ntwoorden inleiding Opdracht 1.1 a. Natuurkunde, scheikunde, biologie, geneeskunde. b. Natuurkunde: theorie van het licht, ballistiek (kogelbanen), microscopie. Scheikunde: eigenschappen van stoffen vaststellen, chromatografie, reacties om DNA te isoleren. Biologie: opbouw van de cellen, chromosomen, DNA. Geneeskunde: vaststellen tijdstip van overlijden, doodsoorzaak bepalen, bloedonderzoek. c. Nederlands Forensisch Instituut. Politielaboratoria. d. Je kunt aan forensisch onderzoek meedoen op allerlei niveaus. Er zijn vacatures op mbo- hbo- en wo-niveau. Opleidingen o.a. aan de Hogeschool van Amsterdam Zie ook: http://www.forensischinstituut.nl http://www.forensisch-onderzoek.startpagina.nl http://www.voltijd.hva.nl/forensisch -onderzoek/ Vraag 3 a. Aanwijzingen hiervoor zijn: het zijn de enige voetsporen en ze gaan langs de dode, ze kunnen dus niet van de dode zijn. b. Het lijkt er op. Er is steeds in de richting van het pad, dus in de richting van het vluchtende slachtoffer, geschoten. c. Van de voetafdrukken is alleen de voorzool zichtbaar en niet de hak. Dit wijst op rennen. Opdracht 4 Situatie om 00.25: Temperatuur uur: 35,4 0C Omgevingstemperatuur: 11 0C. Het waaide. Lijkstijfheid en Livor Mortis zijn licht ontwikkeld. Situatie op 11 oktober 8.00 uur: Paarse vlekken van de Livor Mortis op buik zichtbaar. Op grond van de gegevens van de opgegeven website (zie figuur hieronder) is de verstreken tijd sinds 00.25 uur: tussen 0,5 uur en 6,1 uur. Dit geeft: Het tijdstip van de dood: 10 oktober tussen 18.20 uur en 23.55 uur. De geschatte (gemiddelde) verstreken tijd: 3,3 uur (3 uur;18 min): tijdstip dat dood intrad: 21.06 uur. Het tijdstip dat de schoten zijn gehoord: 23.41 uur 5 min = 23.36 uur ligt binnen genoemde grenzen. Antwoorden handboek 1 Opdracht 5 er ontstaat een vingerafdruk doordat de papillairlijnen een zachte ondergrond indrukken, zoals in zachte klei bij een stoffige of vuile ondergrond wordt een deel van het stof of vuil, als vingerafdruk, weggenomen een metalen ondergrond kan geëtst worden door zuren aanwezig in het huidvet een vuile of met bloed besmeurde vinger kan een afdruk achterlaten op een voorwerp de in het huidvet aanwezige aminozuren kunnen in een ondergrond zoals papier
trekken. Opdracht 6 Argentoraatpoeder, ninhydrine, magnabrush, cyanoacrylaat. Zie website (URL4 leerlingenmateriaal) /zichtbaar maken. Vraag 8 Gewicht, lengte, haarkleur, oogkleur, huidskleur, geslacht etc. Vraag 9 Rangschikken, ordenen, indelen. Hier bij vingerafdrukken: het groeperen van vingerafdrukken in hoofdgroepen op grond van de hoofdpatronen. Opdracht 10 Voorbeelden van hoofdpatronen zijn: bogen, lussen, ringen en kernen van meerdere huidlijnen. Zie website (URL4 leerlingenmateriaal)/patronen. Opdracht 11 Voorbeelden van typica zijn: lijnunit, lijnfragment, bifurcatie, oog, haak en beginnende of eindigende papillairlijn. Zie website (URL4 leerlingenmateriaal)/benaming typica. Vraag 12 1 en 2: beginnende of eindigende papillairlijn; 3: oog; 4, 8 en 9: bifurcatie; 5 en 12: haak; 6 en 10: lijnfragment; 7: tussenlijn; 11: lijnunit. Opdracht 13 a. Vanuit A: 4 verbindingslijnen naar B,C,D en E. Over vanuit B: 3lijnen naar C,D en E. Over vanuit C: 2 lijnen naar D en E. Over vanuit D: 1 lijn naar E. Over vanuit E: 0 lijnen. Dus totaal: 0+1+2+3+4= 10 verbindingslijnen. b. Algemene formule bij N punten: op dezelfde manier: 0+1+2+. +N-1. Dit is een rekenkundige reeks, waarvan de som: ½N(t1+tN)= ½N(0 + N-1)= ½ N(N-1) t en tn zijn de eerste en laatste (Ne) term. (Voor N=5 klopt dit: som is 10.) c. Voor N=13: som = ½ x 13 x 12 = 78 verbindingslijnen. Antwoorden handboek 3 Opdracht 18 Er geldt G = H A/l of H = G.l/A de eenhedenvergelijking is dan eenheid H = S.m/m2 = S/m Opdracht 19 a. De elektrische weerstand R van de opstelling is R = U/I = (5,0 V)/(3,0 10-3 A) De geleidbaarheid G = 1/R = (3,0 10-3 A)/ = (5,0 V) = 6,0 10-4 S b. Soortelijke geleidbaarheid H = G.l/A = (6,0 10-4 S)(0,10 m)/(0,03 m x 0,04 m) = 0,04 S
Antwoorden handboek 4 Vraag 23 De stof smelten en de temperatuur meten: een zuivere stof heeft een smeltpunt en een mengsel heeft een smelttraject. Vraag 24.1 a. Door destillatie. b. Ligging van het kookpunt (voor water hoger dan voor methanol). Vraag 24.2 a. Stap 1: ethanol toevoegen en filtreren: alleen jood lost op, keukenzout en krijt blijven achter. Stap 2: indampen oplossing geeft jood. Stap 3: water toevoegen en filtreren: alleen keukenzout lost op, alleen krijt blijft achter. Stap 4: indampen oplossing geeft keukenzout. b. Deze scheidingsmethode berust op de eigenschap oplosbaarheid. Vraag 24.3 a. Water toevoegen en filtreren: alleen NaNO3lost op, alleen CaCO3 blijft achter Indampen oplossing geeft keukenzout. b. Deze scheidingsmethode berust op de eigenschap oplosbaarheid. Vraag 24.4 a. Adsorptie. b. Verschil in aanhechtingsvermogen. Vraag 24.5 a. Afschenken van de olie die op het water drijft. b. Oplosbaarheid en dichtheid: olie en water lossen niet in elkaar op; olie heeft drijft op het water door zijn lagere dichtheid. Opdracht 25.1 Ethanol: C2H5OH Molecuulmassa: 2x12,0 + 6x1,0 + 1X16,0 = 46,0 Methanol: CH3OH Molecuulmassa: 1x12,0 + 4x1,0 + 1x16,0 = 32,0 Opdracht 25.2 a. destillatie b. destillatieopstelling Opdracht 26 Opdracht 28.2 Drie manieren om suiker voor 100% te identificeren: reactie van Fehling infraroodspectroscopie specifieke draaiing van polarisatievlak van opgeloste suikers in polarimeter.
Antwoorden handboek 5 Vraag 29 a. Respectievelijk het (chromatografie-)papier en de (loop-)vloeistof. b. Lost het beste op in loopvloeistof en adsorbeert het minst aan papier. c. Lost het slechtst op in loopvloeistof en adsorbeert het meest aan papier. Vraag 30 a. Meet voor elke component met een liniaal de afstand (a) tussen de component en de basislijn. Meet de afstand (A) tussen de basislijn en het vloeistoffront. Rf = a / A. b. De Rf-waarde ligt tussen 0 en 1. c. onderste vlek Rf = 0,2; middelste vlek Rf = 0,5; bovenste vlek Rf = 0,8. Opdracht 32.1 a. Leerlingen doen dit zelf. b. Beter is om beide inkten naast elkaar op één stuk papier aan te brengen en te scheiden. Zo worden de omstandigheden zo gelijk mogelijk gehouden en kunnen de vlekken makkelijker vergeleken worden. Daarnaast kunnen beide inkten op elkaar aangebracht worden waarna ze gezamenlijk gescheiden worden. Als het dezelfde inkt betreft dan zal hetzelfde vlekkenpatroon te zien zijn. Bij twee verschillende inkten, waarbij de Rf-waarden van de componenten toevallig dicht bij elkaar liggen, zal er hoogstwaarschijnlijk splitsing van één of meerdere vlekken te zien zijn door het niet helemaal gelijk zijn van de Rf-waarden. Afhankelijk van de beschikbare tijd kan er door de leerlingen nog een (beter) chromatogram worden gemaakt of kan er op voorhand al door verschillende groepjes op een andere manier de chromatogrammen gemaakt worden. Antwoorden handboek 6 Vraag 33 a. De massa (m) van de kogel: m = 40x 64,8 mg = 2,592.103 mg = 2,592 g = 2,592.10-3 kg. Invullen in de formule voor de kinetische energie geeft: 2 3 2 1 1 (2,592.10 )(340 / ) 149,8 2 2 kin E = mv = - kg m s = J b. Als de verbrandingsenergie van buskruit geheel zou worden omgezet in de kinetische energie van de kogel, geldt: kin verbranding E = E of 149,8J = m.(40.106 J / kg) Daaruit volgt voor de massa van het verbrande buskruit: 6 6 149,8 3,74.10 3,74 40.10 / J m kg mg J kg = = - =
c. De verbrandingsenergie van buskruit wordt niet alleen omgezet in kinetische energie, maar ook in warmte. Vraag 34 Er geldt 0 kin kin kin W = DE = E - = E Ook geldt: _ W = F Ds. Voor de gemiddelde kracht die door de verbrandingsgassen in de geweerloop op de kogel wordt uitgeoefend geldt: _ 3 149,8 1, 25.10 0,12 kin E J F N s m = = = D Vraag 35 a. Er geldt 3 2 2 3 2 1 1 2,15.10 (0, 295)( ) (1,3 / )(340 / ) 0, 25 2 2 2 lw w m F c Ar v p kg m m s N - = = = b. Ja, door de wrijvingskracht neemt de snelheid v van de kogel af. De wrijvingskracht hangt van v2 af en zal dus ook afnemen. Alleen, het is waarschijnlijk een klein effect. c. Door de arbeid Wlw van de luchtwrijvingskracht op de kogel neemt de bewegingsenergie af. ( 0,25 ).(1 ) 0,25 lw lw W = F s = - N m = - J d. Er geldt: lw kin kin,2 kin,1 W = DE = E - E, waarin Ekin,1 de begin-kinetische energie van de kogel is en Ekin,2 die na de vertraging. Nu is: 2 3 2,1 1 1 (2,592.10 )(340 / ) 149,8 2 2 kin E = mv = - kg m s = J Invullen geeft:,2,1 149,8 0,25 149,6 kin kin lw E = E +W = J - J = J Dus vrijwel geen verandering. Percentage verandering is: 3 0 0 0,25 1,67.10 0,167 149,8 kin lw kin kin E W J E E J
D - = = = = Vraag 37 a. De revolverkogel heeft zowel een hogere initiele vervormingenergie: door zijn punt zal de kogel niet zo snel vervormen, als een hogere vervormingconstante: als hij vervormt, zal dat door zijn punt maar gering zijn. Hij dringt verder in het materiaal door. (Bekend zijn de dumdumkogels, waarbij de punt van de kogel is afgevijld.) Doordat zij heel sterk vervormen en daardoor afstoppen, wordt alle bewegingsenergie in een beperkt deel van het lichaam afgestaan. Zij richten daardoor in het lichaam grote schade aan. Ze zijn daarom op grond van internationale afspraken verboden. b. Er geldt: kin 0 v E - E = c Ds, waarin E0 = 14,8 J en Os = 0 (nog net), zodat kin 0 E = E, dus 2 0 1 2 kin E = mv = E, zodat 0 2 3 2 2 14,8 2,1.10 / 0,7.10 E v m s m = = = Vraag 38 a. 0 8,1 (8,3 / ).(17 ) 149,2 kin v E = E + c Ds = J + J cm cm = J b. Bij de dood van Vermeer ging het om 40-punts munitie (zie vraag 32) dus: c. m = 40x 64,8 mg = 2,592.103 mg = 2,592 g = 2,592.10-3 kg 2 3 2 2 14,9.10 339 / 2,592.10 kin E v m s m - = = = d. Nu wordt: 2 3 2 1 1 2,592.10.(200 / ) 51,8 2 2 kin E = mv = - kg m s = J. Invullen in: kin 0 v E - E = c Ds of 0 51,8 8,1 5,3 8,3 / kin v E E J J s cm
c J cm D = - = - = Vraag 39 a. In het politiedossier worden twee kogelinslagen in bomen genoemd: kogel01 op 1,05 m hoogte en aan alle zijde evenveel beschadigd, kogel02 op 0,90 m hoogte in vrijwel horizontale stand. Dit zijn aanwijzingen dat de derde fatale kogel ook van ongeveer 1 m hoogte is geschoten. b. Bij het verlaten van de loop heeft de kogel een kinetische energie: Ekin = 149,8 J (zie vraag 32a). Direct voor de inslag: Ekin = 149,2 J (zie vraag 37a), Zodat de kinetische energievermindering door de luchtwrijving 149,8 149,6 0,6 kin DE = J - J = J Dit is gelijk aan de arbeid Wlw door de luchtwrijvingskracht Flw. Per meter is deze arbeid: 0,25 J/m (zie vraag 34a). 0,6 (0,25 / ). lw kin W = DE = J = J m Ds, zodat 0,6 2,4 2 0, 25 / J s m m J m D = =». Deze afstand is niet erg betrouwbaar vanwege de onbetrouwbaarheid in de 0,6 J. Het schot is in ieder geval van dichtbij afgeschoten. c. Dat zou heel goed kunnen. Antwoorden handboek 7 Opdracht 43 a. De reactie tussen luminol en waterstofperoxide is bijzonder traag. Het is niet erg als je beide vlak voor de proef met elkaar mengt. b. A en C als het goed is. c. De aanwezigheid van: micro-organismen (denk hierbij aan schimmels en bacteriën) joodionen en chloorionen, bijvoorbeeld in schoonmaakmiddelen formalineoplossing (ook wel 'sterk water' genoemd) peroxidasen in planten zoals vooral voorkomen in citrusvruchten, bananen, watermeloenen en talloze groentesoorten een groot aantal verfsoorten. Antwoorden handboek 8 Opdracht 44 Mogelijk antwoord: a. Het eerste paar op de tweede rij. b. Een man met (afhankelijk van het aantal X-chromosomen) meer of minder vrouwelijke kenmerken (o.a. borstvorming, kleine testikels, ) Opdracht 45.2
a. Bloed, speeksel, sperma, haar, huischilfers. b. Alle lichaamscellen bevatten hetzelfde DNA. Opdracht 45.3 Niet-coderend DNA bevat geen genen en dus geen informatie over erfelijke eigenschappen. Opdracht 46 In de tekening moet duidelijk worden dat het aantal herhalingen van een repeterende sequentie kan verschillen per persoon. Opdracht 47.1 Dit is een zelfinstruerende site, waar de antwoorden te vinden zijn. Opdracht 47.2 Het DNA-onderzoek kent de volgende stappen: Isoleren van het DNA met als doel het vaststellen van het DNA-profiel. Dit is beschrijving DNA-kenmerken (aantal herhalingen) op verschillende loci van het DNA. Vermeerderen met PCR: DNA van de specifieke loci. FNI gebruikt 10 loci op 10 verschillende chromosomenparen. Piekenanalyse met DNA-analyse apparatuur: elke locus laat 1 of 2 pieken zien: de plaats van de piek geeft het DNA-kenmerk (aantal herhalingen). De twee pieken zijn afkomstig van de DNA-kenmerken op beide chromosomen van een paar. Bij 1 piek hebben beide chromosomen hetzelfde DNA-kenmerk Opdracht 47.3 a. Short tandem repeat: korte stukjes sequentie bestaande uit 2 tot 7 bouwstenen die een aantal malen in tandem gerepeteerd worden. b. Locus: een door een code bepaalde plaats op een DNA molecuul. c. DNA-kenmerk: het aantal herhalingen van een kort stukje DNA op een zekere locus. d. DNA-profiel: de DNA-kenmerken van een aantal loci. Als je van tien loci de kenmerken hebt, spreek je van een volledig DNA-profiel. Opdracht 48.2 a. PCR-apparaat geïsoleerd DNA polymerase nucleotiden 2 primers. b. Met de PCR-techniek kun je van een kleine hoeveelheid DNA heel veel kopieën maken zodat je genoeg hebt om het in een chromatografiekolom te analyseren. Uit het totale DNA kun je met de PCR-techniek de hypervariabele gebieden uitkiezen en de rest van het DNA niet bestuderen. Opdracht 49 a. Bovenste stip 8 herhalingen (want die fragmenten zijn groter, dus langzamer), onderste stip 6 herhalingen. b. Vanaf t=0 een rechte lijn, vervolgens een piek bij t= 10 s en een piek bij t=12 s, daarna weer een echte lijn (er komt geen DNA meer van de kolom).
Opdracht 50 Vanaf t=0 een rechte lijn, een piek bij t=12 s, die twee keer zo hoog is als de piek van de vorige opdracht. Vraag 51 Andere primers. Opdracht 52 De uitvoering van de PCR-reactie is precies hetzelfde, alleen voeg je nu 11 primersets (voor elke locus één primerset) toe in plaats van één. Voor de duidelijkheid: een primerset bestaat uit 2 primers. Opdracht 53.1 Samenvatting: De kans dat het DNA-profiel van twee verschillende personen hetzelfde zijn, is kleiner dan een miljard. De kans wordt berekend als het product van de voorkomensfrequenties van de DNA-kenmerken op de 10 loci. Voor verwanten ligt de kans hoger. Bewijswaarde: geen absolute uitspraak bij matching spoor en persoon, wel uitsluiting bij niet-matching. Onvolledige DNA-profielen: DNA-kenmerken ontbreken op een of meer loci: kans op willekeurige matching wordt groter, maar blijft extreem laag. Het heeft grote bewijswaarde. DNA mengprofielen geven per locus maximaal 4 pieken (bij 2 personen). Vaak is identificatie mogelijk door verschil in hoeveelheid DNA per persoon. Dit geeft hoogteverschillen in de pieken. Matching met bekende DNA-profielen blijft ook mogelijk. DNA-databank mag alleen DNA-profielen opnemen als gevolg van strafzaken. Opdracht 53.2 Locus DNA-kenmerk in spoor D3S1338 19 / 21 D3S1358 15 / 17 FGA 21 / 25 D8S1 179 9 / 10 TH01 7 / 9,3 VWA 15 / 15 D16S539 11 / 12 D18S51 15 / 16 D19S4 33 13 / 15 D21S11 31 / 33,2 XY XY Opdracht 53.3 In dat geval zijn niet alle chromosomen (in voldoende hoeveelheid) aanwezig om als startpunt voor de PCR-reactie te dienen. Als de primers hun hechtingsplaats niet vinden, zal er geen product gemaakt worden. Het geïsoleerde DNA is dus niet compleet. Opdracht 53.4
Er zijn dan bij een aantal DNA-kenmerken meer dan twee pieken te zien. Opdracht 53.5 Tijdens de meiose, waarin de chromosomen over de spermacellen verdeeld worden, krijgt elke cel willekeurig een van de twee homologe chromosomen. Als er genoeg spermacellen in het spoor aanwezig zijn, zullen dus in totaal alle chromosomen van die persoon in het spoor zitten. Opdracht 54 a. Nee, er is mogelijk een fout opgetreden in de PCR-techniek. Je kunt dit DNA-kenmerk laten vervallen en het profiel beschouwen als een gedeeltelijk profiel. Is de berekende frequentie dan nog steeds hoog genoeg? Mogelijk kan een herhaling van de techniek aantonen of er wel of geen sprake van een match. b. Van elke locus heb je één DNA-kenmerk van je vader en één van je moeder. De frequentie van een bepaald DNA-kenmerk binnen de familie is daardoor veel hoger dan in de gehele populatie Opdracht 55 a. 0,076 (7,6%) b. 1 (=100%) Dit zijn alle frequenties die voorkomen in Nederland, dus 100%. Vraag 56 a. 17 / 17: 0,203 x 0,203 = 0,0412 (niet x2!) b. 18 / 18: 0,076 x 0,076 = 0,00449 (niet x2!) Vraag 57 Locus VWA heeft het kenmerk 15 / 15. De PCR-fragmenten van beide chromosomen zijn even groot (15 repeats) en komen dus exact tegelijk van de kolom. De hoeveelheid DNA is echter twee keer zo groot als wanneer er sprake is van twee verschillende DNAkenmerken, bijvoorbeeld 15 / 17 Vraag 58 Man, kenmerken X en Y. Vraag 59 a. Totale frequentie: 0,0694 x 0,0612 x 0,0942 x 0,123 = 4,9.10-5 Kans is dus 1 op 20320 (in Nederland lopen er dus nog bijna 800 mensen met dit profiel rond). b. Weinig betrouwbaar. Opdracht 60.1 Locus DNA-kenmerk in spoor Frequentie DNA-kenmerken combinatie per locus D2S1338 D3S1358
FGA D8S1179 TH01 5/10 0,006x0,006 x 2 = 7,4.10-5 VWA 19/20 0,110x0,013x2= 2,9.10-3 D16S539 D18S51 D19S4 33 D21S11 28/30 0,180x0,271x2= 9,8.10-2 XY Berekende frequentie DNAprofiel: 2,1.10-8 a. In tabel ingevuld. b. 16 miljoen x 2,1.10-8 = 0,34 Opdracht 60.2 Locus Margot Adriaan Johanna Bas Jos Maaike Pieter D2S1338 18 / 23 17 / 25 16 / 25 17 / 16 17 /19 27 / 20 27 / 20 D3S1358 15 / 17 16 / 19 15 / 19 15 / 16 15 / 17 17 / 18 14 /17 FGA 20 / 22 23 / 23 23 / 24 22 / 23 26 / 27 21 / 24 21 / 24 D8S1 179 14 / 16 12 /13 9 / 12 9 / 13 13 / 15 8/17 9/17 TH01 9 / 9,3 8 / 9,3 8/9 5 / 9,3 6 / 8 8 / 10 8 / 9.3 VWA 15 / 16 17 / 18 17 / 20 18 / 20 14 / 21 16 / 17 16 / 17 D16S539 9 / 13 9 / 11 11/ 14 9 / 11 11 / 14 12/13 13/14 D18S51 16 / 16 14 / 11 10 / 14 10 / 16 14 / 17 12 / 13 13/15 D19S4 33 14 / 14 14/15,2 14/15,2 14/15,2 12 / 14 13 / 15 13/ 15 D21S11 29 / 29 28/ 30.2 29/ 30 29/ 30.2 30/32.2 27/ 31 30.2 / 31 X of Y XX XY XX XY XY XX XY Locus Arianne Jan Anne Arnoud Dragomir Robert D2S1338 22 / 25 17 / 20 19 / 19 17 / 17 20 / 15 16 / 24 D3S1358 17 / 18 15 / 16 14 / 16 16 / 17 12 / 18 14 / 18 FGA 22.2 / 24 20 / 21 18 / 25 25 / 26 28 / 42.5 25 / 28 D8S1 179 14 / 15 13 / 14 10 / 10 12 / 13 17/18 12 / 14 TH01 7 / 9 5 / 10 6 / 8 8 / 9,3 5 / 10 6 / 10 VWA 19 / 20 14 / 18 17 / 18 17 / 17 19/ 20 18 / 16 D16S539 11/ 13 11 / 11 9 / 10 10 / 12 12 / 13.3 12 / 13 D18S51 12 / 14 16 / 17 13 / 16 14 / 19 9 / 23 13 / 17 D19S4 33 15/16,2 13 / 14 14 / 15 12 / 13 9 / 10 12 / 16 D21S11 28/32,2 28/ 30 31/31,2 28 / 30 28/ 30 30/31.2 X of Y XX XY XX XY XY XY a. Dragomir. b. Door de geringe voorkomensfrequentie in Nederland, zou het een buitenlander kunnen zijn. c. Adriaan, Johanna en Bas zijn broers en zus. Ze hebben overeenkomende DNAkenmerken. Ook Maaike en Pieter hebben veel overeenkomende DNA-kenmerken. d. Dat ze veel DNA-kenmerken gemeenschappelijk hebben. e.
f. De match met Dragomir is zeer groot. De match met Jan ook aardig groot. g.