opgave 1Rifbollen

Om de afname van het aantal diersoorten in het Grevelingenmeer te stoppen werd er 15 jaar geleden een kunstmatig rif aangelegd. Al na een paar jaar werd het rif een populaire plek voor duikers. afbeelding 1 Legenda: zout water zoet water Na de bouw van de Brouwersdam verdween de getijdenstroom in het Grevelingenmeer (afbeelding 1) waardoor steeds meer van de stenige bodem bedekt raakte met zand en slib. Juist op stenige plekken kunnen holtedieren, sponzen en planten (zoals wieren) groeien, waartussen vissen, kreeften, krabben en andere dieren beschutting en voedsel zoeken. Het kunstmatig rif van betonnen rifbollen (afbeelding 2) biedt deze organismen weer een plaats om te leven. Rifbollen worden geplaatst op plekken waar het water 5 tot 9 meter diep is.


In een laboratorium wordt een experiment uitgevoerd waarbij de groeisnelheid van algenpopulaties wordt bepaald bij verschillende nitraatconcentraties. De algen zijn afkomstig uit het water van het Grevelingenmeer. In afbeelding 3 is het resultaat van dit onderzoek weergegeven. afbeelding 3 nitraatconcentratie Onder de optimumkromme zijn vijf punten met een letter aangegeven.



In een aantal jaren zijn de kale betonnen rifbollen veranderd in een klein ecosysteem. Een deel van de diersoorten die hier worden aangetroffen staat in tabel 1. tabel 1 diersoort afdeling voedsel zeeanjelier holtedieren dierlijk plankton, visjes en krabbetjes grote zeenaald gewervelden kreeftjes en garnalen zeekreeft geleedpotigen schelpdieren, garnaaltjes, dierlijk aas geweispons sponzen algen en organisch afval mossel weekdieren algen gewone zeester stekelhuidigen mosselen doorschijnende zakpijp manteldieren algen en dierlijk plankton De organismen in een ecosysteem kunnen worden gerangschikt in een piramide van biomassa (afbeelding 4). Hierin is de hoeveelheid biomassa van de verschillende trofische niveaus weergegeven. afbeelding 4 C5 C4 C3 C2 C1

Welke van de in tabel 1 genoemde diersoorten is of welke zijn onderdeel van laag C1 uit de piramide van afbeelding 4? De introductie van de rifbollen veranderde het ecosysteem in het Grevelingenmeer. Hierover worden twee uitspraken gedaan: 1 De introductie van de rifbollen heeft tot een toename van producenten geleid. 2 De introductie van de rifbollen heeft ertoe geleid dat de habitat voor holtedieren groter werd.

opgave 2Longinfecties bij CF-patiënten

Patiënten met taaislijmziekte (cystische fibrose, CF) hebben een afwijking in het CFTR-gen waardoor de slijmvliezen in het lichaam dik, taai slijm produceren. Het was tot nu toe onduidelijk hoe dit in de longen leidt tot een verstoorde afweer, bijvoorbeeld tegen bacteriën. Nu blijkt dat bij patiënten met CF de dunne slijmlaag van het longslijmvlies zuurder is dan bij gezonde personen. Hierdoor worden ingeademde bacteriën niet gedood door lysozymen. Dit probleem kan mogelijk in een vroeg stadium worden aangepakt door de slijmlaag minder zuur te maken.

Henk Haagsman, hoogleraar moleculaire afweer aan de Universiteit Utrecht, vermoedde een verband tussen de zuurdere slijmlaag en het veel voorkomen van longinfecties bij CF. Zijn hypothese was: de werking van bacteriedodende eiwitten (lysozymen) in het longslijmvlies wordt bij patiënten met CF geremd door de lagere pH. Om deze hypothese te testen werd een experiment uitgevoerd met varkens. Het longslijmvlies van gezonde varkens werd behandeld met een NaCl-oplossing of met CO . Door de CO wordt de pH van het 2 2 longslijmvlies verlaagd, waardoor deze overeenkomt met de pH van het longslijmvlies van varkens met CF. Met NaCl blijft de pH hetzelfde. Het longslijmvlies van varkens met CF werd behandeld met NaCl of met NaHCO . Door NaHCO wordt de pH verhoogd, zodat de pH van gezonde 3 3 varkenslongen benaderd wordt. Vervolgens werd bij de vier groepen varkens het longslijmvlies geïnfecteerd met de bacterie Staphylococcus aureus. Hierna werd de sterfte van deze bacteriën bepaald.



afbeelding 2 Onderzoek bij patiënten moet uitwijzen of het mogelijk is om de longen minder zuur te maken, zegt Haagsman. Dit kan bijvoorbeeld door met een inhalator (afbeelding 2) NaHCO in te ademen 3 zodat het in de longen komt.
opgave 3fMRI-onderzoek is niet altijd te reproduceren

Vanaf halverwege de vorige eeuw kunnen kleine hersengebieden onderzocht worden door middel van röntgenonderzoek. Sinds 1990 kan met ‘functional Magnetic Resonance Imaging’ (fMRI) vrij precies de hersenactiviteit worden gemeten (afbeelding 1). De conclusies van sommige fMRI-studies staan echter ter discussie. afbeelding 1 Bij het onderzoek naar welke gebieden in onze hersenen betrokken zijn bij het uitvoeren van bepaalde functies waren wetenschappers tot 1960 afhankelijk van patiënten die door een ongeluk een beschadiging in hun hersenen hadden opgelopen. Door gedragsobservaties bij deze patiënten konden de hersencentra voor geheugen, herkenning van personen en sociale aanpassing worden gelokaliseerd.




Hoe gedetailleerd is de informatie die met de resolutie van 2 millimeter met fMRI kan worden geanalyseerd? A Er kan bepaald worden welke groep zenuwcellen actief is. B Er kan bepaald worden welke zenuwcel actief is. C Er kan bepaald worden welk axon impulsen geleidt. D Er kan bepaald worden welke synaps neurotransmitters afgeeft. Met fMRI is het herkennen van klanken en het herkennen van degene die tot je spreekt, onderzocht. Proefpersonen kregen bij dat onderzoek verschillende klinkers (a, i of o) te horen van verschillende sprekers. De hersengebieden die actief zijn − onafhankelijk van welke klinker uitgesproken wordt − lijken betrokken bij het identificeren van de spreker.

In welk type zenuwcellen was bij de proefpersonen in ieder geval impulsgeleiding opgetreden waardoor de spreker werd herkend? A alleen in motorische zenuwcellen B alleen in sensorische zenuwcellen C alleen in motorische en schakelzenuwcellen D alleen in sensorische en schakelzenuwcellen E in motorische, sensorische en schakelzenuwcellen

Bij sommige fMRI-studies is de beschrijving van de gebruikte methode niet volledig, waardoor andere onderzoekers de getrokken conclusies niet kunnen controleren. Dit was bij het beschreven gehoor-/herkennings- onderzoek overigens wel mogelijk. Een voorbeeld van een slecht te controleren onderzoek is hieronder beschreven. De paragraaf Materiaal en methode bevat naast gedetailleerde technische methodieken de beschrijving in afbeelding 3. afbeelding Bij een aantal 3 gezonde proefpersonen, van uiteenlopende leeftijden, met evenveel mannen als vrouwen, werd tijdens het oplossen van een rekenprobleem een fMRI gemaakt. In de resultaten werd vermeld dat bij 75% van de proefpersonen een verhoogde activiteit werd gemeten in een bepaald hersengebied, waaruit de conclusie werd getrokken dat dit hersengebied een rol speelde bij de onderzochte bezigheid. De kwaliteit van dit onderzoek is niet vast te stellen, omdat de gegevens voor het bepalen van de betrouwbaarheid en de validiteit onvolledig zijn. Met een hoge betrouwbaarheid wordt bedoeld dat de invloed van toeval op de uitkomst beperkt is. Een onderzoek is valide wanneer geen systematische fouten worden gemaakt; dat wil dus zeggen dat gemeten wordt wat men wil weten. Twee tekortkomingen in de beschrijving van het onderzoek zijn: 1 Het aantal proefpersonen is niet vermeld. 2 De controleproef is niet beschreven.

opgave 4Bananen bedreigd!



afbeelding 2 Bij de schimmel Mycosphaerella fijiensis, die de Zwarte Sigatokaziekte veroorzaakt, verplaatsen de schimmelsporen zich via de lucht en besmetten de plant via de huidmondjes. Het gevolg is dat er vlekken op de bladeren ontstaan (afbeelding 2) en dat de vruchten van de plant versneld rijpen. De Zwarte Sigatokaziekte kan worden bestreden met fungiciden, bestrijdingsmiddelen tegen schimmels. Door grote bananenproducenten worden deze veelvuldig ingezet.
opgave 5Meeroken?

Iemand met astma is extra gevoelig voor verblijf in rokerige ruimtes. Astma is een aandoening, waarbij de longen te heftig reageren op bepaalde prikkels, zoals sigarettenrook. Door deze prikkels kan een astma-aanval ontstaan. De luchtwegen worden tijdens zo’n aanval nauwer en dit leidt ertoe dat ademen moeilijker wordt. De patiënt krijgt het benauwd en kan gaan hoesten.


opgave 6Zetmeeldieet maakte van de wolf een hond


Volgens de Zweedse onderzoeker Axelsson is de domesticatie versneld doordat de voorouder van de huidige hond zetmeel beter kon verteren dan de wolf. De onderzoeker koppelt die aanpassing aan de opkomst van de landbouw, zo’n 11.000 jaar geleden. Mensen vestigden zich op vaste plaatsen waar ze granen en peulvruchten gingen verbouwen. Bij die nederzettingen was afval met voedselresten te vinden. Zo ontstond een nieuwe voedingsbron voor de wolf die mogelijk bijdroeg aan de ontwikkeling van de wolf tot hond.

Axelsson vond tussen de groep honden en de groep wolven verschillen in tien genen die een rol spelen bij de vertering van zetmeel en vetten. Nadat het onderzoek was opgeschaald tot 136 honden en 35 wolven vond de onderzoeker de volgende resultaten voor het gen voor amylase: 1 Alle wolven hadden twee kopieën van dit gen, terwijl de honden 4 tot 30 kopieën hadden. 2 Bij honden werd elk gen voor amylase gemiddeld 28 keer vaker afgelezen dan bij wolven. 3 Amylase van honden was efficiënter in het ‘knippen’ van zetmeel dan amylase van wolven.
opgave 7Poeptransplantatie

De oma van Marah is met een ontsteking aan haar been in het ziekenhuis opgenomen. De ontsteking is daar behandeld met een antibioticum. Toen haar been begon te genezen kreeg oma last van diarree. Na enige tijd werd de diagnose gesteld: een darminfectie met Clostridium difficile . Het toxine dat Clostridium difficile afgeeft, tast het epitheel (dekweefsel) van de dikke darm aan.

Verklaar hoe door aantasting van het darmepitheel diarree kan ontstaan. De oma van Marah krijgt als behandeling opnieuw een antibioticumkuur voorgeschreven. Tijdens de biologieles heeft Marah gehoord dat antibioticagebruik ook nadelige kanten heeft. Ze zoekt op Wikipedia wat voor infectie haar oma eigenlijk heeft en leest het volgende:



Waar in het spijsverteringskanaal zal zich het uiteinde van het slangetje bevinden wanneer wordt gestart met de toediening? A in de slokdarm B in de twaalfvingerige darm C in de blinde darm D in de endeldarm Om de effectiviteit van fecale bacterietherapie te testen is uitgebreid klinisch onderzoek gedaan. Twee groepen patiënten met clostridiumziekte werden behandeld. Groep 1 kreeg een standaardbehandeling met antibiotica. Groep 2 kreeg fecale bacterietherapie. De poeptransplantatie bleek zo succesvol dat het experiment vroegtijdig werd gestopt om ook de patiënten van groep 1 daarmee te behandelen.

Beschrijf een mogelijk resultaat waaruit duidelijk werd dat de poep- transplantatie beter werkte dan de standaardbehandeling met antibiotica. Marah vindt zo’n poeptransplantatie wel een vies idee. Ze vraagt zich af of de bacteriën niet eenvoudig in een laboratorium gekweekt kunnen worden, zodat de patiënten in plaats van poep een bacteriepreparaat toegediend kunnen krijgen. Max Nieuwdorp verwacht dat verder onderzoek inderdaad zal leiden tot een preparaat met specifieke soorten gekweekte darmbacteriën. Bij een kweek moeten de abiotische factoren overeenkomen met de omstandigheden in de dikke darm.

opgave 8Actieplan SOS vuursalamander


Medewerkers van RAVON bepalen jaarlijks de grootte van de vuursalamanderpopulatie door op verschillende plekken: larven te zoeken en te tellen in de poelen waarin vuursalamanders zich voortplanten; volwassen dieren te tellen langs een vastgesteld traject op het land. Met de gegevens van deze tellingen wordt de ontwikkeling bepaald van de populatie vuursalamanders in het wild (afbeelding 2).

afbeelding 2 175 populatiegrootte vuursalamanders index (1997 = 100) 150 125 100 75 50 25 0 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 9 9 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 9 9 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Met het actieplan SOS vuursalamander wilde RAVON: de oorzaak van de achteruitgang vaststellen; de laatste vuursalamanders veiligstellen; een kweekprogramma opzetten. Een aantal gezonde vuursalamanders werd daarom door medewerkers van RAVON gevangen om de soort veilig te stellen. Deze vuursalamanders leven nu in gevangenschap.

Vanaf 2008 werden steeds vaker dode vuursalamanders gevonden. Omdat veel van deze dode vuursalamanders zweren op hun huid hadden, werd al snel gedacht aan een ziekteverwekker. In 2013 identificeerden onderzoekers de tot dan toe onbekende schimmel Batrachochytrium salamandrivorans, die dodelijk bleek te zijn voor de vuursalamander. Met de identificatie van deze schimmel was de eerste doelstelling van SOS vuursalamander gehaald.


afbeelding 3 Onderzoekers ontwikkelden een detectietest om een DNA-volgorde op te sporen die uniek is voor de schimmel. Met een wattenstaafje worden enkele cellen van de huid van gevangen vuursalamanders verkregen (afbeelding 3). Met de detectiemethode kan snel worden bepaald of het monster besmet is. Als dat zo is, wordt de vuursalamander behandeld met een schimmeldodend middel.

Bij dit examen hoort geen uitwerkbijlage.
12p

21p

32p

42p

52p
D
62p

72p
B
82p
C
91p

101p

111p

122p
C
131p

142p
A
152p

162p
A
172p
D
182p
B
192p

201p

211p

223p

231p

242p
A
252p
D
262p
D
272p

282p
D
292p
B
302p

312p
D
322p
C
332p

342p
A
351p

362p

371p

382p
B
391p

402p
C
412p

422p
C
431p

442p
A
451p

461p
