UITWERKING TOELICHTING OP DE ANTWOORDEN VAN HET EXAMEN 2002-I VAK:
BIOLOGIE
NIVEAU:
VWO
EXAMEN:
2002-I
De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Degenen die desondanks menen zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich alsnog tot de uitgever wenden.
ThiemeMeulenhoff is een educatieve uitgeverij waarin alle fondsen van de voormalige uitgeverijen Meulenhoff Educatief, SMD Educatieve Uitgevers en uitgeverij Thieme zijn samengevoegd. De uitgaven die ThiemeMeulenhoff ontwikkelt, richten zich op het totale onderwijsveld: basisonderwijs, voortgezet onderwijs, beroepsonderwijs & volwasseneneducatie en hoger onderwijs. www.thiememeulenhoff.nl
© ThiemeMeulenhoff, Utrecht/Zutphen, 2002 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voorzover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 j° het Besluit van 20 juni 1974, Stb. 351, zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Reprorecht (Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.
2002-I vwo biologie
Aërobe dissimilatie 1 B De citroenzuurcyclus, waarbij van citroenzuur H2 en CO2 worden afgesplitst, vindt plaats in de mitochondriën, boonvormige organellen (op doorsnede rond of ovaal) met een dubbel membraan. (zie Biodata 9.3; Binas 81B) 1 celmembraan, buitenste laag van het cytoplasma; 2 dictyosoom, stapeltje platte door membranen gevormde blaasjes; 3 endoplasmatisch reticulum, netwerk van dubbele membranen met daartussen holten en kanalen; 4 kernlichaampje, maakt ribosomen; 5 dictyosoom, doorsnede; 7 ribosoom, bolvormig organel op endoplasmatisch reticulum, 8 lysosoom, blaasje met verteringsenzymen; 9 grondplasma, water met opgeloste zouten en eiwit- en vetachtige stoffen (cytoplasma is grondplasma inclusief de organellen, behalve de kern).
2 F Glycolyse is de splitsing van glucose in pyrodruivenzuur (zie Biodata 11.6b; Binas 68A); vindt plaats in het grondplasma. 1 celmembraan, beschermd de cel en heeft een functie bij transport in en uit de cel; 2 dictyosoom, onderdeel van het Golgisysteem, voor vorming van stoffen, b.v. enzymen; 3 endoplasmatisch reticulum, voor transport van stoffen; 4 kernlichaampje, maakt ribosomen; 5 dictyosoom; 6 mitochondriën, waarin citroenzuurcyclus en oxidatieve fosforylering plaatsvinden; 7 ribosoom op endoplasmatisch reticulum, voor eiwitsynthese; 8 lysosoom, voor uit- of afscheiding van stoffen, b.v. enzymen; 9 grondplasma, vormt met de organellen (behalve de kern) het cytoplasma.
3 C Bij oxidatieve fosforylering in de mitochondriën worden H atomen via een reeks van tussenstappen gekoppeld aan O atomen (zie Biodata 11.6e; Binas 68C). Bij FAD vervallen de eerste stappen van de fosforylering en worden slechts 2 ATP gesynthetiseerd. Per molecuul (NADH + H+) worden 3 ATP gesynthetiseerd. Relaties in een ecosysteem 4 B Bij commensalisme hebben individuen van de ene soort voordeel van de relatie en die van de andere soort geen voordeel en geen nadeel. Bij mutualisme hebben individuen van beide soorten voordeel van hun relatie. Concurrentie ontstaat als beide soorten hetzelfde voedsel of territorium willen. Bij parasitisme heeft de gastheer nadeel en de parasiet voordeel. Deze leeft op of in een individu (gastheer) van een andere soort en onttrekt er voedsel aan, b.v. een vlo of een lintworm. Predatie is het doden van dieren om deze als voedsel te gebruiken.
Toendra 5 F Heterotrofe organismen gebruiken organisch voedsel voor hun energiebehoefte; dieren, schimmels en heterotrofe bacteriën. Energie(voedsel)stromen beginnen altijd met een autotroof organismen, een plant of autotrofe bacteriën. Planten gebruiken zonlicht, P = zon, Q = planten (in dit geval ook korstmossen = wier + schimmel) S = autotrofe bacteriën.
1
2002-I vwo biologie
6 2 en 14 Lemmingen zijn consumenten van de eerste orde (dieren die planten eten). Tot dit trofisch niveau behoren ook kariboes en sneeuwhoeders.
7 Een toename van het organisch materiaal leidt tot een toename van het aantal bacteriën/schimmels (8) en vliegen (9). Daardoor neemt het aantal insectenetende vogels (10) toe. Daardoor zijn er meer prooidieren voor vogels (7) en wezels (11) en worden lemmingen (6) minder gegeten. 8 Voorbeelden van een juist antwoord: • ziekte • parasieten Biotische factoren zijn afkomstig van de levende natuur (andere organismen).
9 Voorbeeld van een juiste grafiek: lemmingendichtheid
1955
havikendichtheid
1960
1965
Legenda: lemmingendichtheid havikendichtheid
1970 tijd (jaren)
De grafiek van de havikendichtheid heeft telkens een top na die van de lemmingendichtheid. In de legenda is zowel de lemmingendichtheid als de havikendichtheid aangegeven.
10
D De populatie predatoren (haviken) heeft een negatieve terugkoppeling met de populatie lemmingen. Voortplanting wordt hormonaal geregeld. Een toename van de hoeveelheid lemmingen heeft een negatieve invloed op de omvang van de producenten (grassen en grasachtigen). De toename van de dikte van de voor planten bruikbare bodemlaag heeft een positieve invloed op de kwaliteit van het voedsel. Bij alle beïnvloeding is dus sprake van negatieve terugkoppeling.
2
2002-I vwo biologie
11
Erfelijkheid B Een X-chromosomaal gen is slechts eenmaal aanwezig bij de man (XY). Hij geeft dit gen alleen door aan zijn dochters. Als het X-chromosomaal gen dominant is, krijgen alle dochters de erfelijke eigenschap van hun vader. Dat is bij generatie III, IV en V niet het geval. Als het gen X-chromosomaal is, kan het dus niet dominant zijn. Als het X-chromosomaal gen recessief is, dan is de vrouw van generatie I homozygoot. Zij geeft het X-chromosoom aan al haar zonen; bij hen komt een recessief X-chromosomaal gen tot uiting omdat zij slechts één X-chromosoom hebben. De meeste hebben echter deze eigenschap niet. De mogelijkheid dat het gen dominant X-chromosomaal is en de mogelijkheid dat het recessief X-chromosomaal is, zijn dus uitgesloten. De eigenschap kan dus niet op een X-chromosoom liggen.
12
C Het is te bepalen uit een kruising waarbij beide ouders hetzelfde fenotype hebben en één van de kinderen een ander fenotype heeft. Dit komt in deze stamboom niet voor.
13
Juiste berekening: q2 = 220/896 = 0,25; q = 0 5; dus p = 0,5 (= de frequentie van L). De genfrequenties van L en l worden aangeduid met p en q, waarbij p + q = 1. De verdeling van de genfrequenties in de populatie is: p2 (genotype LL) + 2pq (genotype Ll) + q2 (genotype ll) = 1. Het deel 'normale' mensen, met genotpype ll, van de populatie is 220 van 896 is q2. q2 = 220/896 = 0,25; q = 0 5; dus p = 0,5. (= de frequentie van L).
14
Voorbeelden van een juiste verklaring:
• Eén van de twee steekproeven is / beide steekproeven zijn niet aselect. • De populatie voldoet toch niet aan de Hardy-Weinberg-regel. • Er is (meer) voorkeur voor huwelijken tussen mensen met / tussen mensen zonder polydactylie. • Mensen met polydactylie besluiten (nu) vaker geen kinderen te krijgen.
15
16
Bacteriën C Aangezien de urinebuis bij vrouwen korter is dan bij mannen, komt blaasontsteking meer voor bij vrouwen. Vanuit de blaas kunnen de bacteriën via de urineleiders de nieren bereiken. Normaal is urine steriel. Ook in bloed komen normaal geen bacteriën voor. Maar na een infectie kunnen ze via bloed de nieren bereiken. Voorbeeld van een goed antwoord:
De bacterie kan door het immuunsysteem / antistoffen / witte bloedcellen / macrofagen worden uitgeschakeld. 17
Buis 4; gekookte urease-oplossing is niet werkzaam. Enzymen bestaan uit eiwitten en krijgen door koken een onwerkzame vorm (denaturatie).
3
2002-I vwo biologie
18
Voorbeeld van een juist diagram: tijd tot kleuromslag (in minuten)
1
2
3
4
5 buisnummer
De hoogte van het staafdiagram van buis 4 is onbegrensd. De staafdiagrammen van buis 3 en 5 hebben een gelijke hoogte. De staaf van buis 1 is hoger dan die van buis 2 en deze beide staven zijn hoger dan die van buis 3. De indicator kleurt de oplossing aanvankelijk rood door de azijnzuur, later geel door het gevormde ammoniumhydroxide.
19
C Gegeven is dat Proteus mirabilis het enzym urease produceert; zij breken dus ureum af. Ureum wordt uitgescheiden door dieren; het is een afbraakproduct van eiwitten. Pijl 8 geeft de mineralisatie hiervan aan. (Biodata 3.7 of Binas 83D) Pijl 1 is biologische stikstofbinding door knolletjesbacteriën en vrijlevende stikstofbindende bacteriën. Pijl 6 is denitrificatie door denitrificerende bacteriën. Pijl 7 is toevoeging van stikstofverbindingen aan de bodem (niet door bacteriën). Pijl 9 en 10 is opname door planten. Pijl 11 is nitrificatie door nitrificerende bacteriën. Pijl 12 en 13 is uitspoeling door regen of grondwater.
20
E Proces 9 en 10 worden bevorderd doordat plantenwortels dan meer zuurstof krijgen. Proces 11 wordt bevorderd doordat nitrificerende bacteriën dan meer zuurstof krijgen. (Biodata 3.7; Binas 83D) Door de hogere temperatuur worden alle genoemde processen bevorderd.
4
2002-I vwo biologie
Voortplantingscellen 21
Voorbeeld van een juiste uitleg:
Uit afbeelding 13 blijkt dat de kans op een kind met het syndroom van Down toeneemt met de leeftijd van de moeder. Een verklaring daarvoor is dat primaire oöcyten lang (ongeveer evenlang als de moeder oud is) in een rusttoestand tussen profase en metafase verkeren. Daardoor kunnen fouten bij de meiose optreden. Bij de vorming van spermacellen treedt geen rusttoestand op (deze worden elke dag opnieuw bijgemaakt) en is de kans op fouten bij de meiose veel kleiner. 22
A Ook geborenen met het syndroom van Down zijn uit een afwijkende oöcyt ontstaan. De grafiek bewijst zelfs dat afwijkende oöcyten kunnen worden bevrucht. Het percentage geborenen met het syndroom van Down kan niet worden berekend, omdat niet is aangegeven uit hoeveel moeders iedere leeftijdscategorie de onderzoeksgroep bestaat. Het kan dus wel worden berekend (afgelezen) per leeftijdscategorie.
23
C Poollichaampjes ontstaan aan het einde van de meiose I en II (afbeelding 12). Volgens tekst 1 wordt de meiose I, die voor de geboorte was begonnen, onderbroken door een rusttoestand. Pas bij de rijping van de oöcyt voor de ovulatie (zie Biodata 14.3) wordt de meiose afgemaakt. Groei
24
Voorbeeld van een juist antwoord:
Pijl Q geeft een stimulering aan. GHIF remt de productie van GH, dus zal GH de productie van GHIF stimuleren als er sprake is van negatieve terugkoppeling. 25
1 = RF / releasing factor 2 = ACTH / adrenocorticotroof hormoon (Biodata 24.5; Binas 75B) 3 = cortisol Een pijl vanaf de bijnieren naar de hypothalamus met een – en een pijl vanaf de bijnieren naar de hypofyse met een –. Een pijl van de hypothalamus naar de hypofyse met een + en een pijl van de hypofyse naar de bijnieren met een +.
26
27
C Naarmate de P50-curve steiler loopt, is de groeisnelheid hoger. Vanaf de geboorte wordt de P50-curve tot aan 12 jaar steeds minder steil; daarmee vervallen de diagrammen 2 en 4. Het steiler worden in het 13e jaar geeft een toename van de groeisnelheid weer; daarmee vervalt diagram 1. MHC C Het aantal mogelijke allelen per locus (plaats op het chromosoom) wordt met elkaar vermenigvuldigd.
5
2002-I vwo biologie
28
Voorbeeld van een juiste uitleg:
Bij het voorkomen van een groot aantal verschillende allelen is de kans groot dat er individuen zijn, die bij nieuwe infectieziekte (of variant) een functioneel MHC hebben, dat leidt tot een passende afweerreactie. Daardoor zijn er bij elke epidemie overlevenden (en blijft de soort in stand). 29
Juiste plaatsing van MHC-allelen: DR3
B8
A1
DR3
B8
A1
DR2
B7
A3
DR2
B7
A3
De juiste locus/volgorde DR - B - A is ingevuld; blijkt uit afbeelding 17. De juiste koppelingsgroepen (DR3-B8-AI en DR2-B7-A3) zijn aangegeven. Ieder kind heeft een chromosoom van iedere ouder met daarop de gekoppelde allelen, b.v. uit tabel 2 hebben kind 1, 2 en 3 A1, B8 en DR3 van de vader. Kinderen 4 en 5 hebben A3 en dus ook B7 en DR2 gekregen. Op beide chromatiden van de chromosomen zijn dezelfde allelen aangegeven. Deze allelen zijn immers door replicatie uit elkaar ontstaan en daardoor identiek.
30
31
E Een donororgaan van het familielid dat de minste allelen gemeenschappelijk heeft, zal de grootste kans op afweerreactie hebben. Ieder niet-gemeenschappelijk allel zorgt voor een grotere afwijking van het MHCeiwit dat op de cellen van de orgaan-acceptor voorkomt. Lichaam van de mens C Zuurstofrijk slagaderlijk bloed komt eerst in Q. Daarna in P, een glomerulus in een nierkapsel. Daar wordt weinig zuurstof gebruikt. Het stroomt verder via R, een afvoerend zuurstofrijk slagadertje. Dit voert bloed van de glomerulus naar het nierkanaaltje en lis van Henle voordat het naar de ader gaat. Omdat een deel van het bloedplasma uit de glomerulus wordt geperst, blijven er in het bloed (bij R) in verhouding meer rode bloedlichaampjes met zuurstof per volume-eenheid achter.
6
2002-I vwo biologie
32
Grafiek a geeft situatie Q weer. Voorbeeld van een juiste uitleg:
De sporter heeft veel getranspireerd en daarmee water verloren, waardoor de osmotische waarde van het bloed hoog is. Dit leidt tot (een hoge) ADH-afgifte. Hierdoor vindt meer wateropname in het nierkanaaltje plaats en is er weinig uitscheiding van urine. 33
Voorbeeld van een juist diagram: glucoseconcentratie
0
1
2
3
4
5
6 7 tijd (uren)
De assen zijn benoemd: X-as tijd in uren; Y-as glucoseconcentratie. Alle meetpunten (bij 0, I, I1/2, 21/2, 31/2, 41/2, 51/2 en 61/2 uur) zijn weergegeven. De grafiek daalt eerst, stijgt dan en daalt dan weer. Stijging komt omdat er glucose uit het verteringskanaal in bloed wordt opgenomen. De daling ontstaat nadat het verteringskanaal vrijwel leeg is, en door oplag en dissimilatie van glucose.
34
Theorieën F Met verloop van een lijn in zijwaartse richting wordt een verandering in de tijd aangegeven. Uit een vertakking blijkt dat de oorsprong gemeenschappelijk is. Pikgedrag van meeuwen
35
Voorbeeld van een juiste conclusie:
Er is weinig/geen verschil in respons op snavels met een andere kleur dan rood. 36
D Verandering in pikfrequentie is alleen verklaarbaar als de modellen slechts in één factor van elkaar verschillen. Bewering 1 blijkt uit vergelijking van het tweede en het laatste model. Bewering 2 blijkt uit vergelijking van het tweede en één na laatste model. Bewering 3 blijkt onjuist uit vergelijking van de eerste twee modellen.
7
2002-I vwo biologie
37
Voorbeeld van een experiment om deze hypothese te toetsen:
Ik gebruik één model met een vlek op de snavel, en één met een vlek op de kop. Ik verwacht dat de jongen het meest pikken naar de vlek als die op de snavel zit of Naar één van de twee modellen zal vaker gepikt worden.
38
39
Respiratoir quotiënt D CO2 verbruik voor 8 gram koolhydraten: 8 x 828 = 6624 mL CO2 verbruik voor 8 gram vet: 8 x 1427 = 11416 mL Totaal CO2 verbruik: 6624 + 11416 = 18040 mL = 18 L Voorbeeld van een juiste berekening:
O 2-verbruik voor 8 gram koolhydraten: 8 x 828 mL = 6624 mL = 6,624 L energieopbrengst: 6,624 x 21,1 kJ = 139,77 kJ O 2-verbruik voor 8 gram vetten: 8 x 2019 mL = 16152 mL = 16,152 L energieopbrengst: 16,152 x 19,5 kJ = 314,96 kJ Totale energieopbrengst: 139,77 + 314,96 = 454,73 kJ Percentage energie dat door de koolhydraten wordt geleverd: 139,77 : 454,73 = 0,31 = 31 % 40
De dissimilatie van glucose verschuift naar de dissimilatie van vet (en eiwit). Uit de reactievergelijkingen blijkt het RQ van glucose (koolhydraat) 6/6 = 1, van vet 57/80 = 0,71 en van eiwit 5/6 = 0,83. Naarmate het aandeel van vet in de dissimilatie groter wordt, benadert het RQ 0,71.
8
