Oefentoets Biologie: Dissimilatie - Aeroob/anaeroob | HAVO 4/HAVO 5 | variant 2

Glucose-omzetting van drie soorten bacteriën.

In een experiment wordt de glucose-omzetting van drie soorten bacteriën onderzocht. Hiertoe worden drie reageerbuizen gevuld met een gelijke hoeveelheid van een glucose-oplossing. Aan elke buis worden bacteriën van een bepaalde soort toegevoegd.

1. in buis 1 ontstaat melkzuur uit glucose;
2. in buis 2 ontstaan ethanol (alcohol) en koolstofdioxide uit glucose;
3. in buis 3 ontstaan koolstofdioxide en water uit glucose.

Na afloop van het experiment blijkt geen glucose meer aanwezig in de drie buizen.

Welke soort bacteriën heeft of welke soorten hebben de glucose onvolledig omgezet?
Welke soort heeft de meeste energie uit de glucose verkregen?

afbeelding

Het rijzen van deeg.

Bij de bereiding van brood wordt gist toegevoegd aan het deeg.
Daardoor ontstaan er gasbellen waardoor het deeg rijst.

Dit gas wordt gevormd ten gevolge van

Kiemende witte bonen.

Tien stopflessen worden geheel gevuld met kiemende witte bonen en vervolgens met kurken afgesloten. Vijf flessen worden in het donker gezet en de andere in het licht. Na een aantal dagen kan van stopflessen de kurk afvliegen.

Bij welke stopflessen zal dit gebeuren en wat is hiervan de oorzaak?

Kiemende witte bonen.
Zie figuur B 320 van de bijlage.

In een reageerbuis met vochtige watten worden enkele witte bonen gedaan.
Daarna wordt de buis luchtdicht afgesloten. De bonen gaan kiemen. De gasdruk in de buis wordt voortdurend gemeten en de gevonden waarden worden in een diagram uitgezet.

Waardoor wordt de toename van de gasdruk in de buis voornamelijk veroorzaakt?

Een proef met een eencellig heterotroof organisme.

Bij een proef met een eencellig heterotroof organisme wordt een milieufactor gewijzigd.
Het organisme blijft hierna net zo actief, maar gebruikt meer voedsel per tijdseenheid.

Welke milieufactor is hier gewijzigd?

Assimilatie of dissimilatie?

Is de omzetting van glucose in melkzuur een vorm van assimilatie of van dissimilatie?
Waaruit blijkt dat?

afbeelding

Een spier met onvoldoende zuurstof.

Een spier die zich zeer sterk samentrekt, heeft op een bepaald moment niet de beschikking over voldoende zuurstof. Uit deze spier wordt bloed afgevoerd dat onder andere de volgende stoffen bevat: glucose, koolstofdioxide, melkzuur en ureum.

Van welke van deze stoffen zal de concentratie in het afgevoerde bloed als gevolg van zuurstofgebrek sterk toenemen?

Rijzend deeg.
Zie figuur B 1117 van de bijlage.

Een bakker maakt deeg van meel, gist, suiker, keukenzout en water. Vervolgens laat hij een deel van het deeg rijzen bij 25°C en een even groot deel bij 35°C. Alle andere omstandigheden zijn gelijk.
Gedurende een uur meet hij elke 10 minuten hoe groot het volume van het deeg is. De resultaten zet hij uit in een diagram (zie figuur B 1117 van de bijlage).

Welke van de stoffen alcohol, koolstofdioxide en water heeft of hebben er in belangrijke mate voor gezorgd dat het volume van het deeg is toegenomen?

Gistcellen in rijzend deeg.

Een bakker maakt deeg van meel, gist, suiker, keukenzout en water. Vervolgens laat hij het deeg rijzen bij 25°C.

Vinden in de gistcellen in rijzend deeg alleen assimilatieprocessen, alleen dissimilatieprocessen of beide typen processen plaats?

Optimale temperatuur voor rijzend deeg.
Zie figuur B 1117 van de bijlage.

Een bakker maakt deeg van meel, gist, suiker, keukenzout en water. Vervolgens laat hij een deel van het deeg rijzen bij 25°C en een even groot deel bij 35°C. Alle andere omstandigheden zijn gelijk.
Gedurende een uur meet hij elke 10 minuten hoe groot het volume van het deeg is. De resultaten zet hij uit in een diagram (zie figuur B 1117 van de bijlage).
De bakker vraagt zich af of 35°C het optimum is voor het rijzen van dit deeg.
Drie collega's zeggen daarover het volgende:

Collega 1 zegt: "Ja, 35°C is het optimum, want de grafiek gaat horizontaal lopen."
Collega 2 zegt: "Het optimum ligt bij 35°C of hoger; om het optimum precies te bepalen moet je deeg met gist laten rijzen bij 35°C en bij verschillende hogere temperaturen."
Collega 3 zegt: "Over het optimum is op grond van deze resultaten geen voorspelling te doen; om het optimum te bepalen, moet je deeg met gist laten rijzen bij verschillende temperaturen boven en onder de 35°C."

Welke collega doet een juiste uitspraak?

2/2 Zelf wijn maken.

Enkele beweringen over de functie van het waterslot zijn:

1. door het waterslot wordt verontreiniging van de wijn met bacteriën uit de buitenlucht tegengegaan,
2. door het waterslot kan de bij de gisting vrijkomende CO₂ ontsnappen,
3. door het waterslot kan de bij de gisting vrijkomende O₂ in de fles blijven.

Welke van deze beweringen zijn juist?

Leven met en zonder zuurstof.

Er zijn organismen die zowel in een omgeving met als in een omgeving zonder zuurstof kunnen leven.

Als de andere omstandigheden gelijk blijven, zullen deze organismen in een milieu zonder zuurstof per tijdseenheid

Voorgeweekte witte bonen.
Zie figuur B 1182 van de bijlage.

In een met kwik gevulde buis heeft men een aantal voorgeweekte witte bonen gebracht. Na enige dagen bevindt zich boven in de buis bij de kiemende bonen gas.

Dit gas is ontstaan, doordat in de bonen

Omzettingen van glucose & melkzuur.

In een spier van een mens kan glucose worden omgezet in melkzuur. Een deel van het melkzuur, dat via het bloed naar de lever wordt vervoerd, wordt daar verder omgezet in koolstofdioxide en water.

Wordt bij de omzetting van glucose in melkzuur in de spier zuurstof verbruikt?
En bij de omzetting van melkzuur in koolstofdioxide en water in de lever?

afbeelding

Glucose en melkzuur bij intensief sporten.

Glucose in onze spieren kan worden omgezet in melkzuur. Dit is bijvoorbeeld het geval bij intensief sporten.
Over deze omzetting worden vier beweringen gedaan:

1. De omzetting van glucose in melkzuur is een vorm van assimilatie; het gevormde melkzuur kan nog energie leveren.
2. De omzetting van glucose in melkzuur is een vorm van assimilatie; het gevormde melkzuur kan geen energie meer leveren.
3. De omzetting van glucose in melkzuur is een vorm van dissimilatie; het gevormde melkzuur kan nog energie leveren.
4. De omzetting van glucose in melkzuur is een vorm van dissimilatie; het gevormde melkzuur kan geen energie meer leveren.

Welke van deze beweringen is juist?

Gistcellen.

Bij een onderzoek naar de stofwisseling van gistcellen doet men de volgende proef.
In twee gelijke afsluitbare vaten met even grote hoeveelheden glucose-oplossing van dezelfde concentratie brengt men gelijke hoeveelheden even actieve gistcellen. Beide oplossingen hebben dezelfde temperatuur.
Boven de oplossing in opstelling 1 bevindt zich lucht, boven de oplossing in opstelling 2 bevindt zich zuivere stikstof. Beide vaten zijn afgesloten en worden voortdurend geschud, zodat de oplossing in goed contact is met lucht of stikstof erboven.

Zie figuur B 1370 van de bijlage.

Gedurende 5 uur meet men in beide opstellingen de CO₂ -concentratie boven de vloeistof.
Gedurende de eerste 3 uur maken de gistcellen in beide opstellingen evenveel energie vrij.
De diagrammen in de afbeelding geven het resultaat van deze proef weer. De schaalverdeling van beide diagrammen is hetzelfde. Gistcellen vormen geen melkzuur.
De onderzoeker vraagt zich af waardoor in opstelling 2 na het vierde uur geen CO₂ meer wordt gevormd. Hij stelt de volgende hypothesen op:

1. De glucose in het vat in oplossing 2 is opgeraakt.
2. De gistcellen in het vat in oplossing 2 zijn gedood door teveel alcohol.

Welke van deze hypothesen kan of kunnen dit resultaat van de proef verklaren?

Bonen op vochtige watten.
Zie figuur B 1714 van de bijlage.

We doen het volgende experiment:
Een erlenmeyer is voor de helft gevuld met bonen (1), die op vochtige watten liggen (2).
De hals van de erlenmeyer is met een rubber stop (3), waardoorheen een dun glazen buisje steekt (4), luchtdicht afgesloten. In het buisje zit een druppel gekleurde vloeistof (5). De proefopstelling is hiernaast afgebeeld.
Na drie dagen blijkt dat de kleurstofdruppel in het buisje zich heeft verplaatst van de erlenmeyer af.

Een aannemelijke verklaring voor de verplaatsing van de druppel is dat

Gistcellen & het rijzen van deeg.

Gistcellen produceren verschillende stoffen. Een van deze stoffen is de belangrijkste oorzaak van het rijzen van deeg.

Welke stof is dit?

De belletjes in champagne.

Champagne wordt bereid uit druivensap. De in het druivensap aanwezige suikers worden hierbij in vaten vergist.
Voordat de gisting geheel is gestopt, wordt het mengsel vanuit het vat in flessen gedaan. De gisting gaat in de afgesloten flessen nog even door. Als de champagne uit de fles in een glas wordt geschonken, stijgen er belletjes op in de champagne.

Waaruit bestaan deze belletjes voornamelijk?

Een actieve spier met een tekort aan zuurstof.

Een actieve spier heeft op een bepaald moment een tekort aan zuurstof. Deze spier maakt in verband hiermede energie vrij zonder zuurstof te verbruiken.

Van welke stof zal bij deze vorm van dissimilatie de concentratie het snelst toenemen?

Gisten en azijnzuurbacteriën.

Gisten en azijnzuurbacteriën zijn heterotrofe organismen. Gisten gebruiken als energiebron glucose. Zij kunnen dit met zuurstof afbreken tot koolstofdioxide en water; zonder zuurstof zetten ze dit om tot koolstofdioxide en alcohol. Azijnzuurbacteriën gebruiken als energiebron alcohol. Met zuurstof breken zij dit af tot azijnzuur en water. Zowel glucose als alcohol als azijnzuur kunnen volledig gedissimileerd worden tot koolstofdioxide en water.

Levert de volledige dissimilatie van glucose per molecuul meer energie dan de volledige dissimilatie van alcohol?
En levert de volledige dissimilatie van alcohol per molecuul meer energie dan de volledige dissimilatie van azijnzuur?

afbeelding

De gaswisseling bij kiemende bonen.
Zie figuur B 545 van de bijlage.

De tekening geeft een proefopstelling weer die wordt gebruikt om de gaswisseling bij kiemende bonen te onderzoeken. In de grote buis bevindt zich lucht zonder CO₂ , doordat de CO₂ oplost in de CO₂ -absorberende vloeistof onder in de buis. Halverwege de buis hangen in een netje kiemende witte bonen. Aan de bovenzijde is de grote buis afgesloten zoals in de tekening is aangegeven.

In welke richting zal de druppel gekleurde vloeistof (zie tekening) zich bewegen?
Neemt de hoeveelheid O₂ in de grote buis toe of af?

afbeelding

De melkzuurconcentratie in het bloed van een reptiel.

Bij een reptiel in rust werd de concentratie van melkzuur in het bloed gemeten. Nadat het dier twee minuten hard had gelopen, was de concentratie van melkzuur in het bloed tien keer zo hoog als de concentratie in rust.

Tengevolge van welk proces steeg de melkzuurconcentratie in het bloed zo sterk?

Zuurstof in de spieren van een hardloper.

Iemand loopt hard. Zijn beenspieren worden van zuurstof voorzien door het bloed dat door die spieren stroomt. Vanaf een bepaald tijdstip P tot een bepaald tijdstip Q is de zuurstofvoorziening van zijn spieren minder dan nodig is voor een maximale energieproductie.
Drie omzettingen zijn:

1. omzetting van glucose in alcohol,
2. omzetting van glucose in melkzuur,
3. omzetting van glucose in koolstofdioxide en water.

Welke van deze omzettingen zal of welke zullen in de periode PQ in deze spier plaatsvinden?

1/3 Zuurkool.
Zie figuur B 4867 van de bijlage.

Bij de bereiding van zuurkool uit witte kool zijn twee soorten bacteriën betrokken: Leuconostoc, die na anderhalve dag verdwijnt en Lactobacillus, die daarna steeds talrijker wordt.
In het diagram hiernaast is weergegeven hoe de hoeveelheid zuur verandert in de loop van de tijd.
In dit diagram is tevens weergegeven welke bacteriesoort tijdens een bepaalde periode actief is.

Geef een verklaring voor het verdwijnen van Leuconostoc na korte tijd.

2/3 Zuurkool.

Bevat de zuurkool evenveel energie als de witte kool waaruit ze gevormd is?
Leg je antwoord uit.

3/3 Zuurkool.

Leg uit waardoor zuurkool langer houdbaar is dan witte kool.

Paling in de sloot
Zie figuur B 411 van de bijlage.

Bij het kruipen over land verbruikt de paling meer energie dan bij het zwemmen in het water.

Verkrijgt de paling bij zijn activiteiten in de periode tussen 1 en 5 uur (zie figuur B 411 van de bijlage) energie uit dissimilatie van glucose met zuurstof of zonder zuurstof of uit beide processen?

Maïs.

In Amerika is maïs belangrijk volksvoedsel. Daarnaast wordt maïs gebruikt voor de productie van lijm, bio-plastics en zelfs voor bio-energie. Hiervoor wordt de maïs verwerkt tot bio-ethanol. Een bijzondere toepassing is de productie van maïsbier. Het gistingsproces wordt op gang gebracht door aan de maïspap een appel, een andere vrucht of een beetje oud maïsbier toe te voegen.

Waarom begint de gisting niet zonder deze toevoeging?

Reducenten.
Zie figuur B 3733 van de bijlage.

Onderzoekers hebben een nieuwe bacteriesoort ontdekt: Desulfomusa hansenii (zie de afbeelding). Deze leeft in de zeebodem in een anaërobe omgeving bij de wortels van zeegras. De reducent profiteert van de organische afvalstoffen die het zeegras uitscheidt. Uit de omzetting van deze stoffen haalt de bacterie energie. Bij die omzetting worden zwavelverbindingen omgezet (vandaar het eerste deel van Desulfomusa; het tweede deel, musa, slaat op de banaanvorm van de bacterie).
De bacterie beweegt zich voort met behulp van een flagel.

Noteer uit de gegeven informatie de zin waaruit blijkt dat deze bacterie niet veel energie kan vrijmaken per hoeveelheid uit zeegras afgegeven organische stof.

Mestkorrels.
Zie figuur C 160 van de bijlage.

Organische stoffen uit de varkensmest worden omgezet in biogas (ofwel methaangas, CH₄ ; zie de tekst in figuur C 160) dat in het bedrijf wordt gebruikt.

Is deze omzetting van mest in biogas een aëroob dissimilatieproces, een anaëroob dissimilatieproces of een assimilatieproces?

Hink-stap-sprong.
Zie figuur A 38 van de bijlage.

Bij de hink-stap-sprong voert een atleet drie verschillende bewegingen achter elkaar uit: hink, stap en sprong.
Hierbij worden veel spieren achtereenvolgens samengetrokken en ontspannen. De foto van de afbeelding geeft wereldrecordhouder Jonathan Edwards weer tijdens de sprongfase. De tekening van de afbeelding geeft schematisch enkele spieren en pezen in een been weer.

Tijdens de aanloop en sprong van Edwards vindt in beenspieren anaërobe dissimilatie plaats.

Welke van de stoffen alcohol, koolstofdioxide, melkzuur en water komt of komen in deze spieren vrij bij dat proces?

Stofwisseling.

1. C₆ H₁₂ O₆ + 6 O₂ ® 6 CO₂ + 6 H₂ O + energie
2. C₆ H₁₂ O₆ ® 2 C₃ H₆ O₃ (melkzuur) + energie
3. C₆ H₁₂ O₆ ® 2 CO₂ + 2 C₂ H₅ OH (alcohol) + energie

Welke twee processen kunnen plaatsvinden in een skeletspier van een mens?

Stofwisseling.

1. C₆ H₁₂ O₆ + 6 O₂ ® 6 CO₂ + 6 H₂ O + energie
2. C₆ H₁₂ O₆ ® 2 C₃ H₆ O₃ (melkzuur) + energie
3. C₆ H₁₂ O₆ ® 2 CO₂ + 2 C₂ H₅ OH (alcohol) + energie

Welk van de processen 1, 2 en 3 vindt vooral plaats bij het rijzen van brooddeeg waaraan gist is toegevoegd?

2/2 Voorkómen van sportblessures.

In de brochure staat dat door cooling-down afvalstoffen uit de spieren worden verwijderd.

Welke 'afvalstof' ontstaat in spieren bij dissimilatie zonder zuurstof?

Vermoeide zwemmers.

Welke in de spieren gevormde stof leidt tot het vermoeide gevoel dat in die spieren optreedt?

Deze stof is [invulveld]

EPO.
Zie figuur B 1591 van de bijlage.

Bij inspanning heeft een spier energie nodig. De afbeelding geeft weer welke energiebronnen in de loop van de inspanning door een spier worden gebruikt. ATP is een stof die bij dissimilatie wordt gevormd en waaruit direct energie kan worden vrijgemaakt. In een cel kan een voorraadje ATP aanwezig zijn.
EPO leent zich voor misbruik in de sportwereld. Bijvoorbeeld: een wielrenner laat zich dan inspuiten met EPO in de hoop beter te kunnen presteren.

Leg met behulp van het diagram van de afbeelding uit waardoor het inspuiten van EPO wel prestatieverhogend kan werken bij duursporters (zoals wielrenners) en niet bijvoorbeeld bij sprinters die 100 meter lopen in minder dan 10 seconden.

Hardlopen.

Tijdens het hardlopen raken de benen van een man zwaar vermoeid. De vermoeidheid ontstaat onder andere doordat zich in de spieren een bepaald stofwisselingsproduct ophoopt, dat tijdens maximale inspanning in zijn spieren wordt gevormd.

Welk stofwisselingsproduct is dit?

Emancipatie in prestatie?

In de sport spelen spiervezels een belangrijke rol. In een spier zijn langzame en snelle spiervezels aanwezig. De langzame worden voornamelijk gebruikt tijdens duurinspanning en de snelle tijdens inspanningen van korte en zeer korte duur, zoals de honderd meter sprint.

Vier beweringen over snelle en langzame spiervezels zijn:

1. De snelle spiervezels verkrijgen tijdens de sprint voornamelijk energie uit aërobe dissimilatie.
2. De snelle spiervezels verkrijgen tijdens de sprint voornamelijk energie uit anaërobe dissimilatie.
3. De langzame spiervezels verkrijgen tijdens een duurloop voornamelijk energie uit aërobe dissimilatie.
4. De langzame spiervezels verkrijgen tijdens een duurloop voornamelijk energie uit anaërobe dissimilatie.

Welke van deze beweringen zijn juist?

Variatie bij hardlopers.

Bij de sprintafstanden is de voortbewegingssnelheid veel hoger dan tijdens de marathon. De spieren verbruiken bij de sprint eerst de voorraad energie en vullen tijdens het laatste deel van de sprint die energievoorraad aan door anaërobe dissimilatie.

Noem twee redenen waarom anaërobe dissimilatie niet geschikt is als belangrijkste energiebron voor langdurige inspanningen zoals het lopen van de marathon.

Evolutie van de mens.

Vrij recent werd ontdekt dat de evolutie van de man en de vrouw niet geheel gelijk is verlopen. Bij zwangere vrouwen neemt het gewicht aan de voorkant van het lichaam toe, met gemiddeld zo'n 31 procent. Een verschil in kromming met de ‘mannenrug' zorgt ervoor dat met een lichte kanteling van haar heupen het middelpunt van haar gewicht weer recht boven de benen komt te liggen. Ze krijgt geen spierpijn. Iedereen die met zware dozen heeft gesjouwd, weet wat er gebeurt als het gewicht aan de voorkant van je lichaam toeneemt. Je moet spieren aanspannen om te voorkomen dat je voorover valt. Als je dit echter langere tijd achter elkaar doet, is spierpijn het gevolg. Langdurig tillen leidt tot pijn in de rug. Dit kan komen door een tekort aan zuurstof. Door dit tekort ontstaat tijdens de dissimilatie een product dat een zeurende pijn veroorzaakt.

Welk dissimilatieproduct veroorzaakt de zeurende pijn tijdens langdurig tillen?

Appels.

Door het eten van overrijpe appels, die al wat beginnen te bederven, kunnen dieren dronken worden.

Als gevolg van welke omzetting of welke omzettingen in de appels kunnen dieren die van de appels eten, dronken worden?

Geplaagd door de wind.

Tekst:
Over de feiten rond flatulentie (het laten van winden) wordt niet gestreden. Het mechanisme is bekend: bepaalde sachariden kunnen in de dunne darm niet worden verteerd en worden uiteindelijk verderop, in de dikke darm, verteerd door bacteriën via een gistingsproces. Dat levert dagelijks zo'n 600 milliliter koolstofdioxide en waterstof op, dat het lichaam via de sluitspier verlaat gemiddeld 14 keer per etmaal. Behalve uit koolstofdioxide en waterstof bestaat de wind uit methaan, echter niet bij iedereen: één op de drie mensen bezit geen of onvoldoende bacteriën in de darm die methaan kunnen produceren. De oorzaak is erfelijk.
Koeien en mensen verergeren als gasproducenten met elke wind het broeikaseffect.
Geruststellend is dat het bij mensen om milliliters per persoon per dag gaat. Een koe windt per dag 250 tot 500 liter gas de atmosfeer in!

bewerkt naar: Mark Traa, Geplaagd door de wind', Trouw, 14 oktober 1999

Geef aan de hand van de tekst een argument dat de bewering bevestigt dat de bedoelde darmbacteriën anaërobe dissimilatie toepassen.