Schoolexamen VWO Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs

Transcriptie

1 1 Biologie Schoolexamen VWO Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs 0 14 SE-periode 1 oktober minuten Vak Aantal vragen Vespucci College Biologie 9 vragen / 59 punten 14 pagina s VWO 6 biologie Toegestane middelen BiNaS of BioData / rekenmachine normering Normering: ((score x 9) / 66) +1 = cijfer inhoud V4-boek (T1 t/m T7) Als bij een vraag een verklaring, uitleg of berekening vereist is, worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring, uitleg of berekening ontbreekt. Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd. Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee redenen, worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld SUCCES!

2 Een aantal staafjes uit dezelfde aardappel die alle even lang en even dik zijn, worden in keukenzout (NaCl)-oplossingen van verschillende concentratie gelegd. Zes uur later wordt de lengte van de staafjes weer gemeten. In het diagram is de lengteverandering (toe- of afname) van de staafjes uitgezet tegen de keukenzoutconcentraties van de oplossingen. Een aardappelstaafje (1) dat 6 uur in een oplossing van 7 gram NaC1 per liter heeft gelegen, wordt vergeleken met een aardappelstaafje () dat 6 uur in een oplossing van 14 gram NaC1 per liter heeft gelegen. Welk van deze twee aardappelstaafjes is na deze 6 uur het stevigst? Van welk van deze twee aardappelstaafjes is de concentratie opgeloste stoffen in de cellen na deze 6 uur het hoogst? 1 het stevigst concentratie opgeloste stoffen het hoogst in de cellen van A staafje 1 staafje 1 B staafje 1 staafje C staafje staafje 1 D staafje staafje In het diagram hieronder is het verband weergegeven tussen het volume van een plantencel en de turgor van die cel. Bij R zijn het celvolume en de turgor van die cel maximaal.

3 3 In welk van de trajecten tussen P en R treedt waterverplaatsing op tussen de celinhoud en de omgeving? A in geen van de trajecten B alleen in het traject PQ C alleen in het traject QR D in het traject PR Aan een suikeroplossing worden chloroplasten toegevoegd. De vorm en de omvang van de chloroplasten veranderen hierdoor niet. De oplossing staat in het donker. Door aan de oplossing een bepaalde stof toe te voegen, worden de chloroplasten groter. 3 Welke van de onderstaande stoffen kan dat zijn? A B C D glucose koolstofdioxide water zuurstof

4 4 Immunocontraceptie Wetenschappers hebben een methode ontwikkeld waarmee mannelijke apen tijdelijk onvruchtbaar gemaakt kunnen worden. Misschien kunnen de resultaten van dit onderzoek leiden tot de ontwikkeling van een geschikt anticonceptiemiddel voor mannen. De stof eppine wordt bij zoogdieren geproduceerd door de cellen van de testiskanaaltjes en wordt alleen aangetroffen in de kanaaltjes van de testes en van de bijballen en gehecht aan het oppervlak van spermacellen. Deze eigenschap bracht dr. O Rand en zijn onderzoeksgroep tot de veronderstelling dat antistoffen tegen eppine de effectiviteit van het sperma zouden kunnen beïnvloeden. Voor zijn onderzoek gebruikte hij makaken, apen van de soort Macaca radiata. De makakenmannetjes kregen om de drie weken injecties met eppine. De ingeënte mannetjes maakten antistoffen tegen dit eppine en werden onvruchtbaar. Ze waren nog steeds in staat met vrouwtjes te paren, maar de paringen leverden geen nakomelingen op. 1 4 Bonusvraag (dit hoefde je niet voor deze toets te leren, maar zou het wel stoer vinden als je het weet!); Eppine wordt bij volwassen mannelijke makaken aangetroffen, ook vóór de injecties met eppine worden gegeven. Waardoor treedt de immuunreactie pas ná die injecties op en niet eerder? (tip: de Eppine wordt in het bloed gespoten/ natuurlijk eppine zit in de testisbuisjes) 5 In de periode vóór, tijdens en na de proef met eppine-injecties worden de concentraties van de hormonen FSH en testosteron in het bloed bij de met eppine behandelde makaken onderzocht. Neem aan dat de afgifte van deze hormonen bij makaken op dezelfde wijze wordt gereguleerd als bij mensen.

5 5 6 Is te verwachten dat tijdens de proef met eppine-injecties de gemiddelde concentraties van het hormoon FSH respectievelijk het hormoon testosteron in het bloed bij de makaken hoger of lager is dan voordien, of ongeveer gelijk is gebleven? concentratie FSH concentratie testosteron A hoger hoger B hoger lager C gelijk gelijk D lager hoger E lager lager 7 Het is niet goed bekend welke werking eppine in de geslachtsorganen heeft. Na drie weken toedienen van eppine aan makaken blijkt het sperma van deze dieren niet meer tot bevruchting in staat te zijn. Noem twee eigenschappen die veranderd kunnen zijn aan het sperma waardoor bevruchting uitblijft. Na de positieve resultaten van de proef met makaken kan het middel bij mensen getest worden. Uiteraard wordt dan onderzocht of de methode voldoende betrouwbaar is als anticonceptiemethode. 8 Noem twee andere resultaten die het onderzoek bij mensen tenminste moet opleveren, wil eppine als anticonceptiemiddel voor mannen toegelaten worden. Genetica De allelen van het AB0-systeem zijn I A, I B en i. Individuen met het genotype I A I B hebben bloedgroep AB. Individuen met het genotype ii hebben bloedgroep 0. Twee grootmoeders behoren elk tot bloedgroep 0 en de beide grootvaders behoren elk tot bloedgroep AB. 9 Hoe groot is de kans dat hun kleinkind bloedgroep B zal hebben? A 1/16 B 5/3 C 3/16 D 1/4 E 5/16

6 6 Een stamboom Een vrouw heeft kinderen uit twee huwelijken. Vier van haar kinderen hebben een zeer zeldzame erfelijke aandoening. In afbeelding 14 is een stamboom getekend van deze familie. Er wordt van uitgegaan dat geen mutaties en geen crossing-over zijn opgetreden. afbeelding 14 Drie leerlingen bespreken deze stamboom en geven een verklaring voor het voorkomen van deze aandoening bij deze vier kinderen. Volgens leerling 1 is het gen dat deze aandoening veroorzaakt, recessief en niet X-chromosomaal. Volgens leerling is het gen dat deze aandoening veroorzaakt, recessief en X-chromosomaal. Volgens leerling 3 is het gen dat deze aandoening veroorzaakt Y- chromosomaal Geef bij elke van deze drie verklaringen een argument, op basis van de informatie in de stamboom, waaruit blijkt dat de verklaring óf waarschijnlijk juist is óf waarschijnlijk onjuist is óf zeker onjuist is. Voortplantingscellen tekst 1 Ongeveer ten tijde van de geboorte hebben de primaire oöcyten van een meisje de profase van de eerste meiotische deling doorlopen. In plaats van verder te gaan met de metafase komen zij nu echter in een rusttoestand tussen de profase en de metafase. afbeelding 1

7 7 Een leerling bekijkt een diagram (zie afbeelding 13) waarin de frequentie van het aantal geborenen met het syndroom van Down (trisomie 1) is weergegeven in relatie tot de leeftijd van de moeder. De leeftijd van de vader heeft vrijwel geen invloed op de frequentie van het optreden van het syndroom van Down. afbeelding Leg met behulp van de informatie in tekst 1 en afbeelding 13 uit dat het extra chromosoom 1 bij het syndroom van Down in veel gevallen van de moeder en niet van de vader afkomstig is. Bespreek in je uitleg zowel de situatie bij de moeder als die bij de vader. De leerling doet de volgende beweringen: 1 uit de grafiek in afbeelding 13 blijkt dat afwijkende oöcyten niet kunnen worden bevrucht; uit de grafiek in afbeelding 13 kan worden berekend wat het percentage geborenen met het syndroom van Down is in de gehele onderzoeksgroep. 1 Welke van deze beweringen kan of welke kunnen juist zijn? A geen van beide beweringen B alleen bewering 1 C alleen bewering D beide beweringen

8 8 Vier perioden in het leven van een mens zijn: periode 1: de periode vóór de geboorte; periode : de periode vanaf de geboorte tot de puberteit; periode 3: de periode vanaf het einde van de puberteit tot de middelbare leeftijd; periode 4: de periode vanaf de middelbare leeftijd tot de dood 13 In welke van deze perioden is in het algemeen bij een vrouw regelmatig een poollichaampje aanwezig? A in periode 1 B in periode C in periode 3 D in periode 4 Zenuwstelsel Afbeelding 3 geeft schematisch de indeling van het zenuwstelsel weer. Dit schema is niet volledig. De cijfers 1, en 3 in afbeelding 3 verwijzen naar cellichamen van neuronen. afbeelding 3 bewerkt naar: L.C. Junqueira e.a., Functionele histologie, Maarssen, 000, 180

9 9 In afbeelding 4 is een deel van de wervelkolom met ruggenmerg en grensstreng schematisch getekend. afbeelding 4 14 Geef aan waar in afbeelding 4 zich de drie genummerde cellichamen van afbeelding 3 bevinden. Zet daartoe de nummers 1, en 3 onder elkaar op je antwoordblad en schrijf achter elk nummer de naam van het deel waarin zich het desbetreffende cellichaam bevindt. Calciumhomeostase In afbeelding 8 wordt schematisch een deel van de regulatie van het calciumgehalte in het bloed weergegeven. De Ca + -concentratie in het bloedserum schommelt rond de 1,5 millimol per liter. afbeelding 8

10 10 15 Bij de regulatie zijn volgens het schema van afbeelding 8 drie hormonen betrokken. Geef de naam van het hormoon dat op plaats 1 ingevuld moet worden en de naam van het hormoon dat op plaats ingevuld moet worden Als bij iemand de Ca + -concentratie in het bloedserum tot onder de normwaarde daalt, worden door regelmechanismen in het lichaam bepaalde processen bevorderd of geremd, waardoor de Ca + -concentratie in het bloedserum weer stijgt (zie afbeelding 8). Beschrijf de vier processen die een gevolg zijn van deze regelmechanismen, waardoor deca + -concentratie in het bloedserum weer stijgt Amish De Amish is een groep mensen van Zwitserse afkomst, die op grond van hun geloof zeer afgesloten van de buitenwereld leeft in de Amerikaanse staat Pennsylvania. Huwelijken komen vrijwel alleen binnen de groep voor. 17 Welke term is op hen van toepassing? A levensgemeenschap B populatie C ras D soort

11 11 Figuur 1 De vijf ouders worden gehoord door de rechtbank in Atlanta. Tweee ouders zoeken ter voorbereiding op de vragen van de rechtbank contact met een VWO-leerling van het Vespucci. Ouder 1 wil graag weten wat de inzichten zijn waarop de neodarwinistische evolutie theorie op gebaseerd zijn. Ook vraagt deze ouder zich af waar het woordje neo in de term neodarwinistisch inhoudelijk voor staat. Ouder vraagt aan jou om argumenten vòòr de evolutietheorie, zodat deze ouder zich kan voorbereiden op tegenargumenten. Ook bespreekt deze ouder met jou enige tegenargumenten. Jij wil deze ouders natuurlijk graag informeren. 3p 3p 18 Geef antwoord op de vragen van ouder Geef ouder drie argumenten vòòr de theorie met korte toelichting.

12 1 p 0 Welk argumenten tegen de theorie zouden de ouders bij de rechtbank naar voren brengen? Noem er twee, voorzien een korte toelichting. 1p 1 Ben jij van mening dat jouw biologieboeken ook zo n tekst als van figuur 1 zouden moeten hebben? Licht je mening toe Salamanders In een populatie van salamanders is een dominant allel voor roodgevlekte huid en een recessief allel voor een bruingevlekte huid aanwezig. Bij nadere bestudering van deze populatie blijkt 9% van de dieren een bruingevlekte huid heeft. 1p 1p 1p Wat zijn de allel-frequenties? (wat is p en q?) 3 Welk percentage van de roodgevlekte salamanders zal homozygoot zijn? 4 Wat is het percentage van de heterozygote salamanders? Evolutie Na de inslag van een meteoriet zijn in een periode van 65 miljoen jaar soorten ontstaan die voor de inslag op aarde niet voorkwamen. Hierover worden de volgende beweringen gedaan: 1. De nieuwe soorten zijn ontstaan doordat de overlevende individuen zich fenotypisch aanpasten aan de nieuwe omstandigheden.. Door mutaties konden uit de soorten die de inslag hadden overleefd, nieuwe soorten ontstaan. 3. Geografische isolatie is een belangrijke factor geweest bij het ontstaan van nieuwe soorten uit soorten die de inslag hadden overleefd. p 5 Welke van deze beweringen is of welke zijn volgens de (neo-)darwinistische evolutietheorie juist? A Alleen bewering 1 B Alleen bewering C Alleen bewering 1 en bewering D Alleen bewering 1 en bewering 3 E Alleen bewering en bewering 3 F Bewering 1, en 3 p 6 De endosymbiosetheorie verklaart hoe A bacteriën nauw kunnen samenwerken met plantencellen B bepaalde celorganellen zijn ontstaan uit in cellen binnengedrongen bacteriën C bacteriën erfelijk materiaal hebben verkregen uit andere cellen D bacteriën andere cellen binnendringen met een ziekte als gevolg

13 13 Oorsmeer en de evolutie van de mens Algemeen wordt aangenomen, dat de verre voorouders van de moderne mens in Afrika ontstaan zijn. Circa miljoen jaar geleden is een deel van hen uit Afrika weggetrokken. Er is veel onderzoek gedaan naar de wijze waarop de mens zich over de wereld heeft verspreid. Nieuwe gegevens over de genetica van oorsmeer leveren een bijdrage aan het debat over de route waarlangs de moderne mens (Homo sapiens sapiens) Noord-Amerika heeft bereikt. Oorsmeer is een secretieproduct van klieren in de gehoorgang. Er worden twee vormen onderscheiden: nat en droog. Er zijn twee allelen: het dominante allel N voor de natte vorm en het recessieve allel n voor de droge vorm. Japanse onderzoekers nemen aan dat het recessieve allel in noordoost Azië is ontstaan, dat het in korte tijd een hoge frequentie heeft bereikt en dat het zich door migratie over andere delen van de wereld heeft verspreid. Het Japans onderzoekteam heeft in een aantal gebieden de allelfrequenties van beide allelen bij de inheemse bewoners bepaald. In de afbeelding zijn die frequenties in sectordiagrammen weergegeven. Over de route waarlangs de mens Noord-Amerika heeft bereikt, dat wil zeggen de voorouders van de inheemse bewoners, bestaan verschillende theorieën. In de afbeelding zijn met pijlen drie routes aangegeven: noordelijke routes via Siberië (1) of vanuit Europa (), en een zuidelijke route vanuit Afrika (3). 7 Welk gegeven in de afbeelding is een ondersteuning voor de theorie dat het allel voor droog oorsmeer Noord-Amerika via route 1 bereikt heeft en niet via route of route 3? Licht je antwoord toe.

14 14 Behalve bij inheemse populaties werd ook bij gemigreerde bevolkingsgroepen steekproefsgewijs het type oorsmeer bepaald. In de tabel is het resultaat van een steekproef uit drie bevolkingsgroepen in de Verenigde Staten weergegeven. land bevolkingsgroep frequentie allel VS inheemse bevolkingsgroep (indianen) 0,500 VS blanke bevolkingsgroep 0,110 VS zwarte bevolkingsgroep 0,045 Er is een verschil tussen de allelfrequenties in de inheemse bevolkingsgroep en die van de twee andere bevolkingsgroepen in de steekproef. 8 Geef hiervoor twee oorzaken. Ook in Taiwan werd het type oorsmeer bij de oorspronkelijke bevolkingsgroep bepaald. In een steekproef van 103 mensen uit de inheemse populatie werden 69 mensen met nat oorsmeer gevonden. 9 Wat is de frequentie van allel n in deze Taiwanese bevolkingsgroep, mits de regel van Hardy-Weinberg van toepassing is? A 0,18 B 0,33 C 0,57 D 0,8 Eindelijk het einde. VWO SE 1 biologie Vespucci College 14

15 15 Nakijkmodel VWO6 SE B D 3 C 4 uit het antwoord moet blijken dat: eppine zich normaal gesproken alleen in de testiskanaaltjes / aan het oppervlak van spermacellen bevindt en niet in het bloed 1 na injectie (in het bloed) het immuunsysteem op eppine reageert als op een lichaamsvreemde stof en antistoffen produceert 1 5 xxxx 6 C 7 mogelijke veranderingen zijn: de spermacellen kunnen niet goed meer hechten aan de eicel de spermacellen kunnen niet goed meer binnendringen in de eicel de beweeglijkheid van de spermacellen is verminderd de samenstelling van het zaadvocht is veranderd waardoor de spermacellen niet goed functioneren de hoeveelheid levende spermacellen is sterk verminderd de levensduur van de spermacellen is sterk verkort 8 voorbeelden van juiste resultaten: geen negatief effect op de seksualiteit van de man herstel van de vruchtbaarheid na stoppen met het gebruik geen andere negatieve effecten/bijwerkingen 9 C 10 Verklaring van leerling 1: als zowel moeder () als de beide partners (1 en 3) heterozygoot zijn voor de aandoening, is het mogelijk dat ze kinderen krijgen die homozygoot recessief zijn voor de aandoening. Deze verklaring is waarschijnlijk onjuist, omdat gegeven is dat het om een zeer zeldzame aandoening gaat. De kans dat moeder en haar beide partners alle drie heterozygoot zijn is uiterst klein Verklaring van leerling : het X-chromosoom van iedere zoon is afkomstig van de moeder. Als de moeder heterozygoot is voor de aandoening, kan iedere zoon de aandoening hebben. Deze verklaring is waarschijnlijk juist. Verklaring leerling 3: het Y-chromosoom van iedere zoon is afkomstig van zijn vader. Beide partners van de moeder zouden de aandoening ook moeten hebben, dit is niet zo. Deze verklaring is zeker onjuist. 11 Uit afbeelding 13 blijkt: hoe hoger de leeftijd van de moeder hoe meer kans op Down. Verklaring: primaire oocyten zijn steeds langer in rusttoestand, daardoor kunnen fouten bij de meiose optreden. Bij de vorming van spermacellen treedt geen rusttoestand op en is de kans op fouten bij de meiose veel kleiner. 1 C 13 C 14 1: spinaal ganglion : grensstreng 3: grijze stof (van het ruggenmerg) 15 1: parathormoon : calcitonine VWO SE 1 biologie Vespucci College 15

16 16 16 de vier processen zijn: resorptie van Ca+ uit de (dunne) darm neemt toe uit het skelet wordt meer Ca+ vrijgemaakt / aan het bloed afgegeven in het skelet wordt minder Ca+ vastgelegd / uit het bloed opgenomen in de nieren wordt terugresorptie van Ca+ bevorderd / met de urine wordt minder Ca+ uitgescheiden Opmerking Wanneer verhoging van de concentratie parathormoon en/of verlaging van de concentratie calcitonine wordt genoemd, hiervoor geen punt toekennen. 17 B 18 - diversiteit in genotypen ( mutaties/recombinaties), natuurlijke selectie, soortvorming door reproductieve isolatie Neo: genetische grondslag bij het ontstaan van nieuwe soorten. Darwin had toen nog geen kennis van genetica. 19 vergelijkende anatomie, vergelijkende embryologie, vergelijkende biochemie 0 1. missink link. Religie? Intelligent Disign (ID) 1 ja/nee + toelichting ter beoordeling docent bruingevlekt 0.3 ( = p) roodgevlekt: 0.7 ( = q) 3 homozygoot roodgevlekt: 49% 4 heterozygoot roodgevlekt: 4% Toelichting: 9% bruingevlekt recessief: q = 0.09 q = 0.3 p+q=1 q= 0.7 p + pq + q = pq =1 pq = 0.4 4% roodgevlekt heterozygoot p = % roodgevlekt homozygoot q = % bruingevlekt homozygoot 5 E 6 B 7 maximumscore Uit het antwoord moet blijken dat de allelfrequentie van het recessieve allel bij de oorspronkelijke bewoners van Noord-Amerika relatief hoog is 1 en die frequentie beter aansluit bij die in Oost-Azië dan die in Afrika en Europa 1 8 maximumscore voorbeeld van een juist antwoord: De blanke bevolkingsgroep komt oorspronkelijk uit Europa, waar de allelfrequentie van nat oorsmeer ligt tussen die van de andere twee groepen in, waarbij de inheemse bewoners van de VS als immigranten uit Azië worden beschouwd en de zwarte bevolkingsgroep oorspronkelijk uit Afrika komt (oorzaak 1). Sinds hun komst naar de VS heeft elke groep zodanig geïsoleerd van de andere bevolkingsgroepen geleefd dat deze genetische verschillen er nog steeds zijn (oorzaak ). het verband tussen allelfrequenties en herkomst van de drie bevolkingsgroepen juist aangegeven 1 de genetische isolatie van de drie groepen als oorzaak van het in stand blijven van het verschil 1 9 C VWO SE 1 biologie Vespucci College 16

17 VWO SE 1 biologie Vespucci College 17 17