeven hun eigen omgeving niet in te ruilen voor bergen. Het is goedkoper dan steeds op trainingskamp gaan. Ze kunnen zelf de exacte ‘hoogte’ instellen. Dat is nuttig, want ieder mens reageert anders op een lage zuurstofconcentratie. En ze kunnen ‘hoog rusten en laag trainen’, zoals het in sportjargon heet. Volgens die methode, die ook door Maarten van der Weijden met succes werd gevolgd, rusten sporters op hoogte. Ze trainen daarentegen in de omgeving die ze gewend zijn, op zeeniveau. In afbeelding 3 staat de samenstelling van de lucht, zoals je die in een hoogtetent kunt instellen, in een schema weergegeven. Links op zeeniveau, rechts hoog in de bergen. afbeelding 3


In het lichaam van Maarten treedt tijdens de simulatie een aantal veranderingen op: 1 een verhoogde productie van rode bloedcellen in het beenmerg; 2 een verandering van de hoeveelheid zuurstof in de longblaasjes; 3 een verandering van de afgifte van het hormoon EPO (erythropoëtine) door de nieren; 4 een aanpassing van het vervoer van zuurstof door de bloedbaan naar de spieren. Deze gebeurtenissen zijn via oorzaak en gevolg met elkaar verbonden.


Hoe vaak passeert deze rode bloedcel, via de kortste route door de bloedbaan, de rechter harthelft? En hoe vaak de linker harthelft? rechter harthelft linker harthelft A 0 1 B 1 1 C 2 1 D 2 2 Rode bloedcellen hebben een aantal kenmerken, waardoor deze zich onderscheiden van de meeste andere menselijke cellen: 1 een groot oppervlak ten opzichte van de inhoud; 2 een hoge concentratie hemoglobine; 3 het ontbreken van DNA.


In afbeelding 4 wordt schematisch het verschil in hematocrietwaarde voorgesteld van mensen die wel of geen gebruik maken van de hoogtetent. De hematocrietwaarde is het volume rode bloedcellen per liter bloed in procenten. De hoogste hematocrietwaarde die nog door sportbonden geaccepteerd wordt, staat in de derde kolom. afbeelding 4 Hematocrietwaarde Van der Weijden in procenten: Een hematocrietwaarde van boven de vijftig procent levert gezondheidsproblemen op, doordat het bloed te stroperig wordt.


Heeft de gewijzigde hematocrietwaarde van het bloed effect op het vrijmaken van de energie bij de verbranding van 1 mol glucose? A Ja, het verbranden van 1 mol glucose kost bij een hoge hematocrietwaarde meer O 2 . B Ja, het verbranden van 1 mol glucose kost bij een hoge hematocrietwaarde minder O 2 . C Nee, het verbranden van 1 mol glucose kost bij een hoge hematocrietwaarde evenveel O 2 . Naast de luchtventilatie moet voor een aanpassing van de hemoglobine- concentratie ook op de voeding worden gelet.

Welk voedingsmiddel levert per 100 gram de grootste bijdrage aan de opbouw van hemoglobine in het beenmerg? A biefstuk B brood C red bull drank D spaghetti E vruchtensap Sommige sportbeoefenaars vergelijken het gebruik van de hoogtetent als voorbereiding op betere prestaties met het verboden gebruik van EPO.
opgave 2Brandmier-man gooit genen van vrouw eruit

Bij veel diersoorten hebben vrouwtjes in hun genotype twee gelijke geslachtschromosomen (XX) en mannetjes twee ongelijke geslachtschromosomen (XY). Als een eicel bevrucht wordt door een zaadcel met een X-chromosoom ontstaat er na de bevruchting een vrouwelijke nakomeling. Bevat de zaadcel een Y-chromosoom dan ontstaat er een mannelijke nakomeling. Zo is het meestal, maar soms gaat het anders. Een bekende uitzondering op deze regel is het ontstaan van de verschillende geslachten bij de honingbij. De mannetjes (darren) zijn haploïd en ontstaan uit onbevruchte (haploïde) eicellen, de vrouwtjes (de koninginnen en de werksters) zijn diploïd en ontstaan uit bevruchte (diploïde) eicellen. Afhankelijk van de voeding groeit uit een bevruchte eicel óf een koningin óf een werkster. Alleen de koningin kan eieren leggen; de werksters zijn onvruchtbaar. Ook bij veel andere insectensoorten ontstaan op deze wijze de verschillende geslachten.


De koninginnen van de brandmier brengen nieuwe koninginnen voort, doordat zij zichzelf kloneren. De werksters ontstaan na bevruchting van de eicellen van de koninginnen, maar zij zijn zelf onvruchtbaar. Bij brandmieren komen geen onbevruchte eitjes voor zoals bij de honingbij. Uit een aantal bevruchte eitjes, die normaal gesproken tot werkster zouden uitgroeien, wordt het erfelijk materiaal van de koningin verwijderd. Alleen het erfelijk materiaal van het mannetje blijft over. Mannetjes verschillen genetisch van elkaar, maar mannelijke nakomelingen zijn klonen van hun vader.
opgave 3Koraal






opgave 4Supermijt kan plaag veroorzaken

De roofmijt Amblyseius swirskii is zeer succesvol als bestrijder van de gevreesde Trips en Witte vlieg in kassen waar paprika, aubergine en komkommer worden geteeld (zie afbeelding 1). afbeelding 1 Trips Witte vlieg Uit onderzoek aan Wageningen Universiteit blijkt dat de mijt ook nuttige insecten belaagt, zodat er bladluisplagen ontstaan. “In de gangbare teelt blijft de roofmijt een mighty mite , maar in de biologische teelt kan toepassing tot problemen met bladluizen leiden”, zegt ir. Messelink. Hij onderzoekt de toepassing van de roofmijt bij de biologische bestrijding in kassen. Galmuggen worden als natuurlijke vijand ingezet om bladluisplagen te voorkomen. In recente experimenten in nieuwe proefkassen keek Messelink naar het effect van de roofmijt op de galmugpopulatie. Uit laboratoriumproeven was al bekend dat de roofmijt ook eitjes van galmuggen op het menu heeft staan. Het effect hiervan op het aantal bladluizen dat op paprikaplanten voorkomt was verrassend groot. In kassen met galmug en de roofmijt was de bladluispopulatie op een bepaald moment vijftien tot twintig keer zo groot als in kassen met galmuggen maar zonder roofmijt. “In de biologische teelt zijn bladluizen een serieus probleem. Het komt wel eens voor dat een compleet gewas gerooid moet worden vanwege een bladluisplaag. Het is dus zaak om de vijanden van bladluis zo goed mogelijk te laten functioneren”, aldus Messelink. In de gangbare teelt zijn er genoeg andere middelen om bladluizen te bestrijden. “Speciaal voor de biologische teelt gaan we kijken of andere belagers van Trips wellicht minder verstorend werken op de bladluisbestrijding.”

− Noteer de namen van de organismen waarmee Trips een directe voedselrelatie heeft. − Stel een voedselweb samen waarin deze organismen voorkomen. Geef met pijlen de energiestroom weer. In de tekst is sprake van gangbare teelt en van biologische teelt van tuinbouwgewassen. Over de biologische teelt van tuinbouwgewassen worden drie uitspraken gedaan. 1 In de biologische tuinbouw wordt geen kunstmest gebruikt. 2 In de biologische tuinbouw worden geen chemische bestrijdingsmiddelen toegepast om plagen te bestrijden. 3 In de biologische tuinbouw wordt in de kassen geen klimaatcontrole toegepast zoals belichting, beluchting en verwarming.


Door welke van de onderstaande relaties kan na de introductie van de roofmijt een plaag van bladluizen in de kas ontstaan? A door commensalisme tussen de bladluis en de Witte vlieg B door concurrentie tussen de galmug en de roofmijt C door mutualisme tussen de paprikaplant en de bladluis D door parasitisme van de galmug op de bladluis E door predatie van de galmug op de Trips F door predatie van de roofmijt op de galmug

Het komt wel eens voor dat een teler een compleet gewas moet rooien en afvoeren vanwege een bladluisplaag. In onderstaande diagrammen gebeurt dat op tijdstip T. Daarna wordt de kas opnieuw beplant met hetzelfde gewas. De teler zette geen galmuggen uit voor de bestrijding van plagen bij de groei van dit nieuwe gewas. afbeelding 2

opgave 5Roken maakt slank, maar stoppen met roken straks ook


− Noem een voorwaarde waaraan de muizen in het controle-experiment bij dit onderzoek moeten voldoen. − Noteer ook hoe de muizen in het controle-experiment behandeld worden. Het nieuwe medicijn bleek te binden aan een receptor in de hypothalamus. Zoals een sleutel (medicijn) in een slot (receptor) past. De hypothalamus is een deel van de hersenen dat onder andere signalen uit darmen en vetweefsel verwerkt. Afhankelijk van deze signalen krijgt men al dan niet een hongergevoel. Veel biologische processen in ons lichaam vinden plaats door een tweetal samenwerkende stoffen, waarvan de werking vaak vergeleken wordt met een sleutel en een slot.



Welke bloedvaten en delen van het hart worden tenminste door de ingeademde nicotine moleculen gepasseerd voordat ze de hypothalamus bereiken? A longader, linker harthelft en halsader B longader, linker harthelft en halsslagader C longslagader, rechter harthelft en halsader D longslagader, rechter harthelft en halsslagader Nicotine bindt aan receptoren op neuronen in de hersenen. Als nicotine aan deze receptoren bindt, worden deze neuronen geactiveerd wat uiteindelijk leidt tot de activatie/stimulatie van het verzadigingscentrum in de hypothalamus. In afbeelding 2 is een groepje van drie neuronen weergegeven. De receptoren voor nicotine zijn als gearceerde staafjes getekend. Een van de neuronen is met een axon met het verzadigingscentrum in de hypothalamus verbonden. In de linker afbeelding zijn de cellen zonder nicotine weergegeven. Rechts met nicotine. Als nicotine aan de receptoren van de neuronen bindt, zal de synaps aan het einde van het weergegeven axon stimulerende neurotransmitters afgeven. afbeelding 2 Als er niet wordt gerookt, lopen er impulsen over het axon. In de linker afbeelding is dit weergegeven in het diagram (impulsen) naast het axon. Naast het axon in de situatie met nicotine staan twee mogelijke impulspatronen aangegeven met P en Q.


Welk type is of welke typen neuronen zijn in afbeelding 2 weergegeven? Om de werking van nicotine aan te tonen, werden twee experimenten gedaan. Bij experiment E was bij de helft van de muizen de nicotinereceptor uitgeschakeld. Bij deze groep nam de eetlust van de diertjes niet af wanneer ze nicotine of een stof die er op lijkt (cytisine) kregen. Tijdens dit experiment waren er dus twee groepen muizen; een groep met receptor en een groep zonder receptor. Deze beide groepen werden over drie bakken verdeeld, zodat er zes bakken met muizen waren. In de uitwerkbijlage is een schets van de proefopstelling gegeven.

− Noteer welke muizen in groep 1 zitten en welke in groep 2. − Noteer onder elke bak welke behandeling de muizen krijgen. − Noteer wat onderzoekers gemeten hebben om hun onderzoeksvraag te toetsen. In experiment F werden de impulsen gemeten in de schakelcellen onder invloed van nicotine en cytisine. Hiermee lieten de wetenschappers zien dat er signalen worden doorgegeven in de zenuwcellen wanneer nicotine of cytisine aan de nicotinereceptor bindt. Cytisine bindt aan dezelfde receptoren als nicotine en heeft hetzelfde effect; de eetlust neemt af. Groot voordeel; deze stof is niet zo verslavend als nicotine en je hoeft het niet via een sigaret vol met teerdeeltjes binnen te krijgen. Nu nog uitzoeken of cytisine ook bij mensen werkt. Niet alleen mensen die stoppen met roken zijn mogelijk geholpen met dit middel, maar ook de steeds groeiende groep mensen met obesitas.

opgave 6Rat wordt makkelijke hap

Toxoplasmose (kattenziekte) is een ziekte veroorzaakt door het eencellige diertje Toxoplasma gondii . Dit organisme kan naast katten, ook veel andere diersoorten infecteren. De naam kattenziekte wordt echter ook gebruikt voor parvovirose, een (voor katten) zeer gevaarlijke virusziekte die niets met toxoplasmose te maken heeft. Toxoplasma gondii vermeerdert zich ongeslachtelijk in de cellen van vele warmbloedige dieren. Na enige tijd barst de cel, waardoor de vrijgekomen eencelligen andere lichaamscellen kunnen infecteren. Na een aantal cycli barsten de geïnfecteerde cellen niet meer open, maar worden er cysten gevormd. Dit zijn holtes met daarin een paar duizend eencelligen. De vorming van cysten gebeurt in allerlei organen, maar vooral in spier- en hersenweefsel. Katachtigen raken geïnfecteerd door het eten van besmette prooidieren. Na vertering van de cystewand in de maag van de kat infecteert Toxoplasma gondii het darmepitheel. Alleen in de cellen van het darmepitheel vindt de geslachtelijke voortplanting plaats. Hierdoor ontstaan nakomelingen die met de ontlasting in het milieu komen. In de uitwerpselen van de kat ontwikkelt het organisme zich binnen achtenveertig uur tot een fase, die bijna een jaar in staat blijft om andere organismen te besmetten. Ook mensen kunnen besmet raken door het eten van groente die niet goed is gewassen of door het niet in acht nemen van voldoende hygiëne bij het verschonen van de kattenbak. Kinderen kunnen besmet raken na het spelen in een door katten verontreinigde zandbak. Hieronder staat een aantal mogelijke eigenschappen van ziekteverwekkers: 1 bevat een kern; 2 bevat DNA en/of RNA; 3 vermeerdert zich in de cel van de gastheer; 4 wordt omgeven door een celwand. Tussen de veroorzaker van toxoplasmose en de veroorzaker van parvovirose bestaat een aantal verschillen.

− Welke van de genoemde eigenschappen gelden voor Toxoplasma gondii ? − En welke voor de veroorzaker van parvovirose? Toxoplasma gondii veroorzaker parvovirose A alleen 1 en 2 alleen 1 en 2 B alleen 1, 2 en 3 alleen 1 en 2 C alleen 1, 2 en 3 alleen 2 en 3 D alleen 2, 3 en 4 alleen 2, 3 en 4 E 1, 2, 3 en 4 alleen 1 en 2 F 1, 2, 3 en 4 alleen 2 en 3



Welk van de aangegeven plaatsen (P, Q, R of S) geeft aan waar Toxoplasma gondii zich in de kattendarm geslachtelijk voortplant? A op plaats P B op plaats Q C op plaats R D op plaats S Op elk niveau van de weergegeven vergrotingen zijn uitstulpingen zichtbaar. Deze uitstulpingen zijn in het darmstelsel voornamelijk te vinden in de dunne darm. Zij spelen een belangrijke rol bij een van de functies van de dunne darm.


Een toxoplasma-infectie bij ratten en muizen kan zeer nadelig uitpakken voor deze knaagdieren, maar is gunstig voor de parasiet. De aanwezige parasieten in de hersenen lijken ervoor te zorgen dat ratten en muizen hun afkeer voor kattenurine verliezen. Daardoor zullen geïnfecteerde dieren sneller ten prooi vallen aan katten en is de parasiet eerder verzekerd van een nieuwe gastheer. Om deze hypothese te onderzoeken, observeerden wetenschappers de bewegingen van ratten in een arena met op één plek kattenurine en op een andere plek konijnenurine (zie afbeelding 2). De proefdieren waren opgegroeid in een kattenvrije en konijnenvrije omgeving. Om uit te sluiten dat de ratten niet gewoon roekelozer werden door de infectie, keken ze ook hoe vaak ratten zich op een open plek in het midden van een arena zonder urine waagden. Normaal mijden ratten open plekken. afbeelding 2 De resultaten van het onderzoek werden in een staafdiagram weergegeven.

afbeelding aantal keren 3 aantal keren dat ratten zich dat ratten zich op de aangegeven op de aangegeven plek waagden plek waagden 1 2 3 aantal keren P aantal keren dat ratten zich dat ratten zich op de aangegeven op de aangegeven plek waagden plek waagden 1 2 3 De onderzoekers toonden met het onderzoek aan dat bij de geïnfecteerde ratten inderdaad alleen hun reactie op kattenurine was veranderd, terwijl ze in andere risicovolle situaties normaal gedrag vertoonden.


opgave 7Scherpe blik door games

afbeelding 1 Uit de actiegame Call of Duty De invloed van het spelen van actiegames op het gedrag van de ‘gamer’ komt soms negatief in het nieuws. Het onderzoek van Daphne Bavelier brengt daar mogelijk verandering in. Zij onderzocht de invloed van het spelen van actiegames op het onderscheiden van minieme contrasten. Ze liet proefpersonen een test ondergaan, die uit 5 fases bestaat, zoals schematisch weergegeven in afbeelding 2.

afbeelding 2 fase 1: ogen richten op fixatiepunt fase 2: 300 ms verschijnt een grijs scherm fase 3: tussen de 10 en 180 ms wordt een scherm met 4 kruisjes getoond fase 4: 800 ms verschijnt een grijs scherm Bij elke test had een van de twee schermen met kruisjes (fase 3 of fase 5) het golfjespatroon zoals in fase 3 zichtbaar is. De proefpersonen moesten aangeven of het eerste dan wel tweede getoonde kruisjesscherm het golfjespatroon bevatte. Indien zij drie maal het goede antwoord gaven, werd het contrast in het golfjespatroon verkleind en het experiment herhaald, bij een fout antwoord werd het contrast vergroot en het experiment herhaald. Allereerst vergeleek Daphne de resultaten van fervente gamers met personen die nauwelijks computergames spelen. Het viel op dat gamers kleinere contrastverschillen kunnen onderscheiden dan niet-gamers. Vervolgens testte ze met nieuwe proefpersonen of het spelen van games invloed heeft op het waarnemen van contrasten. Twee groepen proefpersonen speelden in een periode van negen weken vijftig uren games. − Groep 1 speelde de actiegame ‘Call of duty’, waarin snelle beslissingen op gebeurtenissen in het spel van belang zijn. − Groep 2 speelde een rollenspel, ‘de Sims’, waarin rustig genomen beslissingen van belang zijn. Het onderscheiden van de contrasten werd op drie tijdstippen gemeten: T 1 = vóór de periode van negen weken gamen; T 2 = vijf dagen na de periode van negen weken; T 3 = vijf maanden na de periode van negen weken.

De resultaten staan in afbeelding 3. actiegames spelers van ‘de Sims’ Uit de resultaten kon geconcludeerd worden dat het waarnemen van contrasten op tijdstip T 2 was toegenomen in de groep die actiegames speelde. In de groep die ‘de Sims’ speelde trad geen verbetering op. Op tijdstip T 3 was dit effect bij de actiegamers nog steeds meetbaar.

Welke metingen werden met elkaar vergeleken om de resultaten van de actiegamers op tijdstip T 2 en T 3 te verkrijgen? resultaten T 2 resultaten T 3 A T 2 (groep 1) met T 1 (groep 1) T 3 (groep 1) met T 1 (groep 1) B T 2 (groep 1) met T 1 (groep 1) T 3 (groep 1) met T 2 (groep 1) C T 2 (groep 1) met T 1 (groep 2) T 3 (groep 1) met T 1 (groep 2) D T 2 (groep 1) met T 2 (groep 2) T 3 (groep 1) met T 3 (groep 2) Bij het ontvangen en verwerken van beelden zijn verschillende delen van zintuig- en zenuwstelsel betrokken. De activiteit van een van deze delen verschilt tijdens de test na negen weken bij de actiegamers in vergelijking met de Sims-spelers.



Welke vorm hebben hun lenzen en waardoor wordt dit veroorzaakt? A Ze zijn afgeplat doordat de accommodatiespier samengetrokken is. B Ze zijn afgeplat doordat de lensbandjes strak gespannen zijn. C Ze zijn boller doordat de accommodatiespier samengetrokken is. D Ze zijn boller doordat de lensbandjes strak gespannen zijn. Over de zintuigcellen die geprikkeld worden bij het focussen op het scherm met het golfjespatroon (fase 3 in afbeelding 2) zeggen vier leerlingen het volgende. Leerling 1 zegt: Hierbij zijn voornamelijk staafjes betrokken want die zijn alleen gevoelig voor zwart/wit. Leerling 2 zegt: Hierbij zijn voornamelijk staafjes betrokken want het netvlies bevat meer staafjes dan kegeltjes. Leerling 3 zegt: Hierbij zijn voornamelijk kegeltjes betrokken want het beeld wordt gefocust op de gele vlek. Leerling 4 zegt: Hierbij zijn voornamelijk kegeltjes betrokken want kegeltjes hebben een hogere drempelwaarde dan staafjes.


Leg uit dat deze behandeling de aandoening staar niet vermindert. Game designers proberen hun games zo realistisch mogelijk te maken. In ‘Call of duty’ kan een gamer virtueel een scherpschutter zijn. Tijdens het richten heeft hij de mogelijkheid om met de shift-toets virtueel de adem in te houden zodat hij zijn geweer goed stil houdt (zie afbeelding 1). Het is niet realistisch dat een echte scherpschutter dit kunstje lange tijd of vaak na elkaar kan vertonen.

Waardoor kan een scherpschutter in het echt zijn adem niet lang inhouden? A Door een verhoogd CO 2 -gehalte in het bloed geeft zijn hersenschors een signaal af zodat de scherpschutter moet ademhalen. B Door een verhoogd CO 2 -gehalte in het bloed geeft zijn hersenstam een signaal af zodat de scherpschutter moet ademhalen. C Door een verlaagd O 2 -gehalte in het bloed geeft zijn hersenschors een signaal af zodat de scherpschutter moet ademhalen. D Door een verlaagd O 2 -gehalte in het bloed geeft zijn hersenstam een signaal af zodat de scherpschutter moet ademhalen.
opgave 8Gentech-courgettes

vraag 25

11p

22p
C
32p
B
42p
D
51p

62p
C
72p
A
81p

92p
D
102p
D
112p

121p

132p
B
142p

152p

163p

172p
D
182p
F
192p
C
202p

212p
B
222p
B
232p
D
241p

253p

262p

272p
C
282p
B
291p
302p
D
312p

322p
B
332p
C
342p
A
352p
B
362p
C
372p
C
381p

392p
B
401p

412p

422p
D
431p
