\Jf Voorronde Toetsen 1997 -2000 van de Biologie Olympiade Uitgegeven door de Stichting Biologie Olympiade Nederiand Besteladres: SLO t.a.v. Mevr. F. Morshuis Postbus 2041 7500 CA Enschede a 053 4840 356 fax 053 4840 620 email [email protected] Voorronde van de Biologie Olympiade 1997 Deze toets bestaat uit 62 opgaven. De antwoorden op alle vragen moeten op het antwoordblad worden geschreven. Van een meerkeuze vraag moet de letter van het juiste altematief worden opgeschreven. Bij het beantwoorden van de opgaven mag GEEN gebruik worden gemaakt van het BINASinformatieboekje of een andere informatiebron. Uitsluitend een rekenmachine en schrijfgerei mogen bij het beantwoorden van de opgaven worden gebruikt Je hebt voor het beantwoorden drie klokuren beschikbaar. Tenzij anders wordt vermeld, is er sprake van normale situaties en gezonde organismen. Een armzenuw In de afbeelding geeft tekening 1 de ligging weer van een armzenuw. Tekening 2 geeft de bouw van de zenuw weer ter hoogte van punt P. Door de zenuw lopen veel impuisen. zenuwcel tokening 1 uitloper tekening 2 Noteer het nummer van de juiste uitspraak of de nummers van de juiste uitspraken over de richting waarin deze impuisen verlopen. 1 De impuisen gaan bij eike zenuwceluitloper in de richting naar het bijbehorende zenuwcellichaam toe. 2 De impuisen gaan bij eike zenuwceluitloper in de richting van het bijbehorende zenuwcellichaam af. 3 De impuisen gaan bij een gedeelte van de zenuwceluitlopers in de richting naar de bijbehorende zenuwcellichamen toe en bij het andere gedeelte van de bijbehorende zenuwcellichamen af. 4 De impuisen gaan bij een deel van de zenuwceluitlopers in de richting naar de bijbehorende zenuwcellichamen toe, bij een ander gedeelte van de bijbehorende zenuwcellichamen af en bij nog een ander gedeelte zowel naar de zenuwcellichamen toe als ervan af. nbo1997 1 Scherp waarnemen Jaap heeft geen bril nodig. Hij zit achteraan in de klas. Hij kijkt afwisselend naar de televisie voor in de klas en de figuur in de haarspeld van Katja vlak voor hem in de bank. De kringspiertjes in het straalvormig lichaam in elk van zijn ogen reageren telkens als hij verandert van onderwerp om naarte kijken. Neemt hij de ondertiteling op de televisie scherp waar als de kringspiertjes in de straalvormige lichamen van zijn ogen maximaal ontspannen zijn? Neemt hij de figuur in de haarspeld scherp waar als de kringspiertjes in de straalvormige lichamen gespannen zijn? ondertiteli ng neemt hij scherp waar figuur neemt hij scherp waar ja ja ja C nee ja D nee nee A B nee RNA In de afbeelding zijn in een cartoon drie soorten RNA afgebeeld. Wat is de naam van eike soort RNA? De baits van een fruitvlieg Het baltsgedrag van een mannetje van de fruitvlieg (Drosophila melanogaster) bestaat uit een aantal handelingen. Enkele hiervan zijn hierna in een willekeurige volgorde benoemd. 1- 2- copulatie vibratie: er wordt met een of beide vleugels getrild 3- likken: met de monddelen wordt de geslachtsopening van het wijfje aangeraakt. 4- copulatiepoging orientatie: het dier richt zich voortdurend naar het vrouwtje In de afbeelding zijn de handelingen in de meestvoorkomende volgorde weergegeven. 5- Afbeelding afkomstig uitEthologie (van Rhijn, Westerterp-Plantinga; WN 1989) Welke cijfers van de handelingen komen overeen met de letters bij de afbeelding? 1-.. 2-.. 3-.. 4-.. 5-.. nbo1997 Geneesmiddel Vier leerlingen geven elk een ander antwoord op de vraag: Op welke manier kun je een in water opiosbaar geneesmiddel het snelst overal in een menselijk lichaam actief laten worden? Arjan: door inspuiten in een armader Bert: door inspuiten in het onderhuidse bindweefsel van een bil Carla: door een zetpil met het geneesmiddel in de endeldarm te plaatsen Dorethea: door poeder met het geneesmiddel op te lossen in water en dat mengsel op te drinken Wie geeft het juiste antwoord? Bloemdiagram In de afbeelding zijn de delen van een bloem schematisch weergegeven in de vorm van een bloemdiagram. Bij de plantensoort van de afgebeelde bloem komen ook eenslachtige bloemen voor. Welke van de onderstaande tekeningen is het bloemdiagram van een mannelijke bloem van deze soort? Oogafwijkingen In de afbeelding zijn twee oogafwijkingen schematisch weergegeven. Met de stippellijn in de tweede tekening is aangegeven waar het netvlies zich zou bevinden als er geen oogafwijking was. Een positieve lens verandert lichtstralen zodanig dat ze sterker convergeren. tekening 1 tekening 2 Welke bril kan de gevolgen van de oogafwijking zoals in de eerste tekening is weergegeven ongedaan maken? Welke oogafwijking wordt in de tweede tekening aangegeven? A B C D eerste tekening tweede tekening negatieve bril positieve bril negatieve bril positieve bril bijziendheid bijziendheid nbo1997 verziendheid verziendheid Niches In de afbeelding zijn van vijf verschillende vogelsoorten de koppen met de snavel weergegeven. Welke is de verzamelnaam voor de ecologische niches die deze vogelsoorten innemen? 4 mi Neusverkoudheid Een neusverkoudheid is vervelend, al is het maar vanwege het herhaald neussnuiten dat daar een gevolg van is. En de verleiding isvaak groot de neus te snuiten met geweld, te horen aan het lawaai dat daarbij geproduceerd kan worden. Toch is het hard snuiten niet zonder gevaar. De verhoogde druk kan bijvoorbeeld het neusslijmvlies beschadigen. Noteer de letter van de complicatie die nog meer is te verwachten of de letters van de complicaties die nog meer zijn te verwachten als gevolg van het harde snuiten. a middenoor-ontsteking b kaakbijholten-ontsteking c netvliesbeschadiging Pijn in de zij TO Bijna iedereen heeft bij het hardlopen wel eens de ervaring gehad van steken in de zij. Zo meent ook bijna iedereen de verklaring van dit verschijnsel te kennen, de milt trekt te hard samen. Maar de milt mist daarvoor de noodzakelijke spieren. En dus moet er een andere verklaring voor zijn. Welke van de volgende verklaringen komt bij een in lopen getrainde persoon het meest in aanmerking? A B De zwevende ribben raken bij het hollen bekneld. In de dikke darm hooptzich gas op in het hoogst gelegen gedeelte. C De sensorische tak van de parasympathicus wordt afgekneld. Trek bij mannetjes Veel soorten dieren kennen een vorm van sociaal gedrag door in groepen samen te leven. Groepen kunnen verschillend ten opzichte van elkaar georganiseerd zijn. Voorbeelden zijn: Soort 1 heeftgroepen met groepsterritoria die absoluut niet overlappen. Soort 2 heeft groepsterritoria die gedeeltelijk overlappen. Soort 3 heeft groepen die zich regelmatig afsplitsen van grote groepen, maar er ook weer in op kunnen gaan. 11 Bij veel soorten, die zo in groepen leven, vindt uitwisseling van individuen tussen de groepen plaats. Meestal trekken mannetjes naar een andere groep. Bij welke van de genoemde drie soorten zal deze mannetjestrek vooral voorkomen? 12 Een weggetrokken mannetje zoekt een nieuwe groep op. Vrouwtjes in zo'n groep waar een nieuw mannetje binnenkomt, hebben vaak grote belangstelling voor zo'n nieuw mannetje en proberen ermee te paren, ondanks dat de leiders van de eigen groep dat trachten te voorkomen. Welk evolutionair voordeel heeft het uitwisselen van mannetjes ten opzichte van het uitwisselen van vrouwtjes? nbo1997 A Mannetjes kunnen agressieverzijn dan vrouwtjes. B Mannetjes kunnen sterkerzijn dan vrouwtjes. C Mannetjes kunnen meer nakomelingen krijgen dan vrouwtjes. D Mannetjes kunnen minder aan een groep gebonden zijn. Bloedgroep Kell 13 Naast de meer bekende bloedgroepsystemen als ABO- en Rhesusfactor is er ook het systeem van Kell. In ons land is 8,5% Kell-positief en 91,5% Kell-negatief. De genfrequentie van het recessieve Kell-negatief veroorzakend allel is groter dan van het Kell-positief veroorzakend allel. Hoeveel procent is de kans dat een kind van een man en een vrouw die beide Kell-positief zijn, Kellnegatief is? 14 Pinda's worden ook wel aardnoten genoemd. Die naam is begrijpelijk want bij het oogsten van de pinda's wordt een pindaplant in zijn geheel uit de grond getrokken. De pindadoppen met daarin de pinda's blijken in de grond tussen de wortels te zitten. Als een pinda in de grond zou blijven zitten zou vanuit het kiempje in de pinda een nieuwe pindaplant kunnen groeien. Welke van de volgende beweringen over pindadoppen met pinda's is of zijn juist? Pinda's 1 Hetzijn biologisch gezien wortelknollen (vergelijkbaar met radijsjes) waarin zaden tot ontwikkeling 2 3 Het zijn stengelknollen (vergelijkbaar met aardappelen) waarin zaadvorming is opgetreden. Het zijn vruchten (ontstaan uit stampers) waarvan de steel naar beneden is gegroeid. A B C D E F alleen alleen alleen zowel zowel zowel komen. bewering 1 bewering 2 bewering 3 bewering 1 als bewering 2 bewering 1 als bewering 3 bewering 2 als bewering 3 H zowel bewering 1 als bewering 2 als bewering 3 15 Archeopteryx lithografica In het Teylers Museum in Haarlem is een versteend fossiel aanwezig van de oervogel Archeopteryx lithografica. Dit fossiel werd in 1857 gevonden in een Beierse groeve en wordt geschat op 145 miljoen jaar oud. Het fossiel vertoont de vormen van klauwen, botten van het vleugelgewricht en indrukken van veren. Drie leerlingen doen bij een bezoek aan het museum beweringen over dit fossiel: 1: in dit fossiel zijn nog organische stoffen afkomstig van de oervogel aanwezig. - 2: in het fossiel zijn nog stukken DNA afkomstig van de oervogel aanwezig. - 3: uit stukken DNA uit het fossiel kan de basenvolgorde in al de chromosomen van de vogel worden bepaald. Welke van de beweringen is of welke zijn juist? A geen van alle B alleen 1 C alleen 2 D alleen 3 E alleen 1 en 2 F alleen 1 en 3 G alleen 2 en 3 H zowel 1 als 2 als 3 nbo 1997 Genetische variatie 16 Welk van de volgende verschijnselen is of welke zijn een mogelijke bron van genetische variatie bij zich geslachtelijk voortplantende organismen? Noteer het nummer of de nummers. 1 onafhankelijke combinatie van chromosomen 2 het optreden van crossing-over 3 willekeurige bevruchting van gameten 4 foutloze replicatie van DNA in de S-fase Piramide 17 In de afbeelding is de piramide van de aantallen weergegeven in een plant-parasiet-hyperparasiet HP voedselketen. De grootte van de individuen in de verschillende niveaus worden met elkaarvergeleken en in een volgorde van klein naar groot gezet. Wat is de juiste volgorde? A PP P B P PP HP C HP PP P PP P HP D HP P PP E PP HP P F P HP PP HP = hyperparasieten PP = plantenparasieten P = producenten Karyogram 18 Voor het maken van een karyogram van een embryo kunnen cellen worden verkregen op twee manieren: door preparaat van een amnionpunctie en door een preparaat van een chorionbiopsie. Bij een amnionpunctie wordt vruchtwater met daarin enkele cellen opgezogen. Bij een chorionbiopsie wordt weefsel van het chorion weggenomen. Uit een chorion ontwikkelt zich normaal de placenta. Is het waarschijnlijk dat in een van beide of in beide preparaten cellen van de moeder worden aangetroffen? Zo ja is er in een van beide preparaten meer kans? A Het is in geen van beide preparaten waarschijnlijk dat cellen van de moeder worden aangetroffen. B Ja en de kans daarop is het grootst bij het preparaat van de amnionpunctie. C Ja en de kans daarop is het grootst bij het preparaat van de chorionbiopsie. Natuurbeheer 19 Over het beheer van natuur en milieu zijn de volgende beweringen gedaan. a Minder fossiele brandstoffen gebruiken draagt bij aan het verlagen van de kans op een versterkt broeikaseffect. b De uitstoot van gassen die de ozonlaag vernietigen, draagt bij aan het verlagen van de kans op mutaties in geslachtscellen bij mensen. c Het in stand houden van grote natuurreservaten bevordert het in stand houden van een grote diversiteit in de genenpool van veel diersoorten. d Verzuring van de bodem verhoogt de kans opvergiftiging van amfibieen door metalen die bij zure omstandigheden in oplossing gaan. e f Het weghalen van afgemaaid plantaardig materiaal uit de wegbermen op het eind van de zomer vergroot de kans op een grotere diversiteit aan planten in het voorjaar op die plaats. Het laten liggen van afgestorven bomen in een jong gemengd bos in deVeluwe verhoogt de kans op een grotere diversiteit aan insecten in dat bos. Noteer de lettersvan de juiste beweringen op grond van de gangbare kennis over natuur- en milieubeheer. nbo 1997 Membraan-receptoreiwit De afbeelding geeft de vorming van een membraan-receptoreiwit (een glycoproteine) weer. Het bolletje van dit glycoproteme is het koolhydraatgedeelte. Het staartje het eiwitgedeelte. Een transportblaasje voert glycoproteine naar de celmembraan. De membraan rond het blaasje gaat vrijwel ongewijzigd op in de celmembraan. extracellulairHS: transport vesicle Golgi apparatus transport vesicle membrane-bound polyribosomes on ER basolateral plasma membrane 20 Wordt het glycoproteine in z'n geheel gemaakt aan ribosomen? Zo niet, welk deel dan wel? A Ja, het gehele glycoproteine is aan een ribosoom gemaakt. B Nee, alleen het proteinegedeelte is aan de ribosomen gemaakt. C Nee, alleen het koolhydraatgedeelte is aan de ribosomen gemaakt. 21 Hoe is de wand van een transportblaasje van de afbeelding opgebouwd? A alleen uit een enkele laag fosfolipiden B uit een enkele laag fosfolipiden met enkele andere stoffen C alleen uit een dubbele laag fosfolipiden D uit een dubbele laag fosfolipiden met enkele andere stoffen Dissimilatie bij planten Om te kunnen aantonen dat planten koolstofdioxide kunnen afgeven kan een proefopstelling worden gebruikt zoals weergegeven in de afbeelding. Eike fles heeft een eigen functie in de proefopstelling. nbo 1997 22 Over de inhoud van de flessen B en D wordt een aantal beweringen gedaan. 1 In ties B is een indicator aanwezig. 2 In ties Dis een indicator aanwezig. 3 Fles A bevat alleen water. Welke van deze beweringen is of welke zijn juist? Een stamboom Van een familie is een stamboom opgesteld. De stamboom heeft betrekking op een gen waarvan maar twee allelen bekend zijn. o D-rO 4- 65 g lO 11 19 <^> 12 13 20 5 d*~~a-Kr& 15 16 14. 17 £ 21 22 •23 18 624 ? 25 23 Van hoeveel personen is op grond van de stamboom met zekerheid te zeggen dat zij homozygoot zijn? (Er is geen crossing-over). 24 De personen 11 en 12 en 16 en 17 verwachten op kortetermijn grootouderte worden. Hoe groot is de kans dat hun kleinkind een meisje is en in de stamboom aangeduid moet worden met een zwart rondje? Watervlooien Onder de microscoop kan de hartslagfrequentie van een watervio gemeten worden. Die wordt daartoein een druppel in een uitgehold objectglas gebracht. Door enkele haren van watten toe te voegen blijft de watervio op een plek liggen. Er hoeft geen dekglas op het objectglas gelegd te worden. Tijdens de proef blijft voldoende water op het objectglas. Vanaf het moment dat de watervio op het objectglas is gelegd, meet men de hartslagfrequentie. Deze neemt toe tot na een bepaalde tijd de watervio dood gaat nbo 1997 25 26 Over deze proef worden de volgende beweringen gedaan: 1 De hartslagfrequentie istoegenomen als gevolg van het stijgen van de temperatuur in het preparaat. 2 De watervio gaat dood door zuurstofgebrek. 3 De watervio gaat dood doordat bepaalde enzymen denatureren. Hoeveel van deze beweringen zijn juist of zouden juist kunnen zijn? A 0 B 1 C 2 D 3 Watervlooien worden gebruikt bij het onderzoek naar de effecten van drugs en dergelijke. Met name de invloed op de hartslagfrequentie is daarbij belangrijk. Er wordt hiervan uitgegaan dat de regeling van de hartslagfrequentie van de watervio net zo werkt als bij de mens. te onderzoeken stof kenmerk bij de mens strychnine spierkrampen: via een verlaging van de drempel voor ruggenmergreflexen amfetamine werkt als adrenaline een bepaald type beta-blokker verlenging van de periode dat een actiepotentiaal optreedt in het hart cafei'ne werkt als adrenaline Hoeveel van deze stoffen zullen een verhoging van de hartslagfrequentie bij de watervio tot gevolg hebben? A 27 0 B 1 C 2 D 3 E 4 Watervlooien kunnen onderbepaalde milieu-omstandigheden rood kleuren doordat ze hemoglobine aan gaan maken. In een experiment worden watervlooien in vier open waterbakken, waarin de omstandigheden verder gelijk zijn, op verschillende plaatsen neergezet. Alleen de luchtdruk is de variabele milieu-omstandigheid. 1 in het open veld in de Noordoostpolder 2 op hetdrielandenpunt in Vaals 3 op de top van de Mont Blanc 4 in een mijnschacht, 500 meteronder de zeespiegel, waar buitenlucht doorheen wordt geblazen In welke van deze bakken zal de meeste hemoglobine per watervio worden gevormd? A in bak 1 B in bak 2 C D in bak 3 in bak 4 Vertering bij koeien 28 Koeien hebben een bloedvatenstelsel dat in principe overeenkomt met dat van een mens. Ook de manier waarop een koe met de voedingsstoffen in het lichaam omgaat isvergelijkbaar. Alleen de koe heeft niet een maag maar vier magen. In de eerste maag leven veel reducenten als bacterien en eencelligen van het gras. De laatste maag heeft een functie die gelijk is aan de maag van een mens, nbo 1997 9 Over een koe en de producten die de mens via de koe verkrijgt, worden de volgende beweringen gedaan: 1 In graskaas komen de graseiwitten voor. 2 Eiwitten in het vlees van een koe zijn voor een deel opgebouwd uit aminozuren afkomstig van 3 4 eiwitten van eencelligen. Bacteriele cellulases verhogen de opbrengst van de vertering van gras. Verhoging van het eiwitgehalte van het voer van een koe leidt tot verlaging van de ammoniakproductie door bacterien in de uitwerpselen. 5 Proteinases zijn betrokken bij de vertering in het darmkanaal van een koe. Welke van deze beweringen is of welke zijn juist? Genetische modificatie 29 Twee beweringen over genetische modificatie zijn: 1 Genetische modificatie maakt het mogelijk dat bepaalde planten resistent worden voor een specifieke ziekte. 2 Genetische modificatie is alleen mogelijk bij organismen die zich geslachtelijk voortplanten. Welke van deze beweringen is of welke zijn juist? A geen van beide B alleen 1 C alleen 2 D zowel 1 als 2 Rijpen van follikels In de afbeelding zijn de processen die zich afspelen in verband met de menstruatiecyclus en beginnende ovula-ti* _ _*,_ V oes-tradiol progesteron 14 28 14- 28 -^- tijd CdagerO zwangerschap schematisch weergegeven. De afbeelding is afkomstig uit Biologie lnformatief(Bannink ft v. Ruiten; Van Walraven, 1994) nbo 1997 10 30 Tijdens de eerste (folliculaire) fase van de cyclus van de vrouw rijpen meerdere follikels. Na dag 11 verdwijnen alle rijpende follikels op een na. Over het voordeel van dit verschijnsel wordt een aantal beweringen gedaan. Welk van deze beweringen zal of welke zullen een verklaring zijn van het voordeel dat dit verschijnsel heeft voor het lichaam? a b c d e Zo is de kans op een tweeling groter. Door de stijging van de LH-spiegel sterven de follikels af. Het baarmoederslijmvlies hoeft dan niet meer dikker te worden. Het.baarmoederslijmvlies kan toch niet meer follikels onderhouden omdat er te weinig HCG is. Er is zo een grotere oestradiolproductie mogelijk. Weiland langs de kust 31 Een deel (A) van een weiland langs de kust van de Waddenzee wordt regelmatig overstroomd met zeewater. Een ander deel (B) van het weiland wordt door een dijkje beschermd tegen overstroming. Over deel A en deel B van het weiland worden de volgende beweringen gedaan: 1 De osmotische waarde van de cellen van de kruidachtige planten in deel A is lager dan de osmotische waarde van de cellen van de kruidachtige planten in deel B. 2 Gemiddeld zal het aantal huidmondjes per cm2 bladoppervlak bij de planten in deel Agroter zijn dan dat aantal in B. 3 Zowel in deel A als in deel B komen bloeiende planten voor. Noteer het nummer of de nummers van de juiste beweringen. Krokodillenhart 32 In de afbeelding is een krokodillenhart schematisch weergegeven. Een schema geeft de bloedstroom van de krokodii weer als de krokodil onder water is. Het andere schema geeft de bloedstroom weer als de krokodil op het land ligt De afbeelding geeft de situatie weer net op het moment dat de kamers zich beginnen samen te trekken. RA : rechter aorta LA : linker aorta LK : linker kamer Welk schema geeft de bloedstroom bij een krokodil onder water weer? Op welke plaats is de hoogste bloeddruk bij Pof bij Q? Of is de bloeddruk op beide plaatsen gelijk? nbo 1997 11 hoogste druk P/Q schema voor onder water altematief A 1 bijP B 1 bijQ C 1 bij P en Q gelijk D 2 bijP E 2 bijQ F 2 bij P en Q gelijk Krachten bij ademhaling In het diagram is de variatie in het longvolume weergegeven van een bepaalde rechtopstaande proefpersoon gedurende een bepaalde tijd. Uit het diagram zijn de maximale en de minimale luchtverplaatsing van deze persoon af te leiden. Met A, B en C zijn drie bepaalde tijdstippen aangeduid. / Long volume in liters i 5 ^ ; n o 2 1 0 33 J r\ 1 l 1 i v, J 1 1 1 A B 0 [j / / / i / r\ \J -^tijd Wat is de maximale hoeveelheid lucht die de proefpersoon op grond van de gegevens kan hebben verplaatst na een uit- en inademing? 34 Enkele krachten zijn: 1 trekkracht van de spieren die de ribben omlaag trekken 2 trekkracht van de spieren die de ribben omhoog trekken 3 trekkracht bij het samentrekken van de middenrifspieren 4 5 elasticiteit van de buikwand zwaartekracht 6 duwkracht als gevolg van het samentrekken van de buikspieren Schrijf de nummers op van de krachten die werkzaam zijn op tijdstip B. 35 Is rond tijdstip Cde luchtdruk in de longblaasjes hoger, gelijk of lager dan de luchtdruk buiten de longen? A De druk in de longblaasjes is lager dan de luchtdruk buiten de longen. B De druk in de longblaasjes is gelijk aan de luchtdruk buiten de longen. C De druk in de longblaasjes is hoger dan de luchtdruk buiten de longen. nbo 1997 12 36 Wanneer is de luchtdruk in de longblaasjes hoger? Op moment A of op moment C? Ofis de luchtdruk op beide momenten gelijk? A op moment A B C op beide momenten gelijk op moment C Bloedsomloop bij een ongeboren kind In de afbeelding is schematisch de bloedsomloop van een ongeboren kind weergegeven. De mate van zwartkleuring bij de visgraatvormige vakjes in de bloedvaten is een maat voor de zuurstofconcentratie in het bloed. Met de letters A, B, C en Dzijn enkele organen of groepen organen aangeduid. 37 Met welke letter zijn de longen van het kind aangeduid? A 38 B C C D D Op welk of op welke van de met een cijfer aangegeven trajecten van de bloedsomloop is door de tekenaar onvoldoende zwart in de visgraatstructuur aangegeven? A B C D E F G 39 A B alleen bij 2 alleen bij 3 alleen bij 5 alleen bij 6 bij 2 en bij 3 bij 3 en bij 6 bij 5 en bij 6 Enkele verschillen tussen het bloed van een vrouw en van haar ongeboren kind zijn: 1 In het bloed van het kind komen rode bloedcellen met een kern voor. 2 De concentratie hemoglobine in het bloed is bij het kind groter dan bij de vrouw. 3 Het bloed van het kind heeft een hogere affiniteit voor zuurstof dan het bloed van de vrouw. Welke van deze verschillen is of welke zijn een verklaring voor het feit dat bij een p02 van 4 kPa door het bloed van de vrouw een kleinere hoeveelheid 02 per ml bloed is gebonden dan door het bloed van het kind? Noteer het nummer of de nummers. Ziekte van Tay-Sachs en korte vingers De ziekte van Tay-Sachs wordt veroorzaakt door een autosomaal (=niet geslachtschromosoom gekoppeld), recessief gen dat gelokaliseerd is op chromosoom nummer 15. In homozygote vorm (tt) veroorzaakt dit voortschrijdende afwijkingen in het zenuwstelsel waardoor de patient binnen 4 jaar na de geboorte overlijdt. Het dominante allel veroorzaakt een normaal fenotype. Abnormale korte vingers worden veroorzaakt door het heterozygote genotype: BBL. BL is een letaal allel dat niet is gelokaliseerd op chromosoom 15. Vingers met een normale lengte hebben het genotype BB. nbo 1997 13 40 Welk genotypen kun je verwachten onder tieners waarvan beide ouders abnormale korte vingers hebben en beide heterozygoot zijn voor de ziekte van Tay-Sachs? In New York is een op de dertig volwassen joden drager van het allel t. Dat is meer dan in andere delen van het land. 41 Hoe groot is de genfrequentie voor het allel t in de volwassen joodse gemeenschap in New York. 42 Hoe groot is de kans dat een willekeurige joodse man en vrouw uit New York een kind krijgen dat lijdt aan de ziekte van Tay-Sachs? Dode ruimte Tijdens een normale longventilatie wordt 500 ml lucht in- en uitgeademd. Een deel van de uitgeademde lucht is afkomstig van de longblaasjes, de rest van de dode ruimte. Bohr heeft voor de ventilatie een vergelijking opgesteld. VjV = [Fu-Fa)l[Fi -Fa) Fu is fractie van het gas in uitgeademde lucht Fi is fractie van het gas in verse ingeademde lucht Fa is fractie van het gas afkomstig uit longblaasjes (alveoli) Vdr is volume dode ruimte 1/ is volume uitgeademde lucht 43 Tussen de samenstelling van de in- en uitgeademde lucht zijn vooral verschillen in twee fracties van gassen van belang: die van C02 en 02. Bij een proefpersoon werden voorC02 de volgende waarden bepaald: F 0,052 ml per ml gasmengsel en F 0,036 ml per ml gasmengsel. De hoeveelheid C02 in de buitenlucht mag je verwaarlozen. Welk percentage van het volume van de uitgeademde lucht neemt de dode ruimte in? 44 Het volume van de dode ruimte bij een volwassene is 150 ml. De ademhalingsfrequentie bedraagt bij volwassenen in rust gemiddeld 14ademhalingen per minuut. Berekcn aan de hand van de bovenstaande gegevens hoeveel liter lucht per minuut in de longblaasjes wordt ververst 45 Een patient die in een shocktoestand verkeert, heeft een ademfrequentie van 35 keer per minuut en een uitademvolume van 0,2 I. Welke van de volgende beweringen overdeze patient is of zijn juist? 1 De patient ademt meer lucht uit dan hij inademt 2 Door de hoge ademfrequentie neemt de gaswisseling in de longen toe. 3 Bij de patient neemt het C02-gehalte in het bloed toe. 4 Bij de patient neemt het C02-gehalte in het bloed af. nbo 1997 14 Een nefron In de afbeelding is de functionele anatomie van een nefron (niereenheid) weergegeven. 1: distale tubulus; gekronkeld deel 2: distale tubulus; verbindend deel 3: nierkapsel 4: Lis van Henle; dikke opstijgende tak 5: verzamelbuis 6: Lis van Henle; dunne opstijgende tak 7: Lis van Henle; dalende tak 8: adertje 9: proximale tubulus 10: afvoerend slagadertje 11: aanvoerend slagadertje In de tabel zijn eigenschappen van transport en permeabiliteit van delen van het nefron in relatie tot de concentratie en verdunning van urine weergegeven. Osmotische waarde ten opzichte van de omringende Permeabiliteit van: weefselvloeistof H20 NaCI Ureum + ++++ +++ +++ gelijk gelijk dalende tak 0 ++++ 0 + gelijk hoger dunne opstijgende tak 0 0 +++ + hoger hoger ++++ 0 0 0 hoger lager + 0 0 0 lager lager + tot >+++ * + tot >+++ * 0 0 lager lager of gelijk * + + tot+++ * 0 +++ SEGMENT actief transport begin eind van zouten proximale tubulus Lis van Henle: dikke opstijgende tak distale tubulus: gekronkeld deel verbindend deel verzamelbuis lager of gelijk * lager of hoger *varieert als gevolg van hormonale regulatie 46 Zal het aantal mitochondrien per eel in de dikke opstijgende tak van de lis van Henle kleiner zijn dan, gelijk zijn aan of groter zijn dan dat in de dunne opstijgende tak? nbo 1997 15 47 A kleiner B C gelijk groter Welke van de volgende beweringen over de vioeistof in de dalende tak in de lis van Henle is of zijn juist? 1 De kleurvan de vioeistof neemt in de dalende tak af van rood naar kleurloos. 2 3 Aan het begin van de dalende tak heeft de vioeistof een hogere osmotische waarde dan aan het eind. Aan het eind van de dalende tak heeft de vioeistof een concentratie opgeloste deeltjes die groter is dan.de concentratie opgeloste deeltjes in de nierslagader. De permeabiliteit voor water heeft een grotere invloed op de verandering van de osmotische waarde dan de permeabiliteit voor ureum. 4 48 Het laatste deel (distale tubulus) van het nefron wordt bemvloed door onder andere het ADH (antidiuretisch hormoon). De afgifte van dit hormoon door de hypofyse neemt toe wanneer iemand dorst heeft. Hoe is bij een hoog ADH-gehalte de osmotische waarde van de vioeistof in het verbindend deel in vergelijking met de omringende weefselvloeistof? En hoe is dan de permeabiliteitvoor water in het verbindend deel? A B C D osmotische waarde gelijk gelijk lager lager permeabiliteit voor water + +++ + +++ Herstellen na een zware inspanning In de tabel zijn de te verwachten hersteltijden na een zware inspanning weergegeven. soort herstelproces minimum maximum op peil brengen van de fosfaatbatterij (ATP + CP) in spieren 2 minuten 5 minuten verdwijnen van de snelle component van 3 minuten 6 minuten 10 uur (na continue inspanning) 5 uur (na interval inspanning) 46 uur aanvulling van leverglycogeen onbekend 12-24 uur afname van melkzuur in bloed en spieren 30 minuten (herstel met oefeningen) zuurstofherstel aanvulling van spierglycogeen afname van langzame component van 1 uur (herstel met rust) 30 minuten 24 uur 1 uur 2 uur 1 uur zuurstofherstel op peil brengen van zuurstofvoorraden 49 10-15 seconden 1 minuut Na drie tot zes minuten is de snelle component van het zuurstofherstel verdwenen. In de literatuurwordt in dit verband ook wel van zuurstofschuld gesproken. Enkele processen in een spier zijn: nbo 1997 16 1 2 3 vorming van ATP uit ADP en fosfaat vorming van CP (Creatine-P) uit creatine en fosfaat vorming van melkzuur uit glucose 4 vorming van C02en H20 uit glucose Voor welk proces of voor welke processen wordt de 02 vooral gebruikt in de eerste paar minuten van het herstel na een zware inspanning? 50 Volgens de tabel is de zuurstofvoorraad bij een spier weer binnen een minuut na de inspanning hersteld. Op welke wijze wordt de 02 in de skeletspier opgeslagen? A B C D door binding aan binnenmembranen van mitochondrien door binding aan hemoglobine door binding aan myoglobine door te reageren met melkzuur Transportprocessen bij een haarvat In de afbeeldingen is een dwarsdoorsnede van een microscopisch preparaat van een haarvat getekend met daamaast onder andere informatie over de bouw van bloedvaten. Deze afbeeldingen zijn te gebruiken bij de volgende vier vragen. haarvat vergelijking van de bouw van slagader, haarvat en ader P 8 doorsnede van een haarvat 1. bindweefsel 2. spierweefsel 3. dekweefsel 6. holte 7. blaasjes voor pinocytose 8. opening in het haarvat De afbeeldingen zijn afkomstig uit Biologie lnformatief(Bannink ft v. Ruiten; Van Walraven, 1994) 51 52 Een deel is aangegeven met nummer 5. Wat is de naam van het deel aangeduid met nummer 5? A kern B macrofaag C ribosoom D rode bloedcel Op plaats P, Q, R en S zijn in de afbeelding met pijien transportprocessen aangegeven. Bij Pis transport van 02 aangeduid. Welke van de onderstaande vormen van transportvindt plaats bij het transport aangegeven met de letter P? nbo 1997 17 A actief transport B diffusie C fagocytose D osmose E pinocytose 53 Bij welk of bij welke van de transportprocessen Q, R en S is de bloeddruk de drijvende kracht achter dit proces? 54 De bloeddruk in de longslagader kan door omstandigheden hoger worden dan normaal. Hieronder staan twee beweringen over de gevolgen van de verhoogde bloeddruk in de longslagader. 1. Door de hoge druk van de longslagader worden de bronchien dichtgedrukt waardoor de ventilatie in de longblaasjes sterk vermindert. 2. Door de hoge druk in de longslagader ontstaat teveel weefselvloeistof in de longblaasjes waardoor de diffusie van gassen vermindert. Welke van deze beweringen is of welke zijn juist? A geen van beide B alleen bewering 1 C alleen bewering 2 D zowel bewering 1 als bewering 2 Een infectie 55 lemand snijdt zich in de vinger. Hierbij komen bacterien in de wond. Deze bacterien bevinden zich in omstandigheden dat zij zich kunnen vermenigvuldigen. Langerhanscellen uit de opperhuid en macrofagen zullen bacterien fagocyteren en migreren via de lymfbaan naar de regionale lymfknoop. Na een tot twee dagen volgt hierop de zogenoemde antigeenpresentatie. Deze vindt plaats in de lymfknoop. Over de wijze waarop de antigeenpresentatie plaats vindt, gaat de onderstaande tekst Wat zijn in de onderstaande tekst de ontbrekende woorden? Je kunt kiezen uit: - T-helpercel T-cel-receptor - antistof - antigeen (=antigene determinant) antigeenpresenterende eel (APC) lever lymfknoop - MHC-II (MHC is gelijk aan HLA) CD4-koppelingseiwit Een gedeelte van het .....(a) wordt met behulp van het .....(b) molecuul aan de buitenkant van de..... (c) gepresenteerd. Deze .(c) 'loopt' in de .....(d) pre-T-helpercellen af net zolang totdat er een pre-T-helpercel gevonden wordt die een passende .....(e) heeft. Doordat deze pre-T-helpercel tevens in het bezit isvan CD4-koppelingseiwit, kan dit samengaan met het .....(b)-complex. Hierna rijpt en deelt de pre-T-helpercel tot .....(f). lonen bij een spiervezel De bijgevoegde afbeelding geeft weer wat er in een spiervezel gebeurt als een actiepotentiaal het eindplaatje bereikt dat op deze spiervezel staat. Als een motorisch eindplaatje van een motorisch neuron dat met deze spier in verbinding staat (innerveert), de neurotransmitter acetylcholine afgeeft, ontstaat over het membraan van de spiervezel een actiepotentiaal. In de afbeelding is het membraan van een spiervezel (sarcolemma) weergegeven. Het sarcolemma vertoont diepe instulpingen die tot vlak bij de nbo 1997 18 sarcomeren doorlopen. Aan het eind van zo'n instulping bevinden zich Ca2*-reservoirs. Kronen kunnen langzaam door de celmembraan diffunderen. Met behulp van een K+/Na+-ATPase pomp handhaaft een gezonde eel binnen de eel een hogere K+-concentratie dan buiten de eel. De afbeeldingen zijn afkomstig uitBiologie lnformatief(Bannink ft v. Ruiten; Van Walraven, 1994) •»♦♦♦♦•♦■■♦ ♦♦♦♦♦♦♦♦♦•♦ -II* * sarcolemma ". - 90 mV I •jjjft Ca2~-reservoir b. 5 ms na prikkeling a. in rust ♦ * ♦♦* + ♦■♦♦ c. 20 ms na prikkeling 56 ++* + +*•+•* + •* *♦•♦♦♦♦•»♦■ ♦♦♦**♦♦ d. ontspanning na resorptie Ca: Een spiervezel kan samentrekken als een actiepotentiaal het eindplaatje bereikt Hierover worden de volgende beweringen gedaan: 1. Door de hoge extracellulaire K+-concentratie diffunderen K4-ionen de spiervezel in, waardoor een actiepotentiaal ontstaat. 2. Op het moment dat het sarcolemma snel veel KMonen doorlaat, raken de Ca2+-reservoirs lek. 3. Bij het herstel van de rustpotentiaal worden Ca2t-ionen geresorbeerd in de Ca2+-reservoirs. 4. Bij het ontstaan van de actiepotentiaal diffunderen Na+-ionen en K*-ionen vooral in dezelfde richting terwijl zij bij een rustpotentiaal vooral in een tegengestelde richting diffunderen. Noteer het nummer van de juiste bewering of de nummers van de juiste beweringen. 57 De duur van de samentrekking van een spiervezel is afhankelijk van de hoogte van de K+-concentratie in de extracellulaire vioeistof en het al of niet aanwezig zijn van Ca2+-ionen in die vioeistof. Ontbreken de Ca2t-ionen of is de concentratie zeer laag dan verslapt op een bepaald moment de spiervezel en is ze niet meer in staat tot samentrekking, ondanks het feit dat er wel actiepotentialen ontstaan. Zijn wel Ca2*ionen aanwezig dan blijft de spiervezel samengetrokken. Enkele studenten geven een verklaring voor dit verschijnsel: student 1: Ca2+-ionen diffunderen de spiervezel uit, waardoor de concentratie in de reservoirs en in de vezel te laag worden om de vezel nog samen te laten trekken. student 2: KMonen kunnen de membraan alleen maar passeren in aanwezigheid van Ca2+-ionen, waardoor samentrekking niet meer mogelijk is. student 3: Na+-ionen kunnen de membraan alleen maar passeren in aanwezigheid van Ca2+-ionen, waardoor samentrekking niet meer mogelijk is. Noteer het nummervan de juiste verklaring of de nummers van de juiste verklaringen. nbo 1997 19 58 Bij een proef blijkt een spiervezel langdurig samengetrokken te zijn bij een onnatuurlijk hoge concentratie cafeme in de extracellulaire vioeistof. Deze cafei'ne diffundeert de spiervezel in, maar verandert de membraanpotentiaal van de spiervezel niet. Als deze vezel in een Ca2*-vrij medium wordt gelegd, ontspant hij op een bepaald moment wel weer. Welk effect heeft cafei'ne op grond van de gegevens hiervoor op de spiervezel van de proef? A Cafeme maakt de membraan meer doorlatend voor K+-ionen. B Cafeme maakt de membraan meer doorlatend voor Na+-ionen. CCafeme zorgt ervoor dat de Ca2*-reservoirs lek worden. Verbindingen tussen cellen De eerste afbeelding geeft schematisch drie typen verbindingen tussen cellen weer. ad a. een tight-junction: ad b. een spot-desmosoom: ad c. een gap-junction: a. tight-junction b. spot-desmosoom c. gap—junction 1 celmembranen 2 intercellulaire ruimte 3 hechtingseiwitten 4 cytoplasmatische plakken 5 intercellulaire filamenten 6 cytoskeletvezels 7 kanaal door het membraan De afbeelding is afkomstig uit Biologie Informatief(Bannink ft v. Ruiten; Van Walraven, 1994) De volgende afbeelding bevat informatie over hetfunctioneren van eiwitten in en bij een celmembraan. bij a. diffusie vindt plaats via een porie in het membraan en is ander andere afhankelijk van de diameter van de porie en van elektrische ladingen zoals een K+-ion. bij b. 1. gelijktijdige binding van twee verschillende stoffen b.v. Na+-ion en glucose (G) aan bindingsplaatsen van het eiwit 2. eiwit 'klapt' om. 3. stoffen laten los van de bindingsplaatsen. bij c. opening van het kanaal in het membraan als reactie op een signaalstof (s) waardoor het kanaal doorlaatbaar wordt voor bijvoorbeeld Na+ionen. De afbeelding is afkomstig uit Biologie Informatief {Bannink ft v. Ruiten; Van Walraven, 1994) butt*n d* c«1 blnnan da cal buitan d* c»l buiten d* c*l binnan d* cal De volgende afbeelding geeft een overzicht van de functies van eiwitten in een celmembraan. nbo 1997 20 ad a. Membraaneiwit vormt een transportkanaal door het membraan. ad b. Membraaneiwit werkt als een enzym. ad c. Membraaneiwit werkt als een receptor. ad d. Door het membraaneiwit wordt de identiteit van de eel bepaald. ad e. Door membraaneiwitten hechten cellen zich aan elkaar. ad f. Membraaneiwit hecht zich aan het cytoskelet. Deafbeelding is afkomstig uit Biologie Informatief (Bannink ft v. Ruiten; Van Walraven, 1994) buiten de eel ra mi cel mm yjji membraan binnen de col f- De onderstaande schematische tekening geeft een dekweefselcel in de wand van een dunne darm van een mens. Op plaats P is een tight-junction weergegeven. cose pomp tight junction plasma membranen van naast elkaar iggende cellen intercellulaire ruimte passief glucose transport eiwit eel 1 eel 3 extra cellulaire vioeistof BLOED nbo 1997 21 59 Over de functie of de functies van de tight-junctions in de darmcellen worden de volgende beweringen gedaan. 1. 2. Deze verbinding zorgt ervoor dat de glucose-doorlatende membraaneiwitten uit de basis van de weergegeven eel zich niet kunnen verplaatsen naar de apicale membraan. Deze verbindingen zorgen ervoor dat glucose uit extracellulaire ruimte niet naar de darmholte kunnen diffunderen tussen de cellen door. 3. Deze verbindingen zorgen ervoor dat alle uit de holte opgenomen moleculen minimaal tweemaal een membraan passeren voor de moleculen in het bloed worden opgenomen. Welke bewering is of welke beweringen zijn juist? 60 Overde Na+-aangedreven glucosepompen worden de volgende beweringen gedaan: 1. Deze pompen werken dankzij de hoge Na*-concentratie buiten de eel en de lage Na+-concentratie in de eel. 2. Deze pompen werken alleen als de eel voidoende snel de glucose de extracellulaire vioeistof in kan pompen. 3. Deze pompen werken alleen als de eel voidoende snel de Na*-iorren de extracellulaire vioeistof in "kan pompen. Welke bewering is of welke beweringen zijn juist? actine vezels 61 Na de kerndeling volgt de specifieke celdeling. Dat proees bij dierlijke cellen is schematisch in de afbeelding weergegeven. Bij de celdeling van een dierlijke eel vormt zich een samentrekkende ring van actinevezels. Welk van de eiwitten uit de afbeelding met de functies van eiwitten in het celmembraan is hierbij betrokken? A a Bb cytokinese bij dierlijke cellen Cd Dd Ee Ff Productie in een ecosysteem 62 In de afbeelding is de energiestroom in een ecosysteem weergegeven. De secundaire productie is gedurende een bepaalde tijd 252 gram per dag. Hoeveel gram is de daarvoor benodigde bruto primaire productie per dag geweest gedurende die tijd? EINDE 68,56% nbo 1997 °'06% 0,04% 31,44% 22 Antwoordsleutel NBO Voorronde 1997 jgnr'. antwoord 34. 1.4,5,6 35. C 1 3 36. C 2 A 37 A 1:r-RNA 3 38. B 2:m-RNA, 3:t-RNA 39. 2,3 40. 5 .1-e, 2-b, 3-c, 4-d, 5-a2 Arjan BB Tt, BB TT, BB'TtenBB'TT 6 C 41. 7 D 42. 4 8 consumenten 43. 9 a, b 44. 1/60 (=0,017) 1/3600 (=0,00028) 31o/o(-0,016/-0,052x1000/o) 4,9 (l/min) 10 B 45. 3 11 soort 1 46. 12 C 47. C 3,4 13 24% (afgerond) 48. B (D mag ook) 14 C 49. 1.2,4 15 A 50. C 16 1,2,3 51. A 17 C 52. B 18 C 53. Qen R 19 a, c, d, e. f 54. C 20 B 55. 21 D a:antigeen, b: MHC-II c: antigeenpres. eel d: lymfknoop e: T-cel-receptor f: T-helpercel 2,3 22 1.2 23 5 24 1/18(1/2x2/3x2/3x1/4) 25 D 56. 26 C 57. 1 C 58. C 28 2,3,5 59. 27 29 B 60. 1.2,3 1.3 30 e 61. F 31 3 62. 14000 (gram per dag) 32 E 33 10 (liter) nbo 1997 23 Voorronde van de Biologie Olympiade 1998 Vaccinatie Bij vaccinatie tegen pokken worden mensen besmet met koepokken. Deze roepen een afweerreactie op, waardoor de mens beschermd wordt tegen pokken. Enkele leerlingen doen hierover een bewering: bewering 1: In koepokken komt een aantal dezelfde antigenen voor als in pokken. bewering 2: Het erfelijk materiaal van het koepokvirus is identiek aan dat van het pokkenvirus. Welk van de volgende beweringen is of welke zijn juist? A geen van beide beweringen B alleen bewering 1 C alleen bewering 2 D zowel bewering 1 als bewering 2 Kruisingsschema In de afbeelding zijn P, F1 en F2 bij een kruising van konijnen schematisch weergegeven. De fenotypen wit, nriis en pn hrandnpus grijs brandneus komen voor voor. mksk Jk «* grijs brandneus ? wit 2 Welke van de volgende beweringen met betrekking tot dit schema is of zijn juist? Noteer het nummer of de nummers. nbo 1998 1 Brandneus is dominant over grijs. 2 Grijs is dominant over wit. 3 Wit is dominant over brandneus. 4 Grijs is dominant over brandneus. 5 Wit is dominant over grijs. Bounty In 1790 vestigden zich op het onbewoonde eiland Pitcairn in de Stille Zuidzee zes Britse muiters van het schip de 'Bounty', samen met twee mannen en acht vrouwen van het eiland Tahiti. Er waren drie muiters met blauwe ogen (bb) en drie met bruine ogen, waarvan twee heterozygoot (Bb) en een homozygoot (BB). De Tahitianen waren alien homozygoot bruinogig. Wat zijn de allelfrequenties p van B en q van b? Zeevogels De mogelijkheden van een zeevogel om te overleven zijn voornamelijk afhankelijk van zijn voedselbehoefte en het voedselaanbod. De voedselbehoefte is afhankelijk van de vliegtijd tot de voedselbron. Deze afhankelijkheid is schematisch aangeduid met de onderbroken lijn in het diagram. ^ — •-» / ia • j£r^\ / / / /• / • . f- •. '--•• I >'V \\\ I \ \ \ • 1 • -~11'».,' I • \ 1 v \ / / . / \ •\ / V ^ / y Afbeelding naar Kust-en zeevogels van de hele wereld; LarsLOfgren, Het Spectrum, 1985 Wat is de grootheid bij de X-as van het diagram horend bij de onderbroken lijn? Wat is de grootheid bij de Y- as van het diagram horend bij de onderbroken lijn? A B C D Bij de X-as de afstand tot de prooidieren en bij de Y-as de beschikbare hoeveelheid prooidieren. Bij de X-as de oppervlakte waarover de vogel zijn prooi zoekt en bij de Y-as de hoeveelheid voedsel. Bij de X-as de beschikbare hoeveelheid prooidieren en bij de Y-as de afstand tot de prooidieren. Bij de X-as de oppervlakte waarover een vogel zijn prooizoekt en bij de Y-as de voedselbehoefte. nbo 1998 Wanneer vissers concurreren met de zeevogels bij de visvangst moeten de vogels grotere afstanden afleggen tussen eike visvangst. Dat heeft een nadelige invloed op de overlevingskansen. Ook dat is weergegeven in het diagram. Daarvoor zijn ononderbroken lijnen a, b en c gebruikt. Bij het diagram is in willekeurige volgorde de invloed van de visvangst op het vlieggedrag van zeevogels weergegeven met drie tekeningen 1, 2 en 3. Wat is de juiste combinatie van de lijnen a,b en c in het diagram met de tekeningen 1,2 en 3? Vul de juiste cijfers op het antwoordblad in. Jurassic Park Gebruik voor het beantwoorden van de vragen behalve de tekst ook de tabel met mRNA-codes en aminozuren op het eind van deze opgave. De volgende tekst is een fragment uit de Nederlandse vertaling van 'Jurassic Park' van Michael Crichton. In dit boek worden dinosauriers tot leven gewekt uit fossiele DNA-fragmenten. 'Hier zien jullie de feitelijke structuur van een klein stukje dinosaurier-DNA zei Wu '....Zo'n stukje DNAbevat waarschijnlijk instructies om een enkel protei'ne te maken Als we acht uur per dag een scherm per seconde zagen, zou het meer dan twee jaar duren voor we informatie van de hele DNA-streng bekeken hadden. Zo groot is die.' 1 GCGTTGCTGG CGTTTTTCCA TAGGCTCCGC CCCCCTGACG AGCATCACAA AAATCGACGC 61 GGTGGCGAAA CCCGACAGGA CTATAAAGAT ACCAGGCGTT TCCCCCTGGA AGCTCCCTCG 121 TGTTCCAACC CTGCCGCTTA CCGGATACCT GTCCGCCTTT CTCCCTTCGG GAAGCGTGGC 181 TGCTCACGCT GTAGGTATCT CAGTTCGGTG TAGGTCGTTC GCTCCAAGCT GGGCTGTGTG 241 CCGTTCAGCC CGACCGCTGC GCCTTATCCG GTAACTATCG TCTTGAGTCC AACCCGGTAA 301 AGTAGGACAG GTGCCGGCAG CGCTCTGGGT CATTTTCGGC GAGGACCGCT TTCGCTGGAG 361 ATCGGCCTGT CGCTTGCGGT ATTCGGAATC TTGCACGCCC TCGCTCAAGC CTTCGTCACT 421 CCAAACGTTT CGGCGAGAAG CAGGCCATTA TCGCCGGCAT GGCGGCCGAC GCGCTGGGCT 481 GGCGTTCGCG ACGCGAGGCT GGATGGCCTT CCCCATTATG ATTCTTCTCG CTTCCGGCGG 541 CCCGCGTTGC AGGCCATGCT GTCCAGGCAG GTAGATGACG ACCATCAGGG ACAGCTTCAA 601 CGGCTCTTAC CAGCCTAACT TCGATCACTG GACCGCTGAT CGTCACGGCG ATTTATGCCG 661 CACAAGGACG CGTTGCTGGC GTTTTTCCAT AGGCTCCGCC CCCCTGACGA GCATCACAAA 721 CAAGTCAAAG GTGGCGAAAC CCGACAGGAC TATAAAGATA CCAGGCGTTT 7 81 GCGCTCTGCT GTTCCGACCC TGCCGCTTAC CGGATACGTG TCCGCCTTTC TCCCTTCGGG CCCCCTGGAA 841 CTTTCTCAAT GCTCACGCTG TAGGTATCTC AGTTCGGTGT AGGTCGTTCG CTCCAAGCTG 901 ACGAACCCCC CGTTCAGCCC GACCGCTGCG CCTTATCCGG TAACTATCGT 961 ACACGACTTA ACGGGTTGGC ATGGATTGTA GGCGCCGCCC TATACCTTGT CTGCCTCCCC CTTGAGTCCA 1021 GCGGTGCATG GGGCCGGGCC ACCTCGACCT GAATGGAAGC CGGCGGCACC TCGCTAACGG 1081 CCAAGAATTG GAGCCAATCA ATTCTTGCGG AGAACTGTGA ATGCGCAAAC CAACCCTTGG 1141 CCATCGCGTC CGCCATCTCC AGCAGCCGCA CGCGGCGCAT CTCGGGCAGC GTTGGGTCCT 1201 GCGCATGATC GTGCT CCTGTCGTTG AGGACCCGGC TAGGCTGGCG GGGTTGCCTT 1281 AGAATGAATC ACCGATACGC GAGCGAACGT GAAGCGACTG CTGCTGCAAA ACGTCTGCGA 1321 AACATGAATG GTCTTCGGTT TCCGTGTTTC GTAAAGTCTG GAAACGCGGA AGTCAGCGCC Hij wees naar het beeld: 'Dit is een typisch voorbeeld, want jullie zien dat er in het DNA een foutje zit, hier op regel 1201. Veel van het DNA dat we verkrijgen is gefragmenteerd of onvolledig. Allereerst moeten we het dus repareren...of liever, de computer moet dat doen. Hij knipt het DNA met gebruikmaking van zogenoemde restrictie-enzymen. De computer selecteert het soort enzym dat dat werk zou kunnen klaren.' 'Het afgebeelde DNA-fragment codeert niet vanaf het begin voor een eiwit. 6 Noteer de nummers van de drie basen van het stuk DNA waarbij het eerste gen, dat wel voor een eiwit codeert, begint. 7 Noteer de eerste vier aminozuren die vanaf base 1141 zouden kunnen worden gecodeerd. nbo 1998 Wu heeft het in de tekst over 'de hele DNA-molecuul'. Hoeveel basen zullen in het volledige DNA-molecuul in de kern van een eel van de voorbeeld-dinosaurier van Wu waarschijnlijk aanwezig zijn? 2e Base 1eBase U C A G (5' kant) 3e Base (3' kant) U C Leu Ser Leu Ser Tyr Tyr Stop Stop Phe Ser Phe Ser Cys Cys Stop A Trp G C A G Leu Pro His Leu Pro His Leu Pro Gin Arg Arg Arg Leu Pro Gin Arg He Thr Asn Ser U Thr Asn Ser C Arg A Arg G C A G lie Thr Thr Val Ala Val Ala Lys Lys Asp Asp Val Ala Glu Gly Gly Gly Val Ala Glu Gly G U lie Meth/Start A U C U Farao's In de afbeelding is de stamboom van een Egyptische farao-dynastie weergegeven. Men vermoedt dat Aahotep I drager is van een zeer zeldzaam, autosomaal (= niet geslachtschromosoom gekoppeld) recessief overervend allel. Hoe groot is in dat geval de kans dat en Aahotep II en Aahmes beidevoor ditallel homozygoot zijn? o Sequenra III 6 Aahmes I Amenhotep o V Translatie Afbeelding van translatie van m-RNA nbo 1998 J Aahmes Aahotep I Aahmes Nefertari Aahotep II Signaal herkennings partikeltje ER-lumen Bewerkt naar een afbeelding uit De levende eel; Duve, Natuur en Techniek, 1987 In de afbeelding is de translatie weergegeven van mRNA waarbij de gevormde aminozuurketen door de membraan van het ER heen in het lumen van het ER terecht komt. In deze figuur kan de term signaalpeptide geplaatst worden. 10 Bij welk(e) van de delen p en/of q en/of r kan de term signaalpeptide in deze afbeelding staan? Noteer de letter of de letters. Homeostase Bij homeostase is vaak sprake van negatieve terugkoppeling. Over het begrip negatieve terugkoppeling geven leerlingen een omschrijving: leerling 1: Een afwijking van de normwaarde roept in het lichaam een reactie op die tegengesteid is aan deze normwaarde. leerling 2: Een afwijking van de normwaarde roept in het lichaam een reactie op waardoor het effect van de verstorende invloed wordt versterkt. 11 leerling 3: Een afwijking van de normwaarde roept in het lichaam een reactie op die tegengesteid werkt aan de verstoring. leerling 4: Een andere installing van de normwaarde roept in het lichaam een reactie op die tegengesteid is aan de verandering. Welke van deze vier geeft een juiste omschrijving van het begrip negatieve terugkoppeling? A B C D leerling leerling leerling leerling nbo 1998 1 2 3 4 Condrtionering Tijd n geen US (voedsel) J~L R speeksel B J~L n l~TTT T TT r US voedsel R speeksel Afbeelding naar Ethologie; van Rhijn, Westerterp-Plantenga; Wolters-Noordhoff,1989 In de afbeelding is met drie plaatjes een klassiek conditioneringsexperiment weergegeven. De volgorde van de plaatjes is op dit moment willekeurig. Op de X-as van de schema's is de tijd uitgezet. De onderschnften bij de plaatjes .indien in de juiste (chronologische) volgorde geplaatst, luiden: 'eersf, 'later* en 'test'. 12 Noteer de letters van de plaatjes in deze juiste volgorde. Natrium-ionen in de darm De cellen van het epitheel van de darmwandvlokken nemen op twee verschillende manieren natrium-ionen op. Bij de ene manier (A) neemt een darmvlokcel tegelijk glucosemoleculen en natrium-ionen op. Bij de andere manier (B) neemt de eel alleen natrium-ionen op. 13 Welke van de volgende uitspraken over de opname van natrium-ionen is of zijn juist? Noteer het nummer of de nummers. 1 2 Zonder opname volgens manier A zou de darmvlokcel onvoldoende energie hebben. Het in stand houden van de opname van natrium-ionen volgens manier A en volgens manier B 3 kosten een darmvlokcel energie. Opname van natrium-ionen kan alleen verlopen wanneer in de eel de concentratie natrium-ionen lager is dan in het darmlumen. nbo 1998 Ademhalingsorganen bij vogels In de afbeelding zijn de ademhalingsorganen van een vogel schematisch aangegeven. Naast longen hebben vogels luchtzakken. Deze luchtzakken bepalen de stroming van de lucht door de longen. In de schema's is de werking van de ademhalingsorganen aangeduid. b geeftde inademing doorde bek weer, c de uitademing. De pijien geven de stroomrichting van de lucht in de luchtwegen aan. Air forced out of lung Trachea \/ Posterior ais sacks Air passes anterior sac Posterior sacs /c\ Air sacs empty Ajrforced into |ung Anterior air sacks Posterior sacs Afbeelding afkomstig van tte transparencies to educate, J Knol, Hengelo Met betrekking tot de werking van de ademhalingsorganen bij vogels worden drie beweringen gedaan. 1 In vergelijking met de mens is bij vogels tijdens de uitademing de opname van zuurstof per 100 ml lucht groter. 2 Tijdens de uitademing is het verschil tussen de zuurstofspanning in de longen en de zuurstof-spanning in het bloed bij vogels groter dan bij de mens. 3 Na een (normaal) uitademen is het resterende volume longlucht bij vogels groter dan bij de mens. 14 Noteer het nummer van de juiste bewering of de nummers van de juiste beweringen. 15 Lezen bij weinig licht Veel mensen denken dat lezen van een boek bij weinig licht "slecht is voor de ogen". Is lezen bij schemerlicht "slecht" voor de ogen en waardoor? A Ja, doordat op de gele vlek te weinig licht valt, probeert het oog toch voidoende informatie te ontvangen door middel van "scheel-kijken". B Ja, want bij minder licht wordt de volgreactie van het oog (het steeds verspringen van het oog bij het volgen van een regel tekst) trager en minder nauwkeurig. C Nee, het is alleen vermoeiender doordat je het boek dichterbij houdt waardoor je sterk accommodeert. Reehtopstaande blaadjes In een ingezonden brief vroeg een inwoner van Appingedam welke verklaring er is voor het verschijnsel van de 'reehtopstaande blaadjes'. In het najaar vindt hij herhaaldelijk op hettuinpad afgevallen boombladeren die als vlaggetjes verticaal staan, met hun steeltje in de grond. 16 Welke van de volgende verklaringen is het meest waarschijnlijk ? A Hiervoor zijn mieren verantwoordelijk die bladeren gebruiken in hun onderaardse nesten voor het in stand houden van schimmelcultures waarmee zij hun broed voeden. B Dit is het werk van de inlandse hamster Cricetus cricetus die bevriezen van wintervoorraden voorkomt door de voorraadkamers te "stofferen" met rottende bladeren. C Regenwormen komen vooral's nachts boven de grond en verzamelen dan organisch materiaal, waaronder afgevallen bladeren, dat zij in hun gangen trekken. D Doordat een tuinpad regelmatig wordt belopen is het voor de hand liggend dat blaadjes toevallig met het steeltje in de grond worden gedrukt en dus rechtop staan. nbo 1998 Weefsel in een zoutoplossing Er worden 8 precies gelijke blokjes van een plantenweefsel gemaakt. Het eerste blokje (nr 1) wordt in een klein bakje (P) gelegd waarin een beetje gedestilleerd water zit. Na 2 uur wordt het blokje emit gehaald. De aanhangende vioeistof wordt snel verwijderd met vloeipapier en direct daarna wordt het blokje in een ander klein bakje (Q) gelegd waarin een beetje zoutoplossing zit. Op datzelfde moment wordt een nieuw blokje (nr. 2) in P gelegd. massa Na weer twee uur wachten wordt het eerste blokje uit Q gehaald, snel gedroogd met vloeipapier en gewogen. Tegelijkertijd verhuist het 2e blokje van bakje P naar bakje Q na ook eerst snel te zijn gedroogd met vloeipapier. Deze bewerking wordt achtereenvolgens herhaald met alle aanwezige blokjes tot ze allemaal na elkaar 2 uur in P en 2 uur in Q zijn geweest. 2 3 4 5 In de bakjes zijn de blokjes steeds geheel ondergedompeld. Hetverwijderen van de aanhangende vioeistof gebeurtsteeds op dezelfde manier en verdamping uit de twee bakjes P en Q en uit de blokjes kan worden verwaarloosd. In het diagram is de massa van blokje 1 tot en met 8 weergegeven na de weging. 17 Welke grafieklijn geeft het best het verband tussen de massa van de acht blokjes bij de weging weer? Genotypen na meiose Een organisme is heterozygoot voor drie gekoppelde allelenparen. Eenspermaeelmoedercel ondergaat meiose. Hierbij treedt eenmaal crossing over op. 18 Hoeveel verschillende genotypen kunnen de spermacellen die hierbij ontstaan maximaal hebben? En hoeveel minimaal? Auto-immuunziekte 19 Welke van de volgende beweringen overeen auto-immuunziekte is ofwelke zijn juist? Schrijf de nummers van de juiste beweringen op. 1 Bij een auto-immuunziekte verwijderen cellen met een immunologische functie lichaamseigencellen. 2 De gevolgen van auto-immuunziekten kunnen zowel op jongere alsop oudere leeftijd zichtbaar worden. 3 Bij een auto-immuunziekte gaat het DNA in bepaalde lymfocyten zich ongecontroleerd delen. nbo 1998 6 7 8 Rangnummer blokje Osmometer In de afbeelding is schematisch een opstelling getekend voor het bepalen van het verschil in osmotische waarde van twee vloeistoffen. In bakken C bevindt zich A B gedestilleerd water. In stijgbuis A bevindt zich een oplossing van een bepaald zout, in stijgbuis B bevindt zich een oplossing van een bepaalde suiker. Bij het inzetten van het experiment is voor het vullen van de stijgbuizen evenveel van beide oplossingen gebruikt. De stijgbuizen zijn aan de onderzijde afgesloten met een semipermeabel membraan. Een uur na het inzetten van dit experiment stijgt de vioeistof in beide buizen nog steeds en is er een niveauverschil. 20 Kan de osmotische waarde van de zoutoplossing, waarmee buis A werd gevuld, bij het vullen gelijk zijn C K>1 c geweest aan de osmotische waarde van de suikeroplossing, waarmee buis B werd gevuld? Kan de concentratie (mmol/I) van de zoutoplossing in buis A op het moment van het vullen gelijk zijn geweest aan de concentratie van de suikeroplossing in buis B? A De osmotische waarde is niet gelijk geweest en de concentratie kan ook niet gelijk zijn geweest. B Alleen de osmotische waarde is gelijk geweest. C Alleen de concentratie kan gelijk zijn geweest. D Zowel de concentratie als de osmotische waarde zijn gelijk geweest. 21 De proef wordt herhaald maar nu wordt in bakken C bij het gedestilleerde water een kleine hoeveelheid ureum gebracht. Ureum kan de membraan passeren. Voor het overige zijn de omstandigheden gelijk. Is er bij deze tweede proef bij buis A een verschil te verwachten met de uiteindelijke hoogte van de vioeistof in buis A in de eerste proef? En bij buis B met de urteindelijke hoogte van de vioeistof in buis B in de eerste proef9 A bij geen van beide buizen B alleen bij buis A C alleen bij bus B D zowel bij buis A als bij buis B Schakelschema vliegbewegingen In de figuur is een model weergegeven van een schakelschema dat de vliegbeweging van een insect in theorie mogelijk maakt. Neuronen zijn aangeduid met 1, 2 en 3. Spieren met S1 en S2. Neem aan dat bij een vliegend insect door neuron N1 met een vaste frequentie impuisen worden gevormd. Neem aan dat het verloop van een impuls bij een neuron, ongeacht de lengte van de uitloper, en (daarbij inbegrepen) het vrijkomen van de neurotransmitter, steeds in een constant tijdsinterval (At) plaatsvindt. De neuronen N1 en N3 geven een depolariserende neurotransmitter af en de neuronen N2 een 22 hyperpolariserende neurotransmitter. S1 en S2 zijn antagonistisch werkende spieren. Neem aan dat dit insect wil gaan vliegen en op tijdstip =1 begint met de vorming van de eerste impuls door neuron N1. Dit neuron vuurt op elk van de tijdstippen 1 t/m 5. (Daartussen z'rt steeds een tijdsinterval At). Op welk tijdstip of op welke tijdstippen eontraheert spier S1? En op welk tijdstip of op welke tijdstippen eontraheert spier S2? nbo 1998 De leeftijd van een skelet bepalen Eind november 1997 werd bij Hardinxveld-Giessendam een skelet gevonden van een vrouw die ca. 7000 jaar geleden moethebben geleefd. Deze 'Trijntje" is tussen de 45 en 60 jaar oud geweest toen ze werd begraven. 23 Waarop zal de schattingvan haar leeftijd, tussen de 45 en 60 jaar, zijn gebaseerd? A Men heeft gebruik gemaakt van de C14-methode bij het bepalen van de leeftijd; vanaf het moment van overlijden verandert de verhouding 14C / 12C. B Men heeft de leeftijd afgeleid uit de vorm van naden tussen de schedelbeenderen. Vanaf de geboorte groeien de fontanellen dicht en daarna verdwijnt langzamerhand ook hoe langer hoe meer de kartelnaad tussen de schedelbeenderen. C Men heeft de leeftijd afgeleid uit de vorm van de bekkengordel. De bekkengordel verandert bij het ouder worden van vrouwen: de hoek tussen zitbeen en schaambeen wordt groter. Lintwormen In een krant stond het volgende bericht. 'Infecties met gewapende lintworm, Taenia solium en ongewapende lintworm, Taenia saginata bij de mens komen in Nederiand nog maar incidenteel voor. Daardoor neemt de aandacht voor deze darmparasieten af. Dat is jammer, alleen al omdat de levenscyclus bijzonder interessant is. De larve van deze lintwormen ontwikkelt namelijk in een zogenaamde tussengastheer. Dat is bij de ongewapende lintworm het rund. In het spierweefsel vormt de larve zich om tot een blaasworm die daar in een ruststadium blijft. Deze blaasworm kan leiden tot een infectie bij de mens wanneer deze rundvlees eet dat onvoldoende verh'rt is. Zo kan bijvoorbeeld bij het eten van tartaar infectie optreden. Eenmaal in een menselijke darm kan de blaasworm zich ontwikkelen tot een lintworm van 5 tot 10 meter lengte. In opeenvolgende loslatende delen vormt de worm bevruchte eieren. Indien menselijke ontiasting met de eieren op een grasveld wordt verspreid kan een rund deze eieren binnen krijgen. De eieren ontwikkelen in de darm tot larven die zich door de darmwand in de bloedbaan begeven en een spier opzoeken om daar weer een blaasworm te vormen.' 24 Hoe is de manier waarop de bevruchte eieren ontstaan het best te omschrijven? A De bevruchte eieren ontstaan pas na een paring wanneer een tweede infectie met een individu van dezelfde lintwormsoort optreedt. B De larven in de darm van de tussengastheer planten zich al geslachtelijk voort nog voor ze het blaaswormstadium bereiken. C De bevruchting komt tot stand doordat deze lintwormsoort hermafrodiet is en met zelf gevormde D zaadcellen zijn eigen eicellen bevrucht. De bevruchting van de eieren is een vorm van parthenogenese, na de meiose verdubbelen de haploTde eicellen hun chromosomen door een zogenaamde amitotische kemdeling. Bijde beantwoording van de volgende vragen kunje gebruik maken van de informatie over de stikstofkringloop. (zie volgende biz) nbo 1998 10 vrije stikstof in atmosfeer (N2) A vrije stikstof _w N 2 + 03 (ozon) bij onweer stikstof knolletjes- bacterien bacterien denitrificatie © (anaeroob) biologische ® <D stikstof-fixatie fotochemische stikstof-fixatie denitrificerende bacterien - nitraat ^> >(N03-) — stikstof-lek door uitspoeling DIEREN (consumenten) PLANTEN (producenten) voortgezette assimilatie aminozuren, DNA, ATP, enz stikstof-assimi latie aminozuren, DNA, chlorofyl, etc BACTERIEN (reducenten) -^ dood organisch ^- sedimenten T ureum, urinezuur materiaal rottingsbacterien (anaeroob) © urobacterien ammoniaficatie ammoniak (NHg) ^ stikstof-lek naar atmosfeer A + H20 ® ammonium (NH/) ( stikstof-lek door uitspoeling nitriet bacterien (chemo-autotroof, aeroob) ® + zuurstof (02) nitrificatie) nitriet (N02_) nitraatbacterien (chemoautotroof, aeroob) ® + zuurstof (02) nitrificatie) Heldere meren Men veronderstelt dat actief biologiseh beheer troebel water in natuurgebieden kunstmatig helder maakt. Stukken tekst hierover uit de krant zijn: 'De snoek moet weer terug in het Zuidlaardermeer' (1993). nbo 1998 11 'De snoek is weer terug in het Zuidlaardermeer' (1996). 'Roofvissen als snoek, snoekbaars en baars moeten in veel grotere aantallen terug in het Zuidlaardermeer om de explosief gegroeide witvisstand en dan vooral brasem en blankvoorn de baas te worden...' (1993) 'Algen namen de plaats in van een verscheidenheid aan zoetwaterplanten. Tegelijkgroeide het aantal brasems in het meer explosief. Dejonge brasem vangtde watervlooien weg, die vertroebeling van het water juist tegengaan doordat ze algen eten...' (1993) In de kringloop van stoffen worden eompartimenten onderscheiden: producenten, consumenten (1e-orde, 2e -orde; 3e -orde enz.) en reducenten. In een schema van deze eompartimenten geven de pijien de juiste richting van de stroom van stoffen in deze kringloop aan. Naast de richting van een pijl kan de dikte van de pijl aanduiden welke hoeveelheid stof van het ene naar het andere compartiment gaat. De dikte van de pijltussen producenten en consumenten van de 1e orde is een maat voor de hoeveelheid stof die van het ene naar het andere compartiment gaat. 25 Deze hoeveelheid stof komt hierbij het meest overeen met A De bruto primaire productie. B De netto primaire productie. C De hoeveelheid die ontstaan is bij de fotosynthese. D De hoeveelheid die ontstaan is bij de C-assimilatie. 26 Zal dan de dikte van de pijl, volgens deze uitieg, tussen producenten en consumenten van de eerste orde kleiner, gelijk of groter zijn ten opzichte van de dikte van de pijl tussen consumenten van de eerste en consumenten van de tweede orde? A kleiner B gelijk C groter Brasem kan in water leven dat door overmatige groei van algen is veranderd in een soort groene soep. Drie beweringen over zouten in het water zijn: 1 Door lozingen is het nrtraat- en fosfaatgehalte van het water toegenomen. 2 Door het gebruik van kunstmest is het gehalte aan voedingszouten in de meren in Nederiand sterk toegenomen. 3 Door natte deposrtie ("zure regen') is vooral het fosfaatgehalte in de meren in Nederiand sterk toegenomen. 27 Welke van de bovenstaande beweringen geeft of geven een juiste verklaring voor de sterke algengroei in de meren van Nederiand? A alleen bewering 1 B alleen bewering 2 C alleen bewering 3 D de beweringen 1 en 2 E de beweringen 1 en 3 F de beweringen 2 en 3 G de beweringen 1, 2 en 3 In de krantenartikelen wordt er gesproken over het uitzetten van snoeken. Daamaast is het 'de bedoeling dat in de toekomst een kunstmatig vloedmoeras op de oeverpaai- en opgroeiplaats wordt voor de snoek'. 28 Het aanleggen van ditvloedmoeras is een voorbeeld van het scheppen van: A een geschikte habitat voor de snoek. B een goede niche voor de snoek. C zowel een geschikt habitat als goede niche voor de snoek. nbo 1998 12 Hoe meer algen, des te meer watervlooien. Hoe meer watervlooien, des te meer brasems. Hoe meer brasems, des te minder watervlooien. Minder watervlooien dus minder brasems. enz. Je zou verwachten dat er dus een soort 'natuurlijk evenwicht' zou bestaan tussen algen, watervlooien en brasems. Toch is dat blijkbaarin bijvoorbeeld het Zuidlaardermeer niet het geval. Twee beweringen hierover zijn: 1 Brasems kunnen pas watervlooien vangen als er zeer veel watervlooien in het water aanwezig zijn. 2 Inwater dat rijk is aan algen is er nauwelijks predatie op de brasems. 29 Welke van deze beweringen is of welke zijn een juiste verklaring voor het aantal brasems in de Nederlandse meren? A B C D geen van beide beweringen alleen bewering 1 alleen bewering 2 zowel bewering 1 als bewering 2 'In het Zuidlaardermeer werdin april 1996 zestienduizend kilo brasem weggevangen. Een deel van de 30 brasem, ongeveer 1000 vissen, is met een vinmerk teruggezet om de totale hoeveelheid te berekenen'. Duizend van de gevangen brasems werden gemerkt met een vinmerk. Dit om de totale hoeveelheid brasem in het meer te kunnen bepalen. Hoe wordt de totale hoeveelheid brasems met bovenstaande methode dan bepaald? A Door het aantal gemerkte brasems te tellen met behulp van een onderwatercamera. B Door het gewicht van de gemerkte brasems te delen door het totale gewicht van alle gevangen brasems. C Door opnieuw brasems te vangen en vervolgens bij terugvangen uit de verhouding gemerkte staat tot ongemerkte brasems de totale hoeveelheid te berekenen D Door opnieuw brasems te vangen en vervolgens uit de verhouding teruggevangen, gemerkte brasems staat tot het totaal aantal gemerkte brasems, de totale hoeveelheid te berekenen. Het aanleggen van een kunstmatig moeras kan naast de functie van paaiplaats voor snoeken, ook nog een heel andere functie hebben. Een belangrijk kenmerk van moerassen is dat de bodem ervan nagenoeg zuurstofloos is en blijft. Hierdoor daalt het gehalte aan voedingszouten in het water van het moeras. In de informatie over de stikstofkringloop worden met nummers zeven stappen in deze kringloop aangegeven. 31 Noteer welk van de nummers aangeeft of welke van de nummers een stap aangeven waardoor deze daling van het gehalte aan voedingszouten wordt veroorzaakt? Het in stand houden van dit kunstmatig moeras vereist ingrijpen van de mens. Dit wordt veroorzaakt doordat een moeras zich in een bepaald stadium bevindt. 32 Welk stadium wordt hier bedoeld? A een climaxstadium B een pioniersstadium C een ander stadium van een successie nbo 1998 13 Een voedingsmiddel In het sectordiagram is een analyse van een voedingsmiddel weergegeven in procenten van de massa. 33 vezel s Van welk van de volgende voedingsmiddelen is de analyse weergegeven? A een haring B een bruin bolletje C een winterpeen D een pak vanillevla E een geschilde en gekookte aardappel F een kippen-ei eiwitten Moerasvegetatie De afbeelding geeft de veranderingen van moerasvegetaties onder invloed van successie en beheer door de mens weer. Water- en oevervegetatie ZM •= zomermaoien Z = verzurmg WM = wintBfmaaien 3 = vorruiging Schraallanden 5 j =- global© ontwikkelingstijd 5 jaar ND = niets doen Afbeelding uitBiologie Informatief; Bannink, v. Ruiten, Van Walraven 1994. 34 Wat is in dit model het climaxstadium? A berkenbroekbos B elzenbroekbos C rietland met moerasvaren D schraaliand E veenheide F veenmosrietland Groei van vrouwen In de afbeelding op de volgende biz. is het verband tussen leeftijd, lengte en gewicht bij vrouwen (1 -21 jaar) weergegeven. 35 Wat is de minimale lengte van de grootste 3 % van de meisjes van tien jaar? 36 Wat is het gemiddelde gewicht van meisjes van 8 jaar? nbo 1998 14 80 .90 10° .11° 1?° 139 1A0 15° 16° 170 18Q 19n & Afbeelding uitBiologie Informatief, Bannink, v. Ruiten, Van Walraven 1994. nbo 1998 15 Afstoting Bij transplantaties van menselijke organen is meestal het risico van afstoting aanwezig. Er worden verschillende typen afstotingsreacties onderscheiden: .afstotingsreactie 1: hyperacute afstoting: het transplantaat wordt binnen enkele minuten vernietigd. .afstotingsreactie 2: acute afstoting: beschadiging van het transplantaat beginnend enkele dagen na transplantatie. .afstotingsreactie 3: chronische afstoting: geleidelijke afstoting van het transplantaat, beginnend enkele weken na de transplantatie. 37 Bij welke van deze afstotingsreacties zijn geheugencellen van het afweersysteem van de ontvanger betrokken? A B C D bij afstotingsreactie 1 bij afstotingsreactie 2 bij afstotingsreactie 3 bij geen van deze afstotingsreacties Er zijn medicijnen die afstotingsreacties tegengaan. Een daarvan is Azothioprine. Ditis een competitieve antagonist van guanine. Guanine is een base uit DNA en RNA. In een afstotingsreactie worden de herkennings-, activerings- en proliferatiefase onderscheiden. (Proliferatie 38 wil zeggen dat cellen zich ontwikkelen en gaan delen.) In welke fase zal Azothioprine vooral ingrijpen? A in de herkenningsfase B in de activeringsfase C in de proliferatiefase Een taal leren In een bepaalde theorie wordt gesteld dat bij de geboorte alle zenuwverbindingen aanwezig zijn, die nodig zijn voor het spreken van een taal, welke taal dan ook. Bij het leren van het spreken van een bepaalde taal door een klein kind worden alle verbindingen vernietigd die niet nodig zijn voor de taal die het kind leert. Naar aanleiding van dit gegeven worden de volgende beweringen gedaan over twee twaalfjarige, allochtone kinderen. .1 Het leren praten van de kinderen is een vorm van inprenting. .2 Hetop latere leeftijd goed leren uitspreken van Nederlands is moeilijker voor een inTurkije geboren kind dat laterin Nederiand is opgegroeid dan voor een Turks kind dat in Nederiand geboren is en opgegroeid. 39 Is volgens deze theorie bewering 1 juist? En bewering 2? A Geen van beide beweringen is juist. B Alleen bewering 1 is juist. C Alleen bewering 2 is juist. D Beide beweringen zijn juist. 17-jaarskever De 17-jaarskeverheeft een vreemde levenscyclus. De larven leven 17 jaar ondergronds, waarna ze allemaal tegelijk verpoppen en uitkomen. Een van de vragen daarbij is: "Waardoor een cyclus van -nota bene-17 jaar?" Enkele uitspraken hierover zijn: 1. Deze cyclus ligt vast in het erfelijk materiaal van de kevers. 2. Deze cyclus wordtvan ouders op jongen via een leerproces doorgegeven. 3. Deze cyclus is evolutional gezien gunstig, wantde kans dat een predator specialiseerten dezelfde cyclus krijgt, is minimaal. 4. Alle 17-jaarskevers hebben waarschijnlijk een gemeenschappelijke voorouder. 40 Noteer het nummer of de nummers van de juiste uitspraken. nbo 1998 16 Enzymoplossing In de bijgevoegde grafiek is de activiteit van een bepaalde enzym-substraat-oplossing in relatie tot de temperatuur weergegeven. De activiteitsmetingenwerden gedaan tussen de tiende en vijftiende minuut nadat enzym en substraat bij elkaar werden gevoegd. activitert Enkele leerlingen wordt gevraagd eenzelfde grafiek te tekenen die zou zijn ontstaan wanneer na het samenvoegen van de enzym- en substraat-oplossingen tussen de twintigste en de vijfentwintigste minuut de activiteit zou zijn gemeten. Hieronder staan hun grafieken. activiteit activiteit activiteit B —•» Temp. (°C) 41 42 Temp. (°C) Temp. (°C) Wat is de juiste grafiek? Down-syndroom Het kenmerk van het Down-syndroom is het hebben van chromosoom 21 in drievoud. Bij sommige mensen met het syndroom van Down (Down-groep 1) zit het extra chromosoom vast aan een van de andere chromosomen. Bij anderen zijn drie losse chromosomen 21 aanwezig. (Down-groep 2) In een onderzoek worden de spermacellen van mannen uit groep 1 en van mannen uit groep 2 gescreend. Er wordt vanuit gegaan dat zich bij de meioses van deze mannen geen bijzonderheden voordoen. De massa van het kern-DNA van de spermacellen wordt bepaald. Welk percentage van de onderzochte spermacellen zal een afwijkende kemmassa bezitten in vergelijking tot spermacellen van niet-Down mannen? Er zijn ook mensen die partieel Down zijn. Dat wil zeggen dat delen van het lichaam de kenmerken van het Down-syndroom bezitten en andere delen niet. Er wordt vanuit gegaan dat cellen in die delen drie losse chromosomen 21 bezitten. 43 Welk percentage van de geslachtscellen van mannen die partieel Down zijn zal een afwijkend aantal chromosomen bezitten? Of is dit niet te zeggen op grond van de gegevens? A 0% B 25% C 50% D 75% E Er zijn onvoldoende gegevens voor een uitspraak. nbo 1998 17 Polio-epidemie Zo af en toe breekt in Nederiand de ziekte polio uit. Dit doet zich vooral voor in kleine gemeenschappen waarvan de kinderen niet gevaccineerd worden. Er zit in het uitbreken van deze epidemieen een regelmaat, die afhankelijk is van het aantal geboren kinderen. Naar aanleiding van dit gegeven worden twee beweringen gedaan. 1. Er is een minimum-dichtheid van niet-immune mensen nodig voor het polio-virus zich kan verspreiden. 2. Na een polio-epidemie zijn de meeste inwoners van zo'n gemeenschap immuun voor polio. 44 Welk van deze beweringen is of welke zijn juist? A geen van beide beweringen B alleen bewering 1 C alleen bewering 2 D zowel bewering 1 als bewering 2 Energiestromen De afbeelding geeft de energiestromen in een ecosysteem weer. Pn Rn = productiviteit op trofisch niveau n = energieverlies door dissimilatie op trofisch niveau n Fn = verlies van energie door ontiasting van trofisch niveau n ln Pn.! N O = energie-opname op trofisch niveau n = productiviteit beschikbaar voor voedsel van trofisch niveau n = niet opgegeten = opslag van dood organisch materiaal Naar aanleiding van deze afbeelding wordt een aantal vergelijkingen opgesteld: 1. P^-N+l,, 2. Pn.i = N+Fn+Pn+Rn 3. P„ = N+Fn+P^+R,, 45 Noteer het nummer van de juiste vergelijking of de nummers van de juiste vergelijkingen. De volgende afbeelding geeft ook de energiestromen in een ecosysteem weer. P = organisch materiaal van producenten c2 c3 = consumenten van de tweede orde = consumetnen van de eerste orde 46 = consumenten vande derde orde De C-, in deze figuur nemen in een bepaalde tijdsperiode 200 gram droge stof op. Bereken de Pn en Rn van de C-, in deze figuur uitgedrukt in grammen. Afbeeldingen uitBiologie Informatief; Bannink, v. Ruiten, Van Walraven 1994. nbo 1998 18 Voedingsexperiment In de afbeelding zijn de resultaten van een voedingsexperiment metjonge ratten weergegeven groep II 80 r 70 ^v_X-"' V- 60 ^f^-—w groep 1 Lysine + tryptofaan aan groep II 50 i 0 .. i i 2 i i i 8 10 12 i 14 i 16 .i 18 i... 20 dagen De gegevens en de grafiek zijn ontleend aan J.J. Head; Discovering biology, Oxford University Press, 1972. De ratten in groep I werden gevoerd met een dieet bestaande uit alle benodigde vitaminen, koolhydraten, mineralen, water en plantaardige vezels. Als enige eiwitbron werd zeTne toegediend. ZeTne is een eiwit afkomstig uit ma'fs. De ratten uit groep II kregen in het begin hetzelfde dieet. Na zeven dagen werden aan hun dieet twee aminozuren, lysine en tryptofaan, toegevoegd. 47 Welke van de onderstaande zinnen is een hypothese die met het beschreven experiment getoetst kan worden? Noteer het nummer of de nummers. 5 ZeTne bevat lysine en tryptofaan. Kunnen ratten lysine en tryptofaan synthetiseren? Onderzoek doen naar de groei van ratten die met zeTne gevoerd worden. Ratten maken geen lysine en/of tryptofaan. Lysine en tryptofaan zijn voor ratten essentiele aminozuren. 6 Wat is de invloed van zeTne in het voedsel van ratten? 1 2 3 4 Koorts Veel eiwitten, afbraakproducten van eiwitten en lipopolysachariden uit celmembranen van bacterien, kunnen de ingestelde waarde ('set point') van de thermostaat in de hypothalamus laten stijgen. Binnen enige uren nadat de hypothalamus-thermostaat plotseling hoger is ingesteld, bereikt de lichaamstemperatuur deze nieuwe waarde. 48 Welke aanpassingen van het lichaam verwacht je gedurende deze uren? A Bloedvaten in de huid vernauwen zich en je gaat bibberen B Bloedvaten in de huid vernauwen zich en je gaat zweten C Bloedvaten in de huid verwijden zich en je gaat bibberen D Bloedvaten in de huid verwijden zich en je gaat zweten. Wanneer de lichaamstemperatuur de nieuwe, hoger ingestelde waarde van de hypothalamus-thermostaat heeft bereikt voelt de patient zich noch koud noch warm. Daalt echter na een aantal dagen deze ingestelde waarde ('set point') vrij plotseling, dan komt de patient in een "crisis'. Vroeger wachtte een arts op deze crisis: de arts wist dan hoe het met de patient verder liep. 49 Welk gevoel van de patient tijdens de crisis geeft een arts de beste aanwijzingen over het verdere verloop van de ziekte? A De patient kan dan echt voelen of de lichaamstemperatuur nog verder stijgt of zal dalen. B De patient heeft het erg warm. C De patient kan dan pas voelen op welke plek in het lichaam de oorzaak van de verhoging van de temperatuur zit. nbo 1998 19 Afweer en immuniteit Je kunt voor de volgende vraag het schema dat een deel van de processen die verband houden met immunitertweergeeft, gebruiken. ziekteverwekker j* %# macrofaag T-helpercellen *•&"$• $£. , rwi. ♦ cytotoxische T-cellen T-helper cellen B-lymfocyten gelnfecteerde cellen geheugencellen :•:•: = cytokinen Hieronder staat een aantal beweringen. a Bacterien die bezet zijn met antistoffen kunnen efficienter worden gefagocyteerd dan bacterien zonder antistoffen. b Antigenen kunnen worden gepresenteerd door macrofagen door middel van het HLA (=MHC II) eiwit. c Bij een acute ontstekingsreactie doden cytotoxische T-cellen de bacterien. d e Macrofagen kunnen worden aangetroffen in bloed, weefselvocht en lymfe. De immuunrespons na een infectie bestaat onder andere uit de productie van antistoffen. f Antigeenpresentatie door macrofagen aan stamcellen vindt plaats in het rode beenmerg. g h Het immunologisch geheugen bevindt zich in de thymus(=zwezerik): daar bevinden zich alle geheugen-plasmacellen die daarvoor nodig zijn. Een resuspositief iemand bezit in zijn bloed resusantistoffen. i T-helpercellen kunnen T-cel-receptoren bezitten die passen op de door macrofagen gepresenteerde antigenen. j Een injectie van een serum is een vorm van een passieve immunisatie. 50 Noteer de letters van de juiste beweringen. nbo 1998 20 Een niereenheid In de afbeelding staan schematisch vier processen in een niereenheid afgebeeld. aanvoerend afvoerend slagadertje slagadertje 1 = filtratie 2 = resorptie 3 = secretie 4 = excretie 51 Welke vergelijking geeft de inhoud van het begrip excretie juist weer? A excretie = filtratie + resorptie + secretie dus:(4 = 1+2 + 3) B excretie = filtratie + resorptie - secretie dus:(4 = 1+2-3) C excretie = filtratie - resorptie + secretie dus:(4 = 1-2 + 3) D excretie = filtratie - resorptie - secretie dus:(4 = 1-2-3) 52 nier ader urtscheiding In de afbeelding staat schematisch de excretie door een niereenheid weergegeven. De wijze waarop deze niereenheid stoffen uit het bloed behandelt, verschilt per stof. Op welke van de volgende wijzen A, B, C of D wordt glucose door deze niereenheid behandeld? Urine Urine Urine Urine Een stukje DNA In de afbeelding rs een stukje DNA weergegeven. nbo 1998 21 53 Noteer de letters van de beweringen die goed zijn. a Er zijn hier zes nucleotideparen afgebeeld. b In dit stukje DNA zitten vier verschillende stikstofbasen. c De stikstofbase met de letter T zit altijd aan de 3'-5'-keten. d Tijdens de replicatie worden de 'hydrogen bonds' verbroken. e Na replicatie van dit stukje DNA ontstaan er twee stukjes DNA die identiek zijn aan elkaar. f De getalsverhouding tussen A:T zowel als die tussen C:G is bij intact DNA altijd 1. Kraakbeenweefsel Kraakbeenweefsel is, in tegenstelling tot bot, niet doorbloed. Leeriingen doen naar aanleiding van dit gegeven de volgende uitspraken: 1 Het voordeel hiervan is dat er krachten opgevangen kunnen worden zonder dat er steeds bloedingen optreden. 2 Hierdoor is de pH in het kraakbeenweefsel relatief laag. 3 In kraakbeencellen worden veel mitochondrien aangetroffen. 54 Welke leerling doet of welke leeriingen doen een juiste uitspraak? A B C D E F G alleen leerling 1 alleen leerling 2 alleen leerling 3 zowel leerling 1 als 2 zowel leerling 1 als 3 zowel leerling 2 als 3 leerling 1 en 2 en 3 Antistofconcentraties In de afbeelding zijn in twee grafieken de antistofconcentraties in hetbloed (=antistofspiegels) afgezet tegen de tijd bij twee verschillende infecties A en B. antistof- I infectie A * spiegels^ 1econtact SR 2e contact / PR wm$$m jh 14 14 infectie B \\ e contact PR^ ziekte PR SR specifieke antilichaamrespons primaire respons secundaire respons 14 * incubatietijd in dagen 55 Noteer de nummers van de juiste beweringen op grond van de gegevens in de bovenstaande afbeelding. nbo 1998 22 Tijdens de incubatietijd ben je niet ziek. Een verschil tussen infectie A en B is het verschil in incubatietijd. Gedurende de incubatietijd na het '1e contact' zijn er nog geen antistoffen in het bloed tegen deze infectie aan te tonen. De primaire respons betekent dat T-lymfocyten voor het eerst antistoffen tegen deze infectie produceren. De primaire respons is bij beide infecties te traag om te voorkomen dat je ziek wordt. Bij de secundaire immuunrespons hoeft het aangeboren, aspecifieke immuunsysteem niet meer in actie te komen. De vermenigvuldigingssnelheid van ziektekiemen van het type B is groter dan die van type A. Dankzij het immunologisch geheugen wordt de patient na het '2e contact' met A niet ziek. Voordat de primaire immuunrespons op gang kan komen, is er eerst antigeen-presentatie nodig. Hematocrietwaarde De maximale hematocrietwaarde voor een sporter is vastgesteld op 50%. Boven deze grens wordt er gesproken over bloeddoping en die is nu verboden. 1Voor de Colombiaanse renners die in eigen land veelal op hoogte fietsen, is de grens opgerekt naar 53 procent' aldus de Volkskrant van 25/1/97. Informatie over de hematocriet: r Uit een ader en een slagader in de rechter arm van een proefpersoon wordt gelijktijdig bloed afgenomen. Beide bloedmonsters worden onstolbaar gemaakt. Van elk monster wordt 10 ml in een buisje gecentrifugeerd. Hierdoor ontstaat een scheiding tussen de bloedcellen en het bloedplasma. Zie afbeelding. Vervolgens wordt het volume van de rode bloedcellen in verhouding tot het totale bloedvolume berekend. Deze verhouding levert een getal dat de hematocriet wordt genoemd: volume rode bloedcellen 10 - 10 - 9 - 9 8 - 8 - 7 - 7 - 6 - 6 - - 5 - 5 - 4 - 4 - 3-| — bloedplasma — witte bloedcellen 3 - 2 - 2 1 - 1 - — rode bloedcellen - x 100 % = hematocriet totaal bloedvolume Bij de man is de normale hematocrietwaarde ongeveer 46%. voor na centrifugeren Over de hogere grens voor de Colombiaanse sporters worden de volgende beweringen gedaan: 1 Colombianen hebben in hun rode bloedcellen veel minder hemoglobine en zullen zo dus geen voordeel hebben van hun hogere hematocrietwaarde. 2 Colombianen zijn aangepast aan leven op 'hoogte' en hebben daardoor een natuurlijke, hoge hematocrietwaarde. 3 Colombianen hebben gemiddeld een geringe lichaamslengte: een hogere hematocrietwaarde compenseert dit. 56 Welke van de bovenstaande beweringen geeft of welke geven een juiste verklaring voor de grens van 53% voor Colombianen? A B C D E alleen bewering 1 alleen bewering 2 de beweringen 1 en 3 de beweringen 2 en 3 de beweringen 1, 2 en 3 nbo 1998 23 De stromingsweerstand De weerstand die een vioeistof ondervindt bij stroming door een buis heet de stromingsweerstand (R). Deze stromingsweerstand wordt bepaald met behulp van de wet van Hagen-Poiseuile: R / = stromingsweerstand = lengte van de buis 77 = viscositeit/taaiheid van de vioeistof 71 =3,14 r = straal van de buis 87-77 R = n>r 57 Welke verandering van de stromingsweerstand zal een vemauwing van een slagadertje met een straal van 0,12 cm naar 0,10 cm geven? A ongeveer een halvering van de stromingsweerstand B een afname van ongeveer 16 % van de stromingsweerstand C ongeveer een verdubbeling van de stromingsweerstand D een toename van ongeveer 16% van de stromingsweerstand Stofwisselingssystemen Informatie 1 (zie figuur) Hetaandeel van de verschillende stofwisselingssystemen aan de levering van energie in een spier bij lichte inspanning 100- 50 o-> 30 60 90 120 tijd (sec) 1= omzetting van ATP 2= omzetting van CP (=creatine-fosfaat) 3= aerobe dissimilatie 4= anaerobe dissimilatie AfbeeldinguitBiologie Informatief, Bannink, v. Ruiten, Van Walraven 1994. Informatie 2: de drie belangrijke stofwisselingssystemen die energie leveren voor spiersamentrekking: 1. creatinefosfaat creatine + fosfaat 2. glycogeen melkzuur ATP I energie ADP 3. glucose vetzuren + 03 C02 + H20 + ureum aminozuren nbo 1998 24 Tijdens een wielerwedstrijd varieert de fysiologische vraag naar energie. Drie energie-leverende systemen zijn: 1 het ATP/creatine-fosfaat systeem (=fosfaatbatterij) 2 het melkzuursysteem 3 het 02-systeem. 58 Bij welke van de drie bovengenoemde systemen vindt de glycolyse (de afbraak van glucose tot pyrodruivenzuur) plaats: A alleen bij systeem 1 B alleen bij systeem 2 C alleen bij systeem 3 D zowel bij systeem 1 als 2 E zowel bij systeem 2 als 3 F bij alle drie de genoemde systemen Beenspieren In de afbeelding hiemaast is schematisch een aantal spieren Heup weergegeven. 59 Welk effect heeft het samentrekken van de musculus rectus femoris (=rechte bovenbeenspier) in het been volgens de informatie in de figuur? Rectus femoris Hamstrings Bovenbeen A Het bovenbeen gaat naar achteren en omlaag. B Het bovenbeen gaat naar voren en omhoog. C Het onderbeen gaat naar achteren en omhoog. 60 In de afbeelding zijn twee typen spieren aangegeven: de witte (niet benoemde) mono-articulaire en de zwarte bi-articulaire spieren. Waarop berust deze indeling? A op hoeveel pezen deze spieren bezitten: mono- zijn eenpezig en bi- zijn tweepezig. B op het aantal gewrichten dat deze spieren Peroneus tertius Enkel ' Mono-artJculair mmmmm Bi-articulair overspannen: mono- over een gewricht en biover twee gewrichten C op het aantal bewegingen dat deze veroorzaken: mono- kunnen alleen samentrekken en bi- kunnen zowel samentrekken als zich uitrekken D op het aantal beenstukken waar deze spieren aan vast zitten: mono- aan een beenstuk en biaan twee beenstukken nbo 1998 25 Informatie: functionele eigenschappen van langzame en snelle spiervezels: Eigenschap Snelle vezelsl myoblobinegehalte laag voorraad triglyceriden (vetten) voorraad glycogeen laag voorraad ATP en CP hoog glycolytische enzymen melkzuurvormende enzymen veel veel langzame vezels hoog hoog hoog laag vrij veel weinig enzymen citroenzuurcyclus en ademhalingsketen aantal myofibrillen weinig veel zeer veel veel grote diameter hoog laag laag innerverende axonen Ca2+-resorberende capaciteit kleine diameter De verhouding lanzame snelle vezels in spieren is erfelijk bepaald. Training doet vezels dikkerworden. Training heeft veel meer effect op langzame dan op snelle vezels. Afbeelding uit Biologie Informatief, Bannink, v. Ruiten, Van Walraven 1994. Voor een 'goede zit' en de schaatsbewegingen is de vezelsamenstelling van de grote bilspier (musculus gluteus maximus) van groot belang. Echter de verhouding snelle/langzame spiervezels is erfelijk bepaald en ligt bij de geboorte vast. Snelle vezels zijn door training ook geschikt te maken voor een langduriger inspannning. 61 Welke verhouding snelle/langzame spiervezels is gunstig voor een beginnend all-round (m/v) schaatser die kampioen wil worden? snelle spiervezels A weinig B gelijk C veel langzame spiervezels veel gelijk weinig Door het melkzuur-systeem wordt er melkzuur gevormd. Twee typen spiervezels zijn:de snelle en de trage vezels. In beide typen spiervezels wordt bij een geringe inspanning eenzelfde hoeveelheid melkzuur gevormd. In welk type spiervezel zal deze gevormde hoeveelheid melkzuur, na afloop van de inspanning, het snelst worden afgebroken, de langzame of de snelle? Ook kan deze melkzuur worden afgegeven aan het bloed om elders in het lichaam te worden afgebroken 62 In welke cellen zal dit melkzuur dan vooral worden afgebroken? A B C D het snelst afgebroken afgegeven melkzuur wordt vooral afgebroken in in in in in de in de in de in de de langzame spiervezels de snelle spiervezels de langzame spiervezels de snelle spiervezels levercellen levercellen rode bloedcellen rode bloedcellen EINDE nbo 1998 26 Antwoorden Voorronde Biologie Olympiade 1998 1 B 34 A 2 2,4 35 154 cm (152-156) 3 p(B) = 0,75 (=(1*2+2*1+ 10*2)/16*2 = 24/32)) q(b) = 0,25 (= (3*2 + 2*1) / 16*2 = 8/32)) 36 26 kg (24-28) 37 A 4 D 38 C 5 a:3. b:2, c:1 39 D 6 90-91-92 40 1,3,4 41 B 7 (start met TAC=AUG van m-RNA) gly-ser-ala-gly 42 groepl: 50, groep 2: 50 (immers DNA CCA-TCG-CGT-CCG 43 E naar mRNA :GGU-AGC-GCA-GGC) 44 D ongeveer 6x1010 basen 45 1,2 (3x1010isfoutwant twee strengen per DNA-keten) 46 Pn=23 (22,5) Rn=113 (112,5) 47 4 9 1/32 (1/2x1/2x1/4)x| 48 A 10 q 49 B 11 c 50 a,b,d,e,i,j 12 b-c-a 51 C 13 2 52 C 14 1,2 53 b, d, e, f 15 C 54 D 16 C 55 1,2,3,5,8 en 9 17 A 56 B 18 max. 4, min. 2 57 C 19 1,2 58 E 20 C 59 B 21 A 60 B 22 Sl:3,5enS2:2,4 61 C 23 B 62 A 24 C 25 B 26 C 27 D 28 A 29 C 30 C 31 1.7 32 C 33 B 8 nbo1998 27 Voorronde van de B i oIog i e Olympiade 1999 Je hebt drie uur de tijd voor het beantwoorden van deze vragen. Zet de antwoorden op het antwoordblad. Je mag naast je potlood of pen alleen een rekenmachine gebruiken. Je mag dus geen informatie gebruiken zoals het Binasboekje of Biologie-informatief. In de vragen is uitsluitend sprake van normale en gezonde organismen in normale omstandigheden tenzij anders is vermeld. nbo 1999 Byssus Een mossel (Mytilus edulis L.) kan zich vastzetten op een ondergrond met een bundel hechtdraden, 'byssus' genaamd, die hij vormt met een speciale byssusklier aan de basis van zijn voet. Byssusdraden zijn bijzondertaai en stevig. In de middeleeuwen werden hiervan zelfs kledingsstukken geweven. 1 A Welk zal het hoofdbestanddeel zijn van byssus? amylopectine B cellulose C eiwit D fosfolipiden Kloneren Kloneren is de laatste tijd regelmatig in het nieuws. 2 Wat is de beste definitie van kloneren? Kloneren is een proces dat leidt tot het produceren of vermeerderen van organismen met A een zelfde fenotype. B hetzelfde genotype. C in alle cellen dezelfde kern. D hetzelfde uiterlijk. Afvalwaterzuivering In de afbeelding is schematisch het proces van de afvalwaterzuivering weergegeven. Enkele delen van het proces en delen van de installatie zijn aangeduid met cijfers. 1 influent 4 siib 2 zandvang 5 beluchtingstank 8 nabezinking 3 voorbezinking 6 lucht mechanische scheiding ©^ 7slib 10 effluent 9 defosfatering en desinfectering 11 slibgisting 12CH4+ CO. biologische zuivering © chemische neerslag © ® ® Afbeelding afkomstig van Biologie Informatief; Bannink en van Ruiten; van Walraven; 1994 3 Noteer het nummer van de juiste bewering of de nummers van de juiste beweringen over de afvalwaterzuivering. 1 Het C-gehalte per cm in het slib (aangeduid met 4) is groter dan het C-gehalte per cm in de inhoud van de beluchtingstank (5). Het C-gehalte per cm3 in de bovenlaag van de zandvang (2) is even groot als het C-gehalte per cm in de bovenlaag van de beluchtingstank (5). Het C-gehalte percm3 in de bovenlaag van de voorbezinkingsbak (3) is lagerdan dat in het slib per cm3 (4). In de slibtank (11) is de aerobe dissimilatie omvangrijker dan in de nabezinkingsbak (8). nbo 1999 Blauwzuur Bij een in een huis gevonden lijk constateert de politie als doodsoorzaak vergiftiging met blauwzuur. Blauwzuur remt het laatste enzym in de oxidatieve fosforylering (ademhalingsketen) zodat de binding van waterstof aan zuurstof verhinderd is. 4 In welk type celorganel heeft blauwzuur zijn dodelijke werking? 5 Door het tekort aan welke stof in de hartspier is blauwzuur dodelijk in zeer korte tijd? Dassen De Vereniging Das en Boom meldt dat 1998 als een goed jaar beschouwd kan worden voor de dassenstand in Nederland gezien het grote aantal meldingen van langs wegen dood aangetroffen dassen. Bij onderzoek van de doodgereden vrouwtjes bleek het aantal nakomelingen boven het gemiddelde van de voorgaande jaren te liggen. 6 Uit welk gegeven van de onderzochte dassen kon dat vooral worden afgeleid? A uit het aantal melkklieren B uit het aantal littekens in de baarmoeder C D uit het aantal gele lichamen (corpora lutea) uit de lengte van de baarmoeder Glaucoom Het straalvormig lichaam in een oog van de mens is bedekt met een laagje epitheelcellen. Deze epitheelcellen geven door middel van actief transport ionen en voedingsstoffen af aan het oogkamervocht. hoornvlies afvoerkanaal Het oogkamervocht wordt in normale omstandigheden afgevoerd via een afvoergang die uitkomt in ader P (zie afbeelding). Glaucoom is een oogaandoening waarbij de druk in het oog sterk is verhoogd. Deze verhoogde druk ontstaat doordat het evenwicht tussen vorming en afvoer van oogkamervocht is verstoord. Drie gebeurtenissen die in een oog kunnen plaatsvinden worden genoemd. 1 De bloeddruk in de afvoerende ader P is verhoogd. 2 Door vemauwmg van de oogslagader wordt minder bloed naar het oog gevoerd. 3 Er wordt meer oogkamervocht geproduceerd dan normaal. Welke van deze gebeurtenissen kunnen glaucoom veroorzaken? nbo 1999 Jetlag Een jetlag wil zeggen dat iemand zich onaangenaam voelt doordat zijn interne klok niet synchroon loopt met de externe klok. De interne klok van de mens heeft een ritme van 24,5 uur. De interne klok moet dan ook elke dag gelijk gezet worden aan een externe klok (meestal de zon). In een zogenaamde bunkerproef wordt een proefpersoon op een dag om 12 uur's middags in een permanent veriichte kamer gezet. Het is voor hem niet mogelijk op welke wijze dan ook de echte tijd te meten. Na vijf dagen wordt hem 's middags om 12 uur gevraagd hoe laat het volgens hem is. Wat zal hij antwoorden? half negen 8 A B half tien C twaalf uur D half twee half drie E De regulatie van de pompwerking van het hart Het hart zelf regelt de hoeveelheid bloed die het wegpompt: het volume aan bloed dat via de aderen vanuit de grote bloedsomloop het hart binnen stroomt, is gelijk aan het volume dat ook weer vanuit het hart in de grote bloedsomloop wordt gepompt. Dit wordt het Frank-Starling mechanisme genoemd. Het totale volume aan bloed dat het hart per minuut wegpompt, wordt het hartminuutvolume genoemd. Op een bepaald moment kan wel 80% van de totale hoeveelheid bloed in het lichaam zich in de aderen bevinden. De aderen hebben hierbij een bloedreservoirfunctie. 9 Welke van de volgende drie eigenschappen van aderen draagt of dragen bij aan de bloedreservoirfunctie van de aderen? 1 De wanden van de aderen zijn rekbaar. 2 Bloeddruk in de aderen is relatief gering. 3.ln de aderen is zuurstofarm bloed aanwezig. A alleen eigenschap 1 alleen eigenschap 2 B alleen eigenschap 3 C alleen de eigenschappen 1 en 2 D E alleen de eigenschappen 1 en 3 F alleen de eigenschappen 2 en 3 G de eigenschappen 1, 2 en 3 Als er te veel bloed achterblijft in de aderen van het onderlichaam en er dus te weinig bloed terugkeert naar het hart, zal erte weinig bloed naarde organen bijvoorbeeld de hersenen worden gepompt. Als gevolg hiervan kan dan iemand op de grond flauwvallen. Drie beweringen over dat flauwvallen zijn: 1 Dit flauwvallen ontstaat wanneer het Frank-Starling mechanisme niet meer opgaat. 2 Door het flauwvallen beschermt het Frank-Starling mechanisme de zuurstofvoorziening van hersenen. 3 Het flauwvallen wordt veroorzaakt door een plotselinge vergroting van het hart-minuutvolume. 10 Noteer het nummer van de juiste bewering of de nummers van de juiste beweringen. nbo 1999 Gassen In de afbeelding zijn een eel en een bepaald type celorganel schematisch weergegeven. In het organel zijn stofwisselingsprocessen met pijlen aangeduid. Sommige stoffen zijn met cijfers aangeduid. Twee van deze stoffen zijn opgeloste gassen bij de normale atmosferische' omstandigheden. 11 Bij welk van de cijfers kan welk gas worden genoteerd? Analyse bloedplasma Uit een kweekvijver wordt een zalmforel opgeschept. Bij dit dier wordt zo sriel mogelijk een bloedmonster genomen uit de sinus venosus. Het bloed wordt meteen gefiltreerd zodat de bloedcellen achter blijven. Het bloedplasma wordt kwantitatief en kwalitatiefgeanalyseerd op aanwezige gassen. Het hart van een vis heeft een kamer en een boezem. De sinus venosus is een wijd bloedvat waarin het bloed wordt verzameld alvorens het in de boezem van het hart komt. Neem aan dat de opiosbaarheid van de verschillende gassen in water niet verschilt en neem ook aan dat dit gelijk is aan de opiosbaarheid in het bloedplasma. 12 Welk gas zal dan in de grootste hoeveelheid gevonden worden? Geslachtelijke voorplanting van het pantoffeldiertje Hieronder staat een schema van de geslachtelijke voorplanting van het pantoffeldiertje. Afbeelding afkomstig uit Biologie 4vh; Kreutzer, H.H., Oswald, A.A.G.. 1975,Wolters-Noordhoff; Groningen. In het schema worden verschillende stadia onderscheiden: a b-d Twee individuen leggen zich tegen elkaar aan. Door meiose ontstaan vier haplo'ide kernen waarvan er drie te gronde gaan. De vierde deelt zich weer. e Van elke twee kernen per eel blijft er een op zijn plaats (Vrouwelijke kern"); de andere f ('mannelijke kern") gaat over naar de buurcel. De 'vrouwelijke' kernen versmelten met de 'mannelijke' kernen. De twee dieren laten los. nbo 1999 13 Hoe groot is qerekend vanaf stadium c de kans op een nakomeling (stadium g) met een bepaald genotype als geen crossing over optreedt? En hoe groot is die kans als er wel crossing over optreedt? zonder crossing over met crossing over A Va B Va 1/2 C y2 Va D Va E Vz F Xe Va Xe Xe Xe Enzymoplossing Een enzymoplossing verkregen uit een zoogdier wordt gelijkelijk verdeeld over drie reageerbuizen. Deze buizen worden geruime bij verschillende temperaturen weggezet. buis 1 bij 10 °C; buis 2 bij 30 °C; buis 3 bij 70 °C. Vervolgens worden de buizen op een temperatuur van 30 °C gebracht, waama aan alle buizen een zelfde hoeveelheid geschikt substraat van 30 °C wordt toegevoegd. De buizen worden geruime tijd bewaard bij een temperatuur van 30 °C. Daama wordt gemeten hoeveel substraat in elk van de buizen is omgezet. Over deze buizen worden de volgende beweringen gedaan: 1 In buis 1 is het minste substraat omgezet. 2 In buis 2 is het meeste substraat omgezet. 3 In buis 3 is het minste substraat omgezet. 4 In buis 1 is minder substraat omgezet dan in buis 2. 5 In buis 1 is meer substraat omgezet dan in buis 3. 14 Noteer het nummer of de nummers van beweringen die naar alle waarschijnlijkheid juist zijn. Experimenten met embryo's De afbeelding is een schematische samenvatting van onderzoek van de Nobelprijswinnaar Spemann in de dertiger jaren. Hij verplaatste stukjes weefsel van een vroeg embryonaal stadium naarandere plaatsen in embryo's Na het verplaatsen van het weefsel Net hij deze embryo's verder ontwikkelen ondergunstige omstandigheden. lengtedoorsnede dwarsdoorsnede experiment 1 lengtedoorsnede experiment2 uit: Biologie voor jou, Malmberg, Den Bosch nbo 1999 dwarsdoorsnede Enkele studenten noteren naar aanleiding van de weergegeven experimenten de volgende beweringen. 1 Experiment 2 is de controle van experiment 1. 2 Het weefsel van het zwarte blokje zal onder normale omstandigheden bij verdere ontwikkeling in het ouder embryo deel gaan uitmaken van het zenuwstelsel. 3 Met het oog op de duur van de ontwikkeling zou het juister zijn geweest als de (horizontale) 15 pijl bij experiment 2 langer was dan die bij experiment 1 Noteer het cijfer van de juiste bewering of de cijfers van de juiste beweringen. Silent mutations In schema a van de afbeelding op de volgende bladzijde is in zeven tripletten de normale basenvolgorde aangegeven van het gen dat codeert voor de vorming van de p-keten van hemoglobine. In de 3 andere schema's b silent, c neutral en d sickle-cell, zijn mutaties van dit gen weergegeven. Bij een s/7enf mutation wordt ondanks de verandering in het DNA bij translatie toch de normale aminozuurvolgorde gevormd. 16 Hoeveel verschillende basencombinaties (en dus hoeveel verschillende mRNA-moleculen) zijn mogelijk voor het weergegeven deel van het gen voor de p- keten van hemoglobine die tot de silent mutations gerekend kunnen worden? (Maak gebruik van de genetische code die is weergegeven bij de volgende vraag) nbo 1999 a) NORMAL CONFIGURATON G T C A G U T A U C G C A T A T A U T A U T A U G C G A C T G A C T A U C G C C G C T A U G C G A A T T A A G C G A T A G C G 1 valine 2 histidine 3 leucine 4 threonine 5 proline 6 glutamic acid 7 glutamic acid Original Original Normal DNA mRNA IJ-Globin b) SILEN T MUTATION (no effect on primary structure) G c G T A — u T A — u C G C A T A T A U U g c — A U A----U G A U T A A U A U A U C G T A G C T U G C G C A U G C G A T A A T A C G T A C G 1 valine 2 tyrosine 3 leucine 4 theronine 5 proline 6 glutamic acid 7 glutamic acid Mutant Mutant DNA mRNA Toguchi a-Globin afkomstig uit: TTE- transparencies to educate, J.Knol, Hengelo nbo 1999 2 histidine T A T A U A T A A T A C G C T A U C G C C G C T A U G C G A T A A T A G C G T A G C G Mutant DNA 3 leucine 4 threonine 5 proline 6 glutamic acid A c) TOGUCHI MUTATION - NEUTRAL (no effect on hemoglobin function) T T 1 valine 7 glutamic acid Mutant mRNA Normal S-Globin d) SICKLE - CELL MUTATION (causes sickle - cell anemia) G C G T A U I A U C A G T C A 1 A U T A U T A U (j C G A T A C G C 1 A U C G C C G C T A U G C G T A U A T A G C G A T A G C G Mutant DNA 1 valine 2 tyrosine 3 leucine 4 threonine 5 proline 6 valine 7 glutamic acid Mutant Sickle-Cell mRNA G-Globin Fout in een biologieboek In een biologieboek kwam de volgende afbeelding voor. In de afbeelding is alleen het voor de vraag relevante deel van het mRNA weergegeven 2e Base 1e Base (5' kant) U C A G 17 U C A G Phe Ser Phe Ser 3e Base (3' kant) Leu Ser Leu Ser Tyr Tyr Stop Stop Leu Pro His Leu Pro Leu Pro His Gin Leu Pro Gin Cys Cys Stop Trp Arg Arg Arg Arg lie Thr Asn Ser U lie Thr Asn Ser C Arg Arg Gly Gly Gly Gly He Thr Lys Meth/Start Thr Lys Val Ala Val Ala Asp Asp Val Ala Glu Val Ala Glu U C A G U C A G A G U C A G Welke fout in de benoeming van de aminozuren is in deze afbeelding geslopen? Noteer de eerste drie letters van de naam van het juiste aminozuur dat in de plaats moet komen van het onjuist benoemde aminozuur. nbo 1999 Witte bloedcellen 18 Noteer het nummer van de juiste uitspraak of de nummers van de juiste uitspraken over witte bloedcellen. 1 2 3 Een gedifferentieerde witte bloedcel kan zich delen. Een witte bloedcel kan zelf door de wanden van de siagaders heendringen. Witte bloedcellen komen niet als een weefsel voor omdat ze niet als een puzzel in elkaar kunnen passen zoals bij een normaal weefsel. Witte bloedcellen kunnen zich door bindweefsel heen verplaatsen. Witte bloedcellen zijn niet in groepen in te delen omdat ze voortdurend van vorm veranderen. Witte bloedcellen spelen een rol bij het verwijderen van kleine bloedstolsels. 4 5 6 Etheen Bij planten kan* het zaad worden gestimuleerd te ontkiemen door middel van het gas etheen. In het diagram is de invloed van etheen op de zaadkieming bij klaver weergegeven. % kieming 10o van klaver go- so- \4 70 60- 1 50 1 T. 0,1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 uJ/l etheen 19 A Welke van de volgende uitspraken is op grand van het diagram juist? De etheenconcentratie is de afhankelijke variabele, het kiemingspercentage de onafhankelijke variabele van het onderzoek. B De resultaten van het onderzoek zouden overzichtelijker kunnen worden weergegeven met C een logaritmische schaal bij een van de assen. Etheen heeft invloed op de eiwitsynthese geboorte van klaverzaad. 1000- Antistoffen in een kind In de afbeelding zijn de gemeten concentraties van bepaalde antistoffen in het lichaam van een concentratie antistoffen (eenheden/ml) kind voor en na de geboorte weergegeven. De betreffende antistoffen kunnen worden gevormd of door de moeder of door het kind. A Het kind wordt gezoogd door de moeder. 20 Welke van de grafieken tonen de concentratie van antistoffen die door de v 2 moeder worden gemaakt? Geef de nummers of het nummer. 21 Deze vraag is vervallen. nbo 1999 •+—I 0 2 1- 4 6 8 H I 2 4 \—=\ 1 1 6 8 10 12 *- maanden 10 Vet in het bloed Vet lost niet goed op in water van lichaamstemperatuur. In het lichaam zijn voorzieningen om vet toch in het bloed te kunnen transporteren. 22 Op welke manier zijn die voorzieningen het best te omschrijven? A Vet wordt omgeven door suikermoleculen die wel oplosbaar zijn in water. B Vet wordt omgeven door eiwitmoleculen met een hydrofoob en een hydrofiel deel. C Vet wordt ingesloten door bloedcellen die met het bloed meestromen. D Vet wordt opgenomen door speciale cellen die met het bloed meestromen. Worteldruk Doorde aanwezigheid van een endodermis kan in een wortel van een plant een zogenaamde worteldruk worden opgebouwd die er voor zorgt dat water (met opgeloste stoffen) door houtvaten omhoog wordt gedrukt. 23 Waardoor ontsnapt het water met de opgeloste stoffen niet onder aan de top van de wortel bij het wortelmutsje? Daar is de celwand van de worteltopcellen nog te weinig ontwikkeld om water met de opgeloste stoffen doorte laten. Daar is de osmotische waarde van de cellen hoger dan de osmotische waarde van de A B vloeistof in de houtvaten. C D Daar zijn nog geen houtvaten gedifferentieerd. Daar is nog geen endodermislaag ontwikkeld. Dissimilatie DDDDDD ZH3 "CD DDD DDD DDD DDD tea dd d Ijb DD D In de afbeelding zijn zeer schematisch drie varianten weergegeven van de dissimilatie van glucose. Elk hokje stelt een C-atoom voor. Met A is een stof aangeduid en met B. 24 Noteer welke stof of welke stoffen A en B kunnen zijn. Kies uit: Ethanal ATP Ethanol NAD Azijnzuur NADH2 a-ketoglutaarzuur co2 Melkzuur Pyrodruivenzuur Lethaal allel Een vrouw is draagster voor een geslachtschromosoom gekoppeld lethaal gen dat spontane abortus veroorzaakt. Ze heeft negen kinderen. 25 Hoeveel jongens zijn statistisch te verwachten bij deze negen kinderen? nbo 1999 11 Indeling organismen De soorten organismen op aarde behoren volgens een bepaalde indeling tot vier rijken. In de figuur is (links) van 53 soorten weergegeven hoeveel verschillen er in de loop van de tijd tussen die soorten onderling in een bepaalde stof P zijn ontstaan. De soorten van een rijkstaan (rechts) bij en onder elkaar. Het eerste rijk begint bij organisme no.1 Q ezel 1 paard koe -., schaap varken 5 kameel walvis zeehond hond vleermuis 10 konijn mens chimpansee rhesusaap kangeroe 15 °, kip o kalkoen pinguTn eend durf 20 schilpad kikker tonijn makreel karper 25 hondshaai prik slang fruitvlieg houtwormvlieg 30 zijdewormmot hoornwormmot ginkgo boekweit pompoen 35 Phaseolus aureus 0 raapkool 0 bloemkool zonnebloem tarwe 40 tomaat sesam boon katoen Abutilon 45 Debaryomyces bakkersgist Candida Neurospora Humicola 50 Ustilago Euglena Crithidia 53 time (million of years) T 26 o O m o in i o in cvj o Bij welke nummers begint telkens een nieuw rijk? nbo 1999 12 27 Welke van de volgende stoffen zal de bovengenoemde genoemde stof P zijn? A B C fosfolipide (een bouwstof van de membranen) S-caroteen (een stof uit een chromoplast) cytochroom c (deze stof is betrokken bij de oxidatievefosforilering) D DNA (een stof uit de chromosomen) E NAD (deze stof is betrokken bij de dissimilatie) Ecosystemen Onderzoekers hebben in het begin van de jaren tachtig een zeer vereenvoudigd schema gemaakt van de koolstofstromen op jaarbasis in het Grevelingenmeer. Dit schema is weergegeven in de afbeelding. aanvoer uit Noordzee 10 151 gesuspendeerde bodem- detritus 111 detritus 51 — 181 51 54 76 20 136 bodemfauna 192 (detritus etend en grazend) biomassa 6,00 zooplankton biomassa 0,22 suspensie etende 36 bodemfauna 14 biomassa 8,00 57 29 104 bentische 48 micro-algen nettoprod. ... fytoplankton nettoprod. ... 61 biomassa 3,00 biomassa 1,30 zeegras en 190 macro-algen nettoprod. .. 50 75 biomassa 15,00 = dissimilatie 50 uit: Nat. & Techn. 10(1985) Zij hebben organismen gecombineerd in de volgende zes groepen: zooplankton (= dierlijk plankton), fytoplankton (= plantaardig plankton), suspensie-etende bodemfauna, zoals mosselen, detritus-etende en grazende bodemfauna, zoals slakken en wormen, benthische micro-algen (= vastzittende kleine algen), zeegras en macro-algen (= grote zeewieren). Vissen en grote schaaldieren zijn niet in het schema van de afbeelding opgenomen, omdat zij slechts een klein deel van de totale biomassa vormen. Suspensie betekent in deze context: in water zwevende organismen of afgestorven delen daarvan. nbo 1999 13 Detritus is fijn verdeeld, dood organisch materiaal, maar in de blokken gesuspendeerde detritus en bodemdetritus zijn tevens inbegrepen de schimmels en bacterien die als reducenten detritus omzetten in anorganische stoffen. In de afbeelding is in de hokjes de gemiddelde biomassa uitgedrukt in gram koolstof per m2 van het ecosysteem. De pijlen geven koolstofstromen weer in gram koolstof per m2 op jaarbasis. De netto- productie is binnen de hokjes weggelaten maar kan worden berekend uit de koolstofstromen (en dan ook uitgedrukt in gram koolstof per m2 per jaar) 28 Hoe groot is de totale bruto primaire productie (BPP) in dit eco-systeem in gram koolstof per m2 op jaarbasis ? Als maat voor de productiviteit in het ecosysteem wordt de P/B-ratio gebruikt waarin P = netto primaire productie en B = biomassa. 29 Welke groep in het Grevelingenmeer heeft de grootste P/B-ratio? Over het verschil in netto-productie bij de groep met zeegras en de groep benthische microalgen worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Zeegras ontvangt per volume-eenheid biomassa meer licht dan de microalgen. 2 Bij zeegras neemt een kleinerdeel van de cellen deel aan fotosynthese dan bij de microalgen. 3 De mate van dissimilatie van het zeegras is kleiner dan die van de micro-algen. 30 Welke van deze uitspraken vormt of welke vormen een verklaring voor het verschil in productiviteit tussen de groep met zeegras en de groep benthische micro-algen? A alleen 1 B alleen 2 C alleen 3 D alleen 1 en 2 E alleen 1 en 3 F alleen 2 en 3 G 1,2 en 3 H geen van deze uitspraken 31 Na hoeveel uren (gemiddeld) is de biomassa van het fytoplankton vernieuwd? Ulothrix Bij de algen Ulothrix zijn geen mannelijke of vrouwelijke gameten. Er lijken alleen isogameten (iso = geheel gelijke) gevormd te worden. Men ontdekte dat bij Ulothrix alleen isogameten van verschillende organismen met elkaar samensmelten. 32 De evolutionaire betekenis van dit feit is: A De isogameten kunnen zo beter ontwikkelen. B C Deze gameten blijken bij Ulothrix sporen te zijn geworden. Er is geen geslachtelijke voortplanting ontwikkeld bij Ulothrix. D Het is beter dat isogameten genetisch niet geheel gelijk aan elkaar zijn Bijen Honingbijen hebben een volledige gedaanteverwisseling en ze verpoppen in de raat. Niet alle larven verpoppen en als er wat mis gaat sterft de larve in zijn hokje van de raat. Werksterbijen sporen de gestorven larven op, maken de hokjes open en halen de larven weg. Zuike werksterbijen noemen we hygienisch. Erzijn ookwerksterbijen die geen hokjes open halen, zij heten onhygienisch. De Amerikaanse onderzoeker Rothenbuhler wilde meerweten overde erfelijkheid van het gedrag van de werksters. Hij kruiste homozygoot hygienische bijen met homozygoot onhygienische. De gehele F-i maakte geen hokjes open (onhygienisch) en ruimde ook geen dode larven op uit reeds geopende hokjes. Rothenbuhler nam aan dat twee onafhankelijk autosomaal overervende genen een rol spelen, een voor open maken en een voor weghalen. Hij deed een proef met een kruising tussen mannetjes van de Fi en homozygoot hygienische vrouwtjes. Hij vond bij 29 nakomelingen, dat 7 ervan hygienisch waren, 9 deden wel de hokjes open, maar haalden de dode larven er niet uit. De rest was onhygienisch. 33 Wat is het genotype van de groep van 9 bijen? nbo 1999 14 A. OOWW A. B. C. OOWw Ooww B. C. OoWW OoWw Ooww A. ooWW B. C. ooWw ooww Vloeistofverplaatsing In tekening 1 van de afbeelding is een schematische doorsnee van een nierkapsel en bijbehorende haarvaten uit een nier van de mens weergegeven. In tekening 2 is het nierkapsel met een van de haarvaten gestrekt onder de horizontale as van het diagram getekend. Vier plaatsen in het nierkapsel zijn aangegeven met P, Q, R en S. In het diagram geeft een lijn de buitenwaarts gerichte kracht in het haarvat weer. De andere lijn geeft de binnenwaarts gerichte kracht weer. De uiteindelijke netto vloeistofverplaatsing wordt veroorzaakt door de plaatselijke verschillen tussen deze buitenwaarts en binnenwaarts gerichte krachten. kracht tekening 1 haarvat stroom- richting nierkapsel tekening 2 34 In welk of in welke van de aangegeven trajecten wordt voorurine gevormd uit het bloed van het A B C D E F G H haarvat? Welk nummer heeft de lijn van de binnenwaartse kracht? voorurine vorming nummer lijn alleen in traject PQ 1 alleen in traject PQ 2 alleen in traject RS 1 alleen in traject RS 1 1 in geheel traject PS in geheel traject PS 2 zowel in traject PQ als in traject QR 1 zowel in traject PQ als in traject QR 2 zowel in traject QR als in traject RS 1 zowel in traject QR als in traject RS 2 Koolstofassimilatie Enkele beweringen over de koolstofassimilatie en de aerobe dissimilatie in juli in een slaplant op een veld buiten op de koude grand zijn: 1 In de slaplant vindt de koolstofassimilatie alleen rond het middaguur met voldoende licht plaats en de aerobe dissimilatie alleen 's nachts. 2 Als de koolstofassimilatie in de slaplant dezelfde intensiteit heeft als de aerobe dissimilatie verandert het gehalte aan organische stoffen in de plant vrijwel niet. nbo 1999 15 3 Bij de aerobe dissimilatie kunnen ook moleculen 02 worden verbruikt die bij de koolstofassimilatie in de slaplant zijn ontstaan. 4 Bij de aerobe dissimilatie van een mol glucose wordt netto meer water gevormd dan bij de assimilatie van deze mol glucose netto is verbruikt. 35 Noteer het nummer van de juiste bewering of de nummers van de juiste beweringen. Bij een synaps In de afbeelding is de verandering van de membraanpotentiaal bij het passeren van een impuls op een bepaalde plaats in een axon weergegeven. membraan +40-- potentiaal (mv) 1 = rustpotentiaal 2 = prikkeldrempel 3 = depolarisatie 4 = repolarisatie 5 = hyperpolarisatie 6 = refractaire periode -70-- *~ tijd (ms) In de onderstaande afbeelding is schematisch een synaps afgebeeld tussen een axon en een dendriet van een ander neuron. Hierin zijn de plaatsen P en Q aangegeven. In het diagram 1 is het potentiaalverschil tussen de binnenzijde en de buitenzijde van het membraan van het axon bij P uitgezet tegen de tijd. De verandering van het potentiaalverschil bij P veroorzaakt een verandering in het potentiaalverschil van het neuron bij plaats Q, zoals in diagram 2 is weergegeven. potentiaal potentiaal bij Q (mV) bij P (mV) P Q 0 "V o - 0— t tijd (ms) diagram 1 36 —•- tijd (ms) diagram 2 Noteer het nummer of de nummers van de juiste bewering(en) over de gebeurtenissen in de synaps tussen tijdstip s en tijdstip t. 1 Er is stimulerende neurotransmitter afgegeven waardoor Q is gehyperpolariseerd. 2 Er is remmende neurotransmitter afgegeven waardoor Q is gehyperpolariseerd. 3 Er is stimulerende neurotransmitter afgegeven zonder dat in Q een actiepotentiaal is ontstaan. 4 Er is een neurotransmitter afgegeven en als gevolg daarvan is in Q een actiepotentiaal ontstaan. nbo 1999 16 Plantensappen Een leeriing doet onderzoek naar de osmotische waarde van diverse plantensappen. Hij heeft kunnen vaststellen dat het perssap van een sinaasappel en het perssap van een aardappelknol - na filtratie dezelfde osmotische waarde hebben. Met een kurkboor steekt deze leeriing een (cilindervormig) staafje uit een aardappelknol. Als hij dit staafje vervolgens meteen terugduwt in de opening in de knol dan lukt dat net. Nu herhaalt hij deze proef maar wacht met het terugstoppen een uur. Tijdens dat uur bewaart hij het staafje aardappel in het gefiltreerde sinaasappelperssap (daarvan is makkelijker voldoende te verzamelen dan van aardappelknolperssap). 37 Zal terugplaatsen van dit staafje na een uur weer net lukken, makkelijker gaan of moeilijker? A B Dat lukt net, gelijk aan het terugplaatsen een uur eerder. Dat zal nu makkelijker gaan. C Dat zal nu moeilijker gaan. Samenstelling beenderen Als een mens ouder wordt, verandert de samenstelling van de beenderen. In de diagrammen zijn vier mogelijke veranderingen in de samenstelling van de beenderen weergegeven. % eiwit % eiwit % anorganische stoffen % anorganische stoffen toename leeftijd in jaren % calcium + % eiwit toename leeftijd in jaren % calcium % calcium % calcium + % eiwit D B toename leeftijd in jaren 38 toename leeftijd in jaren Welke van de diagrammen A, B, C, D geeft de verandering het beste weer? Giraffe drinkt Een aantal gegevens over een giraffe is: hoogte van de giraffe in normale stand: 3 meter, afstand van het hart tot het grondoppervlak in normale stand: 1,75 meter, afstand van het hart tot het grondoppervlak bij drinken: 1,50 meter, Deze giraffe spreidt de voorpoten en buigt de nek om uit een poeltje te drinken. 39 A B Verandert de bloeddruk in een hersenslagader dan? Zo ja, neemt deze toe of neemt deze af? En indien de bloeddruk verandert, is dan een schatting mogelijk van de mate waarin de bloeddruk in de hersenslagader verandert? De bloeddruk in de hersenslagader verandert niet De bloeddruk in de hersenslagader neemt toe maar een schatting van de mate van toename niet mogelijk D E De bloeddruk in de hersenslagader neemt af maar een schatting van de mate van afname is niet mogelijk. De bloeddruk in de hersenslagader neemt toe met 1,75 Pascal. De bloeddruk in de hersenslagader neemt toe met 1,50 Pascal. nbo 1999 17 Gedragsonderzoek bij vlinders In de afbeelding worden proefresultaten weergegeven van een gedragsonderzoek bij een vlindersoort. In dit onderzoek worden twee hypothesen getoetst aan de hand van twee experimenten met modellen. Het verioop van de experimenten en de resultaten zijn schematisch weergegeven in de afbeelding. -i—i—i—r gelijkmatig kdansencL draaiend < •^j-zS" cf'w^ J 40 I 30 I 20 L 10 % 30 20 40 A B 10 % respons respons Wat is de juiste onderzoeksvraag die voorafis gegaan aan dittweeledig onderzoek? Welke is de belangrijkste sleutelprikkel voor het baltsgedrag van de mannelijke vlinder? Welke beweging van de mannetjes vlinder treedt het meest op bij vrouwtjes met verschillende grijstinten? C Welk is het verband tussen de kleur en de beweging bij het baltsen van de mannelijke vlinder? Pekelkreeftjes Het pekelkreeftje (soort P) komt over de gehele wereld voor bij rotskusten in poeltjes stilstaand zeewater op de stenen. Een andere soort kreeftjes (soort Q) komt alleen voor in de Waddenzee, in de Dollard en in de nvier de Eems. Twee mogelijke beperkende factoren voor het ontwikkelen van een grote populatie kreeftjes zijn 1. schommelingen in de temperatuur van de omgeving; 2. 41 het gehalte aan organische stoffen in het water. Welk kreeftje zal vaker de invloed van beperkende factor 1 ondervinden? Idem voor beperkende factor 2. Beperkende factor 1 nbo 1999 Beperkende factor 2 A P P B P Q C Q P D Q Q 18 Steriliteitsallelen Een tabaksplantpollenkorrel kan alleen een goede pollenbuis vormen bij een tabaksplant die geen gelijke steriliteitsallelen bezit. Een bepaalde tabaksplant T heeft de steriliteitsallelen S2 en S4. De tabaksplanten P, Q, R en S hebben achtereenvolgens de steriliteitsallelen S2S3,S^ ,S2S4, S3S4 42 Geef bij welk percentage van de pollenkorrels van T bij de vier planten een pollenbuis kan vormen en bij 'n' hoeveel verschillende genotypen kunnen voorkomen in het nageslacht. Kweldervegetatie Er is onderzoek gedaan naar de primaire productie van natuuriijke kweldervegetaties op Terschelling en Schiermonnikoog. Daarbij is ook nagegaan welke de invloed is van begrazing op de plantaardige biomassa. Door een omheining te plaatsen wordt een gebied afgesloten en daardoor beschermd tegen konijnenvraat. De netto primaire productie blijkt op zo'n terrain dan 10 ton/ha te zijn. De figuur geeft een beeld van de bovengrondse biomassa in natuurlijk open terrain (aangeduid als: open veld, ongestoord), in afgesloten terrain (aangeduid als: omheind, ongestoord) en in afgesloten terrain waarin werd bemest en drie maal gemaaid (aangeduid als: omheind, voorgemaaid, bemest en bij 4* gemaaid). g/m • 500 X • open veld, ongestoord X omheind, ongestoord omheind, voorgemaaid, bemest • bij 1 gemaaid • J \ 400 A \ -X / // X^ f X 1 1 300 i 1 h x\ ,-A^ I * S X \ i 11 1 i 1 i 200 1 / / i / // / / f 9 100 • r V ^^ X \ \ f \ N XA / / t \ / / , \ \ /; • \ %i / /i / ^•^ \ ,v> / / * **""*-vrl i -•*' i mrt. apr. mei • / 1 1 J\ juni juli / aug. 1 1 1 -L sept. okt. nov. 1 dec. 1 jan. 1 feb. 1 mrt. Bovengrondse plantaardige biomassa, op verschillende manieren behandeld. Natuurlijkgrasland op Schiermonnikoog 1968-1969. NaarAlberda, 1970. Naar aanleiding van deze gegevens worden drie beweringen gedaan over deze kweldervegetatie. 1 In natuurlijk, omheind ongestoord terrain is, over een jaar genomen, de ondergrondse biomassa groter dan de bovengrondse biomassa 2 In natuurlijk, omheind, ongestoord terrain is de bruto primaire productie ongeveer VA maal groter dan de netto primaire productie. 3 De totale bovengrondse productie in omheind gebied is na bemesten (en drie maal maaien) bijna 2!4 maal zo groot als zonder bemesten (en dan ook zonder maaien). 43 Noteer het nummer of de nummers van de bewering(en) die hij op grand van de gegevens kan doen. Onderzoek naar deficientie en infectie nbo 1999 19 In 1898 werd J. Eijkman de eerste hoogleraar microbiologie aan de Utrechtse universiteit. In 1924 kreeg hij de Nobelprijs voor zijn ontdekking dat vitamine-B-deficientie oorzaak was van de ziekte beri beri. Het onderzoek daamaar deed Eijkman in Nederiands Indie (het huidige Indonesie) waar hij als militair arts-bacterioloog was aangesteld bij het leger. Hij meende - in navolging van Louis Pasteur een bacterie te kunnen isoleren die de beri-beri zou veroorzaken. Het bleek echter dat zijn proefdieren - kippen die aan deze zenuwaandoening leden - weer gezond werden als ze ongepelde rijst als voer kregen. In het zilvervliesje rond de rijstkorrel bevindt zich blijkbaar een stof die noodzakelijk is voor een normale ontwikkeling. Deze stof werd vitamine B genoemd. Na de ontdekking in 1928 door A. Flemming in Londen van een stof die door een culture van de schimmel Penicillium werd geproduceerd en de groei van bacterien remde, zijn vele van deze antibiotica-producerende micro-organismen geisoleerd. Maar in de medische praktijk bleek ook spoedig dat bacterien makkelijk resistentie kunnen ontwikkelen tegen afweerstoffen. Berucht is inmiddels de MRSA-infectie die vooral ziekenhuispatienten kunnen oplopen. Deze meticillineresistente stam van Staphylococcus aureus kan bij mensen met verminderde weerstand tot ontwikkeling komen als zijn concurrentiepositie gunstiger wordt door gebruik van antibiotica. Deze Staphylococcus hoort namelijk tot de normale flora van de menselijke huid en slijmvliezen. De bacterie is meestal onschadelijk maar veroorzaakt soms kleine ontstekingen of een steenpuist. Als bij een verzwakte zieke deze bacterie een grotere infectie vormt, is bestrijding noodzakelijk. Soms blijkt de bacterie een resistentie te hebben tegen alle gangbare antibiotica. Zelfs een van de laatste redmiddelen het antibioticum meticilline helpt niet. Voor een bacterioloog zijn erdan nog twee laatste redmiddelen maar die worden alleen in uiterste nood toegepast. Immers zou ook tegen deze middelen resistentie ontwikkeld worden door bacterien dan is er geen bestrijding meer mogelijk. Indien MRSA-infectie in een ziekenhuiswordt geconstateerd dan sluit men de betreffende afdeling en ontsmet men het betrokken personeel volledig. De patienten worden geisoleerd. Bacteriologen typeren een S.aureus-stam door op de bacterieculture een testbatterij los te laten van bacteriofagen (bacterievirussen) die ieder een voorkeur hebben voor een bepaalde stam van de bacterie (en zich daarin dan vermenigvuldigen ten koste van die bacterie). De typering levert namen op als faagtype e, of Tof 111-29. Deze laatste heeft de afgelopen zes jaar in zeventien ziekenhuizen epidemietjesveroorzaakt. Het identificeren van een MRSA is van belang om de besmettingsroute te kunnen achterhalen. Zo is nu faagtype Z-115 in opkomst. Z-115 is waarschijnlijk afkomstig uit Frankrijk. Dr. J. Eijkman is dan wel de eerste hoogleraar microbiologie in Utrecht geweest, maar 'de vader van microbiologie' in Nederland is toch wel Anthony van Leeuwenhoek. Hij heeft als eerste bacterien waargenomen en getekend. 44 In welke eeuw begon Anthony van Leeuwenhoek zijn onderzoek? A B C D inde13eeeuw inde15eeeuw inde17eeeuw inde19eeeuw 45 Welke biologische term past op grand van de tekst bij de normale relatie tussen de bacteriesoort Staphylococcus aureus en een gezonde mens? A B C commensalisme mutualisme concurrentie 46 Noteer het nummer van de juiste uitspraak of de nummers van de juiste uitspraken naar aanleiding van de ziekte beri- beri en van vitamine B. 1 Bacterien die kippen infecteren, kunnen geen mensen infecteren. 2 Beri-beri is een gebreksziekte. 3 Vitamine B wordt een vitamine genoemd omdat het in kleine hoeveelheden voorkomt in 4 Beri-beri komt vooral voor in de tropen doordat bacterien zich in die gebieden sneller kunnen plantendelen die de mens kan eten. voortplanten. nbo 1999 20 47 Noteer het nummer van de juiste uitspraak of de nummers van de juiste uitspraken over een MSRA-infectie. 1 2 Als gevolg van mutaties kunnen nog resistentere MSRA-stammen ontstaan. MSRA-infecties ontstaan alleen wanneer bacterien van de soort Staphylococcus aureus in het ziekenhuis meer voorkomen dan bacterien van andere soorten. 3 4 MSRA-infecties zijn het uiteindelijke gevolg van een genetisch selectieproces. Zieke en gezonde personen zijn niet instaat antistoffen te maken tegen bacterien die de MSRA-infecties veroorzaken. In een testbatterij wordt van drie patienten P, Q en R een Staphylococcus aureus-cultuur getypeerd door gebruik te maken van de bacteriofagen typen e, T, 111-29 en Z-115. De werkwijze bij de test is dat reageerbuizen met een voedingsoplossing worden beent met de S.aureus cultuur. Na 12 uur bebroeden zijn de bacterien voldoende ontwikkeld en worden ze beent met de genoemde faag. Enkele uren later is het onderstaande resultaat af te lezen. rb1 rb2 S.aureus rb3 rb4 S.aureus S.aureus S.aureus S.aureus + + + + rb5 blanco- faag e faag T faag III-29 Patient P troebel troebel troebel helder helder Patient Q helder helder helder helder helder Patient R troebel helder troebel troebel troebel 48 1 2 3 4 faag Z-115 Welke van onderstaande conclusies met betrekking tot deze drie patienten is of zijn juist ? Patient P bezit een S.aureus van zowel faagtype T als van faagtype e Patient R is in het bezit van S.aureus-faagtype e Van patient Q is op grand van deze gegevens geen typering mogelijk Van patient P is op grand van deze gegevens geen typering mogelijk Reflexboog In de afbeelding is schematisch weergegeven op welke wijze enkele neuronen in een bepaalde reflexboog met elkaar zijn verbonden. Door uitrekking van spier P ontstaan impulsen in de sensorische vezel verbonden met het spierspoeltje. Daarop volgt een reflex die de spier weer in de oorspronkelijke toestand brengt. 49 In welke van de genummerde synapsen en schakelingen wordt tijdens deze reflex remmende neurotransmitter afgegeven? nbo 1999 spierspoeltje spier P 21 Experimenten rond de lichtreactie Men deed experimenten met onder andere het roodwier Porphyridium om het verioop van de lichtreactie te onderzoeken. Bij de lichtreactie onderscheidt men twee fotosystemen. Fotosysteem 2 onttrekt elektronen aan water, fotosysteem 1 gebruikt deze elektronen om het reactieve NADPHH* te laten ontstaan. Het NADPHH* wordt gebruikt in de donkerreactie. Het roodwier Porphyridium heeft in fotosysteem 1 veel chlorofyl a, zodat dit fotosysteem alleen licht van 680nm absorbeert en in fotosysteem 2 heeft dit roodwier veel phycoerythrine, zodat dit systeem alleen licht van 562nm absorbeert. Cytochroom f is een elektronencarrier tussen fotosysteem 2 en fotosysteem 1. De optische dichtheid van een oplossing in ge'i'soleerde chloroplasten van het roodwier Porphyridium is een maat voor de staat van oxidatie van cytochroom f. Bij oxidatie neemt de optische dichtheid toe. De optische dichtheid kan men bepalen met behulp van een spectrofbtometer. In onderstaand diagram is de optische dichtheid van cytochroom f van het roodwier Porphyridium uitgezet tegen de tijd. Tijdens de metingen veranderde men het licht waarmee het wier werd beschenen. Tot tijdstip 0 was het donker, tussen tijdstip 0 en 15 werd het wier beschenen met licht met een golflengte van 680 nm. Tussen tijdstip 5 en 10 seconden werd extra licht met een golflengte van 562 nm gebruikt. Bij deze experimenten zijn remstoffen gebruikt zodat de cyclische fotofosforylering waarbij alleen fotosysteem 1 actief is, niet kan verlopen. 680 nm optische j DONKER dichtheid 10 tijd in seconden gegevens: Hall, D.O., Rao, K.K. 1974. Photosynthesis, Southhampton 50 Noteer het nummer of de nummers van de juiste beweringen naar aanleiding van dit experiment. 1 Na 15 seconden zal de grafieklijn weer snel dalen tot het niveau van tijdstip 0. 2 Als na 15 seconden in plaats van duisterniszonlicht wordt aangeboden zal de grafieklijn dalen ongeveer zoals gebeurt na 5 seconden. Als na 15 seconden alleen licht van 680 nm wordt aangeboden zal de grafieklijn min of meer horizontaal doorlopen. Na 5 seconden daalt de grafiek omdat er nu meer elektronen van fotosysteem 2 naar cytochroom f gaan dan van cytochroom f naar fotosysteem 1. EINDE nbo 1999 22 Antwoordsleutel Voorronde Biologie Olympiade 1999 Vraag antwoord 1 C 2 B 3 1+3 mitochondrion 5 ATP (NAD) 6 B 1+3 8 B 9 D 10 2 11 2 = C02 , 5 = 02 N2 12 1+3 48 2 + 3 49 2 50 2 + 3 . 4 7 47 13 D 14 3+5 15 3 16 17 3071 [4x2x6x4x4x2x2-1] glu 18 4+6 19 B 20 1 +2 + 4 21 vervallen 22 B 23 A 24 A = melkzuur 25 3 B = melkzuur 26 1, 33, 46, 52 27 C 28 630 gC.m"2.j"1 [2x(190+50+75)] 29 fytoplankton 30 B 31 60 [365x24/(190/1,3)] (het antwoord 30 mag ook). 32 D 33 H 34 B 35 2 + 3 36 3 37 38 A B 39 B 40 A 41 A 42 P Q R S % % % % 43 1 +3 43 C 45 A 46 2 nbo 1999 50 n 100 n On 50 n 2 4 0 2 23 Voorronde van de Biologie Olympiade 2000 1 Zuur Aan frisdranken, waaronder cola, is vaak suiker en koolstofdioxide toegevoegd. Bij cola is opvallend dat deze frisdrank ook een zeer lage pH heeft. Welke van de onderstaande handelingen is op grond van deze gegevens uit gezondheidskundige overweging ten zeerste te ontraden? A bij de zuurkoolmaaltijd cola gebruiken B bij het tanden poetsen spoelen met cola C cola drinken op je nuchtere maag 2 Verliefd Bij verliefdheid spreekt men wel van "vlinders in je buikvoelen" en van "lopen met je hoofd in de wolken". Een student doet twee beweringen over wat met deze uitspraken bedoeld kan zijn. 1. De eerste uitspraak duidt op de geestesgesteldheid van de verliefde persoon; in zijn buik zijn er geen veranderingen die tot deze gewaarwording kunnen leiden. 2. De tweede uitspraak duidt op de sensatie die ontstaat bij de afgifte van een combinatie van bepaalde neurotransmitters in onder andere de grote hersenen. Welke bewering is of welke beweringen zijn juist? A geen van beide beweringen is juist B alleen bewering 1 is juist C alleen bewering 2 is juist D beide beweringen zijn juist 3 Bloed Drie reageerbuizen (r1, r2 en r3) bevatten gelijke hoeveelheden van verschillende NaCI-oplossingen. Aan elk van de buizen wordt een druppel zoogdierbloed toegevoegd. Microscopisch onderzoek, enige tijd later, wijst uit dat de bloedcellen bij een onderling vergelijken van de buizen - in r1 de kleinste diameter hebben; - in r2 de grootste diameter hebben; - in r3 een diameter hebben die tussen de kleinste en de grootste in ligt. Ook na langere tijd blijkt deze toestand gelijk te zijn gebleven en mag men er van uitgaan dat de cellen in leven zijn gebleven. In welk van de drie buizen is de osmotische waarde van de zoutoplossing gelijk aan de osmotische waarde van de celinhoud? Noteer het nummer van de buisofde nummers van de buizen ofnoteer 0 indien dat niet te bepalen is aan de hand van deze gegevens. nbo 2000 4 HaploYd In de afbeelding zijn drie opeenvolgende stadia getekend in de ontwikkeling van de eicel van een zoogdier. Met de cijfers 1 t/m 4 worden kernen aangeduid. Welk van de aangewezen kernen is of welke zijn haplo'id ? Noteer daarvan het nummer ofde nummers ofnoteer0 indien geen van de aangewezen kernen haplo'id is 5 Geleedpotigen In de afbeelding zijn vier verschillende soorten uit de afdeling van de geleedpotigen weergegeven. Grangon spec Welk is de vermoedelijk juiste volgorde in afnemende verwantschap indien wordt uitgegaan van Formica rufal A 2-1-3-4 B 2-1 -4-3 C 2-3-1-4 D 2 - 4 - 1 -3 E 2-3-4- 1 6 Afweer In de thymus (zwezerik) vindt "educatie" plaats van de T-helper cellen. Dat proces leidt er toe dat, als deze cellen in het lichaam gaan circuleren, geen immunologische reactie optreedt tegen lichaamseigen macromoleculen. Waarop berust dit proces? A. Er worden alleen T-cellen gevormd met receptoren die "passen" op antigenen die (via bloed of lymfe) in de thymus terecht zijn gekomen. B. Er worden alleen T-cellen gevormd met receptoren die "passen" op niet-lichaamseigen macromoleculen. C. Er worden grote aantallen T-cellen gevormd met verschillende receptoren. De T-cellen die "passen" op antigenen die in de thymus terecht komen worden in circulatie gebracht, de overigen worden vernietigd. D. Er worden grote aantallen T-cellen gevormd met verschillende receptoren. De T-cellen die "passen" op lichaamseigen macromoleculen worden vernietigd; de overige komen in circulatie. 7 HIV In de afbeelding is in een diagram weergegeven de verandering van het aantal bloedcellen van een bepaald type in het bloed van een persoon die met HIV is gemfecteerd. nbo 2000 aantal infectle met HIV-1 Welk type bloedcel betreft dit? A. APC (=antigeen-presenterende eel) B. B-lymfocyt C. CD4 -T-lymfocyt (=T-helper lymfocyt) D. T-killerlymfocyt 8 Plantenmassa Ooit werd gedacht dat alle materiaal waaruit een plant bestaat uiteindelijk afkomstig is van het water dat door de wortels wordt opgenomen. Als dit zo zou zijn, welke van de volgende beweringen zou dan juist zijn met betrekking tot de toename van de massa van een groeiende plant? Die massa zal dan gelijk zijn aan A. de netto massa van vastgelegd gas vermeerderd met de netto massa van vastgelegd water. B. het verschil in de massa van het gas dat de bladeren opnemen en de massa van het gas dat de bladeren afgeven. C. het verschil in de massa van het water dat de plant opneemt en de massa van het water dat de plant afgeeft. D. het verschil tussen het drooggewicht en het versgewicht. 9 Hart De slagfrequentie van een geisoleerd hart blijkt te dalen indien een bepaalde zenuw die met het hart is verbonden wordt geprikkeld. Welke conclusie is op grond van deze gegevens het meest aannemelijk? A. De hartslagfrequentie kan worden bemvloed doorzenuwprikkeling. B. De hartslagfrequentie wordt niet alleen door zenuwprikkeling bemvloed. C. Het hart reageert buiten het lichaam op een andere wijze op zenuwprikkeling dan binnen het lichaam. D. Voor het versnellen van de hartslag is een zenuwprikkel nodig. 10 Tegenstroomprincipe Het tegenstroomprincipe in de kieuwen van vissen houdt in dat de richting van de bloedstroom in de kieuwplaatjes en de richting van de waterstroom tegengesteld zijn. Zie afbeelding. water •kieuwplaatje Waardoor wordt op deze manier per ml bloed meer zuurstof uit het water opgenomen dan bij gelijke stroomrichtingen? nbo 2000 A doordat onder andere op plaats 1 meer zuurstof wordt opgenomen dan het geval zou zijn bij gelijke stroomrichtingen. doordat onder andere op plaats 2 meer zuurstof wordt opgenomen dan het geval zou zijn bij gelijke stroomrichtingen. doordat onder andere op plaats 1 zowel als op plaats 2 meer zuurstof wordt opgenomen dan het geval zou zijn bij gelijke stroomrichtingen. B C 11 Ebony Bij Drosophila melanogaster btrust de lichaamskleur ebonyop een recessief overervend gen. Een wild type ouderpaar is heterozygoot voor het kenmerk ebony. Hoe groot is de kans dat bij hun eerste 10 nakomelingen tenminste een wild type dier aanwezig is? A. H (4)10 . d/4) ^-.a 1 -0/4)9 1 -d/4)10 1 -3x(1/4)9 1- 3x(1/4)10 3;<(l/4)10 B. 1 C. D. E. F. G. 12 Kieming Zie afbeelding. In een experiment wordt nagegaan op welke wijze bij de kieming van een zaad de interactie verloopt tussen het embryo (E) en de aleuronlaag (L) van het zaad. De aleuronlaag heeft een hoog eiwitgehalte. Door het dialysemembraan (M) dat gebruikt wordt kunnen alleen anorganische en enkele kleine organische moleculen. Het effect van de interactie kan zichtbaar worden gemaakt door in een zetmeelhoudende agarbodem het optreden van zetmeelhydrolyse te bepalen met de bekende jodiumkleuring. gebied waarin hydrolyse agar-gel met zetmael is opgetreden Welke conclusie kan of welke conclusies kunnen uit het weergegeven resultaat worden getrokken? 1. De enzymproductie van het embryo wordt gestimuleerd door de aleuronlaag. 2. De aleuronlaag produceert een co-factor (= een niet-eiwit deel van een enzym) die nodig is voor de werking van een enzym dat door het embryo wordt gevormd. 3. Het embryo produceert een stof die in de aleuronlaag tot de productie van een enzym aanzet. 4. Een product van de aleuronlaag kan het membraan passeren en zet het embryo aan tot de vorming van een enzym. Noteer hetnummer ofde nummers van de conclusie(s) die uit hetexperimentgetrokken kan(kunnen) worden of noteer 0 alsgeen van deze conclusies getrokken kan worden. 13 Een vluchtende pier Twee antagonisten zorgen voor de voortbeweging bij regenwormen (Lumbricus): lengtespieren en kringspieren. Als een regenworm zich sne] terugtrekt stulpt hij het achterlichaam uit (beweging 1) en trekt daarna het voorste stuk bij (beweging 2). Welke spieren zijn tijdens deze bewegingen samengetrokken (s) en welke zijn ontspannen (o)? nbo 2000 beweging 1 bewe g i n g 2 voorstuk achterstuk voorstuk achterstuk lengte - kring lengte - kring lengte - kring lengte - kring A 0 s 0 s 0 s o s B 0 s s 0 0 s 0 0 C 0 s 0 0 0 s 0 0 D s 0 0 s s 0 s 0 E s s 0 s s s s 0 14 Duiven Op een grote groep eilanden voor de kust van Papoea Nieuw Guinea komen twee duivensoorten voor. Van 33 eilanden zijn er 14 waar de ene duivensoort voorkomt, 6 waar de andere soort voorkomt en 13 eilanden waar geen van beide soorten duiven voorkomt. Welk van de volgende verklaringen is hier het meest waarschijnlijk? A De twee soorten bevinden zich op een verschillend trofisch niveau B De twee soorten nemen een verschillende niche in C De twee soorten nemen dezelfde niche in D Tussen de twee soorten bestaat een mutualistische relatie Relaties Een aantal termen uit de ecologie die gebruikt worden met betrekking tot "relaties" tussen soorten is: 1. commensalisme, 2. competitie, 3. concurrentie, 4. mutualisme, 5. parasitisme, 6. predatie. Gebruik deze nummers bij het beantwoorden van de vragen 15,16 en 17. 15 Miervogels volgen trekmieren op hun niets ontziende rooftocht en consumeren daarbij insecten die voor de trekmieren op de vlucht zijn. Welke term uit de ecologie is het meest van toepassing op de relatie tussen trekmier en miervogel? Noteer het nummeruit de opsomming. 16 Oropendolavogels bouwen hangnesten. Koespreeuwen proberen daarin ook een ei te leggen. Als een oropendola de vervalsing niet ontdekt, wordt dat ei mee uitgebroed. Uit onderzoek blijkt dat nesten met een jonge koespreeuw minder last hebben van paardenhorzels omdat deze door koespreeuwjongen worden gegeten. Welke term uit de ecologie is het meest van toepassing op de relatie tussen oropendula en koespreeuw? Noteer het nummeruit de opsomming. 17 Geelstuitcassiques zijn verwant aan de oropendola en worden ook "bezocht" door koespreeuwen, maar hebben geen last van paardenhorzels. Die worden namelijkverjaagd door bijen waar vlakbij ze altijd hun nesten bouwen. Welke term uit de ecologie is het meest van toepassing op de relatie tussen geelstuitcassique en koespreeuw? Noteer het nummeruit de opsomming. Leerprocessen 5 nbo 2000 In de ethologie worden verschillende leerprocessen onderscheiden. Welk leerproces is het meest van toepassing in de situaties die beschreven worden in vraag 18 en welk in vraag 19? 18 Een jonge boomkikker reageert aanvankelijk op boomblaadjes die in de wind bewegen op dezelfde wijze als bij het zien van prooidieren. Al spoedig stopt deze reactie. Noteer dejuiste term. 19 Tijdens een onderzoek deed een studente elke ochtend het licht aan in het laboratorium en voerde daarna de vissen. Na enige tijd viel het haar op dat de vissen al aan het oppervlak waren verzameld nog voor zij het licht had aangedaan. Noteer dejuiste term. 20 Chimpansees Chimpansees handhaven hun plaats in de rangorde door dreiggedrag. Soms komt er een korte vechtpartij voor, maar agressie is meestal geritualiseerd. Hoe komt het dat bij deze diersoort niet vaker vechtgedrag optreedt? A B C Dominante mannen handhaven de orde en voorkomen vechtpartijen. Natuuriijke selectie begunstigt het vermijden van vechtgedrag. Chimpansees besteden veel tijd aan het paren en hebben voor vechtpartijen weinig tijd over. D 21 Chimpansees zijn voomamelijk vruchteneters en hebben veel tijd nodig voor voedsel zoeken. Zweetvlieg In de middeleeuwen dachten veel mensen dat vliegen konden ontstaan uit zweet, afkomstig uit de menselijke huid. Welke term is hierop van toepassing? A evolutie B excretie C D generatio spontanea gisting 22 Koude cellen Een vrouw die wel een kinderwens heeft, maar geen vruchtbare man, kan om toch zwanger te raken gebruik maken van donorsperma dat bewaard wordt in een spermabank. (Spermabanken adverteren tegenwoordig ook op Internet). In deze banken wordt het sperma bewaard in vloeibare stikstof (- 196 °C); bij deze temperatuur zijn de stofwisselingsprocessen in de spermacellen gestopt. Banken voor eicellen bestaan (nog) niet omdat het diepvriezen van eicellen problemen oplevert. Welke is hiervoor de verklaring? A. De spermiogenese (= de vorming van zaadcellen) vindt plaats bij een lagere temperatuur B. dan de oogenese (= de vorming van eicellen). Diepgevroren spermacellen kunnen bij het invriezen langere tijd zonder zuurstof dan eicellen. C. Het aantal mitochondrien is in spermacellen veel lager dan in eicellen. D. Het celmembraan van eicellen is veel kwetsbaarder dan dat van zaadcellen. E. Het watergehalte van eicellen is veel hoger dan het watergehalte van zaadcellen. 23 Donkerreactie Zie de diagrammen P en Q en het schema van de donkerreactie (op de volgende biz). nbo 2000 In diagram Pstaan uitgezet de veranderingen van de hoeveelheden ribulose -1.5-difosfaat (RuDP) en van 3-glycerinezuurfosfaat (PGA) in de tijd, bij overgang van licht naar donker. In diagram Q staan de veranderingen van deze stoffen uitgezet bij overgang van een hoge naar een lage C02concentratie. Beide stoffen spelen een rol in de donkerreactie van de fotosynthese. Welke grafieklijnen geven de concentratieverandering weer van 3-glycerinezuurfosfaat? A. A en C B. A en D C. B en C D. B en D Light to Dark o c =3 diagram P o Q. E o u "o c o E \ < 2 3 Time (min) C02r e moved t 0,003% C02 1%C02 en c 3 O diagram Q E o u "o 3 o E D < 0 12 3 4 5 Time (min) Interconversions of RuDPand PGA during experiments on Photosynthesis nbo 2000 onstabiel C„- tussenproduct C3:3-glycerinezuurfosfaat C • ribulose-1,5-difosfaat <RuDp) (PGA) ^s:|cMcteH& C5: ribulose-5-fosfaat C3:3-glyceraldehyd-3-(osfaat (PGAL) C7: seduheptulose- *x 1,7-difosfaat t C6: fructose-1,6-difbsfaat ' . C4 :erythrose-4-fosfaat' C6: iructose-6-fosfaat Cs:xylulose-5-fosfaat + C6: glucose fC|G}C|gfiGlC| (C6H1206) 6CK + 6C,-*12C„— 1 cP '1 ' "" w3 Schema donkerreactie (Calvin-cyclus) i t_ Calvin - cycius lllustratie uit: BioData Informatieboek 24 Plant in het licht Een groene plant wordt in een afgesloten ruimte geplaatst die gevuld is met lucht van normale samenstelling. Het eerste uur staat de plant in het donker. Het tweede uur ontvangt de plant weinig licht. Het derde uur ontvangt de plant vol zonlicht. De verandering van het koolstofdioxidegehalte in de afgesloten ruimte is uitgezet tegen de tijd UA r: c O 1 0 1 horizontaal: tijd in uren vertikaal: C02gehalte In welk diagram of in welke diagrammen a t/m h kan het resultaat juist zijn weergegeven ? Noteer de letter ofde letters. nbo 2000 25 EPO Erythropoietine (EPO) is een hormoon dat geproduceerd wordt in de nieren. Het stimuleert de aanmaak van rode bloedcellen in het rode beenmerg. De productie van EPO wordt onder andere gestimuleerd bij een laag zuurstofgehalte van het bloed. In welk van de onderstaande schema's is de hormonale regulatie van de aanmaak van rode bloedcellen juist weergegeven? EPO A + ^ nieren < rode beenmerg + o2--gehalte bloed EPO B + nieren " < rnrip hppnmprg o2--gehalte bloed C EPO nieren rnrip hppnmprg 4 ^ + o2--gehalte bloed EPO D nieren <- ^ rode beenmerg o2--gehalte bloed 26 EPO en sport EPO leent zich voor misbruik in de sportwereld. Dat kan wel gelden voor duursporters (bijvoorbeeld wielrenners), maar niet voor sprinters (die 100 m in ongeveer 10 seconden lopen). Wat is een juiste verklaring voor het gegeven dat EPO niet van nut is voor sprinters? A B C In de eerste tien seconden van spierarbeid komt de energie vooral uit aerobe dissimilatie. In de eerste tien seconden van spierarbeid komt de energie vooral uit anaerobe dissimilatie. In de eerste tien seconden van spierarbeid wordt energie vooral verkregen van in de spier aanwezige energierijke verbindingen. 27 Oogkleur De oogkleur bij Drosophila staat onder invloed van een gen op het X-chromosoom. Er zijn inmiddels al vijftien mutanten bekend van het wild type dat rode ogen heeft. De verschillende allelen veroorzaken een range van oogkleuren van rood tot wit. De oogkleuren van enkele mannelijke (XY) oogkleurmutanten gerangschikt van donker naar licht zijn: bloedkleur (wbl), abrikooskleur (wa), buff (wb) en wit (w). Wild type wordt aangegeven met w\ Het genotype w+w+ geeft de maximale hoeveelheid pigment, ww de minimale. De andere genotypen zitten er tussenin. Rangschik de genotypen wwa, wawb, wawbl, waw+ en wbwbl in volgorde van oogkleur van donker naar licht. Gebruik daarvoor de nummers 1= wwa nbo 2000 2= wawb 3= wawbl 4= waw+ en 5 = wbww. 28 F2 Bij een plantensoort wordt in de bloemen enzymatisch uit een kleurloze stof een rood pigment (cyanidine) gevormd. Dit rood pigment kan door een ander enzym worden omgezet in een paars pigment (delphinidine). Een kruising van twee F,-planten (paars x paars) leverde een F2 op van 81 paarse, 27 rode en 36 witte planten. Welke is de verhouding in de F2 indien niet naar de kleur wordt gekeken, maar naar het bezit van respectievelijk twee, een en geen van bovengenoemde enzymen? A. 0 : 7 : 9 B. 4 : 3 : 9 C. 9 : 3 : 4 D. 9 : 6 : 1 E. 9:7:0 F. 12 :4:0 29 Selectie Zie de zes diagrammen 1 t/m 6. Op de horizontale as is steeds de waarde van een kwantitatieve eigenschap (= fenotype) uitgezet (bijvoorbeeld: de lengte van ..). fitness gericht stabilises rid •' / / / / / / / x disruptjef \ \ \ ^ \ 1\\ \ >» -" fenotype frequentie voor selectie •fenotype Met fitnesswordt het voortplantingssucces aangegeven. In de bovenste rij van drie diagrammen is voor de drie vormen van selectie de waarde van de fitness uitgezet tegen de fenotypische waarde. In de diagrammen 4 t/m 6 staat de frequentieverdeling van de fenotypische waarde voor dat de selectie inwerkt. frequence na selectie -fenotype A B C D Welk van de diagrammen A t/m Dis een juiste weergave van frequenties na de inwerking van gerichte selectie? 10 nbo 2000 30 Celproces In een plantencel verandert in een chloroplast in het licht de concentratie van een bepaalde stof. Die stof is niet aanwezig in een mitochondrium in diezelfde plantencel. Die stof is r?/etNADPH2. Welke stof is dit? A glucose B NAD C water D zuurstof 31 Slagaderkleppen Zie de afbeelding. (Bron: Biothema 3) De grafieklijnen geven aan hoe het drukverloop is in de kamer ( C) en in de boezem ( B ) van de linker harthelft en in de aorta (A). Op welk moment of in welke periode verwacht je dat de kleppen in de aorta beginnen te sluiten? n nbo 2000 A B voor het moment aangegeven met 0.1 sec op moment 0.1 sec C tussen 0.1 en 0.2 sec D op moment 0.2 sec E tussen 0.2 en 0.3 sec F op moment 0.3 G tussen 0.4 en 0.5 sec H op moment 0.5 sec J tussen 0.5 en 0.6 sec 32 Zuurstofbinding Zie de afbeelding. (Bron: Bioinformatief] [HbCy in bloed (g/l) « I*verschuiving naar links* 200- 150- 100- 50- *) in het bloedplasma opgeiost p02 (kPa) Aan de hand van de gegevens die in deze afbeelding worden verstrekt, kan worden afgeleid dat indien bij een persoon het hemoglobinegehalte gedaald is tot precies 2/3 van zijn normale gehalte, de hoeveelheid naar de weefsels getransporteerde zuurstof per 100 ml bloed A ook precies 2/3 zal zijn van de normale hoeveelheid. B iets meer zal zijn dan 2/3 van de normale hoeveelheid en dat het verschil groter is dan 0,5o/o. C iets meer zal zijn dan 2/3 van de normale hoeveelheid en het verschil kleiner is dan 0,5%. D iets minder zal zijn dan 2/3 van de normale hoeveelheid en het verschil is groter dan 0,5%. E iets minder zal zijn dan 2/3 van de normale hoeveelheid en het verschil is kleiner dan 0,5%. Halobacterium halobium Er zijn organismen die een wel zeer bijzondere niche kunnen innemen. Zo kan in zoutpannen een roodkleuring optreden door de aanwezigheid van de bacterie Halobacterium halobium die een aantal verrassende eigenschappen heeft. Deze bacterie is beweeglijk, dag en nacht, bij zoutconcentraties tot wel 5 mol per liter (ca. zeven maal de normale concentratie van zeewater). De benodigde energie krijgt de bacterie overdag door fotofosforylering: ATP-vorming onder invloed van lichtenergie. Hiervoor zijn in het celmembraan op diverse plaatsen opeenhopingen van een pigment, het bacteriorhodopsine, dat onder invloed van licht protonen buiten de celmembraan brengt. In een kweek van deze bacterie die belicht wordt, daalt de pH dan ook merkbaar. In de bijgevoegde afbeelding zijn enkele eigenschappen -wel 12 nbo 2000 genoemde en ook niet genoemde- weergegeven. Zo is op een plaats te zien hoe een protonengradient ervoor zorgt dat een membraangebonden ATP-synthetase zorgt voor ATPsynthese. De vragen 33 t/m 36 zijn naar aanleiding van de afbeelding gesteld. H+ H+ P ! © QOOOOIDODOD DP MWV^wanan DQD'DDDro.DDO 33 Wat is de betekenis van de golflijntjes zonder pijlpunt? A. die duiden op de warmteafgifte door de bacterie B. die stellen flagellen voor C. die stellen lichtstralen voor van niet-gebruikte golflengten 34 Wat stelt de onderbroken laag vierkantjes (aangeduid met P) voor? A. de celwand B. rhodopsine-ophopingen C. zoutkristallen 35 Welke van de onderstaande stoffen kan voorgesteld worden door de letter C? A. fosforzuur B. koolstofdioxide C. water D. zuurstof 36 In de tekening is in een laag een deel gestreept (gearceerd) weergegeven. Welk proces is aan dit deel gebonden? A. de anaerobe dissimilatie B. de donkerreactie C. defotolyse D. oxidatieve fosforylering 13 nbo 2000 Beantwoord de vragen 37, 38 en 39 aan de hand van onderstaande tekst DNA-test traceert sjoemelende slager (De Volkskrant, 18 oktober 1997) Een Utrechtse promovendusheeft een DNA-test ontwikkeld waarmee zelfs de oorsprong van bewerkte en verhitte vleeswaren volt te achterhalen. Alleen corned beef blijft buiten schot "In de Verenigde Staten bevat ruim vijftien procent van de voedingsmiddelen met Wees zoals een blikje luncheon meat - materiaol van dieren dat er niet in hoort te zitten", verteltJ. Buntjer van de faculteit diergeneeskunde in Utrecht. "De Nederlandse Keuringsdienst van Waren vroeg ons om een methode waarmee fraude met vlees is op te sporen." Aanstaande donderdag promoveert Buntjer in Utrecht op tests die hiervoor geschikt zijn. Totnu toe bepaalden controleursde eiwitsamenstelling van het product; die verschilt van diersoort tot diersoort. Probleem is dat eiwitten niet tegen de bewerkingen kunnen die nodigzijn voorde bereiding van de vleesproducten. De chemische en fysische eigenschappen vaneiwitten veranderen daardoor. Testen met DNA is een beter alternatief omdat de volgorde van de bouwstenen behouden blijft. DNA ketens breken pas instukjes bijhoge en iangdurige verhitting. De promovendus heeft inmiddeis een test geleverddie aangeeft of vlees van een bepaalddier in een product aanwezig is, bijvoorbeeld paardenvlees in luncheon meat Bij deze test wordt DNA uit de te controleren vleeswaren gehaald, de dubbelestrengen worden gescheiden en het enkelstrengs DNA wordt op een nylon membraan aangebracht. Vervolgens wordt het blootgesteld aan een DNA-probe (een enkelstrengs DNA-fragment) van een bekende diersoort. 37 Waarom wordt er?/re/strengs DNA op het nylonmembraan aangebracht? A. om de koppeling van een DNA-probe mogelijk te maken B. om DNA-polymerase een goed substraat aan te kunnen bieden C. om het DNA aan het membraan te kunnen koppelen D. om sneller de basenvolgorde te kunnen bepalen 38 Buntjer heeft vervolgens voor zes diersoorten (rund, paard, hert, varken, kip en kalkoen) DNAprobes gemaakt. Aan welke eis of welke eisen moet een goede DNA-probe voldoen? 1 De probe moet een karakteristiek stukje DNA zijn van een bepaalde diersoort. 2 De probe moet een bekende basenvolgorde hebben. 3 De probe moet gelabeld zijn (met een radioactieve of fluorescerende stof). 4 De probe moet een bekend stukje eiwit van een bepaalde diersoort coderen. Noteer het nummer/de nummers of noteer 0 indien aan geen von deze eisen hoeft te worden voldaan. 39 De methode blijkt prima te werken, behalve bij corned beef. Wat is hiervoor de meest aannemelijke verklaring? A. corned beef is een mengsel van verschillende soorten vlees. B. corned beef wordt bij de bereiding langdurig en sterk verhit. C. in corned beefzit ook veel weefsel dat niet van dierlijke oorsprong is. D. in corned beef zit te weinig DNA. 14 nbo 2000 40 Escherichia coli Vooral door het werk van de Amerikaanse Nobelprijswinnaar Joshua Lederberg aan de darmbacterie Escherichia coli werd in de vijftiger jaren duidelijk dat ook bacterien aan seksuele voortplanting kunnen doen. Daarbij vormt een mannelijke eel (= donor) een zogenaamde conjugatiebrug naar de vrouwelijke eel (= acceptor) waar doorheen de donor zijn chromosoom overdraagt aan de acceptor. Deze donoreigenschap bevindt zich in een plasmide, een klein stukje DNA dat aangeduid wordt als sex-factor of F-factor (= fertility-factor). Die factor kan ook vrij voorkomen in de eel, zich zelfstandig vermenigvuldigen in de eel en soms uit een eel in het medium terecht komen en bij een andere eel binnendringen. Die gastheer-cel wordt dan dus mannelijk, F\ Datzelfde gebeurt ook als een donorcel een conjugatiebrug vormt en hier doorheen alleen de sex-factor overdraagt. De sexfactor kan ook integreren in het (circulaire) chromosoom. Uit zo'n bacterie kan een stam worden opgekweekt. Bij alle bacterien van die stam is op dezelfde plaats in het chromosoom de sex-factor opgenomen. Deze stam heet dan een Hfr-stam (High frequency-stam), omdat deze cellen bij contact met acceptorcellen meteen conjugatiebruggen vormen. In het circulaire chromosoom zal naast de plaats van de sex-factor een breuk ontstaan waama het (nu lineair) chromosoom door de conjugatiebrug wordt overgedragen op de acceptor, met de sex-factor aan het eind. Dit proces is op fraaie wijze aangetoond met experimenten waarbij de paring op verschillende momenten werd onderbroken door een monster van het bacteriemengsel kortdurend hevig te trillen. Indien op het chromosoom van de donor kenmerken voorkomen die bij de acceptor ontbreken dan kan in een dergelijk experiment vastgesteld worden na hoeveel tijd deze kenmerken zijn binnengekomen bij een acceptor. Op die wijze is de volgorde van vele genen op het chromosoom van E coli vastgesteld. In de bijgevoegde afbeelding (zie volgende biz) zijn stadia van de seksuele voortplanting van Ecoli weergegeven die in de bovenstaande beschrijving worden genoemd. Noteer bij de dochtercellen 1 t/m 5 steeds (de lettervan) een symbool dat bij die dochtercel past 15 nbo 2000 FEMALE PARENT MALE PARENT DAUGHTER CELLS ±o) |F+#+A+ 'O I L2) o mogelijke symbolen van dochtercellen: a F'0-1* FEMALE d F+A+0-A"MALE b f ' A" FEMALE e F+ #+0" A" MALE C F+ 0- A" MALE f Hfr 9+k+ MALE 16 nbo 2000 Antwoorden voorrondetoets Biologie olympiade 2000 1 B 2 C 3 r1 + r2 + r3 (het antwoord 0 kan ook goedgekeurd worden 4 2 + 3 + 4 5 E 6 D 7 C 8 C 9 A 10 B 11 D 12 3 13 D 14 C 15 1 16 4 17 5 18 gewenning 19 conditioneren 20 B 21 C 22 E 23 B 24 a + g + h 25 B 26 C 27 4-3-5-2-1 28 D 29 C 30 A 31 H 32 B 33 B 34 A 35 A 36 D 37 A 38 1 +3 39 B 40 1c2f3f4a5b 17 nbo 2000