Eindexamen biologie vwo 2018, tijdvak 2

Neemt de ADH-afgifte door een hogere bloedsuikerspiegel toe of af? Neemt de resorptie van water in de nieren dan toe of af? ADH-afgifte Resorptie van water A neemt af neemt af B neemt af neemt toe C neemt toe neemt af D neemt toe neemt toe Als de diabetes van Ruth niet wordt behandeld zal zij, ondanks het hoge glucosegehalte in haar bloed, gewicht verliezen.

Leg uit waardoor Ruth gewicht zal verliezen als ze geen insuline gebruikt. Een hoge glucosewaarde in het bloed (hyperglycemie) is ongezond doordat kleine bloedvaatjes beschadigd worden. Ruth leerde daarom al op jonge leeftijd om vlak voor elke maaltijd een hoeveelheid snelwerkende insuline te injecteren. Daarnaast diende zij zichzelf tweemaal per dag een langzamer werkende insuline toe (afbeelding 1). afbeelding 1 08:00 12:00 16:00 20:00 24:00 04:00 08:00 tijdstip ontbijt lunch avondeten Legenda: injectie met snelwerkende insuline injectie met langzaamwerkende insuline Ook bij patiënten zoals Ruth die zich goed aan dit schema houden, komt het voor dat de bloedglucosewaarden ernstig schommelen. Zoals een lage bloedglucosewaarde (hypoglycemie) in de nacht en het ‘dageraadfenomeen’: een stijging van de bloedglucosewaarde in de vroege ochtend, vóór het ontbijt.

Hoe is het ‘dageraadfenomeen’ bij diabetespatiënten het beste te verklaren? A Doordat er minder insuline in het bloed is, neemt de aerobe dissimilatie af. B Doordat er minder insuline in het bloed is, slaat de lever minder glucose op. C Doordat het glucosegehalte is gedaald, maakt de alvleesklier glucagon aan. D Tijdens de slaap wordt minder glucose verbruikt dan overdag. Sinds haar 14e gebruikt Ruth een insulinepompje (afbeelding 2). Het pompje is geprogrammeerd om via een klein naaldje in de buik voortdurend insuline af te geven. Wanneer Ruth eet, berekent het pompje op basis van de koolhydraathoeveelheid die zij invoert, hoeveel insuline er dan extra nodig is (de maaltijdbolus). De insulinetoediening door het pompje en het effect daarvan op bloedglucosewaarden gedurende een etmaal zijn vereenvoudigd weergegeven in de diagrammen van afbeelding 2. afbeelding 2 08:00 12:00 16:00 20:00 24:00 04:00 08:00 tijdstip Op basis van de gegevens over het gebruik van een insulinepompje worden de volgende beweringen gedaan: 1 De bloedglucosewaarden kunnen bij gebruik van een insulinepompje nooit hoger worden dan 10 mmol per liter. 2 De hoeveelheid insuline die het pompje bij het avondeten afgeeft is ongeveer de helft van de hoeveelheid bij de lunch. 3 Gebruik van het insulinepompje voorkomt het dageraadfenomeen.

Leg uit waardoor een verandering van het aantal dinucleotide-repeats op moleculair niveau grote gevolgen kan hebben. Direct achter de promotor van het FMR1-gen liggen bij gezonde personen 6 tot 54 CGG-repeats. De volledige mutatie, met meer dan 200 CGG- repeats, leidt tot methylering en heeft FXS tot gevolg. Bij de premutatie, die kan leiden tot symptomen van FXTAS, ligt het aantal repeats tussen de 55 en 200. Opvallend is dat als gevolg van de premutatie ongewoon veel mRNA gevormd wordt, wat soms leidt tot ophoping van RNA-eiwitcomplexen, waardoor dit RNA nauwelijks getransleerd wordt. In afbeelding 1 is een indeling van deze mutaties in het FMR1-gen en hun gevolgen in zenuwcellen weergegeven. afbeelding 1 mRNA FMRP eiwit fenotype normaal soms FXTAS

Verklaar dat de uitval van zenuwcellen in de kleine hersenen kan leiden tot een deel van de symptomen van FXTAS. Hoewel de premutatie recessief is, kunnen vrouwen met een heterozygoot genotype toch symptomen van FXTAS krijgen. Dit hangt samen met het feit dat bij hen in elke cel willekeurig één van de twee X-chromosomen geïnactiveerd is.

Leg uit dat hierdoor de ernst van FXTAS bij vrouwen met één gemuteerd X-chromosoom onderling kan variëren. In afbeelding 2 is een stamboom weergegeven van een familie waarin de aandoeningen FXS en FXTAS voorkomen. De getallen onder de symbolen van de familieleden geven het aantal CGG-repeats in het FMR1-gen op de X-chromosomen aan. afbeelding 2 IV Als het aantal CGG-repeats groter is dan 55, is het aantal dat aan de volgende generatie wordt doorgegeven vaak niet stabiel. Er kan dan zowel afname als toename van het aantal repeats plaatsvinden.

Tijdens welk proces of welke processen heeft deze verandering van premutatie naar mutatie in deze familie plaatsgevonden? A alleen tijdens de vorming van eicellen B alleen tijdens de vorming van zaadcellen C tijdens de vorming van eicellen en tijdens de vorming van zaadcellen De diagnose FXTAS bij grootvaders is aan het licht gekomen door de verstandelijke beperking van hun kleinkinderen met FXS.

Beschrijf aan de hand van gegevens in de stamboom (afbeelding 2) hoe de premutatie van een bepaalde grootvader stapsgewijs heeft geleid tot een volledige mutatie bij een bepaald kleinkind. De locus van het FMR1-gen is Xq27.3 (q-arm van het X-chromosoom, positie 27.3). In afbeelding 3 is het X-chromosoom met verschillende loci afgebeeld. afbeelding 3 33 23 13 2 . 31 11 2 . 4 . 3 . 32 22 1 . 2 . 1 . 2 . 1 . 2 . 13 33 1 . 2 . 32q 42q 52q 1 . 3 . 1 . 3 . 82q . 22p . 22p . 22p 22p . 22p . 22p 12p 11p 11p . 11p . 11p 11p 11q 31q 31q 12q 12q . 12q . 12q 22q 22q In afbeelding 4 zijn X-chromosomen getekend die onder een gewone lichtmicroscoop te zien kunnen zijn. De fragiele plek is in een chromosoom met een volledige FMR1-mutatie als een insnoering zichtbaar. afbeelding 4

Waarop berust het principe van de PCR-techniek? A bepalen van de genexpressie B hybridiseren van RNA C op grootte scheiden van DNA-fragmenten D repliceren van DNA-fragmenten In afbeelding 5 is het resultaat van een FXTAS-test van twaalf mannen en vrouwen afgebeeld. Van elke persoon zijn stukjes DNA met het FMR1-gen gesorteerd op lengte. Bij een volledige methylering zijn geen bandjes zichtbaar, maar verschijnt er een diffuse streep. afbeelding 5

Normaliter worden tijdens het leren de contacten tussen zenuwcellen in de hersenen sterker door de vermeerdering van receptoren voor neurotransmitters in het celmembraan. Zo leidt stimulering van bepaalde glutamaatreceptoren (mGluR5) tot de synthese van eiwitten die de hoeveelheid van andere glutamaatreceptoren (AMPA) van zenuwcellen in het celmembraan beïnvloeden. In afbeelding 6 is links een normaal functionerende synaps in de hersenen weergegeven, rechts een synaps van iemand met FXS. afbeelding 6

Veronderstel dat in een bepaald gebied begin mei 10 veldmuizen leven en dat dit aantal zal stijgen tot 6000 individuen begin november. Zou in dit gebied al in een vroeg stadium worden ingegrepen, dan kan dit het aantal individuen in november aanzienlijk beperken. Een mogelijkheid is om al begin juli het land enkele dagen onder water te zetten, waardoor de populatie halveert. In de uitwerkbijlage is een assenstelsel getekend. Om een beeld te geven van het verschil tussen wel en niet ingrijpen, kan in dit assenstelsel het verloop van de aantallen veldmuizen in de twee beschreven situaties vergeleken worden.

− Schets in de uitwerkbijlage het verloop van het aantal veldmuizen wanneer er niet ingegrepen wordt, − en schets het verloop als er wél ingegrepen wordt door het enkele dagen onder water zetten van het land begin juli. Het is de vraag of bestrijding door het onder water zetten van het land op het hoogtepunt van de plaag beter is dan de plaag op zijn beloop laten en de winter afwachten.

− Verklaar dat afwachten wel eens een goede oplossing zou kunnen zijn, − en verklaar dat door het land onder water te zetten op het hoogtepunt van de plaag, de plaag het volgende jaar juist erger zou kunnen worden. Boeren kunnen de veldmuizenpopulatie ook terugdringen met muizengif zoals bromadiolon, een vitamine-K-antagonist. Vitamine K is nodig voor de vorming van trombine in het bloed.

Waaraan sterven muizen na het eten van bromadiolonkorrels? Ze sterven aan A de gevolgen van trombose doordat er minder fibrine gevormd wordt. B de gevolgen van trombose doordat er minder fibrinogeen gevormd wordt. C inwendige bloedingen doordat er minder fibrine gevormd kan worden. D inwendige bloedingen doordat er minder fibrinogeen gevormd kan worden.

In een gebied met grote aantallen muizen komen meer stikstofverbindingen in het oppervlaktewater terecht. In sommige gebieden met muizenschade was de concentratie stikstof in de sloten met 70% toegenomen. Er worden drie uitspraken gedaan om dit te verklaren: 1 Veldmuizen bevorderen door hun gegraaf de ammonificatie en nitrificatie; 2 Veldmuizen verspreiden poep en urine met daarin stikstof- verbindingen; 3 Veldmuizen tasten het gras aan waardoor het minder nitraat opneemt.

Welke van deze uitspraken geeft of geven een juiste verklaring? Noteer de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar op je antwoordblad en schrijf erachter of de betreffende verklaring wel of niet juist kan zijn. In het onderzoek naar het ontstaan van veldmuizenplagen is bepaald wat de invloed is van de openheid van het landschap (hoe ver je kunt kijken zonder dat er struiken en bomen in het zicht staan) en de drooglegging (verlaging van het grondwaterpeil ten opzichte van het maaiveld). Deze variabelen staan in een database met landschapsgegevens. In deze database is heel Nederland opgedeeld in zeshoeken met een grootte van 1 km 2 . Van alle zeshoeken met dezelfde openheids- en droogleggingsklasse is bepaald in hoeveel procent hiervan melding was gemaakt van muizenschade. Het resultaat is weergegeven in het diagram van afbeelding 3. afbeelding 3 80 percentage schademeldingen 70 60 50 40 30 20 10 0 0-20 cm 20-40 cm 40-60 cm 60-80 cm 80-100 cm 100-120 cm Legenda: openheid 0-15 m 30-300 m 15-30 m 300-900 m

Twee beweringen naar aanleiding van dit onderzoek zijn: 1 De drooglegging is als factor belangrijker voor het ontstaan van schade door veldmuizen dan de openheid van het grasland. 2 Schade in een klein en door struiken en bomen beschut grasland wordt eerder opgemerkt dan schade in een weids grasland.

Welke bewering wordt of welke beweringen worden ondersteund door de gegevens in het diagram van afbeelding 3? A geen van beide B alleen 1 C alleen 2 D zowel 1 als 2 Ecologen onderscheiden twee typen predatoren: 1 Specialisten, zoals de wezel, die slechts op een of enkele prooisoorten prederen; 2 Generalisten, zoals de vos, die allerlei prooisoorten eten en makkelijk overschakelen. Veldmuizen worden gegeten door zowel specialisten als generalisten. In Nederland en Duitsland komen muizenplagen vooral voor in grote uitgestrekte graslanden. Een ingrijpende ecologische maatregel om deze plagen te voorkomen, is het omvormen van deze graslanden tot een heterogeen landschap bestaande uit kleinere graslanden afgewisseld met akkerbouwland, heggetjes en bosjes.

− Verklaar welk type predator hierdoor wordt aangetrokken. − Waardoor is juist dit type predator in staat veldmuizenplagen te voorkomen? Een melkveehouder in Friesland wil zijn percelen grasland enkele keren maaien om het gras als hooi op te slaan voor de winter. Maatregelen die ecologen voorstellen tegen een veldmuizenplaag zijn onder andere: 1 Nestkasten plaatsen, zodat roofvogels aangetrokken worden; 2 Bodembewerking, zoals het machinaal omploegen van het grasland.

− Licht toe dat hij maatregel 1 alleen preventief (ter voorkoming van een veldmuizenplaag) kan toepassen. − Licht toe dat hij maatregel 2 alleen curatief (ter bestrijding van een veldmuizenplaag) zal toepassen. Bronvermelding Een opsomming van de in dit examen gebruikte bronnen, zoals teksten en afbeeldingen, is te vinden in het bij dit examen behorende correctievoorschrift, dat na afloop van het examen wordt gepubliceerd.