# Eindexamen Biologie VWO 2021 tijdvak 2

> Openbaar eindexamen. Bekijk en oefen het examen: https://slimmeexamens.nl/examens/vwo/biologie/2021/tijdvak-2

## Vragen in dit examen

### Vraag 1 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een vraag over de werking van de anticonceptiepil en de hormonale regulatie van de menstruatiecyclus. Je moet de namen van specifieke klieren en hersendelen noemen die betrokken zijn bij deze regulatie.

Wat moet je kennen: Je moet de namen en functies kennen van de hypothalamus, de hypofyse (met name de voorkwab), en de eierstokken (ovaria) in relatie tot de menstruatiecyclus. Je moet ook het principe van negatieve terugkoppeling begrijpen in de context van hormoonregulatie.

Wat moet je kunnen: Je moet de hormonale keten kunnen benoemen die de menstruatiecyclus reguleert. Je moet kunnen aangeven welke klier door de hormonen in de pil wordt geremd en welk hersendeel deze klier aanstuurt.

Waar op letten: Benoem de precieze naam van de hormoonklier die geremd wordt (hypofyse of adenohypofyse/hypofysevoorkwab).
Benoem de precieze naam van het hersendeel dat de hormoonafgifte van die klier aanstuurt (hypothalamus).
Elk correct benoemd onderdeel levert een scorepunt op.
Let op de hiërarchie in de hormonale regulatie: hypothalamus -> hypofyse -> eierstokken.
Vermijd algemene termen; gebruik de specifieke biologische vaktermen.

### Vraag 2 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een vraag over de werking van de anticonceptiepil en de hormonale regulatie van de menstruatiecyclus. Je moet de namen van specifieke klieren en hersendelen noemen die betrokken zijn bij deze regulatie.

Wat moet je kennen: Je moet de namen kennen van de hormoonklier die door de pil wordt geremd en het hersendeel dat deze klier aanstuurt. Je moet ook de basisprincipes van hormonale feedbackmechanismen in de menstruatiecyclus begrijpen.

Wat moet je kunnen: Je kunt de juiste hormoonklier en het juiste hersendeel benoemen die betrokken zijn bij de regulatie van de menstruatiecyclus en de werking van de anticonceptiepil. Je kunt de causale relatie tussen de pilhormonen en de remming van de natuurlijke hormoonproductie uitleggen.

Waar op letten: Je moet de hormoonklier noemen die direct door de hormonen in de pil wordt geremd.
Je moet het specifieke deel van de hersenen noemen dat de hormoonafgifte van die hormoonklier aanstuurt.
Elke correct benoemde structuur levert een scorepunt op.
Zorg ervoor dat je de officiële biologische termen gebruikt.

### Vraag 3 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een vraag over de ontwikkeling van een follikel en de bijbehorende cellen. Je moet per cel aangeven of deze haploïd of diploïd is.

Wat moet je kennen: Je moet de stadia van de oögenese kennen, inclusief wanneer meiose I en meiose II plaatsvinden en wat het resultaat is voor de ploïdiegraad van de cel. Je moet ook het verschil tussen somatische cellen en geslachtscellen begrijpen.

Wat moet je kunnen: Je moet de informatie uit de afbeelding kunnen combineren met je kennis over meiose en oögenese om de ploïdiegraad van de genoemde cellen correct te bepalen.

Waar op letten: Je moet de juiste ploïdiegraad (haploïd of diploïd) aan elke cel toekennen.
Je moet goed onderscheid maken tussen geslachtscellen in verschillende stadia van meiose en somatische cellen.
Je moet de nummers 1 t/m 4 correct koppelen aan de juiste ploïdiegraad.
Je moet weten dat granulosacellen somatische cellen zijn en dus diploïd.
Je moet weten dat de primaire oöcyt diploïd is en de secundaire oöcyt en eicel haploïd.

### Vraag 4 – Examen

Wat kun je verwachten: Je moet de eigenschappen van virussen in de context van genetische modificatie kunnen beoordelen. Je krijgt een aantal voorwaarden voorgelegd en je moet bepalen of deze noodzakelijk zijn voor een virus om als vector te dienen.

Wat moet je kennen: Je moet de basisprincipes van virale infectie kennen, inclusief hoe virussen cellen binnendringen en hoe ze hun genetisch materiaal tot expressie brengen. Je moet ook weten welke componenten een virus zelf meebrengt en welke het van de gastheercel gebruikt. Specifiek moet je weten dat virussen verschillende soorten genetisch materiaal kunnen hebben (DNA of RNA) en dat ze vaak afhankelijk zijn van de machinerie van de gastheercel voor replicatie en transcriptie.

Wat moet je kunnen: Je moet kritisch kunnen nadenken over de functie van een virale vector en de minimale vereisten daarvoor. Je moet onderscheid kunnen maken tussen de eigenschappen die essentieel zijn voor infectie en genoverdracht, en eigenschappen die niet per se door het virus zelf geleverd hoeven te worden.

Waar op letten: Beoordeel elke voorwaarde afzonderlijk en bedenk of het virus deze functie zelf moet uitvoeren of dat de gastheercel dit kan leveren.
Denk na over de rol van het virus als 'transportmiddel' voor het gen, en niet zozeer over zijn eigen replicatiecyclus.
Houd rekening met de verschillende typen virussen en hun genetisch materiaal (DNA of RNA).
Let op de specifieke termen zoals 'transcriptiefactoren' en hun functie in de cel.

### Vraag 5 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een vraag over de toediening van een medicijn en moet verklaren waarom een bepaalde toedieningsvorm waarschijnlijk niet effectief is, gebaseerd op je kennis van biologische processen.

Wat moet je kennen: Je moet de basisprincipes van het spijsverteringsstelsel kennen, met name de vertering van eiwitten. Je moet ook weten dat hormonen, zeker eiwithormonen, een specifieke structuur nodig hebben om werkzaam te zijn.

Wat moet je kunnen: Je moet een oorzaak-gevolgrelatie kunnen opstellen tussen de orale toediening van een eiwithormoon en de effectiviteit daarvan. Je moet je kennis over eiwitvertering kunnen toepassen in een nieuwe context.

Waar op letten: Je moet specifiek benoemen dat MIS een eiwit is.
Je moet de relatie leggen tussen de eiwitstructuur en de afbraak in het spijsverteringsstelsel.
Je moet uitleggen dat deze afbraak de werking van MIS tenietdoet.
Je moet de term 'vertering' of 'afbraak' in de context van eiwitten gebruiken.

### Vraag 6 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een schema van een cellulair proces met daarin vier onbekende stoffen aangeduid met letters. Je moet deze letters koppelen aan een lijst van gegeven stoffen op basis van hun functie in het proces.

Wat moet je kennen: Je moet de basisprincipes van genexpressie kennen, inclusief de rol van receptoren, agonisten, antagonisten en enzymen zoals RNA-polymerase. Je moet ook weten hoe signaaltransductie kan leiden tot genexpressie of dit kan voorkomen.

Wat moet je kunnen: Je moet een schematische weergave van een biologisch proces kunnen interpreteren. Je moet de functie van verschillende moleculen in dit proces kunnen afleiden uit de context en de effecten die ze veroorzaken. Je moet specifieke termen correct kunnen toewijzen aan de onderdelen in het schema.

Waar op letten: Je moet de functie van elke stof in het proces correct koppelen aan de letter in de afbeelding.
Je moet onderscheid maken tussen de agonist (retinolzuur) en de antagonist (BMS) op basis van hun effect op genexpressie.
Je moet de rol van de receptor (retinolzuurreceptor) herkennen als de bindingsplaats voor zowel de agonist als de antagonist.
Je moet RNA-polymerase identificeren als het enzym dat betrokken is bij de daadwerkelijke genexpressie (transcriptie).
Je moet de notatie P, Q, R, S correct onder elkaar schrijven met de juiste stof erachter.

### Vraag 7 – Examen

### Vraag 8 – Examen

### Vraag 9 – Examen

### Vraag 10 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een lijst met organische stoffen die voorkomen in uitwerpselen van dieren en moet beoordelen welke van deze stoffen na afbraak kunnen bijdragen aan eutrofiëring van een waterrijk ecosysteem.

Wat moet je kennen: Je moet weten wat eutrofiëring inhoudt: een verrijking van het water met minerale voedingsstoffen, voornamelijk stikstof- (zoals nitraat en ammonium) en fosfaatverbindingen. Daarnaast moet je de elementaire samenstelling van de belangrijkste groepen organische stoffen kennen (koolhydraten, eiwitten/stikstofbasen, pigmenten zoals chlorofyl) of kunnen opzoeken in Binas/Biodata.

Wat moet je kunnen: Je analyseert voor elk van de drie stoffen welke elementen erin voorkomen (bevat de stof stikstof (N) of fosfor (P), of uitsluitend C, H en O?). Op basis daarvan beredeneer je of afbraak van deze stof mineralen oplevert die planten- en algengroei stimuleren.

Waar op letten: Bedenk welke atomen specifiek verantwoordelijk zijn voor eutrofiëring: planten hebben vooral extra stikstof (N) en fosfor (P) nodig om massaal te groeien.
Controleer in Binas/Biodata de molecuulstructuur of atoomsamenstelling als je twijfelt over een stof zoals chlorofyl of urinezuur.
Koolhydraten bestaan enkel uit C, H en O; afbraak hiervan levert geen mineralen op die eutrofiëring veroorzaken.
Noteer je antwoord exact in de gevraagde vorm: de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar met daarachter 'wel' of 'niet'.

### Vraag 11 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een hypothese over een ecologische relatie (zoals predatie of begrazing) en je moet een experimenteel onderzoeksontwerp beschrijven waarmee je deze hypothese toetst, inclusief het resultaat dat de hypothese zou bevestigen.

Wat moet je kennen: Je moet de basisprincipes van natuurwetenschappelijk onderzoek kennen: het verschil tussen de onafhankelijke en afhankelijke variabele, de functie van een blanco of controlegroep, en het constant houden van overige factoren (ceteris paribus).

Wat moet je kunnen: Je kunt een heldere proefopzet formuleren met twee vergelijkbare groepen die op slechts één variabele verschillen, en je kunt beredeneren welke concrete meetwaarde of waarneming aantoont dat de hypothese klopt.

Waar op letten: Noem altijd zowel de experimentele groep als de controlegroep (onafhankelijke variabele aanwezig versus afwezig).
Benoem expliciet dat je overige omstandigheden (zoals temperatuur en licht) gelijk moet houden tussen beide groepen.
Formuleer het resultaat als een concrete vergelijking van de afhankelijke variabele (bv. minder algengroei bij aanwezigheid van de factor).
Let op de vraagstelling: het opzetten van het experiment levert 1 punt op en het verwachte resultaat levert 1 punt op.

### Vraag 12 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een meerkeuzevraag waarin je onderzoeksgegevens over drie specifieke componenten van het immuunsysteem moet koppelen aan de juiste hoofdindeling van de afweer.

Wat moet je kennen: Je moet de tweedeling van het afweersysteem kennen: het aangeboren (aspecifieke) afweersysteem versus het verworven (specifieke) afweersysteem. Je moet weten welke celtypen en moleculen bij elk van deze twee systemen horen (zoals fagocyten, NK-cellen, complement-eiwitten, B-cellen, T-cellen en antistoffen). Binas-tabel 84A biedt hierbij een handig overzicht.

Wat moet je kunnen: Je analyseert de drie genoemde componenten uit het onderzoek (complement-eiwitten, fagocyten en NK-cellen) en bepaalt voor elk afzonderlijk tot welke tak van de afweer ze behoren om de juiste conclusie te trekken.

Waar op letten: Beoordeel elk van de drie genoemde componenten afzonderlijk: vallen ze allemaal onder dezelfde afweertak of zijn ze verdeeld?
Verwar natural killer-cellen (NK-cellen) niet met cytotoxische T-cellen; zoek bij twijfel hun rol op in Binas tabel 84A.
Bedenk welke kenmerkende onderdelen horen bij het verworven systeem (zoals B-cellen, T-cellen en antistoffen) en controleer of die in de lijst voorkomen.
Laat je niet afleiden door de ecologische context over ganzentrek; de kern van de vraag draait puur om de fysiologische indeling van afweercomponenten.

### Vraag 13 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt onderzoeksgegevens over het afweersysteem van trekkende en niet-trekkende ganzen. Je legt uit welk voordeel uit deze bloedwaardes blijkt en noemt daarnaast een ecologisch nadeel van vogeltrek.

Wat moet je kennen: Je moet weten dat het activeren en onderhouden van een afweersysteem veel energie kost en dat de concentratie afweerstoffen/cellen gerelateerd is aan de ziektedruk in een leefgebied. Daarnaast moet je de ecologische en energetische kosten (trade-offs) van migratie begrijpen.

Wat moet je kunnen: Je koppelt fysiologische meetgegevens (zoals aantallen afweercellen en eiwitten) aan een evolutionair voordeel in een specifieke omgeving, en je beredeneert een biologisch logisch nadeel van lange trektochten.

Waar op letten: Lees de vraag goed: het voordeel móét je afleiden uit het onderzoek naar de bloedwaardes, terwijl het nadeel een algemeen ecologisch gevolg van trekken is.
Pas op met de valkuil: noteer een minder actief afweersysteem nóóit als een nadeel; een lagere activiteit wijst er juist op dat er minder ziekteverwekkers zijn en er dus energie bespaard wordt.
Benoem het nadeel concreet in biologische termen, zoals energetische kosten ten koste van reproductie/groei of het risico op sterfte onderweg; termen als 'het is zwaar' zijn te vaag.
Let op de puntentelling: de vraag bestaat uit twee duidelijke deelvragen (voordeel en nadeel), waarbij elk onderdeel precies 1 scorepunt oplevert.

### Vraag 14 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een vraag waarin je moet beredeneren waarom een fysiologische reactie (verhoging van de hartslag) functioneel is bij een verstoring (CO-vergiftiging). Je legt hierbij een causaal verband tussen binding van CO, zuurstoftransport en de circulatie.

Wat moet je kennen: Je moet weten dat koolmonoxide (CO) bindt aan hemoglobine en zo het zuurstoftransport belemmert. Daarnaast moet je weten dat het hartminuutvolume bepaalt hoeveel bloed (en dus zuurstof) per minuut naar de weefsels wordt vervoerd, en dat een hogere hartslag dit volume vergroot.

Wat moet je kunnen: Je koppelt het effect van CO op de zuurstoftransportcapaciteit van het bloed aan een fysiologisch compensatiemechanisme van de bloedsomloop om weefsels toch van voldoende zuurstof te voorzien.

Waar op letten: Elk causaal stapje levert een scorepunt op: eerst het probleem (effect op transportcapaciteit), daarna de fysiologische compensatie.
Zeg niet alleen 'er is te weinig zuurstof', maar specificeer dat de zuurstoftransportcapaciteit van het bloed afneemt.
Benoem expliciet dat er meer bloed per tijdseenheid moet worden rondgepompt (hartminuutvolume) om dit zuurstoftekort in de weefsels op te vangen.

### Vraag 15 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een context over gaswisseling en ademhaling waarbij een veranderende fysiologische omstandigheid gekoppeld moet worden aan een specifieke natuurkundige factor uit de diffusiewet.

Wat moet je kennen: Je moet de formule en de afzonderlijke variabelen van de wet van Fick kennen (zie Binas), zoals diffusieoppervlak (A), diffusiecoëfficiënt (D), membraandikte (Δx) en het concentratieverschil (Δc).

Wat moet je kunnen: Je koppelt een toename van de partiële zuurstofdruk aan de juiste, specifieke factor in de wet van Fick zonder variabelen met elkaar te verwarren.

Waar op letten: Maak een scherp onderscheid tussen 'concentratieverschil' (Δc) en 'concentratiegradiënt' (Δc/Δx); een gradiënt bevat ook de diffusieafstand en wordt op het examen fout gerekend als factor.
Noem niet alleen 'concentratie', maar expliciet het 'verschil' in concentratie of partiële druk tussen twee compartimenten.
Zoek zo nodig in Binas naar de exacte formulering van de variabelen in de diffusievergelijking.

### Vraag 16 – Examen

Wat kun je verwachten: Je vergelijkt het effect van koolmonoxidevergiftiging met bloedarmoede op het vermogen van hemoglobine om zuurstof af te geven in de weefsels. Je beantwoordt eerst met 'hoger', 'lager' of 'gelijk' en onderbouwt dit causaal aan de hand van de bindingseigenschappen van hemoglobine.

Wat moet je kennen: Je moet weten hoe de conformatie (ruimtelijke bouw) en de zuurstofaffiniteit van hemoglobine veranderen bij binding van zuurstof of koolmonoxide. Je kent het verschil tussen een tekort aan functioneel hemoglobine (bloedarmoede) en de belemmering van het loslaten van zuurstof door CO-binding.

Wat moet je kunnen: Je koppelt de informatie uit de afbeelding over de 'relaxed' en 'tight' conformatie aan het loslaten van O2 bij lage partiële zuurstofdruk. Je redeneert causaal waarom hemoglobine met CO de overgebleven O2-moleculen vasthoudt in plaats van afstaat.

Waar op letten: Geef expliciet antwoord op het eerste deel van de vraag ('hoger', 'lager' of 'gelijk'); zonder deze keuze mis je direct het eerste scorepunt.
Benoem in je verklaring altijd beide situaties of maak een expliciete vergelijking: wat gebeurt er met het loslaten van zuurstof bij CO-vergiftiging versus bij bloedarmoede?
Let goed op de 'relaxed'-toestand in de bijlage: CO zorgt ervoor dat hemoglobine een hoge affiniteit voor O2 behoudt, waardoor O2 juist gebonden blijft.
Elk causaal stapje is een scorepunt: eerst de juiste keuze (stap 1), daarna het mechanisme van het wel of niet loslaten van zuurstof (stap 2).

### Vraag 17 – Examen

Wat kun je verwachten: Je vult een causale keten aan die een proces verbindt van moleculair niveau via cellulair niveau naar het niveau van het organisme.

Wat moet je kennen: Je moet weten welke specifieke processen in een neuron direct afhankelijk zijn van ATP (zoals actief transport door membraaneiwitten of het verplaatsen van transportblaasjes door motoreiwitten) en hoe het uitvallen daarvan de functie van de cel (zoals impulsgeleiding of impulsoverdracht) blokkeert.

Wat moet je kunnen: Je koppelt de gevolgen van energietekort aan het juiste biologische organisatieniveau: eerst een direct gevolg voor een specifiek eiwit of moleculair mechanisme (moleculair niveau), en vervolgens het functionele effect daarvan op de werking van de zenuwcel zelf (cellulair niveau).

Waar op letten: Let scherp op de organisatieniveaus: stap 1 moet een proces op moleculair niveau beschrijven (een specifiek eiwit of transportmechanisme).
Stap 2 moet een direct cellulair gevolg zijn van stap 1 (de hoofdfunctie van het neuron die uitvalt).
Zorg voor een causaal sluitende keten: de celreactie bij stap 2 moet logisch voortvloeien uit het moleculaire defect bij stap 1.
Benoem de biologische structuren of processen met de juiste vaktermen (zoals specifieke pompen, motoreiwitten, geleiding of overdracht).

### Vraag 18 – Examen

Wat kun je verwachten: Je analyseert een genetische databank-weergave met zowel een coderende DNA-sequentie als een aminozuurvolgorde in eenlettercodes. Je bepaalt welk deel van het DNA codeert voor specifieke aminozuurposities en past daar een gerichte puntmutatie op toe.

Wat moet je kennen: Je kent het verschil tussen de coderende streng van het DNA, de matrijsstreng en mRNA (coderend DNA bevat T in plaats van U). Je weet hoe je met de genetische code (Binas 71G) aminozuren en hun bijbehorende tripletten opzoekt, en wat een puntmutatie (substitutie) inhoudt.

Wat moet je kunnen: Je berekent vanaf welk nucleotide een specifiek aminozuur begint ((positie - 1) * 3 + 1) en leest de juiste tripletten af uit de sequentie. Je vertaalt het nieuwe aminozuur glutamine naar mogelijke DNA-triplets en selecteert een variant die met een puntmutatie (één basenverandering) vanuit het oorspronkelijke triplet kan ontstaan.

Waar op letten: Schrijf een DNA-sequentie op en geen mRNA-sequentie (gebruik T en geen U, want er wordt expliciet gevraagd naar het DNA van het gen).
Tel nauwkeurig: aminozuur 63 begint bij base (62 * 3) + 1 = 187; lees vanaf daar drie aaneengesloten tripletten af.
Zorg dat er bij de gemodificeerde sequentie slechts één nucleotide verschilt ten opzichte van het oorspronkelijke triplet van aminozuur 64 (het moet een puntmutatie blijven).
Controleer in Binas tabel 71G dat het gekozen nieuwe triplet daadwerkelijk codeert voor glutamine (Gln / Q).

### Vraag 19 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een beschrijving van een biologisch experiment met bindingsaffiniteiten tussen eiwitten en liganden. Je moet uit vier verschillende diagrammen beredeneren welke grafiek het verloop van de concentraties over de tijd correct weergeeft.

Wat moet je kennen: Je moet weten wat bindingsaffiniteit inhoudt: een veel hogere affiniteit (in dit geval 500 keer sterker) zorgt ervoor dat het ligand (CO) vrijwel volledig en zeer snel wordt overgenomen door het nieuwe molecuul. Daarnaast moet je weten dat bindingsprocessen en chemische evenwichten niet lineair verlopen, maar afvlakken naarmate de reactanten opraken.

Wat moet je kunnen: Je analyseert de begin- en eindsituatie op t = 0 en t = 60 seconden. Je leidt af hoe de curves van beide eiwitcomplexen moeten lopen op basis van de reactiesnelheid en de enorme bindingsvoorkeur van het gemodificeerde eiwit ten opzichte van het oorspronkelijke eiwit.

Waar op letten: Controleer eerst de beginsituatie op t = 0: welk molecuul bevat aan het begin alle CO?
Let op het verschil tussen een lineair verloop en een typische verzadigingscurve: bindingsreacties verlopen zelden lineair.
Bedenk wat een 500 keer hogere affiniteit betekent voor het eindpunt van het evenwicht: blijft er een evenwicht van 50/50 over, of verschuift het vrijwel volledig naar één kant?
Let op de snelheid van de reactie: een extreem sterke binding leidt tot een zeer steile verandering in de eerste paar seconden.

### Vraag 20 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een situatie waarin plantenresten eeuwenlang bewaard zijn gebleven in een bodemlaag (zoals een verlande meander of veenlaag). Je legt stap voor stap uit hoe de specifieke milieuomstandigheden ervoor hebben gezorgd dat dit organisch materiaal niet is afgebroken.

Wat moet je kennen: Je moet weten dat reducenten (bacteriën en schimmels) organisch materiaal afbreken via aerobe dissimilatie, en dat dit proces stilvalt wanneer er geen zuurstof aanwezig is (anaerobe omstandigheden in waterverzadigde bodems).

Wat moet je kunnen: Je koppelt een abiotische factor (afsluiting van zuurstof door water/modder) logisch aan een biotisch proces (het uitblijven van afbraak door reducenten of het stoppen van aerobe dissimilatie).

Waar op letten: Elk causaal stapje is een scorepunt: noem eerst de abiotische factor (geen zuurstof) en daarna het biologische mechanisme.
Alleen benoemen dat het 'nat' of 'bedekt met modder' was levert geen punten op; je moet expliciet de afwezigheid van zuurstof noemen.
Vakterm verplicht: noem reducenten (of bacteriën/schimmels) en het ontbreken van (aerobe) dissimilatie of biologische afbraak; alleen zeggen dat de resten 'bewaard bleven' is geen verklaring van het mechanisme.

### Vraag 21 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een vraag waarin je het begrip epigenetica moet toepassen op een biologisch verschijnsel (in dit geval huidmondjesdichtheid bij planten). Je legt uit op welk niveau een epigenetische verandering plaatsvindt.

Wat moet je kennen: Je moet weten wat epigenetica inhoudt: veranderingen in de genexpressie of genactiviteit (zoals door DNA-methylering of histonmodificatie) zonder dat de nucleotidevolgorde (DNA-sequentie) zelf verandert.

Wat moet je kunnen: Je koppelt de term epigenetica nauwkeurig aan het niveau van genen en hun activiteit, en je onderscheidt dit scherp van genetische veranderingen zoals mutaties of allelselectie.

Waar op letten: Gebruik altijd de juiste vaktermen: noem expliciet 'genen' en hun 'expressie' of 'activiteit'.
Haal epigenetica niet door de war met mutaties of veranderingen in de DNA-sequentie; de basenvolgorde verandert juist niet.
Blijf niet te algemeen door enkel te zeggen dat 'de plant zich aanpast aan de omgeving' zonder het moleculaire/genetische mechanisme te noemen.

### Vraag 22 – Examen

Wat kun je verwachten: Je legt in een causaal stappenplan uit hoe natuurlijke selectie kan leiden tot een verandering van een specifieke eigenschap (hier: huidmondjesdichtheid) in een populatie over meerdere generaties.

Wat moet je kennen: Je moet de twee vaste pijlers van het Darwinistische evolutiemechanisme kennen: aanwezigheid van genetische variatie (door mutatie en recombinatie) en het optreden van natuurlijke selectie waarbij individuen met gunstige eigenschappen een grotere overlevings- en voortplantingskans (hogere fitness) hebben.

Wat moet je kunnen: Je past het algemene principe van natuurlijke selectie direct toe op de gevraagde eigenschap. Je redeneert vanuit bestaande erfelijke verschillen en koppelt deze aan selectievoordeel of fitness.

Waar op letten: Bouw je redenering altijd op in twee duidelijke stappen: elke stap levert één scorepunt op.
Benoem expliciet dat er genetische (of erfelijke) variatie voor de eigenschap in de populatie aanwezig moet zijn; zonder variatie is er geen evolutie mogelijk.
Vermijd Lamarckiaans denken: formuleer nooit dat planten zich actief 'aanpassen omdat ze het nodig hebben', maar dat individuen met een bepaalde variant een selectievoordeel of hogere fitness hebben.
Koppel vaktermen als 'selectievoordeel', 'overlevingskans' of 'fitness' direct aan de specifieke verandering die in de vraag genoemd wordt.

### Vraag 23 – Examen

Wat kun je verwachten: Je beantwoordt een meerkeuzevraag over de waterhuishouding van plantencellen. Je beoordeelt het effect van waterverlies op twee verschillende niveaus: bij het verlies van turgor en tijdens voortschrijdende plasmolyse, telkens toegepast op de macroscopische afmeting van het blad.

Wat moet je kennen: Je moet de begrippen turgor, grensplasmolyse en plasmolyse kunnen definiëren en begrijpen. Je moet weten dat turgordruk de celwand onder spanning zet en stevigheid geeft aan niet-verhoute plantendelen. Daarnaast moet je weten dat de celwand van cellulose een stevig omhulsel vormt dat niet zomaar inklapt wanneer de protoplast loslaat.

Wat moet je kunnen: Je koppelt cellulaire processen (osmose, krimpen van de vacuole en het loslaten van het celmembraan) aan de uiterlijke vormverandering van het hele blad. Je redeneert wat er met het weefsel gebeurt als de spanning van de celwanden verdwijnt (verwelking) versus wanneer de celwanden hun vorm behouden terwijl de celinhoud verder verschrompelt.

Waar op letten: Maak een scherp onderscheid tussen de protoplast (celinhoud met celmembraan) en de rigide celwand.
Bedenk wat er op weefselniveau gebeurt: turgor zorgt voor weefselspanning; verlies daarvan leidt tot verwelking en krimp van het blad.
Bedenk wat de celwand doet tijdens plasmolyse: zodra de membraan loslaat, bepaalt de celwand de uiterste grens en krimpt het blad als geheel niet noemenswaardig verder.

### Vraag 24 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een meerkeuzevraag waarin je moet beredeneren wat er gebeurt met de dichtheid van cellen wanneer biologisch materiaal uitdroogt en krimpt, gecombineerd met de wiskundige wijze waarop je voor krimp corrigeert via een relatieve verhouding.

Wat moet je kennen: Je moet weten dat herbariummateriaal gedroogd plantenmateriaal is en dat waterverlies leidt tot verlies van turgor en krimp van de cellen en het bladoppervlak. Ook moet je begrijpen wat dichtheid inhoudt (aantal per oppervlakte-eenheid) en hoe je een relatieve fractie of index berekent (deel gedeeld door het geheel).

Wat moet je kunnen: Je beredeneert het effect van een verkleind bladoppervlak op het aantal huidmondjes per oppervlakte-eenheid bij een gelijkblijvend absoluut aantal huidmondjes. Vervolgens leid je af welke breuk het aandeel van de huidmondjes ten opzichte van álle cellen in de opperhuid (epidermiscellen plus huidmondjes) correct weergeeft.

Waar op letten: Maak expliciet onderscheid tussen een absolute hoeveelheid (totaal aantal huidmondjes) en een dichtheid (aantal per oppervlaktemaat).
Beredeneer stap voor stap wat uitdroging doet met het bladoppervlak en welk effect dit heeft op de breuk aantal / oppervlak.
Let bij de breuk goed op de noemer: om een aandeel van het totaal te bepalen, moet de noemer bestaan uit álle cellen in de laag (dus de reguliere epidermiscellen én de huidmondjes samen).

### Vraag 25 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een biologische context waarin een theoretisch model zou voorspellen dat een structuur (zoals huidmondjes) kan verdwijnen. Je legt uit waarom deze structuur fysiologisch onmisbaar is voor het overleven van het organisme.

Wat moet je kennen: Je moet de fysiologische functies van huidmondjes kennen: gaswisseling (opname van CO₂ voor fotosynthese, afgifte/opname van O₂) en transpiratie (verdamping van water ten behoeve van de opwaartse sapstroom en koeling).

Wat moet je kunnen: Je benoemt twee verschillende, concrete biologische processen waarvoor huidmondjes noodzakelijk zijn. Je formuleert dit specifiek door de juiste stoffen of processen te noemen.

Waar op letten: Geef exact twee redenen; een derde reden levert geen extra punten op en kost tijd.
Benoem specifieke stoffen bij gaswisseling (CO₂ of O₂); termen als 'ademen' of 'lucht doorlaten' zijn te vaag.
Koppel de functie aan een essentieel proces, zoals verdamping/transpiratiestroom of fotosynthese/dissimilatie.
Let op dat je niet tweemaal hetzelfde noemt met andere woorden (bijvoorbeeld alleen 'gaswisseling' uitsplitsen als dat overlap geeft, of noem transpiratie én gaswisseling).

### Vraag 26 – Examen

Wat kun je verwachten: Je krijgt een korte verklarende vraag waarin je het verband moet leggen tussen de atmosferische gassamenstelling en de temperatuur op aarde.

Wat moet je kennen: Je moet de werking van het (versterkte) broeikaseffect kennen, inclusief de functie van koolstofdioxide als broeikasgas bij het vasthouden van warmtestraling in de dampkring.

Wat moet je kunnen: Je kunt de causale relatie uitleggen tussen een afname van een specifiek broeikasgas en het effect daarvan op de warmtehuishouding van de aarde.

Waar op letten: Benoem expliciet het fysische/ecologische mechanisme (zoals het broeikaseffect of het vasthouden van warmte) en herhaal niet simpelweg de vraag.
Houd je antwoord beknopt: de vraag is 1 punt waard, dus één sluitende causale link volstaat.
Verwar het broeikaseffect niet met aantasting van de ozonlaag; richt je puur op warmtestraling en broeikasgassen.

### Vraag 27 – Examen

### Vraag 28 – Examen

### Vraag 29 – Examen

### Vraag 30 – Examen

### Vraag 31 – Examen

### Vraag 32 – Examen

### Vraag 33 – Examen

### Vraag 34 – Examen

### Vraag 35 – Examen

### Vraag 36 – Examen

### Vraag 37 – Examen

### Vraag 38 – Examen

### Vraag 39 – Examen

## Opgaven (tekst van het examen)

### Pagina 1

Examen VWO
2021
tijd vak 2
woensdag 16 juni
13.30 - 16.30 uur
biologie
Dit examen bestaat uit 39 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 71 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 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 redener worden gevraagd en je geeft meer dan twee
redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
VW-1018-a-21-2-o

### Pagina 2

Tenzij anders vermeld, is er sprake van normale situaties en gezonde
organismen.
Alternatieven voor ‘de pil’
‘De pil’, het meest gebruikte anticonceptiemiddel, is vanwege bijwerkingen
niet voor elke vrouw geschikt. Wetenschappers zijn op zoek naar
alternatieven.
De pil is meestal een combinatiepreparaat. De twee hormonen in de pil
remmen een hormoonklier en een bepaald deel van de hersenen.
Hierdoor wordt de afgifte van hormonen die de ovaria stimuleren om een
eicel te produceren, geblokkeerd.
2p 1 – Noteer de naam van de hormoonklier die wordt geremd door de
hormonen in de pil.
– En noteer de naam van het deel van de hersenen dat de
hormoonafigte door deze hormoonklier aanstuurt.
De anticonceptiepil bevat meestal een combinatie van een progestageen
hormoon (een synthetische variant van progesteron) en een oestrogeen
hormoon. De pil wordt gedurende drie weken geslikt, gevolgd door een
stopweek waarin geen pil wordt ingenomen. Meestal vindt in de stopweek
een bloeding plaats. Na de stopweek wordt weer gestart met inname van
de pil.
Over het effect van deze hormonen worden de volgende beweringen
gedaan:
1 Een hormoon in de pil stimuleert gedurende de slikweken de opbouw
van het baarmoederslijmvlies.
2 Een hoge concentratie progestageen hormoon veroorzaakt de
menstruatie.
2p 2 Welke bewering is juist?
A geen van beide
B alleen 1
C alleen 2
D zowel 1 als 2
Onderzoekers van een aantal academische ziekenhuizen in
Massachusetts doen onderzoek naar een manier om de rijping van
eicellen te voorkomen zonder gebruik te maken van oestrogenen of
progestagenen. Zij testen het effect van het eiwithormoon MIS (Müllerian
Inhibiting Substance) op de vruchtbaarheid. MIS wordt afgegeven door de
granulosacellen van een rijpende follikel en remt de ontwikkeling van
andere follikels – de primordiale follikels – in het ovarium.
VW-1018-a-o
2 / 20
lees verder ►►

### Pagina 3

Afbeelding 1 geeft de ontwikkeling van een follikel weer.

afbeelding 1

[FIGUUR: Schema van de ontwikkeling van follikels: primordiale follikel met primaire oöcyt en granulosacellen, die evolueert naar een secundaire oöcyt en uiteindelijk tot een Graafse follikel met eicel.]

Vier cellen zijn:
1 de primaire oöcyt
2 de granulosacel
3 de secundaire oöcyt
4 de eicel, net na de ovulatie
2p 3 Schrijf de nummers 1 tot en met 4 onder elkaar en noteer erachter of de
betreffende cel haploïd of diploïd is.

Voor hun onderzoek gebruikten de onderzoekers vrouwelijke muizen. Bij
één groep werd een gemodificeerd MIS-gen ingebracht. In deze muizen
werd de concentratie MIS in het bloed zo hoog dat ze na zes weken
onvruchtbaar bleken te zijn. Bij een andere groep werd tweemaal per dag
MIS geïnjecteerd. Ook bij deze muizen stopte de follikelrijping na enige
tijd.

Het gemodificeerde MIS-gen werd in de muizen ingebracht door middel
van een virale vector: onderzoekers infecteerden de muizen met een virus
waarin ze het gemodificeerde gen ingebouwd hadden.
Of een bepaald virus hiervoor geschikt is, hangt af van een aantal
voorwaarden.
Enkele mogelijke voorwaarden zijn:
1 Het virus moet in staat zijn zich te hechten aan de cellen van de muis.
2 Het virus moet transcriptiefactoren bevatten.
3 Het virus moet dubbelstrengs DNA bevatten.
2p 4 Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de
betreffende voorwaarde wel of niet noodzakelijk is voor een geschikt
virus.

Als MIS als anticonceptiemiddel bij mensen wordt toegepast, moet eerst
nog onderzoek worden gedaan naar de manier van toediening.
1p 5 Verklaar dat toediening van MIS in pilvorm waarschijnlijk niet effectief zal
zijn.

VW-1018-a-o 3 / 20 lees verder

### Pagina 4

Een andere groep Amerikaanse onderzoekers probeert een vorm van
anticonceptie te ontwikkelen die werkzaam is bij mannen. Hierbij
bestuderen ze het effect van de stof BMS-189453 (verder BMS genoemd),
die de ontwikkeling van zaadcellen verhindert.

BMS functioneert als een antagonist op een retinozuurreceptor; het
verhindert binding van retinozuur. Stimulering van de retinozuurreceptor
leidt tot de expressie van bepaalde genen.
In afbeelding 2 is schematisch weergegeven welke invloed BMS heeft op
cellen die een rol spelen bij de spermatogenese. Met de letters P, Q, R en
S zijn stoffen aangegeven.

afbeelding 2

[FIGUUR: Schematische weergave van het effect van stoffen P, Q, R en S op genexpressie. Stof P kan een cel binnenkomen en genexpressie stimuleren. Stof Q kan ook de cel binnenkomen en via retinozuurreceptor R genexpressie stimuleren. Stof S kan de retinozuurreceptor remmen, wat leidt tot geen genexpressie.]

Vier stoffen in dit proces zijn:
- BMS
- retinozuur
- retinozuurreceptor
- RNA-polymerase

2p 6 Schrijf de letters P, Q, R en S onder elkaar en noteer erachter welk van
deze stoffen wordt weergegeven met de betreffende letter in afbeelding 2.

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

### Pagina 5

Een groep acht weken oude mannetjesmuizen kreeg een dosis van 1 mg BMS per kg lichaamsgewicht oraal toegediend. De muizen werden hierdoor steriel. Om te beoordelen hoelang de muizen steriel bleven, is twee, vier en zes weken nadat de toediening van BMS gestopt was, onderzocht of de muizen weer embryo’s konden verwekken. Ook werd onderzocht of de lengte van de periode waarin het middel toegediend werd, invloed heeft op het aantal verwekte embryo’s. De resultaten zijn weergegeven in afbeelding 3.

afbeelding 3

[FIGUUR: Grafiek met op de y-as "gemiddeld aantal embryo's" en op de x-as "tijd na beëindiging toediening (in weken)". Er zijn drie lijnen die een stijgende trend laten zien: een doorgetrokken lijn, een gestippelde lijn en een onderbroken lijn.]

Legenda:
— 1 mg/kg, 16 weken toegediend
--- 1 mg/kg, 8 weken toegediend
…… 1 mg/kg, 4 weken toegediend

Op basis van dit resultaat worden de volgende beweringen gedaan:
1 Langere toediening van BMS veroorzaakt vier weken na beëindiging van de toediening een geringere vruchtbaarheid dan een kortere toediening.
2 Een lagere dosis BMS verstoort de vruchtbaarheid langduriger dan een hogere dosis.
3 Zes weken na beëindiging van de toediening is de vruchtbaarheid volledig hersteld.

2p 7 Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de betreffende bewering wel of niet ondersteund wordt door de gegevens in de grafiek.

VW-1018-a-o 5 / 20 lees verder

### Pagina 6

Trekganzen

Als gevolg van klimaatverandering en verandering van landgebruik verandert de trek van ganzen. Wetenschappers van de Rijksuniversiteit Groningen hebben de invloed van het toenemende aantal ganzen op het ecosysteem op Spitsbergen onderzocht.

Ganzenpopulaties in Europa zijn de laatste decennia sterk gegroeid. Van de brandgans ($Branta leucopsis$) zijn er zevenmaal zo veel als veertig jaar geleden en van de kleine rietgans ($Anser brachyrhynchus$) viermaal zo veel. Ganzen eten vooral grassen en kruidachtige planten. De voorjaarstrekbewegingen en de verblijfplaatsen van de populaties brandganzen en kleine rietganzen die op Spitsbergen broeden, zijn in afbeelding 1 weergegeven.

afbeelding 1
[FIGUUR: Een kaart van Europa met migratieroutes van ganzen. Links bovenin staat 'Spitsbergen'. De kaart toont migratieroutes van de brandgans (gestippelde lijn) en de kleine rietgans (doorgetrokken lijn). Er zijn ook cirkels op de kaart die broedplaatsen, pleisterplaatsen en overwinteringsgebieden aangeven. Rechts van de kaart staan tekeningen van een brandgans en een kleine rietgans met hun wetenschappelijke namen. Onder de kaart staat een schaal van 250 km.]

De groei van de ganzenpopulaties in de afgelopen decennia heeft verschillende oorzaken. In Nederland zijn dit beperking van de jacht en een ander gebruik van landbouwgrond. Op Spitsbergen is met name klimaatverandering de oorzaak. Klimaatverandering leidt namelijk tot een stijging van de temperatuur en daarmee tot een stijging van het voedselaanbod.

2p 8 Beschrijf twee gevolgen van temperatuurstijging op Spitsbergen waardoor de hoeveelheid voedsel voor ganzen kan zijn toegenomen.

VW-1018-a-o 6 / 20 lees verder ►►►

### Pagina 7

1p 9 In het kustgebied van Spitsbergen waar de ganzen voornamelijk nestelen, zijn talrijke ondiepe plassen en meertjes. De voedselketen in deze meertjes bestaat uit slechts twee trofische niveaus. Watervlooien van het geslacht Daphnia komen in grote aantallen in deze meertjes voor. Tot welk trofisch niveau behoort Daphnia? Noteer de biologische term.

De meertjes op Spitsbergen bevatten weinig mineralen. De uitwerpselen van de steeds grotere populaties ganzen kunnen leiden tot eutrofiëring van deze meertjes.
In uitwerpselen van ganzen komen de volgende stoffen voor:
1 cellulose
2 chlorofyl
3 urinezuur
2p 10 Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de betreffende stof wel of niet zal bijdragen aan eutrofiëring.

Vreemd genoeg leidt eutrofiëring in de plassen en meertjes op Spitsbergen niet tot algenbloei. De onderzoekers veronderstelden dat dit veroorzaakt wordt door de aanwezigheid van de watervlooien.
2p 11 Beschrijf een experiment om deze hypothese te toetsen. Geef hierbij aan door welk resultaat de hypothese bevestigd zou worden.

[FIGUUR: Een grijze kader met de volgende tekst.]
Steeds meer brandganzen en kleine rietganzen blijven in de overwinteringsgebieden om te broeden. De kwaliteit van het gras is verbeterd door bemesting en ook zijn landbouwresten als voedsel beschikbaar. Om te onderzoeken of trekken toch nog voordelen heeft, hebben Groningse wetenschappers bloedwaardes van ganzen die op Spitsbergen broeden, vergeleken met die van soortgenoten die in Nederland broeden. Uit dit onderzoek bleek dat de activiteit van het afweersysteem bij ganzen die op Spitsbergen broeden, afwijkt van die bij ganzen die in Nederland broeden.
Ganzen die op Spitsbergen broeden, hebben:
- minder complement-eiwitten
- minder fagocyten
- minder ‘natural killer’-cellen (NK-cellen)

2p 12 Van welk deel van het afweersysteem is bij ganzen die broeden op Spitsbergen een verminderde activiteit aangetoond?
A alleen van het aangeboren (aspecifieke) afweersysteem
B alleen van het verworven (specifieke) afweersysteem
C zowel van het aangeboren als van het verworven afweersysteem

Volgens de onderzoekers wijzen de verschillen in gemeten bloedwaardes op een voordeel dat trekken voor de ganzen oplevert.
2p 13
- Beschrijf een voordeel van trekken voor de ganzen dat is af te leiden uit het onderzoek.
- Beschrijf een nadeel van trekken voor de ganzen.

VW-1018-a-o 7 / 20 lees verder

### Pagina 8

Slim gemodificeerd eiwit tegen koolmonoxidevergiftiging
Koolmonoxidevergiftiging eist in Nederland elk jaar nog steeds
slachtoffers. Onderzoekers van University of Pittsburgh (VS) hebben een
medicijn ontwikkeld dat de giftige stof sneller en beter neutraliseert dan de
huidige behandeling.
Koolmonoxide (CO) komt vrij bij onvolledige verbranding in bijvoorbeeld
een slecht afgestelde gaskachel. Koolmonoxide bindt aan hemoglobine op
dezelfde plaats als zuurstof. De affiniteit van hemoglobine voor
koolmonoxide is echter veel groter dan de affiniteit voor zuurstof,
waardoor een lage concentratie CO in de kamer al gevaarlijk kan zijn.
Daarnaast gaat oxyhemoglobine in aanwezigheid van CO niet over in de
'tight' vorm, maar blijft in de 'relaxed' vorm waarin zuurstof gebonden blijft
(afbeelding 1).
afbeelding 1
[FIGUUR: Schematische weergave van oxyhemoglobine en deoxyhemoglobine in de 'relaxed' en 'tight' vorm, en hemoglobine met gebonden CO.]
oxyhemoglobine
deoxyhemoglobine
O2
Fe
B1
2
relaxed vorm
verlaging pO2
verlaging pH
verhoging pCO2
verhoging pO2
B2
Fe
tight vorm
hemoglobine met gebonden CO
O2
Fe
relaxed vorm
Fe
CO
VW-1018-a-o
8/20
lees verder

### Pagina 9

2p 14 Een van de symptomen van CO-vergiftiging is een verhoogde hartslag.
Leg uit dat het functioneel is dat een verhoogde hartslag optreedt bij CO-
vergiftiging.

De standaardbehandeling bij CO-vergiftiging is de patiënt 100% zuurstof
te laten inademen. Het duurt dan ongeveer een uur voor de helft van de
CO verdreven is. In die tijd kan iemand al neurologische schade hebben
opgelopen.

Met behulp van de wet van Fick kan verklaard worden dat inademen van
100% zuurstof effectief is.
1p 15 Noteer de factor uit de wet van Fick die verandert door de hoge
zuurstofspanning.

lemand vergelijkt de gevolgen van een CO-vergiftiging waarbij 50% van
de zuurstof-bindingsplaatsen door koolmonoxide bezet is, met de
gevolgen van een zware bloedarmoede waarbij de totale hoeveelheid
hemoglobine met 50% is afgenomen.
2p 16 - Noteer of de zuurstofafgifte in de weefsels bij deze CO-vergiftiging
hoger, lager of gelijk is in vergelijking met de zuurstofafgifte in de
weefsels bij de beschreven bloedarmoede.
- Verklaar je antwoord.

De neurologische schade door CO-vergiftiging wordt niet alleen
veroorzaakt door een tekort aan zuurstof als elektronenacceptor, maar
ook door een verstoring van de werking van eiwitcomplex IV (het
cytochroom-c-oxidasecomplex) in de mitochondriën van neuronen. Dit
complex bevat een heemgroep die ook een hogere affiniteit heeft voor
koolmonoxide dan voor zuurstof. Na binding met CO wordt dit complex
inactief.
Door inactivatie van het cytochroom-c-oxidasecomplex na een CO-
vergiftiging wordt de ATP-productie in neuronen verstoord. De gevolgen
hiervan op moleculair niveau leiden via gevolgen op cellulair niveau tot
acute verlammingsverschijnselen op organisme-niveau. In afbeelding 2 is
dit in een deels ingevuld schema weergegeven.

afbeelding 2
[FIGUUR: Tabel met drie kolommen: moleculair niveau, cellulair niveau, organisme-niveau. De eerste rij bevat de tekst: verminderde ATP-productie in neuronen. De tweede rij bevat pijlen en tekst: ...(1)..., ...(2)..., acute verlamming.]

2p 17 Schrijf de nummers 1 en 2 onder elkaar en noteer erachter welk gevolg op
de betreffende plaats in afbeelding 2 moet worden ingevuld zodat een
juist schema ontstaat.

VW-1018-a-0 9/20 lees verder ►►►

### Pagina 10

De onderzoekers van University of Pittsburgh ontwierpen een medicijn tegen CO-vergiftiging. Ze modificeerden neuroglobine, een eiwit dat in de hersenen voorkomt, en verwant is aan hemoglobine.
Afbeelding 3 geeft de coderende DNA-sequentie van het gen voor neuroglobine (NGB-gen) en de aminozuurvolgorde van het eiwit weer.

afbeelding 3

LOCUS AJ245946 518 bp mRNA linear PRI 07-OCT-2008
DEFINITIE Homo sapiens mRNA voor neuroglobine (NGB-gen)
CDS (coderende DNA sequentie) = base 1 t/m 456

1 atggagecge cggageccga gctgatccgg cagagetgge gggcagtgag ccgeageceg
61 ctggageacg geacegtcct gtttgecagg etgetttgece tggagectga cctgetcecc
121 ctettccagt acaactgccg ccagttctcc agcccagagg actgtctctc ctcgcctgage
181 ttcctggacc acatcaggag ggtgatgctc gtgattgatg ctgcagtgac caatgtggaa
241 gacctgtcct cactgaggag gtaccttgce agcctgggca ggaagkaceg ggcagtgggt
301 gtgaagctca getccttctc gacagtgggt gagtctctge tetacetget ggagaagtgt
361 ctgggecctg cetttcacce agccacacgg getgcctgga gecacta cggggecgta
421 gtgcaggcca tgagtcgagg ctgggatggc gagtacaggg cggcccccgggcagececc
481 catctcatctg tgtctgctggttgectgta tcttgttgt

translatie = "MERPEIIRQSWRAVSRSP LEHGTVLFARLFALEPDLLPLEFOYNCRQFSSPEDCLSSPE
HIRKVMLVIDAAVTÑVE DLSSLEEYLASLGRKHRAVG VKLSSESTVEGESLLYMLEKC"

Voor de ontwikkeling van het medicijn werd het NGB-gen gemodificeerd.
Door een puntmutatie wordt op aminozuurpositie 64 van het eiwit in plaats
van het oorspronkelijke aminozuur nu glutamine ingebouwd.
2p 18 - Noteer de DNA-sequentie van het NGB-gen die codeert voor de
aminozuren op positie 63, 64 en 65.
- Noteer daaronder een mogelijke DNA-sequentie die ontstond nadat de
onderzoekers de verandering hadden aangebracht.

VW-1018-a-o 10 / 20
lees verder

### Pagina 11

Door de veranderingen in het NGB-gen bindt koolmonoxide 500 keer
sterker aan de gemodificeerde neuroglobine dan aan hemoglobine.
In het laboratorium werd het gemodificeerde gen in E. coli-bacteriën tot
expressie gebracht. Vervolgens werd het neuroglobine-eiwit geïsoleerd.
Om te onderzoeken of de gemodificeerde neuroglobine de CO kan
losmaken van hemoglobine, werden rode bloedcellen verzadigd met CO.
Daarna werd de neuroglobine toegevoegd en werd de overdracht van CO
van hemoglobine naar neuroglobine bepaald.
In afbeelding 4 zijn vier diagrammen weergegeven.

afbeelding 4

diagram 1
[FIGUUR: Grafiek met op de y-as "verdeling van de CO (%)" en op de x-as "tijd (sec)". Een doorlopende lijn daalt van 100% bij 0 sec naar 0% bij 55 sec. Een gestippelde lijn stijgt van 0% bij 0 sec naar ongeveer 45% bij 60 sec.]

diagram 2
[FIGUUR: Grafiek met op de y-as "verdeling van de CO (%)" en op de x-as "tijd (sec)". Een doorlopende lijn daalt van 100% bij 0 sec naar 0% bij 60 sec. Een gestippelde lijn stijgt van 0% bij 0 sec naar ongeveer 60% bij 60 sec.]

diagram 3
[FIGUUR: Grafiek met op de y-as "verdeling van de CO (%)" en op de x-as "tijd (sec)". Een doorlopende lijn daalt van 100% bij 0 sec naar 0% bij 55 sec. Een gestippelde lijn stijgt van 0% bij 0 sec naar ongeveer 45% bij 60 sec.]

diagram 4
[FIGUUR: Grafiek met op de y-as "verdeling van de CO (%)" en op de x-as "tijd (sec)". Een doorlopende lijn daalt van 100% bij 0 sec naar ongeveer 50% bij 30 sec en blijft daar horizontaal doorlopen. Een gestippelde lijn stijgt van 0% bij 0 sec naar ongeveer 50% bij 30 sec en blijft daar horizontaal doorlopen.]

Legenda:
— CO-hemoglobine
--- CO-neuroglobine

De gemodificeerde neuroglobine bleek werkzaam.
1p 19 Noteer welk diagram uit afbeelding 4 de resultaten van de onderzoeksjuist weergeeft.

VW-1018-a-o 11 / 20 lees verder ►►►

### Pagina 12

Huidmondjes in de middeleeuwen
Paleo-ecoloog Thomas van Hoof van Universiteit Utrecht vermoedt dat er
een link is tussen de pestepidemie die heerste in de veertiende eeuw en
de tijdelijke verlaging van de CO₂-concentratie in de atmosfeer in die tijd.
Plantaardige resten uit een oude riviertak geven hiervoor aanwijzingen.
Van Hoof onderzocht de bodem van een verlande riviertak van de Roer
(afbeelding 1). Met behulp van een grondboor nam hij bodemmonsters tot
een diepte van vier meter. De bodem bleek voor een groot deel te
bestaan uit organische resten uit de periode 1000-1500 na Chr.
afbeelding 1
[FIGUUR: Kaart met een riviertak en de locatie van onderzoek X. Legend: huidige stroom, oude stroom, bebouwing, onderzoekslocatie.]
Het aangetroffen organisch materiaal is zo goed bewaard gebleven, dat
aan de hand van bladvormen en pollen (stuifmeelkorrels) de
samenstelling van de vegetatie vastgesteld kon worden. Daarmee geven
de bodemmonsters inzicht in de verandering van de vegetatie in de loop
van de geschiedenis.
Van de bladresten van de zomereik (Quercus robur) kon Van Hoof de
dichtheid van de huidmondjes bepalen. De huidmondjesdichtheid is
gerelateerd aan de CO₂-concentratie in de atmosfeer.
2p 20
In de bodemmonsters waren eeuwenoude, maar nog steeds
determineerbare plantenresten aanwezig.
Leg uit waardoor deze plantenresten in de bodem eeuwenlang bewaard
zijn gebleven zonder afgebroken te worden.
VW-1018-a-o
12 / 20
lees verder ►►►

### Pagina 13

Een afname van de CO2-concentratie in de atmosfeer leidt tot een
toename van de huidmondjesdichtheid. Dit kan een epigenetische of een
evolutionaire oorzaak hebben.

1p 21 Beschrijf wat wordt bedoeld met een epigenetische oorzaak van de
toename van de huidmondjesdichtheid.

2p 22 Leg uit op welke manier evolutie de toename van de
huidmondjesdichtheid kan veroorzaken.

Van Hoof wilde met de gegevens over de huidmondjesdichtheid van de
middeleeuwse bladresten de CO2-concentratie in de atmosfeer in de
periode afleiden. Daarom heeft hij een ‘huidmondjesindex’ vastgesteld
met materiaal van recentere zomereiken uit de twintigste eeuw. Hiervoor
heeft hij gebruikgemaakt van bladresten uit veengebieden en van
bladeren uit herbária (verzamelingen van gedroogde planten). De
precieze ouderdom van dit bladmateriaal is bekend, zodat de
huidmondjesdichtheid vergeleken kon worden met metingen van de CO2-
concentratie in de atmosfeer in die jaren (afbeelding 2).

afbeelding 2

[FIGUUR: Grafiek met op de y-as "huidmondjesdichtheid Q. robur (%)" en op de x-as "gemeten CO2-concentratie (ppm)". Er zijn twee grafieken. De bovenste grafiek toont met driehoekjes data punten van veengebieden met foutmarges en een trendlijn die naar beneden loopt als de CO2 concentratie stijgt. De onderste grafiek toont met cirkels data punten van herbária met foutmarges en een trendlijn die naar beneden loopt als de CO2 concentratie stijgt.]

veengebieden

herbaria

VW-1018-a-o 13 / 20 lees verder ►►►


### Pagina 14

Van elk geanalyseerd blad is op verschillende plaatsen van een bepaalde
oppervlakte het aantal huidmondjes en het aantal epidermicellen geteld.
Om de gemeten huidmondjesdichtheid van het herbariummateriaal te
vergelijken met die van de ‘verse’ bladeren van de zomereik, moet
gecorrigeerd worden vanwege krimp van de gedroogde
herbariumblladeren.

De cellen van verse bladeren die in een herbarium worden opgenomen,
doorlopen als gevolg van uitdroging achtereenvolgens: verlies van turgor,
grensplasmolyse, plasmolype, celldood.

2p 23 Krimpt het blad als gevolg van verlies aan turgor? En krimpt het blad als
gevolg van voortschrijdende plasmolype?

krimpt blad door
verlies van turgor?

A ja
B ja
C nee
D nee

krimpt blad door
voortschrijdende plasmolype?

ja
nee
ja
nee

2p 24 Zal de gemeten huidmondjesdichtheid bij het herbariummateriaal hoger of
lager zijn dan toen de bladeren vers waren? En op welke wijze wordt de
huidmondjesdichtheid uitgedrukt zodat hiervoor gecorrigeerd wordt?

huidmondjesdichtheid
herbariummateriaal

A hoger

B hoger

C lager

D lager

correctie door uitdrukken
huidmondjesdichtheid als

aantal huidmondjes
aantal epidermicellen + aantal huidmondjes

aantal huidmondjes
aantal epidermicellen - aantal huidmondjes

aantal huidmondjes
aantal epidermicellen + aantal huidmondjes

aantal huidmondjes
aantal epidermicellen - aantal huidmondjes

De resultaten in afbeelding 2 tonen een lineair verband tussen de
huidmondjesdichtheid en de CO₂-concentratie. Het is onmogelijk dat
hetzelfde lineaire verband ook zou gelden bij de huidige CO₂-concentratie
van 400 ppm. Er blijft immers een minimumaantal huidmondjes nodig.
2p 25 Geef twee redenen waarom het aantal huidmondjes niet nul kan zijn.

VW-1018-a-o 14 / 20 lees verder >>>>


### Pagina 15

Aan het eind van de middeleeuwen, vanaf ongeveer 1300, was het klimaat gedurende enkele decennia koeler. De frequentie van strenge winters op het noordelijk halfrond nam toe. Deze periode wordt de kleine ijstijd genoemd.
De lage temperaturen gedurende de kleine ijstijd gingen gepaard met een lichte daling van de $CO_2$-concentratie in de atmosfeer. Uit analyses van de huidmondjesdichtheid in de bladresten uit de bodemmonsters blijkt de $CO_2$-concentratie echter al af te nemen vanaf de tweede helft van de veertiende eeuw.

26 De lagere $CO_2$-concentratie in de atmosfeer in de kleine ijstijd kan bijgedragen hebben aan de daling van de temperatuur. Verklaar dat een lagere $CO_2$-concentratie in de atmosfeer een lagere temperatuur tot gevolg kan hebben.

Volgens Van Hoof is het aannemelijk dat de daling van de $CO_2$-concentratie in de atmosfeer vanaf 1350 is veroorzaakt door de pestepidemie die West-Europa toen teisterde. Door deze epidemie stierf een derde van de bevolking van Europa. Uit de pollenanalyses van de bodemmonsters blijkt dat er veranderingen in de vegetatie optraden tijdens de pestepidemie: er wordt steeds minder stuifmeel van granen en grassen aangetroffen, terwijl het aandeel stuifmeel van bomen en struiken toeneemt.
Deze veranderingen in vegetatie zouden geleid hebben tot een afname van de $CO_2$-concentratie in de atmosfeer.

27 Beredeneer hoe door de pestepidemie de veranderingen in de vegetatie en de afname van de $CO_2$-concentratie tot stand kunnen zijn gekomen.

De hielprik en PKU

Bianca heeft fenylketonurie (PKU). Al sinds zij een baby is, volgt ze daarom een streng dieet. Ze hoopt dat onderzoek leidt tot een nieuwe behandeling van PKU.

VW-1018-a-o 15 / 20 lees verder ► ► ►

### Pagina 16

PKU wordt bijna altijd veroorzaakt door een mutatie op chromosoom 12. Ook bij Bianca is dit het geval. Als gevolg van deze mutatie ontbreekt het enzym fenylhydroxylase (PAH), waardoor het aminozuur fenylalanine niet omgezet kan worden in tyrosine. Fenylalanine hoopt daardoor op. Zonder behandeling leidt PKU tot blijvende hersenschade. Met behulp van de hielprik (bij baby's van circa vier dagen oud) wordt in Nederland PKU opgespoord.

Een kleine hoeveelheid – door de hielprik verkregen – bloed van de baby wordt in de massaspectrometer gebracht voor analyse. Dit levert een patroon van pieken op die de hoeveelheden van de verschillende aminozuren in het bloed aangeven. Afbeelding 1 toont de analyseresultaten van de hielprik van twee baby's.

afbeelding 1
[FIGUUR: Chromatogram van aminozuurconcentraties bij baby 1, met pieken voor Gly, Ala, Ser, Pro, Leu+Ile, Val, Met, Phe, Tyr, Glu op de y-as (relatieve intensiteit %) en de x-as (massa/ladingsverhouding).]

baby 1
relatieve intensiteit (%)
100
50
Gly
Ala
Ser
Pro
Val
Leu+Ile
Met
Phe
Tyr
Glu
140 160 180 200 220 240 260 280 300
massa/ladingsverhouding

baby 2
relatieve intensiteit (%)
100
50
Gly
Ser Pro
Val
Leu+Ile
Met
Phe
Tyr
Glu
140 160 180 200 220 240 260 280 300
massa/ladingsverhouding

Een van de baby's heeft PKU, maar dat is aan het tyrosinegehalte niet te zien.
2p 28 - Licht toe welke baby PKU heeft.
- Geef een verklaring voor het normale tyrosinegehalte bij deze baby.

VW-1018-a-o 16 / 20 lees verder ►►►

### Pagina 17

In afbeelding 2 is weergegeven hoe PAH betrokken is bij de omzetting
van fenylalanine.

afbeelding 2
[FIGUUR: Schematische weergave van de omzetting van fenylalanine door het enzym PAH, waarbij NAD+ wordt omgezet in NADH en BH4 in qBH2. Fenylalanine wordt omgezet in tyrosine. Tyrosine kan worden omgezet in dopamine en melanine. Lichaamseigen eiwitten en eiwitten uit voedsel worden ook in het diagram opgenomen, met pijlen die de relaties aangeven.]

1p 29 In welke cellen zal bij gezonde mensen het gen voor PAH vooral tot
expressie komen?
A in alvleeskliercellen
B in darmwandcellen
C in hersencellen
D in levercellen

Eiwitten in ons voedsel bevatten essentiële en niet-essentiële
aminozuren. Het belang van bepaalde aminozuren is bij PKU-patiënt
Bianca anders dan bij mensen zonder PKU.
2p 30 Zijn de aminozuren fenylalanine en tyrosine essentieel bij Bianca? En bij
mensen zonder PKU?

bij Bianca (met PKU) bij mensen zonder PKU
A alleen tyrosine alleen tyrosine
B alleen tyrosine alleen fenylalanine
C alleen tyrosine fenylalanine en tyrosine
D tyrosine en fenylalanine alleen fenylalanine
E tyrosine en fenylalanine alleen tyrosine
F tyrosine en fenylalanine tyrosine en fenylalanine

Bij ongeveer 1% van de PKU-patiënten wordt de ziekte veroorzaakt door
een mutatie die ertoe leidt dat de productie van het co-enzym BH4 wordt
geremd. Deze vorm van PKU wordt de BH4-vorm genoemd.
BH4 fungeert als co-enzym bij verschillende omzettingen. BH4 is
betrokken bij de omzetting van fenylalanine in tyrosine (afbeelding 2) en
bij de omzetting van tyrosine in dopamine. Dopamine is als inhiberend
hormoon betrokken bij de afgifte van prolactine. De concentratie
prolactine in het bloed wordt gebruikt om een onderscheid te maken
tussen de klassieke vorm van PKU en de BH4-vorm.
2p 31 Leg uit hoe een afwijkende prolactine-concentratie ontstaat bij de BH4-
vorm.

VW-1018-a-o 17 / 20 lees verder ►►►

### Pagina 18

Het mechanisme waardoor bij PKU neurologische schade optreedt, is niet helemaal duidelijk. Een hypothese is dat fenylalanine en metabolieten hiervan fungeren als neurotoxinen die schade veroorzaken in de hersenen.

De volgende fysiologische afwijkingen worden bij PKU waargenomen:
1 een tekort aan neurotransmitters
2 een verlaagde Ca$^{2+}$ -concentratie in de weefsels
3 een verminderde vorming van myeline

2p 32 Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de betreffende afwijking de informatieverwerking in de hersenen wel of niet zal verstoren.

Tot kort geleden was de enige behandeling van PKU het volgen van een streng dieet waarin fenylalanine ontbreekt en waaraan bepaalde aminozuren worden toegevoegd. Dit dieet is vooral voor een tiener als Bianca moeilijk vol te houden, omdat ze maar weinig voedingsmiddelen mag eten en de supplementen vies smaken.
Fenylalanine is een van de grote neutrale aminozuren. Men onderzoekt nu of voedingssupplementen met een hoge dosering van andere grote neutrale aminozuren, een minder strikt dieet mogelijk maken. Grote neutrale aminozuren maken namelijk allemaal gebruik van dezelfde membraaneiwitten om de bloed-hersenbarrière te passeren.

1p 33 Verklaar dat toevoeging van andere grote neutrale aminozuren de schadelijke effecten van PKU bij een minder strikt dieet kan helpen voorkomen.

Bianca's oudere broer Tom heeft de ziekte niet. Ook hun ouders zijn niet ziek. Tom heeft een vriendin Sandra. Zij wil weten wat de kans is dat zij samen een kind met PKU krijgen.

2p 34 Leg uit hoe groot de kans is dat Tom drager is van PKU.

2p 35 PKU komt in Nederland bij ongeveer 1 op de 18.000 mensen voor. Bereken de kans dat Sandra drager is van het allel voor PKU. Neem aan dat de regel van Hardy-Weinberg geldt. Noteer je berekening en geef je antwoord als een percentage in één decimaal nauwkeurig.

VW-1018-a-o 18 / 20 lees verder

### Pagina 19

Veroudering en verjonging

Ouder worden gaat vaak gepaard met ziekten en lichamelijk ongemak. De wens om gezond ouder te worden is groot in onze samenleving, met mensen die een steeds hogere leeftijd bereiken. Er vindt daarom veel onderzoek plaats naar verouderings- en verjongingsprocessen. Spaanse en Amerikaanse onderzoekers zijn er samen in geslaagd om verouderde cellen in levende muizen te verjongen.

Bij onderzoek naar veroudering bij mensen is sprake van een methodologisch probleem. De gemiddelde levensduur van een mens is namelijk langer dan de gemiddelde carrièreduur van een wetenschapper. Een oplossing is om cross-sectioneel onderzoek te doen. Een grote groep proefpersonen wordt daarbij verdeeld in leeftijdscategorieën en gedurende een bepaalde korte periode, bijvoorbeeld een jaar, per leeftijdscategorie onderzocht op verouderingsverschijnselen. Aan dit cross-sectioneel onderzoek kleven nadelen. Twee aspecten van cross-sectioneel onderzoek zijn:
1 Doordat de proefpersonen niet allen in dezelfde periode zijn opgegroeid, kunnen gezondheidsverschillen tussen de leeftijdscategorieën ook veroorzaakt worden door omgevingsfactoren.
2 Personen die op jonge leeftijd een slechtere gezondheid hadden, zijn minder vertegenwoordigd in de hogere leeftijdscategorieën.

2p 36 Vermindert aspect 1 de betrouwbaarheid of de validiteit van het onderzoek? En aspect 2?

[FIGUUR: Tabel met twee kolommen: "aspect 1" en "aspect 2". Onder "aspect 1" staan de opties: A betrouwbaarheid, B betrouwbaarheid, C validiteit, D validiteit. Onder "aspect 2" staan de opties: betrouwbaarheid, validiteit, betrouwbaarheid, validiteit.]

Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina.

VW-1018-a-o 19 / 20 lees verder ► ► ►

### Pagina 20

Een aantal moleculaire veranderingen draagt bij aan veroudering van
cellen. Zo is bekend dat telomeren, de uiteinden van chromosomen,
gedurende het leven korter worden, waardoor celdeling uiteindelijk niet
meer kan plaatsvinden. Ook treden er fouten op bij het vouwen van
eiwitten en hopen mutaties op in kern-DNA en mtDNA. Daarnaast
verandert de bouw van sommige weefsels en organen. Zo verschrompelt
de thymus al vanaf de geboorte, waardoor die op oudere leeftijd
nauwelijks nog aanwezig is.

Een van de ouderdomskwalen is het ontstaan van tumoren.
Twee veranderingen die optreden bij veroudering zijn:
1 Schade aan het genoom accumuleert.
2 De telomeren worden korter.
2p 37 Welke verandering kan leiden tot het ontstaan van tumoren?
A geen van beide
B alleen 1
C alleen 2
D zowel 1 als 2

Door thymusdegeneratie worden er minder nieuwe T-cellen gevormd. De
nieuwe T-cellen die wel gevormd worden, reageren bovendien minder
goed bij activatie.
Hieronder staan enkele processen in het immuunsysteem.
1 activatie van B-cellen
2 activiteit van cytotoxische T-cellen
3 presentatie van antigenen
2p 38 Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of het
betreffende proces wel of niet verminderd zal zijn als gevolg van
thymusdegeneratie.

De Spaanse en Amerikaanse onderzoekers zijn erin geslaagd om
gedifferentieerde cellen zodanig te herprogrammeren, dat deze weer
pluripotent worden. Het herprogrammeren vindt plaats door bepaalde
transcriptiefactoren kunstmatig te activeren.
Tijdens de normale celdifferentiatie worden verschillende genen
geactiveerd. Over deze genexpressie worden de volgende uitspraken
gedaan:
1 Onder invloed van omgevingsfactoren worden in embryonale
stamcellen verschillende genen actief die de genexpressie reguleren.
2 Transcriptiefactoren zijn stukken niet-coderend DNA.
3 Door transcriptiefactoren wordt de transcriptie van een gen
geactiveerd of geblokkeerd.
2p 39 Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de
betreffende uitspraak juist of onjuist is.

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-o 20 / 20 einde