Eindexamen biologie vwo 2018, tijdvak 1

de pO 2 in het bloed. Welke verandering in de pO 2 of de pCO 2 is mogelijk de oorzaak van het zo nu en dan stoppen van de ademhaling op grote hoogte? A een hoge pCO 2 van het bloed B een hoge pO 2 van het bloed C een lage pCO 2 van het bloed D een lage pO 2 van het bloed De gaswisseling verbetert na een verblijf van enige weken op grote hoogte: door de invloed van een bepaald hormoon neemt de zuurstofopname geleidelijk toe. In de uitwerkbijlage is een aanzet gegeven van de regelkring waarbij dit hormoon betrokken is.

Maak de regelkring af zodat duidelijk wordt hoe deze leidt tot een betere zuurstofopname na een lang verblijf op grote hoogte. Doe het als volgt: − Vul de naam in van het hormoon, van een celtype, van een orgaan en van een specifiek onderdeel of weefsel in een orgaan. − Geef bij drie pijlen aan of het stimulering (+) of remming (-) betreft.

Een klimmer, op weg naar de top van de Mount Everest, verblijft enige tijd in kamp 1 (zie afbeelding 1) waar veel minder zuurstof in de lucht aanwezig is dan op zeeniveau. Hierdoor is de zuurstofspanning in het bloed van de lichaamsslagaders ongeveer de helft van normaal. In afbeelding 3 zijn drie diagrammen A, B en C getekend met daarin in grijs opgenomen het diagram met hulplijnen van afbeelding 2.

Een laag zuurstofgehalte in de longblaasjes beïnvloedt de doorbloeding van de longen. In longdelen met een lage pO 2 vernauwen de slagadertjes. Hierdoor wordt de bloedstroom verlegd naar zuurstofrijkere longblaasjes. Als gevolg van deze veranderde doorbloeding kan echter longoedeem ontstaan. De situatie verslechtert dan snel.

− Leg uit hoe vaatvernauwing in longslagadertjes kan leiden tot longoedeem, − en hoe als gevolg daarvan de zuurstofverzadiging van het bloed in de longen verder verslechtert. De precieze oorzaak van hersenoedeem, een ander symptoom van hoogteziekte, is nog onbekend. Klimmers met beginnend hersenoedeem zijn te herkennen aan een ‘dronkemansloop’ als gevolg van een gebrekkige coördinatie van spierbewegingen. Ook verandert het gedrag; ze zijn verward en kunnen hun aandoening ontkennen en behandeling weigeren.

Welk deel van de hersenen van een klimmer met hoogteziekte functioneert vooral minder goed bij een dronkemansloop? En welk deel bij verward gedrag? dronkemansloop verward gedrag A hersenstam grote hersenen B hersenstam kleine hersenen C grote hersenen hersenstam D grote hersenen kleine hersenen E kleine hersenen hersenstam F kleine hersenen grote hersenen

Een veel gebruikt medicijn om een snellere aanpassing aan hoogte mogelijk te maken en daardoor de kans op hoogteziekte te verkleinen, is acetazolamide. Acetazolamide remt het enzym koolzuuranhydrase. Dit enzym is in veel typen cellen aanwezig, zoals rode bloedcellen. In de epitheelcellen van de nierbuisjes is koolzuuranhydrase betrokken bij de regulatie van de pH van het inwendig milieu (zie afbeelding 4). afbeelding 4 In dit schema zijn twee tussenproducten met respectievelijk nummer 1 en nummer 2 aangegeven.

Geef hiervoor een verklaring. Vissen doen aan osmoregulatie door netto meer of minder zouten op te nemen via de kieuwen en uit het voedsel in de darmen. Ook kunnen ze de mate van reabsorptie van zouten uit de voorurine regelen. Wanneer A. mexicanus migreert van een bovengrondse naar een ondergrondse rivier moet hij zich snel aanpassen aan de veranderde osmotische waarde van zijn nieuwe leefomgeving.

Nadat riviertetra’s in grotten terechtkwamen en daar bleven, ontstonden er onverwacht snel oogloze varianten. Het snelle ontstaan van de oogloze dieren kan niet verklaard worden door nieuwe mutaties. Er zijn namelijk zo’n 15 tot 20 mutaties nodig voor het kleiner worden en verliezen van de ogen. De onderzoekers veronderstelden dat deze mutaties al in de riviertetra’s aanwezig waren, maar onderdrukt werden door een overmaat van het eiwit Hsp90 (Heat shock protein). Hsp90 behoort tot de chaperonnes: eiwitcomplexen die helpen bij het tot stand brengen en herstellen van de correcte vouwing van andere eiwitten, die daardoor weer functioneel worden. In afbeelding 2 is weergegeven hoe dat gebeurt. afbeelding 2 Een Hsp90 complex gaat een binding aan met een verkeerd gevouwen eiwit en ATP (1). Hierna worden p23-eiwitten aan het complex gebonden (2). Na verbruik van ATP kan het chaperonnecomplex de correcte vouwing van het eiwit herstellen. Het correct gevouwen eiwit wordt losgelaten (3), de p23-eiwitten komen los en Hsp90 kan opnieuw een verkeerd gevouwen eiwit binden.

Welke structuur van een disfunctioneel eiwit (zie afbeelding 2 op pagina 11) kan door Hsp90 worden hersteld? A alleen de primaire structuur B alleen de secundaire structuur C alleen de tertiaire structuur D alleen de primaire en secundaire structuur E alleen de secundaire en tertiaire structuur F de primaire, secundaire en tertiaire structuur De stress ten gevolge van het milieu in de grotten leidt tot meer verkeerd gevouwen eiwitten. De cellen van de grottentetra hebben dan te weinig Hsp90 om de correcte vouwing van alle eiwitten uit te voeren. Om het effect van een tekort aan functioneel Hsp90 te onderzoeken, werden embryo’s van zowel de riviertetra als de grottentetra blootgesteld aan radicicol, een Hsp90-remmer. Toen deze embryo’s uitgegroeid waren tot volwassen tetra’s van ongeveer gelijke grootte werden de lichaamsgrootte en de grootte van de oogholte gemeten. De resultaten van deze metingen zijn weergegeven in afbeelding 3. afbeelding 3 //t e ohgoo r/t e a i //t e ohgoo r/t e a i

Twee beweringen over de experimenten met radicicol zijn: 1 Een lage concentratie werkzaam Hsp90 tijdens de embryonale ontwikkeling leidt tot een gemiddeld kleinere oogholtediameter bij volwassen grottentetra’s; 2 Een lage concentratie werkzaam Hsp90 tijdens de embryonale ontwikkeling leidt tot een beperkte variatie in oogholtediameter bij volwassen riviertetra’s.

Welke bewering wordt of welke beweringen worden ondersteund door de resultaten weergegeven in afbeelding 3? A geen van beide B alleen 1 C alleen 2 D zowel 1 als 2 De hoeveelheid Hsp90 in cellen heeft volgens de onderzoekers invloed op de snelheid van de evolutie. Vier situaties die leiden tot het ontstaan van de grottentetra uit de riviertetra (met de 15 à 20 in dit verband relevante mutaties) zijn hieronder weergegeven: 1 De vissen ervaren stress; 2 De vissen hebben een overmaat aan Hsp90; 3 De vissen hebben een tekort aan Hsp90; 4 De vissen migreren naar grotten.

Welke volgorde van situaties verklaart de snelle aanpassing van een riviertetra die leidt tot het fenotype grottentetra? Noteer de vier nummers van de gebeurtenissen in de juiste volgorde. Uit de experimenten met tetra’s leiden de onderzoekers af dat omgevings- stress bij riviertetra’s die in grotten terechtkomen, aanvankelijk leidt tot een vergrote fenotypische variatie. Bij de populaties grottentetra’s die in de grotten leven, wordt echter maar weinig fenotypische variatie gevonden.

Beargumenteer dat je aan de hand van dit voedselweb (afbeelding 1) niet kunt bepalen of een toename van het aantal vissen een toename of een afname van de blauwalgen zal veroorzaken. De blauwalgen in het Volkerak-Zoommeer produceren microcystines: kleine eiwitten die schadelijk zijn voor de lever. In de levers van de dode watervogels werden hoge concentraties microcystines gevonden, ook bij watervogels die geen blauwalgen eten.

Microcystis blauwalgen die de problemen veroorzaken, gedijen het best in zoet water en zomerse temperaturen. Verspagen stelde voor de blauwalg te bestrijden door zeewater met een zoutconcentratie van 32 gram per liter binnen te laten in het Volkerak-Zoommeer, waar de zoutconcentratie 1,0 g per liter is. In een laboratoriumexperiment (temperatuur 20ºC) werd bij verschillende zoutconcentraties van het water de relatieve groeisnelheid van Microcystis bepaald ten opzichte van de groeisnelheid in het meer. De resultaten van het experiment zijn weergegeven in afbeelding 2. Door het binnenlaten van zeewater in het Volkerak-Zoommeer zou in de zomerperiode een zoutconcentratie van maximaal 26 gram per liter kunnen worden bereikt. In de winter vindt er echter ook afwatering van de Rijn en de Maas plaats, waardoor de zoutconcentratie dan zou variëren tussen 7 en 18 gram per liter. Uit bovenstaande gegevens is af te leiden dat het inlaten van zeewater in de winter geen zinvolle maatregel is.

Een andere mogelijkheid om algenbloei te voorkomen, is het wegspoelen van de algen, door vanuit het Hollands Diep extra rivierwater het Volkerak-Zoommeer in te laten stromen. Met behulp van een computermodel berekende Verspagen de concentratie van Microcystis in het Volkerak-Zoommeer bij het doorspoelen in de zomer en in de winter met verschillende hoeveelheden water. De resultaten van drie berekende scenario’s (1, 2 en 3), vergeleken met de praktijksituatie zonder extra doorspoelen (scenario 0) zijn weergegeven in afbeelding 3. De stippellijn geeft de maximale concentratie Microcystis aan die volgens de WHO (wereldgezondheids- organisatie) verantwoord is voor de gezondheid van mensen. afbeelding 3 a r/t jan/00 jul/00 jan/01 jul/01 jan/02 jul/02 jan/03 jul/03 jan/04 c 80 scenario 2 doorspoeling: ne no/c 0 B zomer 65 m 3 /sec s i 60 winter 125 m 3 /sec syc/o 40 r c i M 20 0 jan/00 jul/00 jan/01 jul/01 jan/02 jul/02 jan/03 jul/03 jan/04 0 jan/00 jul/00 jan/01 jul/01 jan/02 jul/02 jan/03 jul/03 jan/04 Legenda: scenario 0 berekende scenario richtlijn WHO In de huidige situatie kan maximaal 125 m 3 water per seconde worden doorgespoeld, voor hogere waardes moeten de sluizen aangepast worden.

Over het tegengaan van door de WHO als ongezond beschouwde algenconcentraties in het Volkerak-Zoommeer wordt een aantal uitspraken gedaan: 1 Het doorspoelen volgens scenario 2 kan ongezonde concentraties algen voorkomen; 2 In de winter is een doorspoeling van 300 m 3 per seconde nodig om ongezonde algenconcentraties te voorkomen. 3 Het verhogen van de doorspoeling is vooral in de winter belangrijk om ongezonde concentraties algen te voorkomen.