opgave 1Nicotine tijdens de vroege embryonale ontwikkeling

Het is al lang bekend dat roken tijdens de zwangerschap kan leiden tot een miskraam, een laag geboortegewicht, vroeggeboorte en nadelige gezondheidseffecten bij de baby. Amerikaanse wetenschappers van de Stanford University School of Medicine hebben een model ontwikkeld om te onderzoeken hoe nicotine een embryo beïnvloedt. Over afbeelding 1 worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Nicotine is een antagonist van acetylcholine. 2 Dopamine komt via endocytose in de synapsspleet terecht. 3 Heropname van dopamine vindt plaats door dopaminereceptoren.




Noteer wat de functie is van de aanmaak van nicotine door planten. Nicotiana -soorten die gebruikt worden voor de productie van tabak hebben hogere gehaltes aan nicotine dan wilde tabaksplanten. Dit komt door een bepaald proces waarbij door middel van kruisingen en selectie een hogere aanmaak van nicotine in deze productiesoorten is verkregen.


Welke potentie hebben de stamcellen bij de start van het onderzoek? En welke potentie hebben ze na 21 dagen ontwikkeling? A multipotent start onderzoek pluripotent na 21 dagen B multipotent totipotent C pluripotent multipotent D pluripotent totipotent E totipotent multipotent F totipotent pluripotent

De concentratie nicotine van het kweekmedium was gelijk aan de gemiddelde concentratie in het bloed van embryo’s waarvan de moeder rookt. Na 21 dagen incubatie werd de diameter van de EB’s bepaald. De diameter is een maat voor het aantal cellen in de EB’s. Afbeelding 3 toont een microscopisch beeld van EB’s die aan nicotine zijn blootgesteld en van controle-EB’s. De EB’s zijn als donkere vlekken zichtbaar. In afbeelding 4 zijn de metingen van de diameter van de EB’s in de twee groepen weergegeven. afbeelding 3 Over het resultaat worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Het aantal cellen in een controle-EB is gemiddeld groter dan in een EB die aan nicotine is blootgesteld. 2 Het verschil in gemiddelde diameter tussen de twee groepen EB’s berust op toeval.

Welke uitspraak wordt ondersteund door de gegevens? A geen van beide B alleen 1 C alleen 2 D zowel 1 als 2 De onderzoekers hebben ook het effect van nicotine op de genexpressie van de EB’s onderzocht. Om de verschillen in expressie tussen verschillende celtypen te onderzoeken, werd de genexpressie van afzonderlijke cellen bepaald. Om de genexpressie te bepalen werd – op basis van al het RNA – cDNA gemaakt, dat vervolgens werd vermenigvuldigd met de PCR-techniek. Aan de hand van de gevonden genexpressie werd een expressieprofiel opgesteld waarmee de cellen konden worden ingedeeld in verschillende celtypen. Afbeelding 5 toont de stappen van dit deel van het onderzoek.


Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de betreffende uitspraak juist of onjuist is. In de tabel hieronder zijn twee celtypen genoemd waarvan de genexpressie was veranderd door nicotine, met het bijbehorend effect op de embryonale ontwikkeling. celtype effect van nicotine 1 epitheelcellen toename van celdeling 2 endotheelcellen verminderde vorming van haarvaten Kinderen van wie de moeder rookte tijdens de zwangerschap, hebben op latere leeftijd een grotere kans op longproblemen.

Schrijf de nummers 1 en 2 onder elkaar en licht voor elk celtype uit de tabel toe hoe het betreffende effect van nicotine kan leiden tot problemen bij de gaswisseling op latere leeftijd. Doe dit aan de hand van een factor uit de wet van Fick. Het is niet ideaal om EB’s te gebruiken als een model om de gevolgen van nicotinegebruik tijdens de zwangerschap op de ontwikkeling van het embryo te onderzoeken. Een voorbeeld van een tekortkoming is dat een EB geen echt embryo is en effecten voor de latere periode van de zwangerschap dus niet bestudeerd kunnen worden.

opgave 2Spitsbergenrendier verandert zijn dieet

Rendieren komen voor op de toendra’s in het gebied rondom de Noordpool. Het Spitsbergenrendier (Rangifer tarandus platyrhynchus) is de kleinste van de zeven ondersoorten en komt alleen voor op Spitsbergen, een eilandengroep in de Noordelijke IJszee (afbeelding 1). Het Spitsbergenrendier heeft korte poten, een relatief kleine, ronde kop en een dikke vacht (afbeelding 2). afbeelding 1 afbeelding 2 Spitsbergenrendieren eten grassen, mossen en dwergstruikjes. In de zomerperiode slaan ze overtollige energie uit het voedsel op in een dikke vetlaag. Om in de winter bij hun voedsel te komen, schrapen ze sneeuw weg met hun hoeven.

opgave 3Koolmezen dood door bestrijding buxusmot?

De koolmees (Parus major, afbeelding 1) is een veelvoorkomende broedvogel in Nederland. De koolmees leeft van zaden en insecten. Totdat jonge koolmezen het nest verlaten, worden ze door hun ouders gevoerd met kleine insecten zoals de rupsen van de buxusmot. afbeelding 1 In 2018 en 2019 hadden veel Nederlandse tuineigenaren last van de rupsen van de buxusmot. Ook Henriëttes buxus-heg werd kaalgevreten. In het tuincentrum haalde ze toen een middel om de buxusmot te bestrijden. Henriëtte vraagt zich nu af of het nestje dode koolmeesjes in haar tuin misschien het gevolg was van dit bestrijdingsmiddel.

werkzame stof type aantal nesten middel stad (wel bestrijding) stad (geen bestrijding) bos DDT insecticide 9 9 4 DEET insecticide - - 3 bifenyl-2-ol fungicide 1 5 3 fipronil insecticide 6 2 1 fluralaner insecticide 1 1 1 fluroxypyr meptyl herbicide - 1 - imidacloprid insecticide 1 - - permethrin insecticide 4 3 4 insecticide: gifstof fungicide: gifstof die herbicide: gifstof die die insecten schimmels planten doodt doodt doodt

Veel van de insecticiden uit tabel 1 worden gebruikt als bestrijdingsmiddel tegen vlooien en teken bij honden en katten. Henriëtte ontvlooit haar hond elke vier weken met zo’n middel. Misschien hebben jonge koolmezen in haar tuin de gifstoffen via de huid opgenomen na contact met de haren van de hond. Koolmezen gebruiken haren namelijk als binnenbekleding van het nest (afbeelding 2). afbeelding 2
opgave 4Drop

afbeelding 1 Drop en zoethoutthee bevatten glycyrrhizine (GL). Deze stof zorgt voor de typische dropsmaak en heeft een grote zoetkracht. GL wordt in de darmen door darmbacteriën gehydrolyseerd. Hierbij ontstaat glycyrrhetinezuur (GA), dat wordt opgenomen in het bloed. In de lever wordt een gedeelte van het GA omgezet in een aantal verschillende stoffen die via de gal worden afgevoerd. Een gedeelte daarvan wordt in de darm weer omgezet in GA en vervolgens opgenomen en getransporteerd naar de lever. Deze cyclus heet de enterohepatische circulatie (afbeelding 1).



opgave 5Bonenziekte

De burgemeester van een Italiaans dorp heeft het verbouwen van tuinbonen verboden vanwege Fabio, een jongen uit het dorp die lijdt aan bonenziekte (favisme). Het eten van tuinbonen of het inademen van pollen van tuinboonplanten leidt bij Fabio tot een versnelde afbraak van rode bloedcellen, waardoor een levensbedreigende situatie kan ontstaan. Bonenziekte is het gevolg van een mutatie in het gen dat codeert voor het enzym glucose-6-fosfaatdehydrogenase (G6PD). Hierdoor is bij Fabio dit enzym minder goed werkzaam. G6PD katalyseert de eerste reactie in de pentose-fosfaatweg (‘pentose phosphate pathway’ of PPP). De PPP (afbeelding 1) is een stofwisselingsroute waarbij glucose- moleculen worden omgezet in pentosemoleculen (C5-moleculen). Hierbij worden ook NADPH-moleculen gevormd. NADPH (bekend van de fotosynthese bij planten) is in menselijke cellen nodig bij de productie van bepaalde organische stoffen zoals glutathion. Glutathion kan schadelijke reactieve zuurstofmoleculen zoals O 2 – onschadelijk maken (afbeelding 1). afbeelding 1 In de PPP wordt NADPH gevormd.



Wat gebeurt er met de productie van vetzuren als G6PD onwerkzaam is? A Die neemt toe. B Die neemt af. C Die verandert niet. In de rode bloedcellen wordt normaal ongeveer 30% van de glucose via de PPP gedissimileerd. Zo ontstaat er voldoende glutathion om reactieve zuurstofmoleculen onschadelijk te maken. Reactieve zuurstofmoleculen kunnen ontstaan door infecties, door gebruik van bepaalde medicijnen en ook door stoffen in tuinboonplanten. Doordat er bij Fabio te weinig G6PD-activiteit is in zijn rode bloedcellen, is er een tekort aan glutathion. Als Fabio tuinbonen eet of pollen van tuinboonplanten inademt, hopen reactieve zuurstofmoleculen zich op in zijn rode bloedcellen en veroorzaken ze oxidatie van hemoglobine. Hierdoor denatureert de hemoglobine en vormt klonten. Doordat de rode bloedcellen vervolgens openbarsten (hemolyse), ontstaat bloedarmoede. In de andere cellen van Fabio wordt de ophoping van reactieve zuurstofmoleculen beter bestreden, doordat extra G6PD wordt aangemaakt als er te weinig G6PD-activiteit is.




Er zijn verschillende mutaties van het G6PD-gen bekend. Het zijn met name puntmutaties en kleine deleties, die leiden tot een minder goed werkzaam G6PD-enzym. Over mutaties worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Een deletie van één basenpaar in een exon leidt tot verandering van het leesraam. 2 Elke puntmutatie in een exon heeft effect op de werkzaamheid van het eiwit waarvoor wordt gecodeerd. 3 Een puntmutatie in een exon kan de afwezigheid van het eiwit waarvoor wordt gecodeerd tot gevolg hebben.

Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de betreffende uitspraak juist of onjuist is. Francesca heeft de ziekte niet, maar is wel drager. Dat betekent dat ze heterozygoot is. Ook uit het fenotype van een van de kinderen van Francesca blijkt dat Francesca niet homozygoot kan zijn voor het gemuteerde G6PD-allel.




Hoeveel procent van de vrouwen en hoeveel procent van de mannen in deze populatie heeft bonenziekte? Ga ervan uit dat de wet van Hardy- Weinberg van toepassing is en laat epigenetische processen buiten beschouwing. Noteer je antwoord als volgt: vrouwen: …% mannen: …% Met name op plaatsen waar malaria heerst, blijkt het G6PD-allel een hoge frequentie te hebben. Dat komt waarschijnlijk doordat rode bloedcellen die een kleinere hoeveelheid werkzaam G6PD hebben, minder gevoelig zijn voor infectie door de malariaparasiet.

Hoe kan de hogere frequentie van het gemuteerde G6PD-allel in malariagebieden het best worden verklaard? A door gene-flow B door het flessenhalseffect (bottleneckeffect) C door het stichtereffect (foundereffect) D door migratie E door natuurlijke selectie Op verschillende websites wordt de bonenziekte ook wel bonenallergie genoemd.
opgave 6PFAS in groentetuintjes

In Nederland ontstond grote ophef toen PFAS (poly- en perfluoralkylstoffen) werden aangetroffen in afvalwater, oppervlaktewater en zelfs drinkwater. PFAS leveren namelijk risico’s op voor de volksgezondheid en het milieu. Wetenschappers van het RIVM (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu) onderzochten of PFAS via besmette groentetuintjes terecht kunnen komen in voedsel voor mensen. PFOA wordt nauwelijks afgebroken of uitgescheiden door het lichaam van de mens. Voor PFOA is de grenswaarde een dagelijkse inname van 0,63 ng/kg lichaamsgewicht per dag. Deze waarde is afgeleid van de waarde van 750 ng/kg lichaamsgewicht per dag die uit onderzoek bij ratten kwam.

Waarom is deze waarde voor mensen lager dan voor ratten? A Mensen behoren tot een ander trofisch niveau dan ratten. B Mensen hebben relatief meer vetweefsel dan ratten. C Mensen leven langer dan ratten. D Mensen zijn groter dan ratten. PFOA wordt nauwelijks uitgescheiden doordat veel PFOA-moleculen binden aan plasma-eiwitten in het bloed. De PFOA-moleculen die niet gebonden zijn, kunnen wel worden uitgescheiden.

Verklaar waardoor de binding van PFOA aan plasma-eiwitten de uitscheiding van PFOA belemmert. Hoewel PFOA geen mutagene effecten heeft, wordt in proefdieren toch een verhoogd aantal tumoren gevonden. Tumoren kunnen – onder invloed van mutagene factoren – ontstaan door mutaties in bepaalde genen die een regulerende functie hebben bij celdeling.



Wordt een kankercel herkend aan MHC- I of aan MHC- II ? En worden kankercellen gedood door fagocytose of door lysis? herkenning aan doding door A MHC- I fagocytose B MHC- I lysis C MHC- II fagocytose D MHC- II lysis Door de besmetting van grond- en oppervlaktewater met PFAS zouden deze stoffen terecht kunnen komen in voedselgewassen die in de directe omgeving geteeld worden. Om te onderzoeken of dit werkelijk gebeurt, werden groenten uit volkstuintjes in de omgeving van een groot chemiebedrijf in Dordrecht getest op aanwezigheid van PFOA. Behalve groenten uit volkstuintjes in de omgeving van het chemisch bedrijf in Dordrecht werden ook groenten uit volkstuintjes in Bilthoven, dat 60 km verderop ligt, getest op de aanwezigheid van PFOA. De resultaten staan in afbeelding 2. afbeelding 2

Bij dit examen hoort geen uitwerkbijlage.
12p

23p

31p

41p

52p
C
62p
B
72p

82p

91p

102p

113p

122p

131p

142p

151p

162p

171p

181p

192p

201p

212p

221p
A
232p

241p

252p

262p
A
271p
B
281p

292p

302p
A
312p

322p

331p

342p
C
352p

361p
E
371p

382p
C
391p

401p

412p
B
421p
