# Eindexamen Biologie VWO 2016 tijdvak 1

> Openbaar eindexamen. Bekijk en oefen het examen: https://slimmeexamens.nl/examens/vwo/biologie/2016/tijdvak-1

## Vragen in dit examen

### Vraag 1 – Opgave 2

### Vraag 2 – Opgave 2

### Vraag 3 – Opgave 1

### Vraag 4 – Opgave 1

### Vraag 5 – Opgave 1

### Vraag 6 – Opgave 1

### Vraag 7 – Opgave 1

### Vraag 8 – Opgave 2

### Vraag 9 – Opgave 2

### Vraag 10 – Opgave 2

### Vraag 11 – Opgave 1

### Vraag 12 – Opgave 1

### Vraag 13 – Opgave 2

### Vraag 14 – Opgave 2

### Vraag 15 – Opgave 1

### Vraag 16 – Opgave 1

### Vraag 17 – Opgave 1

### Vraag 18 – Opgave 2

### Vraag 19 – Opgave 1

### Vraag 20 – Opgave 1

### Vraag 21 – Opgave 2

### Vraag 22 – Opgave 1

### Vraag 23 – Opgave 2

### Vraag 24 – Opgave 1

### Vraag 25 – Opgave 1

### Vraag 26 – Opgave 2

### Vraag 27 – Opgave 2

### Vraag 28 – Opgave 1

### Vraag 29 – Opgave 1

### Vraag 30 – Opgave 2

### Vraag 31 – Opgave 2

### Vraag 32 – Opgave 1

### Vraag 33 – Opgave 2

### Vraag 34 – Opgave 1

### Vraag 35 – Opgave 1

### Vraag 36 – Opgave 1

### Vraag 37 – Opgave 1

### Vraag 38 – Opgave 1

## Opgaven (tekst van het examen)

### Pagina 1

Examen VWO
2016
tijdvak 1
dinsdag 24 mei
13.30 - 16.30 uur
biologie

Dit examen bestaat uit 38 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 69 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord
kunnen worden.

Als bij een open vraag een verklaring, uitleg of berekening vereist is, 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-16-1-o

### Pagina 2

Tenzij anders vermeld, is er sprake van normale situaties en gezonde organismen.
Onderzoek naar oorzaken bijensterfte
Het gaat slecht met de honingbij, niet alleen in Nederland maar
wereldwijd. Terwijl in Nederland vroeger zo'n acht procent van de bijen de
winter niet overleefde, is dat tegenwoordig bijna een derde van alle
honingbijen. Niet alleen imkers, maar ook fruittelers maken zich zorgen.
De massale bijensterfte is een bedreiging voor onze voedselvoorziening.

De oorzaken voor de 'bijenverdwijnziekte' worden nog niet goed
begrepen. Een belangrijke rol is in ieder geval weggelegd voor de
varroamijt (*Varroa destructor*), een parasiet van de honingbij. Volgens
anderen is het gebruik van bepaalde gewasbeschermingsmiddelen, de
neonicotinoïden zoals imidakloprid, de belangrijkste oorzaak voor het
verdwijnen van de bijen.
Het is lastig vast te stellen of dit laatste werkelijk het geval is.

Varroamijten komen oorspronkelijk uit Azië waar ze worden aangetroffen
op de Indische honingbijen. De mens heeft de overstap naar Europese
honingbijen mogelijk gemaakt. In Nederland werden varroamijten voor het
eerst gevonden in 1983, nu komen ze overal voor.
De mijt legt eitjes op de bijenlarven in
de broedcellen van de bijenkolonie.
De uitgekomen mijten hechten zich
stevig vast aan de larven, poppen en
volwassen honingbijen en zuigen
lichaamsvloeistoffen op.
In afbeelding 1 is een zojuist ontpopte
honingbij weergegeven, met op het
achterlijf een varroamijt.

[FIGUUR: Close-up van een pas uitgekomen bij, met een mijt op het achterlijf.]

Varroamijten die een bijenkorf binnendringen, kunnen er lange tijd
verblijven en zich snel vermeerderen.
2p 1 Geef hiervoor twee verklaringen.

Imidakloprid kwam eind vorige eeuw op de markt als gewasbeschermings-
middel tegen vriesinsecten. Het wordt voornamelijk toegepast als
preventieve bescherming op zaden (zaadcoating). Na ontkieming van de
zaden verspreidt het gif zich door de hele plant, inclusief het stuifmeel.
Het middel is zeer toxisch voor bijen. Gebruik is daarom niet toegestaan
op plaatsen waar bijen actief naar voedsel zoeken en in de buurt van in
bloei staand onkruid.

VW-1018-a-16-1-o 2/20 lees verder ►►►

### Pagina 3

1p 2 Imidacloprid wordt onder andere gebruikt bij de teelt van maïs. Vanuit de
gecoate maïskorrels verspreidt het gewasbeschermingsmiddel zich onder
andere naar de bladeren van de groeiende plant. Hierdoor wordt het
gewas beschermd en uiteindelijk ook de maïsOogst.
Waardoor is verspreiding van het insecticide juist naar de bladeren van de
maïsplant een effectieve manier om vraatinsecten te bestrijden?

2p 3 Leg uit dat het het vraat beschermen van de bladeren van de plant, een
goede maïsOogst veilig kan stellen.

Imidacloprid bootst de werking van de neurotransmitter acetylcholine na,
door bepaalde acetylcholinereceptoren in postsynaptische membranen te
bezEtten. De stof kan echter niet afgebroken worden door het enzym
acetylcholinesterase. Bij insecten komen deze acetylcholinereceptoren
alleen voor bij neuronen in het centrale zenuwstelsel.
Bijen die met een hoge dosis imidacloprid in aanraking komen, gaan
stuipTrekken, raken verlamd en gaan uiteindelijk dood. In lage doses
verstoort het onder andere het poetsgedrag, het oriëntatievermogen, de
bijendans en het foerageren. Ook zijn er aanwijzingen dat de weerstand
tegen ziektes vermindert.

4 Door het vrijkomen van acetylcholine in de synapsspleet ontstaat een
depolarisatie in het postsynaptisch membraan.
Welke ionen-stroom veroorzaakt deze depolarisatie van het membraan van
de postsynaptische cel?
A instroom van kalium-ionen
B uitstroom van kalium-ionen
C instroom van natrium-ionen
D uitstroom van natrium-ionen

3p 5 Beschrijf hoe blootstelling van honingbijen aan een lage dosis
imidacloprid een negatief effect kan hebben:
- op een individuele bij;
- en daardoor op de bijenpopulatie;
- en daardoor op het ecosysteem waar de bij deel van uitmaakt.

VW-1018-a-16-1-o 3 / 20 lees verder ►►►

### Pagina 4

De vraag van veel onderzoekers is of het gebruik van imidacloprid
daadwerkelijk een bedreiging vormt voor bijen in de natuur.
Bij toxicologische studies wordt vaak de $LD_{50}$ bepaald; dat is de
concentratie waarbij 50% van de testpopulatie overlijdt. Voor honingbijen
is de acute orale $LD_{50}$ van imidacloprid $0,005 \mu g$ per bij.

Naast orale opname van imidacloprid met het voedsel door een insect, is
er ook blootstelling mogelijk via het lichaamsoppervlak, bijvoorbeeld
tijdens bespuiting van gewassen met het insecticide.
De $LD_{50}$ via deze route (contactdosis) is $0,05 \mu g$ per bij, en dus hoger dan
de $LD_{50}$ van de orale dosis.

1p 6 Geef een verklaring voor het verschil tussen de $LD_{50}$ van de orale dosis
en de $LD_{50}$ van de contactdosis.

Wetenschappers zijn het erover eens dat de bijenverdwijziekte wordt
veroorzaakt door een combinatie van factoren. Over de invloed van
neonicotinoïden, waaronder imidacloprid, zijn twee kampen met elkaar in
conflict. Stefano Maini, een insectenkundige uit Italië, legt uit: “Aan de ene
kant staat de milieu-beweging, samen met de bijenhouders, aan de andere
kant staan de fabrikanten van insecticiden en de landbouwlobby.
Onderzoeks-groepen die de bijenverdwijziekte bestuderen, worden door
deze belangengroepen beïnvloed en deels ook gesponsord.”
Uit onderzoek is gebleken dat bij gewasbescherming met behulp van
neonicotinoïden er een concentratie van $5 \text{ppb}$ (parts per billion) in nectar
van de onderzochte gewassen te verwachten is.

Twee teams onderzoekers (team 1 en team 2) doen elk een eigen
onderzoek naar de vraag of dit een negatief effect heeft op honingbijen.
De onderzoeksvraag is: Heeft een concentratie van $5 \text{ppb}$ neonicotinoïden
in de nectar wel of niet een negatief effect op honingbijen?
Team 1 komt tot de conclusie dat er wél een negatief effect is, team 2 tot
de conclusie dat er géén negatief effect is. Deze tegenstrijdige conclusies
zijn te verklaren door de manier waarop team 1 en team 2 het effect van
de neonicotinoïden op de honingbijen meten (en niet door gemaakte
fouten).

De proefopzet in de velden van team 1 en team 2 is gelijk.
2p 7 Beschrijf een proefopzet die beide teams kunnen gebruiken om een
antwoord te krijgen op de geformuleerde onderzoeksvraag.

De proefopzet is gelijk, de meetmethode waarop de teams het effect van
de neonicotinoïden op de honingbijen meten, verschilt.
2p 8 — Beschrijf een meetmethode op basis waarvan team 1 kan concluderen
dat er wél een negatief effect is;
— Beschrijf een meetmethode op basis waarvan team 2 kan concluderen
dat er géén negatief effect is.

VW-1018-a-16-1-o 4 / 20 lees verder

### Pagina 5

Dit is een opgavepagina van een biologisch examen gewijd aan het onderwerp 'Kweekproject voor duurzame tong'. De pagina bevat een inleidingstekst, twee afbeeldingen en een meerkeuzevraag. De inleiding beschrijft de toenemende verzilting van de bodem langs de Nederlandse kust en een project genaamd 'Zeeuwse tong' dat aquacultuur van deze vis (tong) in zoutwater onderzoekt als een duurzaam alternatief voor zowel landbouwgrondgebruik als overbevissing. Figuur 1 toont een zwart-witafbeelding van een tong (Solea solea), ter illustratie van de soort. Figuur 2 is een schematisch diagram van een versimpeld voedselweb uit de Noordzee. Dit voedselweb toont verschillende organismen, waaronder 'algen' en 'bacteriën' als primaire producenten/afbrekers, en een reeks consumenten zoals 'zoöplankton', 'schelpdieren en wormen', 'krabben', 'jonge rondvissen', 'rondvissen', 'platvissen' (waaronder de tong) en 'zeehonden', met pijlen die de energiestroom aangeven. De vraag (vraag 9, 2 punten) vraagt de student te bepalen tot welke trofische niveaus de tong behoort op basis van het weergegeven voedselweb van de Noordzee, en presenteert vijf meerkeuzeopties (A-E). Van de student wordt verwacht dat deze het voedselweb in figuur 2 analyseert om de positie van de tong daarin te identificeren en vervolgens de corresponderende trofische niveaus te bepalen.

### Pagina 6

Dit is een examentekstpagina die een opdracht of informatieve sectie vormt. De pagina bevat uitgebreide tekst over 'Zeeuwse Tong', een project gericht op een duurzame aquacultuur kringloop. Visueel dominant is 'afbeelding 3', een schematische weergave van het kweeksysteem. In deze afbeelding zijn diverse elementen te onderscheiden: de Oosterschelde als waterbron, waterpijpen die water toevoeren/afvoeren, 'vergistingstanks', een 'winterverblijf', gebieden voor 'zilte teelt' en 'kweldergras en slijkgras'. Er zijn verschillende organismen afgebeeld: algen, 1-jarige en 2-jarige zagers (borstelwormen), 1-jarige en 2-jarige tong, schelpdieren (oesters, mosselen, kokkels) en zoutwaterplanten (zeekool, zeekraal, zeevenkel, lamsoor). De legenda verklaart pijlen als 'waterverplaatsing' en 'slib'. De tekst beschrijft in detail hoe water vanuit de Oosterschelde door het systeem stroomt, hoe diverse aquacultuurproducten (tong, schelpdieren, zagers, zoutwaterplanten) gekweekt worden, en hoe slib wordt verwerkt in een bioreactor voor biogasproductie, bruikbaar voor elektriciteit en verwarming van het winterverblijf. De student wordt gevraagd om de informatie in de tekst en de schematische afbeelding te analyseren en te begrijpen hoe deze duurzame aquacultuurkringloop werkt, inclusief de onderlinge relaties tussen de verschillende componenten en het uiteindelijke doel van de verwerking van restmaterialen. Het betreft met name ecologische en duurzaamheidconcepten, gekoppeld aan de beschrijving van een complex systeem.

### Pagina 7

Drie verschillen tussen Oosterscheldewater en kraanwater zijn:
1 Oosterscheldewater is zouter;
2 Oosterscheldewater bevat meer anorganische stoffen;
3 Oosterscheldewater bevat plankton.
2p 10 Door welke van deze eigenschappen is water uit de Oosterschelde geschikter dan kraanwater voor gebruik in dit kweeksyteem?
A alleen door 1
B alleen door 1 en 2
C alleen door 1 en 3
D alleen door 2 en 3
E door alle drie de eigenschappen
2p 11 Beschrijf hoe in het kweeksyteem de activiteit van reducenten in het bassin met algen, tot een hogere productie voor menselijke consumptie leidt.
Mogelijke veranderingen in een aquatisch ecosysteem zijn:
1 De biodiversiteit neemt toe;
2 De bruto primaire productie (BPP) neemt toe;
3 De netto primaire productie (NPP) neemt toe.
2p 12 Welke van deze veranderingen wordt of welke worden in het algemeen veroorzaakt door eutrofiëring?
A alleen 1
B alleen 2
C alleen 3
D alleen 2 en 3
E zowel 1, 2 als 3
In viskwekerijen worden de vissen vaak gevoerd met vismeel, gemaakt van wilde vis. In het project ‘Zeeuwse Tong’ krijgen de vissen zagers te eten in plaats van vismeel. Dit kan beschouwd worden als een duurzame maatregel.
1p 13 Geef hiervoor een argument.
Door biomassa uit het slib in de bioreactor anaeroob te vergisten, wordt biogas geproduceerd.
2p 14 Wat is het belangrijkste bestanddeel van dit biogas?
A ammoniak (NH₃)
B koolstofdioxide (CO₂)
C methaan (CH₄)
D waterstofsulfide (H₂S)
VW-1018-a-16-1-o 7 / 20 lees verder ► ► ►

### Pagina 8

Onderzoek naar aneurysma's

Genetici van vijf Nederlandse universiteiten hebben samen een erfelijke oorzaak gevonden voor het ontstaan van verwijdingen in de aorta. Door mensen uit risicofamilies voortaan te testen, kan mogelijk voorkomen worden dat zij plotseling sterven ten gevolge van het scheuren van deze verwijdingen.

Wanneer een slagader meer dan anderhalf keer de normale diameter heeft, spreken we van een aneurysma. Een aneurysma van de aorta wordt meestal gevonden in het eindgedeelte van de aorta, maar ook op andere plaatsen kan een aneurysma ontstaan (zie afbeelding 1). Aneurysma's ontstaan door chronische ontsteking in de wand van de slagaders, waardoor de vaatwand steeds dunner en zwakker wordt. Een gezonde slagaderwand bestaat onder andere uit endotheelcellen, elastische vezels, glad spierweefsel en collagene vezels.

[FIGUUR: Een anatomische tekening van de aorta met een verwijding in het abdominale deel en een verwijding in het bekkengebied. De verwijdingen zijn gelabeld als 'aneurysma aorta' en 'aneurysma bekkenslagader'.]

afbeelding 1

In afbeelding 2 is in staafdiagrammen de relatieve hoeveelheid van de genoemde componenten in de wand van verschillende typen bloedvaten weergegeven.

afbeelding 2

|           | aorta     | middengrote orgaanslagader | arteriole | pre-capillaire slagadertje | haarvat |
| --------- | --------- | -------------------------- | --------- | -------------------------- | ------- |
| straal    | 12 mm     | 15 µm                      | 15 µm     | 15 µm                      | 3 µm    |
| binnenzijde                                                                                              |
| wand-     | 2 mm      | 1 mm                       | 20 µm     | 30 µm                      | 1 µm    |
| dikte                                                                                                    |
|           |           |                            |           |                            |         |
| endotheel-cellen |           |                            |           |                            |         |
| elastische vezels |           |                            |           |                            |         |
| glad spier-weefsel |           |                            |           |                            |         |
| collagene vezels |           |                            |           |                            |         |

[FIGUUR: Staafdiagrammen die de relatieve hoeveelheid van endotheelcellen, elastische vezels, glad spierweefsel en collagene vezels in verschillende bloedvaten (aorta, middengrote orgaanslagader, arteriole, pre-capillaire slagadertje, haarvat) weergeven. De diagrammen voor de aorta en de middengrote orgaanslagader tonen een aanzienlijke hoeveelheid van alle componenten. De arteriole toont meer glad spierweefsel en minder elastische vezels. Het pre-capillaire slagadertje toont een hogere verhouding glad spierweefsel. Het haarvat toont voornamelijk endotheelcellen.]

VW-1018-a-16-1-o
8 / 20
lees verder

### Pagina 9

2p 15 De wand van de aorta is anders samengesteld dan die van pre-capillaire
slagadertjes. Dat verschil in bouw heeft te maken met de functie.
- Waarom is het van belang voor de functie van de aorta dat de wand
relatief veel elastische vezels heeft?
- Waarom is het van belang voor de functie van pre-capillaire
slagadertjes dat de wand relatief veel glad spierweefsel bevat?

Het viel de onderzoekers op dat in risicofamilies waar veel aneurysma's
voorkomen, ook vaak osteoarthritis te vinden is. Osteoarthritispatiënten
lijden door verhoogde afbraak van kraakbeencellen op al jonge leeftijd
aan beschadigingen aan hun knieën of wervelkolom, door een tekort aan
gewrichtskraakbeen.
De combinatie van aandoeningen wordt het aneurysma-osteoarthritis
syndroom (AOS) genoemd. De stamboom van een familie waarin AOS
voorkomt is weergegeven in afbeelding 3.
afbeelding 3

[FIGUUR: Stamboom met Romeinse cijfers I t/m IV die generaties aangeven. Individuen zijn genummerd binnen elke generatie. Vierenkantjes stellen mannen voor, cirkels vrouwen. Gekleurde vierkanten of cirkels geven aangetaste individuen aan. Een vierkant met een kruisje erin duidt een man aan met osteoarthritis. Een cirkel met een kruisje erin duidt een vrouw aan met osteoarthritis. Een ongekleurd vierkant of cirkel duidt een individu met een normaal of onbekend fenotype aan. De legenda definieert de symbolen: vierkant = man, cirkel = vrouw, grijs = persoon met AOS, vierkant met kruisje = persoon met osteoarthritis, ongekleurd vierkant/cirkel = persoon met normaal of onbekend fenotype.]

Legenda:
en personen met AOS
en personen met osteoarthritis
en personen met normaal of onbekend fenotype

Indien alle open symbolen in afbeelding 3 als individuen met een normaal
fenotype worden beschouwd, kan op grond van deze stamboom
uitgesloten worden dat het gen voor AOS X-chromosomaal recessief is.
2p 16 Uit welke combinatie van ouders en kind blijkt dat bij AOS geen sprake is
van recessief X-chromosomale overerving?
A ouders II-1 x II-2 en kind III-4
B ouders II-3 x II-4 en kind III-10
C ouders II-5 x II-6 en kind III-12
D ouders II-7 x II-8 en kind III-15

VW-1018-a-16-1-o 9 / 20 lees verder >>>

### Pagina 10

De onderzoekers vonden in chromosoom 15 mutaties met het Smad3-gen
bij alle families waarin AOS voorkomt. Er zijn veel aanwijzingen dat deze
mutaties inderdaad AOS veroorzaken. Een van de ondersteunende
gegevens is dat bij een onderzoek van 544 gezonde Nederlanders de
Smad3-mutaties niet zijn gevonden.

Het Smad3-gen heeft negen exons. De mutaties in de onderzochte
families met AOS bevonden zich in exon 6 (zie afbeelding 4).

[FIGUUR: Schema van het Smad3-gen met 5' UTR, exons genummerd van 1 tot 9, en 3' UTR. Er zijn pijlen die van exon 6 naar mutaties wijzen: Thr247fs (familie 1), Thr261Ile (familie 2), en Arg287Trp (familie 3).]

Bij familie 1 veroorzaakt een deletie in exon 6 een leesraamverschuiving
(frameshiſt) in het 247ste codon (voor threonine). Bij familie 2 is door een
puntmutatie het codon voor threonine (op plaats 261) veranderd in een
codon voor isoleucine. Bij familie 3 is door een puntmutatie het codon
voor arginine (op plaats 287) veranderd in het codon voor tryptofaan.

Drie mogelijke gevolgen van een mutatie in het Smad3-gen zijn:
1 Het Smad3-eiwit krijgt deels een andere aminozuurvolgorde;
2 De secundaire en tertiaire structuur van het Smad3-eiwit verandert;
3 De massa van het Smad3-eiwit wordt kleiner.

2p 17 Welke van deze veranderingen kan of kunnen het gevolg zijn van de
mutatie in het Smad3-gen die bij familie 1 voorkomt?
A alleen 1
B alleen 3
C alleen 1 en 2
D alleen 1 en 3
E alleen 2 en 3
F 1, 2 en 3

VW-1018-a-16-1-0 10 / 20 lees verder ►►►

### Pagina 11

2p 18 Door de verandering van één enkele base in een van de codons van
exon 6 zijn de Smad3-eiwitten in de families 2 en 3 veranderd.
Welke base van het betreffende codon is in het m-RNA, gelezen van de
5'-zijde naar de 3'-zijde, veranderd in familie 2? En welke in familie 3?

codon familie 2 codon familie 3
A base 2 base 1
B base 2 base 2
C base 2 base 3
D base 3 base 1
E base 3 base 2
F base 3 base 3

De onderzoekers vergeleken de aminozuurvolgorde in het Smad3-eiwit bij
verschillende soorten organismen.
In afbeelding 5 is de aminozuurvolgorde van het Smad3-eiwit rond de
aminozuren Thr261 en Arg287 (in exon 6) bij de onderzochte organismen
weergegeven.

afbeelding 5
[FIGUUR: Tabel met de kolommen Thr261 (T), soort, en Arg287 (R). De rijen bevatten: DGFTDPS chimpansee ELTRRH I, DGFTDPS fruitvlieg EQTRRH I, DGFTDPS kat ELTRRH I, DGFTDPS kip ELTRRH I, DGFTDPS koffervis ELTRRH I, DGFTDPS mens ELTRRH I, DGFTDPS paard ELTRRH I, DGFTDPS rat ELTRRH I, DGFTDPS rhesus aap ELTRRH I, DGFTDPS vogelbekdier ELTRRH I, DGFTDPS zebravis ELTRRH I. Een pijl wijst omhoog vanaf de onderkant van de tabel.]

2p 19 De vergelijking van de aminozuurvolgorde in Smad3 bij verschillende
organismen geeft aanwijzingen over de evolutie van dit eiwit.
Geef een verklaring voor de grote overeenkomst van dit deel van het
Smad3-eiwit bij verschillende organismen. Gebruik daarbij de term
'selectiedruk'.

VW-1018-a-16-1-o 11 / 20 lees verder ► ► ►

### Pagina 12

Smad3 is betrokken bij de reactie van cellen op het signaalmolecuul
TGF-β. Bij binding van TGF-β aan zijn receptor wordt het Smad3-eiwit
geactiveerd. Actief Smad3 koppelt aan het Smad4-eiwit en deze dimeer
schakelt het apoptoseprogramma aan dat tot celdood leidt.
Dit werkingsmechanisme is schematisch weergegeven in afbeelding 6.
afbeelding 6
[FIGUUR: Schematische weergave van het Smad3-signaaltransductiepad, inclusief interacties met TGF-β receptoren, Smad4, Akt en PDK-1, leidend tot apoptose in de celkern.]
2p 20 Kan het Smad3-eiwit op grond van de bij afbeelding 6 beschreven functie
beschouwd worden als een hormoon, een receptor of een second
messenger?
A als een hormoon
B als een receptor
C als een second messenger
Bij AOS-patiënten wordt een verhoogde expressie van het Smad3-gen
gemeten.
De verhoogde expressie van het Smad3-gen kan de verschijnselen van
osteoarthritis verklaren.
1p 21 Geef hiervoor een verklaring.
VW-1018-a-16-1-o
12 / 20
lees verder ► ► ►

### Pagina 13

Bij de families die meewerkten aan het onderzoek
heeft een nieuwe test op mutaties in het Smad3-gen
zijn vruchten afgeworpen. Een jongen van 20 jaar
werd dankzij de test op tijd behandeld.
De vaatchirurg koos bij de behandeling van het
aorta-aneurysma voor het plaatsen van een stent
(zie afbeelding 7) op de plek van het aneurysma.
Een stent is een metalen of kunststof buisje met een
vochtdichte voering, dat in opgevouwen toestand in
een bloedvat wordt gebracht om daarna tot de juiste
grootte te worden opgerekt.
afbeelding 7
2p 22 De stent wordt met behulp van een geleidekatheter via een bloedvat in de
lies in het aorta-aneurysma gebracht.
Via welk bloedvat in de lies kan de chirurg de geleidekatheter inbrengen
om bij dit aneurysma te komen?
A alleen via de linker bekkenader
B alleen via de rechter bekkenader
C alleen via de linker bekkenslagader
D alleen via de rechter bekkenslagader
E via de linker of rechter bekkenader
F via de linker of rechter bekkenslagader
De hygiëne-hypothese
In de afgelopen decennia is in de westerse wereld het aantal gevallen van
allergiëen en auto-immuunziekten opvallend toegenomen. Eind vorige
eeuw publiceerde immunoloog David Strachan een mogelijke verklaring
voor deze toename: de hygiëne-hypothese.
Strachan stelt dat een afgenomen blootstelling aan infectiebronnen in de
eerste levensjaren leidt tot een abnormaal heftige afweerreactie op
ongevaarlijke antigenen later in het leven. De afgenomen blootstelling aan
antigenen in de eerste levensjaren is te danken aan vaccinaties,
verbeterde hygiëne en het gebruik van antibiotica.
Baby’s worden geboren met veel T-helpercellen (Th-lymfocyten). Pas na
het doormaken van allerlei kinderziektes worden ook cytotoxische
T-cellen (Tc-lymfocyten) gemaakt.
1p 23 Verklaar waardoor een baby na de geboorte meestal niet onmiddellijk
cytotoxische T-cellen nodig heeft.
VW-1018-a-16-1-o
13 / 20
lees verder

### Pagina 14

Volgens de hygiëne-hypothese zijn antistofgerelateerde aandoeningen het gevolg van een verstoorde balans tussen bepaalde pre-T-helpercellen: Th1 en Th2. Vlak na de geboorte zijn er vooral Th2-cellen. Th1-cellen activeren Tc-lymfocyten, Th2-cellen activeren B-lymfocyten. Het doormaken van een infectieziekte, vooral als deze gepaard gaat met koorts, stimuleert de afweer via Th1-cellen. Wanneer het aantal Th1-cellen toeneemt, neemt het aantal Th2-cellen af.

In afbeelding 1 is schematisch weergegeven de presentatie van een antigeen door een antigeenpresenterende cel (APC) waardoor een pre-T-helpercel geactiveerd wordt.

afbeelding 1
[FIGUUR: Schematische weergave van antigenpresentatie. Cel 1 (APC) presenteert antigeen 4 via MHC II 3 aan cel 2 (pre-T-helpercel) met receptor 5. Cel 2 heeft ook CD-4 6.]

legenda:
1 = APC
2 = pre-T-helpercel
3 = MHC II
4 = antigeen
5 = receptor
6 = CD-4

1p 24 Verklaar waardoor een pre-T-cytotoxische cel niet zal reageren op de presentatie van het antigeen door deze APC.

2p 25 Kinderen die in een té hygiënische omgeving opgroeien, zouden volgens de hygiëne-hypothese een verhoogd risico lopen op het ontwikkelen van allergieën. Een verklaring hiervoor is dat deze kinderen, doordat ze zelden een infectieziekte doorlopen, relatief veel van een bepaald type lymfocyten (1) hebben, die de vorming van bepaalde andere lymfocyten (2) stimuleren, die antistoffen gaan produceren tegen (onbekende maar) ongevaarlijke antigenen, zoals stuifmeel. Welke typen lymfocyten moeten op plaats 1 en plaats 2 van bovenstaande verklaring ingevuld worden?

plaats 1 | plaats 2
------- | --------
A B-lymfocyten | Th1-lymfocyten
B B-lymfocyten | Th2-lymfocyten
C Th1-lymfocyten | B-lymfocyten
D Th1-lymfocyten | Tc-lymfocyten
E Th2-lymfocyten | B-lymfocyten
F Th2-lymfocyten | Tc-lymfocyten

VW-1018-a-16-1-o 14 / 20 lees verder

### Pagina 15

2p 26 Leg uit hoe, volgens de hygiëne-hypothese, het toedienen van antibiotica tegen allerlei bacteriën in de eerste levensjaren kan bijdragen aan een allergische reactie van het immuunsysteem later in het leven.

Primaire en secundaire endosymbiose

Volgens de endosymbiose theorie waren de voorlopers van chloroplasten ooit vrijlevende fotosynthetiserende prokaryoten, die een blijvende symbiose met andere cellen zijn aangegaan. Deze endosymbiose was een grote stap in de evolutie. Japanse onderzoekers die de eencellige Hatena arenicola bestuderen, vermoeden een secundaire endosymbiose in ontwikkeling.

In Japan is een in zee levende eencellige flagellaat (Hatena) ontdekt die een eencellige fotosynthetiserende alg (Nephroselmis) kan inbouwen. In afbeelding 1 is de levenscyclus van Hatena met als symbiont de alg Nephroselmis schematisch weergegeven:

- De alg Nephroselmis wordt door Hatena opgeslokt via een soort mondopening, die later verdwijnt (1-3).
- De celwand van de alg wordt daarna wel tien keer zo groot, terwijl de andere organellen zoals mitochondriën juist veel kleiner worden en de flagel (zweephaar) van de alg verdwijnt (4-5).
- Vanaf dat moment leeft de alg in symbiose met de inmiddels groene Hatena (5).
- Als zo'n autotrofe Hatena zich deelt (6), ontstaat er een kleurloze (7a) en een groene dochtercel (7b).
- De kleurloze heterotrofe dochtercel vormt een mondopening en kan daardoor weer een Nephroselmis alg opnemen (1-3).

afbeelding 1
[FIGUUR: Schematische weergave van de levenscyclus van Hatena met de alg Nephroselmis, genummerd van 1 tot 7b, met pijlen die de processen aanduiden.]

VW-1018-a-16-1-o 15 / 20 lees verder ► ►►

### Pagina 16

In de geschiedenis van het leven op aarde heeft endosymbiose
vermoedelijk een grote rol gespeeld. Chloroplasten in plantencellen zijn
waarschijnlijk door endosymbiose ontstaan.
Enkele kenmerken van chloroplasten zijn:
1 omhuld door een dubbele membraan;
2 in bezit van eigen DNA;
3 in staat tot synthese van eiwitten.
2p 27 Welk van deze kenmerken is of welke zijn een aanwijzing dat
chloroplasten door endosymbiose zijn ontstaan?
A alleen 1
B alleen 1 en 2
C alleen 1 en 3
D alleen 2 en 3
E 1, 2 en 3

De onderzoekers vragen zich af of hier een eerste stadium van
secundaire endosymbiose, namelijk endosymbiose van een eukaryoot, te
zien is.

Door de onderzoekers is aan de opname van Nephroselmis door Hatena
de naam secundaire endosymbiose gegeven. Er heeft namelijk al primaire
endosymbiose van een ander organisme plaatsgevonden bij de
voorouders van Hatena.
2p 28 Beschrijf deze primaire endosymbiose die bij de voorouders van Hatena
heeft plaatsgevonden.
Gebruik in je beschrijving de termen prokaryoot en eukaryoot
en benoem het resultaat van deze primaire endosymbiose.

Onderzoekers beschouwen de gebeurtenissen die leiden tot een
symbiose tussen Hatena en Nephroselmis (zie afbeelding 1) als een
endosymbiose in ontwikkeling.
2p 29 Beschrijf een gebeurtenis waaruit blijkt dat de endosymbiose
vergevorderd is.
Beschrijf een gebeurtenis waaruit blijkt dat het nog geen volledige
endosymbiose is.

### Pagina 17

Leven met het syndroom van Kartagener

De tienjarige Joris komt op het spreekuur bij de huisarts. Joris hoest veel
en heeft vaak last van luchtweginfecties.
De huisarts weet dat bij Joris het hart gespiegeld in de borstkas ligt. Ze
vermoedt dat Joris primaire ciliaire dyskinesie (PCD) heeft. Dat is een
afwijking in de werking van bepaalde trilharen die ook een rol spelen bij
de links-rechtsoriëntatie van de organen tijdens de embryonale
ontwikkeling. Na een aantal onderzoeken blijkt dat Joris het syndroom van
Kartagener heeft, een combinatie van PCD en een gespiegelde ligging
van hart, maag en lever.

2p 30 De slechte trilhaawerking, een van de symptomen van PCD, zou de
bacteriële luchtweginfecties van Joris kunnen verklaren.
Leg uit waardoor een gebrekkige trilhaawerking deze luchtweginfecties
tot gevolg heeft.

Bewegelijke trilhaarcellen bevinden zich onder andere in de neusholte.
Andere delen van de luchtwegen zijn:
1 luchtpijp;
2 bronchiën;
3 bronchiolen;
4 longblaasjes.

2p 31 In welk deel of in welke delen bevinden zich ook bewegelijke
trilhaarcellen?
A alleen in 1
B alleen in 1 en 2
C alleen in 2 en 3
D alleen in 1, 2 en 3
E alleen in 2, 3, en 4
F 1, 2, 3 en 4

Joris wordt door de huisarts doorverwezen naar een KNO-arts. Deze
neemt een beetje epitheelweefsel weg uit de neus. De werking van de
trilharen in dit biopt wordt microscopisch onderzocht.
Een nadeel van een microscopisch onderzoek is dat de trilhaarcellen vaak
al zijn aangetast door een infectie en daardoor minder goed functioneren.
Een meer betrouwbare methode is dan ook om uit het biopt losse cellen te
isoleren en daarbij onder steriele omstandigheden een celkweek te
maken. In de kweekvloeistof vormen de cellen na verloop van tijd
meercellige bolletjes met trilharen aan de buitenzijde.

2p 32 Leg uit dat met de celkweekmethode onderzocht kan worden of de
gebrekkige trilhaawerking een genetische oorzaak heeft en niet het
gevolg is van een infectie.

VW-1018-a-16-1-0 17 / 20 lees verder ►►►

### Pagina 18

De gaswisseling in de longen van Joris gaat zonder behandeling steeds
verder achteruit doordat de diffusiesnelheid vermindert.
De diffusiesnelheid $V$ (hoeveelheid per tijdseenheid) van $O_2$ en $CO_2$ is
volgens de wet van Fick afhankelijk van de volgende factoren:

$V = D \cdot A \cdot \frac{\Delta c}{\Delta x}$

Daarbij is $D$ de diffusiecoëfficiënt, $A$ het diffusie-oppervlak, $\Delta c$ het verschil
in partiële gasdruk en $\Delta x$ de diffusieafstand.
2p 33 Beschrijf met behulp van twee factoren uit de wet van Fick waardoor de
diffusie van zuurstof in de longen van Joris vermindert.

Om de klachten ten gevolge van PCD te bestrijden krijgt Joris medicatie
om het slijm te verdunnen en fysiotherapie om te helpen het slijm op te
hoesten.
Joris krijgt ook een 'flutter' om het
ophoesten te vergemakkelijken (zie
afbeelding 1). Dat is een pijpje met
daarin een balletje dat weerstand geeft
en waarlangs hij moet uitademen.
De lucht die Joris uitademt wordt daarbij
in trilling gebracht.
Hij moet dit apparaatje gebruiken in
combinatie met 'huffen': een lange
sterke uitademing vanuit de keel.
afbeelding 1
[FIGUUR: Een foto van een 'flutter' apparaatje.]

Spiergroepen rond de borstkas die betrokken zijn bij de ademhaling, zijn
getekend in afbeelding 2. Met pijlen is aangegeven in welke richting de
ribben bewegen als spiergroepen samentrekken. Ook de richting waarin
het middenrif beweegt als de middenrifspieren samentrekken, is met een
pijl aangegeven.
afbeelding 2
[FIGUUR: Een tekening van de ribbenkast met spieren en pijlen die de beweging aangeven.]
1 halsspieren
2 buitenste tussenribspieren
3 binnenste tussenribspieren
4 middenrifspieren
5 buikspieren

VW-1018-a-16-1-o 18 / 20 lees verder ►►►

### Pagina 19

2p 34 Welke ademspieren worden gebruikt bij een ‘huf’?
A de binnenste tussenribspieren en de buikspieren
B de binnenste tussenribspieren, de middenrif- en de halsspieren
C de buitenste tussenribspieren en de buikspieren
D de buitenste tussenribspieren, de middenrif- en de halsspieren
Bij het lezen van een ECG, gemaakt van een persoon met een gespiegelde ligging van organen, zou een arts in eerste instantie denken dat de elektroden zijn verwisseld.
afbeelding 3
[FIGUUR: Schematische weergave van de plaatsing van elektroden op het bovenlichaam van een persoon, met een negatieve elektrode linksboven en een positieve elektrode rechtsboven.]
Een ECG is een registratie van de som van de afzonderlijke potentialen van alle hartspiercellen in de tijd. Een netto impuls in de richting van de positieve elektrode wordt geregistreerd als een positieve uitslag en een netto impuls die van de positieve elektrode afgaat als een negatieve uitslag.
In afbeelding 3 is te zien hoe de elektroden (+ en -) geplaatst kunnen zijn, met in afbeelding 4 de bijbehorende uitslag (het ECG) van een gezond persoon.
afbeelding 4
spanning
(mV)
tijd (s)
2p 35 Als bij Joris een ECG wordt gemaakt op dezelfde wijze als in afbeelding 3, hoe ziet er dan uit?
A
spanning
(mV)
B
C
D
spanning
(mV)
spanning
(mV)
tijd (s)
Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina.
VW-1018-a-16-1-o
19 / 20
lees verder ►►►

### Pagina 20

Flagellen (zweepharen) hebben in aanleg dezelfde bouw als de trilharen van trilhaarcellen. De huisarts zal de ouders van Joris dan ook informeren over een ander gevolg van het syndroom van Kartagener: mannen met PCD zijn vaak onvruchtbaar of verminderd vruchtbaar.
1p 36 Verklaar dat Joris als gevolg van PCD misschien minder vruchtbaar zal zijn.
1p 37 Waardoor zijn ook vrouwen met PCD door een verminderde trilhaerverwerking vaak minder vruchtbaar?
PCD wordt veroorzaakt door een autosomaal recessief overervend gen. Bij ongeveer 50% van de patiënten met PCD ontstaat in combinatie hiermee ook een gespiegelde ligging van organen.
De huisarts zal de ouders van Joris ook informeren over de kans op nog een kind met het syndroom van Kartagener.
2p 38 Wat is de kans dat een broertje of zusje van Joris ook het syndroom van Kartagener heeft?
A 0%
B 6,3%
C 12,5%
D 25%
E 50%

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-16-1-o 20 / 20 einde ■