# Eindexamen Biologie VWO 2011 tijdvak 2

> Openbaar eindexamen. Bekijk en oefen het examen: https://slimmeexamens.nl/examens/vwo/biologie/2011/tijdvak-2

## Vragen in dit examen

### Vraag 1 – Opgave 2

### Vraag 2 – Opgave 2

### Vraag 3 – Opgave 2

### Vraag 4 – Opgave 1

### Vraag 5 – Opgave 2

### Vraag 6 – Opgave 2

### Vraag 7 – Opgave 1

### Vraag 8 – Opgave 1

### Vraag 9 – Opgave 2

### Vraag 10 – Opgave 1

### Vraag 11 – Opgave 2

### Vraag 12 – Opgave 2

### Vraag 13 – Opgave 1

### Vraag 14 – Opgave 2

### Vraag 15 – Opgave 1

### Vraag 16 – Opgave 2

### Vraag 17 – Opgave 2

### Vraag 18 – Opgave 2

### Vraag 19 – Opgave 1

### Vraag 20 – Opgave 1

### Vraag 21 – Opgave 1

### Vraag 22 – Opgave 2

### Vraag 23 – Opgave 2

### Vraag 24 – Opgave 1

### Vraag 25 – Opgave 2

### Vraag 26 – Opgave 1

### Vraag 27 – Opgave 1

### Vraag 28 – Opgave 1

### Vraag 29 – Opgave 2

### Vraag 30 – Opgave 1

### Vraag 31 – Opgave 2

### Vraag 32 – Opgave 1

### Vraag 33 – Opgave 1

### Vraag 34 – Opgave 1

### Vraag 35 – Opgave 2

### Vraag 36 – Opgave 1

### Vraag 37 – Opgave 2

### Vraag 38 – Opgave 1

### Vraag 39 – Opgave 1

### Vraag 40 – Opgave 2

### Vraag 41 – Opgave 2

### Vraag 42 – Opgave 2

## Opgaven (tekst van het examen)

### Pagina 1

Examen VWO
2011
tijdvak 2
woensdag 22 juni
13.30 - 16.30 uur
biologie
biologie 1,2
tevens oud programma

Dit examen bestaat uit 40 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 79 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald kunnen worden.

Als bij een open vraag een verklaring, uitleg of berekening gevraagd wordt, worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring, uitleg of berekening ontbreekt.

Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd. Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.

VW-1018-a-11-2-o

### Pagina 2

Tenzij anders vermeld, is er sprake van normale situaties en gezonde
organismen.
Drilpiraterij

Biologen bestudeerden de voortplanting bij een populatie bruine kikkers (Rana
temporaria) in de Pyreneeën en ontdekten daar het verschijnsel 'drilpiraterij'.

Bruine kikkers gaan in voorjaarsnachten, in maart en april, op zoek naar een
geschikte poel voor de voortplanting. Daar neemt het mannetje de paarhouding
(amplex) aan op de rug van een kikkervrouwtje dat haar eitjes af gaat zetten. Dit
is weergegeven in afbeelding 1, tekening 1.
Kikkerdril dat voor een deel bevrucht is door een mannetje tijdens deze amplex
wordt meer dan eens achteraf gekaapt door een tweede mannetje, dat de nog
niet bevruchte eieren alsnog bevrucht (afbeelding 1, tekening 2).

afbeelding 1
1
[FIGUUR: Twee diagrammen die het proces van amplex en ei-afzet weergeven. In diagram 1 is een vrouwtje met een mannetje op haar rug (amplex). Een ander mannetje nadert. In diagram 2 is een vrouwtje bezig met ei-afzet (eiklom), met een mannetje dat de eieren bevrucht, en een ander mannetje dat een deel van de eieren kaapt om deze alsnog te bevruchten.]

ei afzet en
bevruchting
amplex
eik lomp
2
[FIGUUR: Twee diagrammen die het proces van drilpiraterij weergeven. In diagram 1 is een vrouwtje met een mannetje op haar rug (amplex). Een ander mannetje nadert. Vervolgens wordt de ei-afzet getoond met een mannetje dat de eieren bevrucht. Een tweede mannetje kaapt een deel van de eieren en bevrucht deze (drilpiraat bevrucht eiklom).]

dripiraat
dripiraat
bevrucht eik lomp
ei afzet en
bevruchting
eik lomp

De oorzaak van deze drilpiraterij is waarschijnlijk een overschot aan mannetjes
in de poel. In één geval waren de onderzoekers er getuige van dat een
piratenmannetje het legsel onder een paartje wegtrok om het vervolgens zelf te
bevruchten. De drilpiraten boeken wisselend succes, maar gemiddeld weten zij
met hun tactiek bijna 25 procent van de eitjes te bevruchten.

Piratenmannetjes gaan op zoek naar versgelegde eiklompen, tot ongeveer twee
uur na het afzetten. Ze klampen zich tijdens de bevruchting vast aan de eieren
zoals een mannetje zich normaal aan een vrouwtje vastklamt tijdens de
bevruchting. Dit gebeurt zonder de eitjes te beschadigen.

1p 1 Leg uit of het gedrag van de drilpiraat wel of niet nadelig is voor het doorgeven
van de genen van het mannetje dat eerder in amplex is gegaan met het vrouwtje
om haar eitjes te bevruchten.

2p 2 Leg uit dat drilpiraterij het aanpassingsvermogen van een geïsoleerde populatie
van de bruine kikker kan vergroten.

VW-1018-a-11-2-o
lee s verder

### Pagina 3

De onderzoekers hebben de verwantschap tussen de bruine kikkers en de
nakomelingen in een bepaalde poel onderzocht. Ze kwamen tot de conclusie dat
in de paartijd drip!erij had plaatsgevonden.
3p 3
– Welke twee deelonderzoeken hebben de onderzoekers uitgevoerd om deze
conclusie te kunnen trekken?
– Welk resultaat heeft tot de hierboven beschreven conclusie geleid?

HPV-vaccinatie

Baarmoederhalskanker is een vorm van kanker die relatief vaak voorkomt bij
vrouwen. De ziekte kan zijn veroorzaakt door een infectie met het humaan
papillomavirus (HPV). Vroeg of laat lopen bijna alle vrouwen het virus op. HPV
wordt vooral overgedragen door seksueel contact. Vaak verloopt een infectie
onschuldig, maar sommige typen HPV kunnen baarmoederhalskanker
veroorzaken. Vaccinatie van tienermeisjes tegen HPV is een effectieve manier
om het ontstaan van baarmoederhalskanker op latere leeftijd tegen te gaan.
De vaccins tegen HPV die beschikbaar zijn, beschermen tegen infectie door
verschillende typen HPV. De typen HPV16 en HPV18 veroorzaken samen
ongeveer 70 procent van de gevallen van baarmoederhalskanker in Europa.
In 2009 werden voor het eerst meisjes opgeroepen voor de eerste uit een serie
van drie vaccinaties tegen HPV.

2p 4 Het vaccin waarmee de meisjes worden geïnjecteerd, beschermt onder andere
tegen HPV18.
A Een deel van het RNA van HPV18
B een effectief immunoglobuline tegen HPV18
C een mantelleiwit van HPV18

2p 5 Welke cellen van het afweersysteem zullen op het vaccin reageren met de
vorming van antistoffen?
A B-lymfocyten
B cytotoxische T-cellen
C T-helpercellen

2p 6 Er is besloten dat in eerste instantie alleen meisjes gevaccineerd worden.
– Geef een biologisch argument waarom jongens niet in het vaccinatie-
programma opgenomen zijn.
– Geef een biologisch argument waarom het beter zou zijn om jongens wél in
het vaccinatieprogramma op te nemen.

Voordat op regeringsniveau besloten werd tot landelijke invoering van de HPV-
vaccinatie heeft men niet alleen naar de medische relevantie gekeken, maar ook
naar de economische haalbaarheid. Dit betekent dat men in ieder geval
ingeschat heeft in hoeverre vaccinatie het ontstaan van baarmoederhalskanker
zou verminderen, en wat vaccinatie gaat kosten.
1p 7 Welk biomedisch onderzoek, behalve het bepalen van de (verminderde) kans op
baarmoederhalskanker, zal ook uitgevoerd zijn of worden?

VW-1018-a-11-2-o

### Pagina 4

Het kankerverwekkende HPV neemt met een zestal genen de controle
over de gastheercel over. Een van die genen codeert voor het eiwit E6. Dat is
een eiwit dat tumorsuppressorgenen van de gastheercel remt. Deze
tumorsuppressorgenen zorgen bij DNA-schade voor het stoppen van de
celcyclus en voor het beginnen van apoptose (geprogrammeerde celdood).

3p 8 Als een meisje geïnfecteerd is met HPV, kan dat op latere leeftijd leiden tot het
ontstaan van baarmoederhalskanker.
– Leg uit hoe een HPV-infectie van baarmoederhalscellen kan leiden tot het
ontstaan van baarmoederhalskanker.
– Geef een verklaring voor het feit dat baarmoederhalskanker vaak pas op
latere leeftijd ontstaat.

1p 9 Het vaccin tegen HPV ‘Cervarix’ wordt geproduceerd in insectencellen, met als
vector een transgeen baculovirus (een dubbelstrengs DNA-virus).
Hoe heet de techniek waarmee een transgeen virus wordt gemaakt voor het
produceren van bestanddelen van een vaccin?

De insectencellen die gebruikt worden voor de productie van het vaccin, moeten
voldoen aan bepaalde voorwaarden. Eigenschappen van cellen kunnen zijn:
1 in vitro (buiten het lichaam) in leven te houden;
2 in vitro produceren van antigenen;
3 in vitro produceren van antistoffen.

2p 10 Welke van deze eigenschappen moeten cellen hebben om geschikt te zijn voor
de productie van vaccins?
A alleen 1 en 2
B alleen 1 en 3
C alleen 2 en 3
D zowel 1, als 2, als 3

Vleeswijzer

In 2009 werd door Milieudefensie en stichting Varkens in Nood de vleeswijzer
gepresenteerd. Daarin is niet alleen te vinden hoe verschillende soorten vlees
scoren op het gebied van dierenwelzijn, maar ook wat de gevolgen van de
productie zijn voor het milieu. Op de website is te lezen: “Het verbouwen van
veevoedergewassen, zoals soja en graan, gaat ten koste van kostbare
natuurgebieden. Zo zijn al miljoenen hectaren van het Amazonebos gekapt
voor de aanleg van velden om soja voor veevoer te verbouwen. Inmiddels is van
alle landbouwgrond ter wereld 80% in gebruik voor de productie van vlees en
zuivel. Alleen al in Nederland leven zo’n 450 miljoen kippen, 20 miljoen varkens
en 5 miljoen runderen. Die miljoenen dieren produceren grote hoeveelheden
mest en broeikasgassen, die op hun beurt bijdragen aan de vervuiling van het
milieu en de opwarming van de aarde. Wereldwijd is de vee-industrie
verantwoordelijk voor de uitstoot van 12% van alle broeikasgassen.”

VW-1018-a-11-2-o 4 lees verder ►►►


### Pagina 5

In tabel 1 is van een aantal groepen landbouwhuisdieren in 2002 de CO₂-productie in een jaar weergegeven.

tabel 1
Aantallen landbouwhuisdieren in 2002 en geschatte metabolische CO₂-uitstoot
landbouwhuisdier | aantal wereldwijd | biomassa | CO₂-uitstoot
---|---|---|---
| | (x 10⁶) | (x 10⁹ kg levend gewicht) | (x 10⁹ kg CO₂)
koei | 1.496 | 501,0 | 1906
kleinere herkauwers | 1.784 | 47,3 | 514
kamelen | 19 | 5,3 | 18
paarden | 55 | 18,6 | 71
varkens | 933 | 92,8 | 590

De CO₂-productie per kg lichaamsgewicht van de groep kleinere herkauwers is relatief hoog.
3p 11 - Hoe groot is die CO₂-productie?
- Leg uit waardoor de CO₂-productie per kg lichaamsgewicht van kleine landbouwhuisdieren vaak hoger is dan die van grote landbouwhuisdieren.

In het Kyoto protocol, het internationale verdrag uit 1997 met als inzet minder uitstoot van broeikasgassen, is afgesproken dat de CO₂-productie van landbouwhuisdieren niet meegeteld wordt. Er wordt wel gekeken naar de productie van andere broeikasgassen zoals methaan en lachgas. Methaan ($CH_4$) is een bijproduct van processen die in het spijsverteringskanaal van herkauwers plaatsvinden. Methaan verlaat het lichaam met opgeboerde lucht, met darmgassen en met uitademende lucht. Vooral de herkauwende dieren stoten op deze wijze aanzienlijke hoeveelheden methaan uit.

2p 12 Is methaan een product van aerobe of van anaerobe dissimilatie? En vindt deze dissimilatie plaats in darmwandcellen van de herkauwer of in micro-organismen in de darm van de herkauwer?

dissimilatie is | uitgevoerd door
---|---
A | aeroob | darmwandcellen
B | aeroob | micro-organismen
C | anaeroob | darmwandcellen
D | anaeroob | micro-organismen

VW-1018-a-11-2-o 5 lees verder ▶▶▶

### Pagina 6

1p 13 Methaan heeft per gram een sterker broeikaseffect dan CO2. Het wordt
langzaam geoxideerd in de lucht.
Welke stoffen ontstaan bij volledige verbranding van methaan?

De sterkte van een broeikasgas wordt uitgedrukt in CO2-equivalenten. Als de
sterkte van 1 gram van een bepaald broeikasgas zesmaal groter is dan de
invloed van 1 gram CO2, dan is de bijdrage van 1 gram van dat gas
6 CO2 equivalenten. Er wordt dan ook wel gezegd dat dit broeikasgas
6 keer de zogenaamde Global Warming Potential (GWP) van CO2 heeft.
In tabel 2 zijn voor de Verenigde Staten voor een drietal jaren schattingen
weergegeven van de methaanuitstoot van de belangrijkste groepen
landbouwhuisdieren.

tabel 2

CH4-uitstoot (1012 gram CO2 equivalenten) CH4-uitstoot (10° gram)

type vee	1990	2000	2006	type vee	1990	2000	2006
Vleeskoeien	89,9	90,4	89,2	Vleeskoeien	4.281	4.304	4.249
Melkkoeien	31,2	28,9	30,3	Melkkoeien	1.488	1.377	1.441
Paarden	1,9	2,0	3,5	Paarden	91	94	166
Schapen	1,9	1,2	1,0	Schapen	91	56	50
Varkens	1,7	1,9	1,9	Varkens	81	88	93
Geiten	0,3	0,3	0,3	Geiten	13	12	13
totaal*	126,9	124,6	126,2	totaal*	6.044	5.933	6.010

* totalen kloppen niet overal vanwege tussentijdse afronding

Met behulp van de tabel kan bepaald worden hoeveel maal sterker de Global
Warming Potential van methaan is, vergeleken met die van CO2.
Hoeveel keer sterker is de Global Warming Potential van methaan?
A ongeveer 0,02 keer.
B ongeveer 0,05 keer.
C ongeveer 21 keer.
D ongeveer 48 keer.

2p 14

VW-1018-a-11-2-o 6 lees verder ►►►

### Pagina 7

De bloed-hersenbarrière

Hersenziekten zijn in het algemeen lastig te behandelen met medicijnen. Dit
komt doordat het grootste deel van het bloedvatenstelsel in de hersenen heel
erg gesloten is. Dit wordt de bloed-hersenbarrière genoemd. Geneesmiddelen
bedoeld om hersenaandoeningen te bestrijden, komen hierdoor moeilijk op de
plaats waar ze nodig zijn.

De uitwisseling van stoffen vanuit en naar haarvaten vindt plaats via openingen
tussen de capillaire endotheelcellen of doordat deze endotheelcellen zelf stoffen
doorlaten.
Er is een grote variatie in de grootte van de openingen tussen endotheelcellen
en daardoor in de mate waarin deze endothelen stoffen doorlaten. Zo zijn in de
hersenen op de meeste plekken zeer klein zijn en voorzien van
tight junctions'. Bij een tight junction zijn van twee cellen de membranen
plaatselijk zodanig met elkaar verbonden dat ze een barrière vormen voor
allerlei stoffen. Om deze capillaire endotheelcellen in de hersenen liggen
uitlopers van speciale hersencellen, de<bos>ervormige
astroc yten. Deze uitlopers
vormen een extra laag om de haarvaten.
In afbeelding 1 is de doorsnede van een capillair in de hersenen schematisch
weergegeven. De endotheelcellen en astroc yten vormen te zamen de bloed-
hersenbarrière.

[FIGUUR: Schematische weergave van een capillair in de hersenen, met de endotheelcel, tight junction en astrocytenuitlopers rondom het haarvat.]

afbeelding 1

astrocy t

endotheelcel

haarvat

tight junction

4p 15
- Leg aan de hand van één van de functies van de lever uit dat grote
openingen in de levercapillairen functioneel zijn.
- Leg aan de hand van één van de functies van de hersenen uit dat het van
belang is dat in de hersencapillairen de openingen zeer klein zijn.

VW-1018-a-11-2-0


### Pagina 8

Niet alleen de uitlopers van
astrocyten in de hersenen vormen een extra
barrière. Aan de buitenzijde van de celmembranen van
astrocyten worden
verschillende ecto-enzymen aangetroffen zoals aminopeptidasen,
carboxypeptidasen, endopeptidasen en cholinesterasen.
De aanwezigheid van
deze enzymen draagt ook bij aan de geslotenheid van het systeem.
16 Hoe zal bij het onderzoek naar een geschikte medicatie tegen bepaalde
hersenaandoeningen hiermee rekening gehouden moeten worden?
A Als het medicijn door de enzymen wordt aangetast, moet het in lage
dosering worden toegediend.
B Als het medicijn door de enzymen wordt aangetast, moet het in hoge
dosering worden toegediend.
C Als het medicijn de enzymen aantast, moet het in lage dosering worden
toegediend.
D Als het medicijn de enzymen aantast, moet het in hoge dosering worden
toegediend.

In een specifiek deel van de hersenen is, vanwege de functie, de bloed-
hersenenbarrière minder gesloten. De openingen tussen de capillaire
endotheelcellen zijn er relatief groot.
17 Welk specifiek deel van de hersenen is dit?
A de hersenschors
B de hersenstam
C de hypothalamus
D de kleine hersenen
E het verlengde merg

Er worden verschillende behandelingen onderzocht die als doel hebben
geneesmiddelen de bloed-hersenenbarrière te laten passeren. Eén van deze
geneesmiddelen is het inspuiten van een geconcentreerde suikeroplossing
(mannitol C
6H
14O
6) rechtstreeks in het bloedvat dat het te behandelen
hersendeel voorziet van bloed. Hierdoor verandert plaatselijk de osmotische
waarde van het bloed.
Deze behandeling zal geneesmiddelen (veelal grote moleculen) voor een vrij
18 korte periode de gelegenheid geven om de oversteek te maken.
Beschrijf op welke manier deze behandeling geneesmiddelen de
mogelijkheid geeft de bloed-hersenenbarrière te passeren.
Waarvoor lukt dit maar gedurende een korte periode?

### Pagina 9

Promovenda Corine Visser van de Universiteit Leiden onderzocht een andere
methode: de geneesmiddelen verpakken, waardoor ze door de endotheelcellen
en daarmee in de hersenen opgenomen kunnen worden.
De werkzame stof van het geneesmiddel wordt gekoppeld aan het
ijzerhoudende eiwit transferrine (Tf), dat kan binden aan de transferrine-receptor
(Tf-R) aan het oppervlak van de endotheelcellen. Bij binding van Tf aan Tf-R
vindt endocytose plaats en wordt Tf opgenomen in endosomen (blaasjes). Op
deze manier vindt normaliter ijzertransport naar organen plaats.
Er zijn twee manieren waarop geneesmiddelen aan transferrine gekoppeld
kunnen worden:
1 als Tf-geneesmiddel conjugaat: de werkzame stof van het geneesmiddel
wordt direct gekoppeld aan transferrine.
2 als Tf-gelabeld-liposoom; de werkzame stof van het geneesmiddel wordt
verpakt in een liposoom (vetblaasje) dat gelabeld is met transferrine.
In afbeelding 2 zijn beide manieren afgebeeld.
afbeelding 2
1 - conjugaat
[FIGUUR: Een vierkantje met daaraan vast een ovaaltje.]
2 - liposoom
[FIGUUR: Een diagram van een liposoom met de buitenkant bestaande uit dubbele lagen van fosfolipiden. Aan de buitenkant van de liposoom zijn PEG-ketens bevestigd, die aan het uiteinde een ovaaltje hebben (transferrine). In het midden van de liposoom zijn rechthoekjes afgebeeld (werkzame stof).]
Legenda:
transferrine
polyethyleen glycol
werkzame stof geneesmiddel
(membraan van) liposoom
Deze twee methoden worden met elkaar vergeleken.
2p 19
Wat is een biomedisch voordeel van methode 1 (conjugaat)?
Wat is een biomedisch voordeel van methode 2 (liposoom)?
VW-1018-a-11-2-o
9
lees verder ►►►

### Pagina 10

Slechter horen door kapotte ionkanalen

Gedeeltelijke doofheid kan veroorzaakt worden door omgevingsfactoren, maar vaak is het een erfelijke kwestie. Bij een veelvoorkomende erfelijke vorm van gehoorverlies ligt de oorzaak in het orgaan van Corti, een onderdeel van het slakkenhuis dat zich in het binnenoor bevindt.

Spaanse onderzoekers hebben aan de hand van DNA-onderzoek in een bepaalde familie aangetoond dat de oorzaak van het gehoorverlies een mutatie is in het KCNQ4-gen. Het KCNQ4-gen blijkt te coderen voor het eiwit waaruit K+-kanaaltjes in de buitenste haarcellen (zintuigcellen) in het orgaan van Corti zijn opgebouwd. Ieder kanaaltje bestaat uit vier van deze eiwitmoleculen. Normaal functionerende K+-kanaaltjes in de haarcellen zijn nodig voor het laten ontstaan van actiepotentialen in de sensorische neuronen, dus voor het omzetten van geluiden in elektrische impulsen naar de hersenen. Bij een aantal leden van de Spaanse familie werd chromosoom 1, waar het KCNQ4-gen zich bevindt, nauwkeurig onderzocht. Drie merkergenen (markers) rond het KCNQ4-gen werden geïdentificeerd. In de stamboom van afbeelding 1 is bij een aantal personen uit deze familie de combinatie van deze markers weergegeven als twee staafjes.

afbeelding 1

[FIGUUR: Stamboom met generaties aangeduid met Romeinse cijfers I, II, III, IV. Individuen zijn weergegeven als cirkels (vrouwen) of vierkanten (mannen), en een ruit voor onbekend geslacht. Gevulde symbolen duiden op gehoorverlies, lege symbolen duiden op horend. Onder sommige individuen staan twee verticale staafjes die verschillende patronen bevatten, wat de markers symboliseert.]

Legenda:
I = markers 170/73/208
II = markers 162/73/210
III = markers 174/73/208
IV = markers 162/75/215
en $\bigcirc$ = horend
en $\bullet$ = gehoorverlies
$\diamond$ = onbekend

1p 20 Op grond van de resultaten kan geconcludeerd worden dat het chromosoom met de markers 170/73/208 geassocieerd is met gehoorverlies. Na verdere analyse bleek de oorzaak van het gehoorverlies een puntmutatie te zijn in het KCNQ4-gen. Leg aan de hand van de gegevens in de stamboom uit dat het mutante KCNQ4-gen dominant is.

VW-1018-a-11-2-o 10 lees verder ►►►

### Pagina 11

Bij het meisje IV:5 is het gehoor getest met behulp van geluiden van
verschillende frequentie en verschillende geluidssterkte. Hoe hoger de
frequentie, hoe hoger het geluid. Onderzocht werd vanaf welke geluidssterkte zij
de verschillende frequenties kon horen: de gehoordrempel.
Het onderzoek is uitgevoerd toen ze 5 jaar was, en herhaald met 8 jaar en met
9 jaar. De resultaten van de gehoortest zijn weergegeven in afbeelding 2.

afbeelding 2
[FIGUUR: Een audiogram met op de y-as de gehoordrempel (dB) en op de x-as de frequentie (Hz). Er zijn drie lijnen die de gehoordrempel voor verschillende leeftijden weergeven: 5 jaar (stippellijn met cirkels), 8 jaar (gestreepte lijn met vierkantjes) en 9 jaar (doorlopende lijn met driehoekjes). De geluidssterkte die nodig is om geluid te horen neemt over het algemeen toe met de frequentie.]

Legenda:
--- 5 jaar
--- 8 jaar
--- 9 jaar

Op grond van de resultaten van de gehoortesten wordt een conclusie getrokken
over de veranderingen in het vermogen om hoge en lage tonen te horen van dit
meisje, tussen haar vijfde en negende levensjaar.

2p 21 Welke conclusie is juist?
A Het vermogen om hoge tonen te horen neemt bij haar eerder af dan het
vermogen om lage tonen te horen.
B Het vermogen om lage tonen te horen neemt bij haar eerder toe dan het
vermogen om hoge tonen te horen.
C Het vermogen om hoge en lage tonen te horen neemt bij haar met de leeftijd
evenredig af.

VW-1018-a-11-2-o 11 lees verder ►►►

### Pagina 12

Door geluiden wordt vloeistof in het slakkenhuis in trilling gebracht. Wanneer
daardoor de haartjes op de buitenste haarcellen meer dan 0,3 nanometer
verbogen worden, verandert de rustpotentiaal in deze haarcellen. Haarcellen zijn
stevig aan elkaar gehecht met tight junctions. Door deze tight junctions worden
de twee vloeistofcompartimenten in het slakkenhuis van elkaar gescheiden:
endolymfe en perilymfe.
Afbeelding 3 geeft een schematische tekening van een haarcel van een kind.

[FIGUUR: Schematische tekening van een haarcel met onder andere de stereocilia (haartjes), het tight junction, K+-kanaaltjes, Ca2+-kanaaltje, en sensorisch neuron.]

Haarcellen bezitten op twee plaatsen K+-kanaaltjes: K+-kanaaltjes in de haartjes
die uitsteken in de endolymfe en K+-kanaaltjes in de celbasis die zijn omringd
door de perilymfe. Samen maken deze K+-kanaaltjes depolarisatie en
repolarisatie van de haarcellen mogelijk.

Voor het ontstaan van potentiaalveranderingen in de buitenste haarcellen is het
noodzakelijk dat endolymfe, perilymfe, en het cytoplasma in de haarcellen
verschillend van samenstelling zijn.
Tabel 1 toont enkele gegevens van deze vloeistoffen.

tabel 1
vloeistof
K+-concentratie
potentiaal
endolymfe
161 mM
+85 mV
perilymfe
3 mM
0 mV
cytoplasma haarcel
150 mM
-60 mV

4p 22 Als er, zoals bij een aantal van de Spaanse familieleden, geen functionerende
K+-kanaaltjes in de celbasis van de haarcellen zijn, leidt dit tot gehoorverlies.
Beschrijf wat er bij deze mensen rond de haarcellen achtereenvolgens misgaat,
waardoor ze niet (goed) kunnen horen.

VW-1018-a-11-2-o 12 lees verder >>>

### Pagina 13

Een aantal aspecten van potentiaalverandering is in de haarcellen van het
slakkenhuis en in gewone zenuwcellen gelijk. Zoals het openen en/of sluiten van
bepaalde kanaaltjes in het membraan.
2p 23 Welke kanaaltjes zijn in axonen van zenuwcellen betrokken bij repolarisatie?
A alleen Na+-kanaaltjes
B alleen Ca2+-kanaaltjes
C alleen Na+ en Cl--kanaaltjes
D alleen K+ en Na+-kanaaltjes
E Na+, K+, Ca2+ en Cl--kanaaltjes

Herprogrammeren van alvleeskliercellen

Diabetes mellitus (suikerziekte) is een ernstige ziekte die op termijn kan leiden
tot aandoeningen aan de nieren, ogen, voeten en hart en bloedvaten.
Er zijn verschillende typen diabetes te onderscheiden. Bij type-1 diabetes maakt
de alvleesklier geen of zeer weinig insuline aan ten gevolge van een uitgebreide
vernietiging van β-cellen. De huidige behandeling is erop gericht de symptomen
van type-1 diabetes te bestrijden met insuline-injecties, maar deze geeft geen
genezing. Endrinologen van de Harvard universiteit onderzoeken of ze
exocriene alvleeskliercellen tot verteringsenzymen maken, kunnen
'herprogrammeren' tot endocriene β-cellen. Als de veranderde cellen insuline
gaan produceren, zou dit de diabetespatiënt kunnen genezen.

24 Een van de symptomen van diabetes is de productie van zoete urine.
Verklaar waardoor bij diabetespatiënten zoete urine wordt gevormd.
Een ander symptoom is dat de adem ruikt naar aceton of een ander keto-zuur,
als gevolg van keto-acidose. Dat is een teken dat er voor de energievoorziening
van cellen overgeschakeld is op een ander proces dan aerobe dissimilatie van
glucose.
2p 25 Welk ander proces?
A aerobe dissimilatie van vetzuren
B anaerobe dissimilatie van aminozuren
C melkzuurgisting

1p 26 De alvleesklier bevat behalve endocriene cellen ook exocriene cellen.
Wat is het onderscheid tussen endocriene en exocriene cellen?

VW-1018-a-11-2-o 13 lees verder ▶▶▶

### Pagina 14

Voor het herprogrammeren van exocriene alvleeskliercellen moeten genen
worden aangeschakeld of moeten genen worden uitgeschakeld in deze cellen.
Het aan- en uitzetten van genen wordt geregeld door transcriptiefactoren. Door
combinaties van transcriptiefactoren te gebruiken die kenmerkend zijn voor de
endocriene $\beta$-cellen, probeerden de onderzoekers de exocriene cellen van
muizen te herprogrammeren tot $\beta$-cellen.
Voor het experiment maakte de onderzoeksroep eerst (zie afbeelding 1)
genconstructen bestaande uit een virale promotor (CMV), een gen coderend
voor één van de zes transcriptiefactoren (TF) en een gen voor een groen
fluorescerend proteïne (nGFP).

afbeelding 1
[FIGUUR: Tabel met drie kolommen: CMV, TF, nGFP]

De gebruikte transcriptiefactoren waren: Ngn3, Mafa, Pdx1, NeuroD, Pax6 en
Isl1. De onderzoeker brachten de genconstructen in het DNA van
adenovirussen en creëerden zo zes verschillende virusstammen. Ook werd een
virusstam (stam 0) gemaakt zonder transcriptiefactor (zie afbeelding 2).

afbeelding 2
[FIGUUR: Vier rijen met virussen. Elke virusinfectie toont een centrale virale capside met boven en onder een piek, en aan de zijkanten punten. De rijen zijn gelabeld: stam 0, stam 1, stam 2, stam 3, stam 4, stam 5, stam 6. De virussen zijn gelabeld: stam 0: CMV, stam 1: CMV, Ngn3, nGFP. stam 2: CMV, Mafa, nGFP. stam 3: CMV, Pdx1, nGFP. stam 4: CMV, NeuroD, nGFP. stam 5: CMV, Pax6, nGFP. stam 6: CMV, Isl1, nGFP.]

2p 27 Wat is de functie van de virale promotor (CMV) in het genconstruct?
A De promotor dient als bindplaats voor DNA-polymerase.
B De promotor dient als bindplaats voor reverse-transcriptase.
C De promotor dient als bindplaats voor RNA-polymerase.

1p 28 Wat is de functie van het gen voor het groen fluorescerend proteïne (nGFP) in
het genconstruct?

VW-1018-a-11-2-o 14 lees verder ►►►

### Pagina 15

De gebruikte virusstammen werden geïnjecteerd in de alvleesklier van muizen met een verzwakt immuunsysteem.
De muizen werden in acht groepen verdeeld en kregen de volgende injecties:
groep 1 alleen virusstam 0
groep 2 een mengsel van alle virusstammen 1 tot en met 6
groep 3 alle virusstammen, behalve stam 1 (Ngn3)
groep 4 alle virusstammen, behalve stam 2 (Mafa)
groep 5 alle virusstammen, behalve stam 3 (Pdx1)
groep 6 alle virusstammen, behalve stam 4 (NeuroD)
groep 7 alle virusstammen, behalve stam 5 (Pax6)
groep 8 alle virusstammen, behalve stam 6 (Isl1)

Vervolgens bepaalden de onderzoekers welk percentage van de geïnfecteerde alvleeskliercellen als gevolg van de nieuw ingebrachte transcriptiefactoren insuline ging aanmaken. De resultaten hiervan zijn weergegeven in afbeelding 3.

afbeelding 3
[FIGUUR: Staafdiagram met op de y-as "% virus geïnfecteerde cellen dat insuline produceert" en op de x-as "groepen" genummerd van 1 tot en met 8. Boven elke staaf is een foutbalk getekend.]

Uit de resultaten van dit experiment kan afgeleid worden wat de meest effectieve combinatie van transcriptiefactoren is om exocriene alvleeskliercellen te herprogrammeren zodat ze insuline gaan aanmaken.
2p 29 Wat is de meest effectieve combinatie?
A de combinatie van Isl1 en Pax6
B de combinatie van Isl1, Pax6 en NeuroD
C de combinatie van Ngn3, Mafa, en Pdx1
D de combinatie van alle zes transcriptiefactoren

Bij dit experiment werden muizen met een verzwakt immuunsysteem gebruikt.
2p 30 Leg uit dat het resultaat van dit experiment hierdoor beter zal zijn dan wanneer muizen met een normaal functionerend immuunsysteem worden gebruikt.

VW-1018-a-11-2-o 15 lees verder ►►►

### Pagina 16

Normaal liggen de insulineproducerende $\beta$-cellen geclusterd in de eilandjes van Langerhans. De geherprogrammeerde exocriene cellen, die door de transcriptiefactoren insuline zijn gaan produceren, liggen echter verspreid tussen de normale exocriene cellen. Ze zijn te herkennen aan de kleine blaasjes met insuline, naast de grotere blaasjes met pro-enzymen in het cytoplasma.
2p 31 - Geef de naam van een enzym dat als pro-enzym door de exocriene kliercellen van de alvleesklier wordt afgegeven.
- Waarom wordt dit enzym als pro-enzym afgegeven?

Rond de succesvol geherprogrammeerde exocriene cellen in de alvleesklier nam het aantal bloedvaatjes sterk toe. Waarschijnlijk werd dit veroorzaakt doordat deze cellen een bepaalde groeifactor produceerden.
Door het grote aantal bloedvaatjes kunnen de cellen makkelijker stoffen opnemen en afgeven.
1p 32 Leg uit waarvoor het nog meer van belang is dat geherprogrammeerde alvleeskliercellen van een diabetespatiënt in contact staan met bloedvaatjes.

Om de effectiviteit van de gentherapie te testen gebruikten de onderzoekers muizen zonder $\beta$-cellen in de alvleesklier (diabetes-muizen). Deze muizen werden geinjecteerd met een virus zonder een gen voor transcriptiefactoren (stam 0) of met een mengsel van virussen met genen voor bepaalde transcriptiefactoren (stam 1 t/m 6) (zie afbeelding 2). Vervolgens werd het bloedsuikergehalte van de behandelde diabetes-muizen en van normale muizen gedurende acht weken regelmatig gemeten. Ook werd zes weken na de inspuiting van de virusdeeltjes bepaald hoeveel insuline er in het bloed van de muizen circuleerde.
In afbeelding 4 zijn resultaten van deze proef te zien. Daaruit blijkt dat de herprogrammeringstherapie onvoldoende effectief is.

VW-1018-a-11-2-o 16 lees verder ► ► ►

### Pagina 17

afbeelding 4
[FIGUUR: Grafieken met op de y-as bloedglucosegehalte (mg dl⁻¹) en serum insuline (pg ml⁻¹), en op de x-as tijd (weken). De linker grafiek toont drie lijnen: een stippellijn met vierkanten die bloedglucosegehalte weergeeft, een punt-streep lijn met cirkels die ook bloedglucosegehalte weergeeft, en een volle lijn met driehoeken die bloedglucosegehalte weergeeft. De rechter grafiek is een staafdiagram dat serum insuline weergeeft voor drie groepen: diabetes-muizen, ingespoten met adenovirus stam 0 (waarschijnlijk de hoogste staaf, met driehoek), diabetes-muizen, ingespoten met adenovirus stammen 1 t/m 6 (waarschijnlijk de laagste staaf, met vierkant), en onbehandelde, gezonde muizen (waarschijnlijk de middelste staaf, met cirkel).]

Legenda:
---■--- diabetes-muizen, ingespoten met adenovirus stam 0
---•--- diabetes-muizen, ingespoten met adenovirus stammen 1 t/m 6
---▲--- onbehandelde, gezonde muizen

Vier verklaringen voor de tegenvallende resultaten van de herprogrammerings-therapie zijn:
1 Er ontstaan te weinig geherprogrammeerde cellen;
2 De geherprogrammeerde cellen produceren te weinig insuline;
3 De insuline die wordt geproduceerd door geherprogrammeerde cellen bereikt het bloed onvoldoende;
4 De insuline die door geherprogrammeerde cellen wordt geproduceerd is onvoldoende werkzaam.

2p 33 Welke van deze verklaringen kan of kunnen de tegenvallende resultaten van de herprogrammeringstherapie verklaren?
A alleen 1
B alleen 2
C alleen 1 en 3
D alleen 2 en 4
E alleen 1, 2 en 3
F alleen 2, 3 en 4

VW-1018-a-11-2-o 17 lees verder ►►►

### Pagina 18

Killer bees

In de jaren 50 van de vorige eeuw was het slecht gesteld met de
honingproductie in Brazilië. De imkers gebruikten Europese honingbijen (*Apis
mellifera*), die niet goed aangepast waren aan de tropische omstandigheden.
Op verzoek van het Braziliaanse ministerie van landbouw importeerde de
geneticus Warwick Kerr in 1956 koninginnen van de Afrikaanse honingbij (*Apis
mellifera scutella*) om daarmee honingbijen te verkrijgen die wel geschikt waren
voor de tropen.

De geïmporteerde koninginnen van de Afrikaanse ondersoort *Apis mellifera*
*scutella* werden geïnsemineerd met sperma van de Europese honingbij, waarna
een eerste generatie hybride-honingbijkoninginnen ontstond. Al snel wist een
aantal van deze hybride-koninginnen met hun zwermen (nakomelingen) te
ontsnappen. Deze 'geafrikaniseerde' exemplaren kruisten met de inheemse
Europese honingbijen in Brazilië en vormden nieuwe zwermen. Deze
verspreidden zich razendsnel over Zuid-Amerika. In 1990 werd de
geafrikaniseerde honingbij voor het eerst waargenomen in het zuiden van de
Verenigde Staten, waar zij nu in zes staten voorkomt.
Op het oog is de geafrikaniseerde honingbij niet te onderscheiden van het
Europese ras. Het gedrag is echter beduidend anders: ze reageren sneller op
verstoring, door belagers massaal te steken en langdurig te achtervolgen. Dit
heeft de geafrikaniseerde honingbij de bijnaam 'killer bee' opgeleverd.

VW-1018-a-11-2-o
18
lees verder ► ► ►

### Pagina 19

In afbeelding 1 is de migratie van de geafrikaniseerde honingbij te zien sinds de ontsnapping van de eerste hybride-koninginnen in 1957. De lijnen geven de stand van zaken aan tot aan het einde van dat jaar.
afbeelding 1
[FIGUUR: Kaart van Noord- en Zuid-Amerika met migratielijnen en jaartallen van geafrikaniseerde honingbijen. Twee illustraties van bijen, een koningin en een dar, met daarnaast de tekst 'koningin' en 'dar'. Nog een illustratie van een bij met de tekst 'werkster'.]

Over deze migratie worden twee beweringen gedaan:
1 De geafrikaniseerde koninginnen vlogen in 1968 verder dan in 1967;
2 De groei van de populatie was in 1968 veel groter dan in 1974.

2p 34 Welke van deze beweringen wordt of worden bevestigd door de gegevens in afbeelding 1?
A geen van beide
B alleen bewering 1
C alleen bewering 2
D beide beweringen

VW-1018-a-11-2-o 19 lees verder ►►►

### Pagina 20

In het zuiden van de VS is de inheemse populatie Europese honingbijen sterk
gekrompen door een epidemie van de varroamijt. Deze ectoparasiet verzwakt
volwassen honingbijen en plant zich voort via het broed van de bijen.
Door de varroamijt-epidemie konden geafrikaniseerde honingbijen zich snel
verspreiden in het zuiden van de VS.
2p 35 Wat is een juiste verklaring hiervoor?
A De varroamijt heeft de habitat van de geafrikaniseerde honingbij veranderd.
B De varroamijt is een mutualistische symbiont van de geafrikaniseerde
honingbij.
C De varroamijt-epidemie heeft de biotoop voor de geafrikaniseerde honingbij
geschikt gemaakt.
D Door de varroamijt-epidemie is een ecologische niche voor de
geafrikaniseerde honingbij vrijgekomen.

In Europa heeft de traditionele bijenteelt in korven geleid tot gedomesticeerde
bijen die makkelijk te hanteren zijn. In Afrika worden de wilde Afrikaanse
honingbijen niet verzorgd. Hun honing wordt geroofd door mensen en dieren die
de nesten openbreken.
Het verschil in leefwijze heeft geleid tot een verschil in gedrag tussen de
Europese en de Afrikaanse honingbij.
2p 36 Leg uit hoe.

Bij honingbijen is de koningin diploïd ($2n=32$). Ze legt onvruchte eieren,
waaruit de haploïde darren ontstaan, en door darren bevruchte eieren, waaruit
diploïde werksters ontstaan. Wanneer de kolonie te groot wordt, zwermt de
koningin met een deel van haar volk uit om elders een nieuwe kolonie te starten.
Een nieuwe koningin, ontstaan uit een vrouwelijke larve die gevoed is met
'koningenengelei', neemt een restant van het oude volk over.
2p 37 Wat is het genotype of wat zijn de genotypen van de mannelijke nakomelingen
van een geafrikaniseerde koningin?
A Het genotype van deze darren is identiek aan het genotype van de koningin.
B De darren hebben een combinatie van Afrikaanse en Europese genen.
C De darren hebben óf alleen Europese óf alleen Afrikaanse genen.

In de VS blijkt dat na een invasie van geafrikaniseerde honingbijen de
eigenschappen van de Europese honingbijen in dat gebied steeds meer
verdwijnen. Bestudering van het genetisch materiaal laat zien dat er een
maternale (vrouwelijke) lijn is: het overgrote deel van de koninginnen van de
geafrikaniseerde honingbijen stamt rechtstreeks af van de ontsnapte hybride-
koninginnen uit Brazilië.
Voor dit onderzoek is genetisch materiaal vergeleken.
2p 38 Welk genetisch materiaal is hiervoor het meest geschikt?
A kern DNA
B mitochondri’aal DNA
C ribosomaal RNA

VW-1018-a-11-2-o 20 lees verder ► ► ►

### Pagina 21

Uit onderzoek komen ook de volgende gegevens:
1 Geafrikaniseerde honingbijen nemen nestplaatsen van Europese
honingbijen over, waarbij de Europese honingbijkoningin wordt gedood.
2 Een kolonie geafrikaniseerde honingbijen gebruikt een relatief groter deel
van het nest voor de reproductie dan een kolonie Europese bijen.
3 Wanneer een Europese honingbijkolonie een nieuwe koningin maakt,
komen de koninginnenlarven waarvan een geafrikaniseerde dar de vader is
eerder uit dan hun volledig Europese (vrouwelijke) rvalven.
4 Europese koninginnen worden naar verhouding meer door geafrikaniseerde
darren dan door Europese darren bevrucht.
Al deze eigenschappen van honingbijen leiden tot een toename van de
afrikanisering van de honingbijpopulatie in de VS.
2p 39 Welke van deze houden de Afrikaanse matern ele lijn in stand?
A 1 en 2
B 1 en 3
C 2 en 3
D 2 en 4
E 3 en 4
De verspreiding van de geafrikaniseerde honingbij in de VS lijkt halt te houden
ter hoogte van Texas, waar ze in 1994 voor het eerst werd gesignaleerd. Dit tot
opluchting van veel Amerikanen, die vreesden voor de verovering van de hele
VS door de killer bees.
2p 40 Waardoor is het niet waarschijnlijk dat de geafrikaniseerde honingbij de hele
inheemse populatie bijen van de VS zal verdringen? Geef twee mogelijke
oorzaken.
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.
VW-1018-a-11-2-0
21
einde