Eindexamen biologie vwo 2023, tijdvak 1

Kies twee eigenschappen van type I -spiervezels uit tabel 1 en licht voor elke eigenschap toe waardoor deze functioneel is voor Maarten bij zijn Elfstedentocht. Tijdens de Elfstedentocht zwom Maarten op een rustig tempo om het risico op de ophoping van melkzuur in de spieren zo laag mogelijk te houden. Stofwisselingsprocessen waarbij ATP wordt gevormd zijn: 1 glycolyse 2 citroenzuurcyclus 3 oxidatieve fosforylering

Van welke situatie is sprake bij ophoping van melkzuur in spiercellen? A Proces 1 vindt meer plaats dan 2 en 3. B Processen 1 en 2 vinden meer plaats dan 3. C Proces 2 vindt meer plaats dan 1 en 3. D Processen 2 en 3 vinden meer plaats dan 1. E Proces 3 vindt meer plaats dan 1 en 2. Halverwege zijn eerste Elfstedentocht was Maarten het dieet van koolhydraatrijke energierepen en sportsnacks even zat. Door een oproepje via sociale media kon hij binnen een half uur van een pizza genieten. Een pizza bevat veel vet (triglyceriden) en koolhydraten (zetmeel). Over het verschil tussen vertering van triglyceriden en van zetmeel worden de volgende uitspraken gedaan: 1 De vertering van zetmeel start eerder in het spijsverteringsstelsel. 2 Voor de vertering tot opneembare producten zijn bij zetmeel minder verschillende enzymen nodig. 3 Een deel van de opgenomen verteringsproducten van triglyceriden wordt via een andere route naar het bloed vervoerd.

Schrijf de nummers 1, 2 en 3 onder elkaar en noteer erachter of de betreffende uitspraak juist of onjuist is. Voorafgaand aan zijn Elfstedentocht had Maarten een thermometerpil ingeslikt. Daardoor kreeg zijn coach continu informatie over Maartens kerntemperatuur. Als die onder de 35 °C zou komen, zou er sprake zijn van onderkoeling en zou Maarten moeten stoppen. Verschillende processen, aangestuurd door het autonome en het animale zenuwstelsel, zorgden er tijdens het zwemmen voor dat Maartens lichaamstemperatuur niet te snel daalde.

Bij zijn eerste poging moest Maarten afbeelding 2 van zijn arts enkele kilometers voor Dokkum het water verlaten. In de media verschenen al gauw de foto’s van zijn handen en voeten, die een bizar uiterlijk hadden gekregen (afbeelding 2). De rimpels zijn het resultaat van een reactie van het zenuwstelsel die ervoor zorgt dat de hoeveelheid weefselvloeistof in de huid afneemt. In afbeelding 3 is een haarvatennetwerk in de huid van een teen schematisch weergegeven. Twee bloedvaten zijn met P en Q aangegeven. afbeelding 3 De afname van de hoeveelheid weefselvloeistof in de huid wordt veroorzaakt door een verandering van de filtratie in het weefsel. Deze veranderde filtratie wordt veroorzaakt door een toename van de spierspanning in een van de bloedvaten (P of Q).

Een TALEN-eiwit bindt op dezelfde manier aan DNA als de transcriptiefactor die bindt aan de TATA-box. Over de binding van deze transcriptiefactor worden de volgende uitspraken gedaan: 1 De transcriptiefactor bindt aan het DNA door middel van basenparing. 2 De transcriptiefactor bindt aan de promotor van een gen. 3 De transcriptiefactor bindt aan een stukje niet-coderend DNA.

Om haantjes te verkrijgen die onvruchtbare dochters krijgen, probeerden de onderzoekers in PGC’s het DDX4-gen uit te schakelen. Het DDX4-gen codeert voor een eiwit dat noodzakelijk is voor de ontwikkeling van PGC’s tot geslachtscellen. Het DDX4-gen ligt op het Z-chromosoom. Het Z-chromosoom is een van de twee geslachtschromosomen bij vogels. Vrouwtjes hebben een Z- chromosoom en een W-chromosoom. Mannetjes hebben twee Z-chromosomen. Vrouwtjes waarbij het DDX4-gen is uitgeschakeld, zijn onvruchtbaar. Mannetjes waarbij slechts één allel is uitgeschakeld, zijn nog wel vruchtbaar. De onderzoekers bouwden met behulp van TALEN-eiwitten in het DDX4- gen een genconstruct in. Het genconstruct (afbeelding 3) codeert voor twee eiwitten: voor het groen fluorescerende eiwit GFP en voor een eiwit dat resistentie geeft tegen de gifstof puromycine (Pu). Het construct eindigt met een sequentie (PA) waardoor de transcriptie stopt. afbeelding 3 In afbeelding 4 zijn het normale DDX4-gen en het gemodificeerde DDX4- gen schematisch weergegeven, met daarin de exons aangegeven als blokjes (E1, E2 enzovoorts). afbeelding 4 Over het gemodificeerde DDX4-gen worden de volgende uitspraken gedaan: 1 De transcriptie stopt na E4 (exon 4). 2 Exon 3 ontbreekt in het mRNA. 3 Er treedt geen splicing op van het pre-mRNA.

In afbeelding 5 zijn de stappen weergegeven die de onderzoekers uitvoerden om onvruchtbare hennen te verkrijgen. afbeelding 5 stap 1: isolatie van PGC’s uit het bloed van embryo’s in een vroeg stadium stap 2: inbrengen van het genconstruct in het DDX4-gen van de PGC’s met behulp van TALEN-eiwitten stap 3: selectie en vermeerdering van transgene PGC’s door middel van een voedingsmedium stap 4: injectie van transgene heterozygote PGC’s in de bloedsomloop van embryo’s stap 5: kruising van de uitgekomen haantjes met een niet- gemodificeerde hen stap 6: screening van de nakomelingen op de expressie van het GFP-gen Om PGC’s te selecteren waarin het genconstruct tot expressie is gekomen, werden alle behandelde PGC’s gekweekt in een speciaal voedingsmedium (afbeelding 5, stap 3).

De onderzoekers wilden vervolgens aantonen dat de TALEN-eiwitten het genconstruct op de juiste plaats in het DDX4-gen hadden aangebracht. Daarvoor isoleerden ze het DNA uit een aantal transgene PGC’s uit stap 3 en knipten het DNA met het restrictie-enzym Mfe1. In afbeelding 6 zijn de knipplaatsen van het enzym Mfe1 in het DDX4-gen weergegeven. afbeelding 6 Vervolgens werden de DNA-fragmenten met het genconstruct en de DNA- fragmenten zonder het genconstruct gesorteerd op lengte door middel van gel-elektroforese. Als controle werden niet-gemodificeerde PGC’s gebruikt. Het resultaat is te zien in afbeelding 7. afbeelding 7 De onderzoekers concludeerden dat het genconstruct op de juiste plaats was ingebouwd.

De transgene hennetjes die ontstonden uit de kruising (afbeelding 5, stap 6) bleken geen eicellen te ontwikkelen en zijn dus onvruchtbaar. Hiermee werd aangetoond dat de methode werkt. De transgene haantjes die ontstonden uit deze kruising, kunnen worden gekruist met een wild-type hen om een volgende generatie onvruchtbare hennetjes te produceren.

− Maak van deze laatste kruising een kruisingstabel. Gebruik daarbij Z – voor het Z-chromosoom met het normale DDX4-gen, en Z + voor het Z-chromosoom met het gemodificeerde DDX4-gen. − Omcirkel in de tabel het genotype van de onvruchtbare hennetjes. De onvruchtbare hennen kunnen dienen als ‘draagmoeder’ voor kuikens die genetisch niet van hen zijn. Zo zouden hennen van het veel- voorkomende ras barnevelder gebruikt kunnen worden om kuikens van het zeldzame ras Rumpless Game voort te brengen. Met de beschreven techniek zou een barnevelder hen eicellen kunnen vormen die genetisch van het Rumpless Game-ras zijn. Om dit te bereiken moeten PGC’s van Rumpless Game-embryo’s worden ingebracht bij een vrouwelijk barnevelder embryo.

Zullen de PGC’s van Rumpless Game-embryo’s transgeen of niet- transgeen zijn? En het vrouwelijke barnevelder embryo? PGC’s Rumpless Game vrouwelijk barnevelder embryo A transgeen transgeen B transgeen niet-transgeen C niet-transgeen transgeen D niet-transgeen niet-transgeen De onderzoekers willen PGC’s van zeldzame kippenrassen opslaan als een ‘frozen aviary’ (bevroren volière), die is te vergelijken met de zaadbanken van plantenrassen.

Via welk type vaten komt het opgenomen fosfaat terecht bij cellen waar het wordt ingebouwd in een organische stof? En hoe wordt het proces genoemd waarbij deze organische stof wordt gevormd? type vaten proces A bastvaten koolstofassimilatie B bastvaten voortgezette assimilatie C houtvaten koolstofassimilatie D houtvaten voortgezette assimilatie Fosfor is onderdeel van verschillende organische stoffen die deel uitmaken van de lichtreactie en de donkerreactie in chloroplasten.

In afbeelding 2 is een grote mondiale stroom van fosfor weergegeven. Voor de productie van kunstmest wordt gebruikgemaakt van fosfaaterts uit China. Deze kunstmest wordt onder andere gebruikt op sojaplantages in Brazilië. Een groot deel van de soja die daar geproduceerd wordt, komt in Nederland terecht als varkensvoer. Varkensvlees uit Nederland wordt geëxporteerd naar China. afbeelding 2

Omdat de hoeveelheid fosfaaterts beperkt is, werd enkele jaren geleden een tekort aan fosfaat voorspeld. Uit berekeningen van de Wageningen Universiteit blijkt echter dat het meevalt: in West-Europa zal de fosfaatopname door gewassen weliswaar tot 2050 licht stijgen, maar de benodigde fosfaatbemesting daalt (afbeelding 3). afbeelding 3

Noteer een mogelijke oorzaak waardoor er toch een afname van de benodigde fosfaatbemesting kan zijn ondanks de toenemende fosfaatopname. Het toegediende fosfaat kan in het oppervlaktewater terechtkomen en bijdragen aan algenbloei. Hierover worden de volgende uitspraken gedaan: 1 Fosfaat draagt alleen bij aan algenbloei als de fosfaatconcentratie in het oppervlaktewater een beperkende factor voor de groei van algen is. 2 Algenbloei treedt op als de maximumtolerantiegrens van algen voor fosfaat wordt overschreden.

Om het fosfaatprobleem bij de bron aan te pakken moet de fosfaatbemesting worden beperkt en moet fosforhoudend afvalwater worden gezuiverd. Om de gevolgen van het probleem aan te pakken, zijn er andere methoden. Een voorbeeld hiervan is het verlagen van de fosfaatconcentratie van het oppervlaktewater, door slib met neergeslagen fosfaat te verwijderen uit sloten en kanalen. Een andere manier is de oogstmethode, waarbij waterplanten worden geoogst uit meren. Waterplanten nemen namelijk fosfaat op uit het water. Onderzoekers willen weten in hoeverre waterplanten in staat zijn een hoge fosfaatconcentratie van het oppervlaktewater te verlagen. Hiervoor ontwerpen ze een experiment. Ze hebben de beschikking over een aantal aangelegde vijvers die even groot en even diep zijn.

Beschrijf de proefopzet van dit experiment. Geef aan: − waarin de behandeling van de vijvers overeenkomt; − waarin de behandeling van de vijvers verschilt; − welke metingen moeten worden gedaan. Bronvermelding Een opsomming van de in dit examen gebruikte bronnen, zoals teksten en afbeeldingen, is te vinden in het bij dit examen behorende correctievoorschrift.