Oefentoets Biologie: Voeding | HAVO 4/HAVO 5 | variant 7

1/4 Tropenjaren.

'Tropenjaren tellen dubbel' is een gezegde. In de negentiende eeuw waren er twee opvattingen over de mogelijkheid tot aanpassing van blanken aan het klimaat in de tropen.
Veel Nederlanders hadden moeite met de tropische omstandigheden in het toenmalige Nederlandsch-Indië.
Volgens de arts Junghuhn kwam dat doordat zij lichamelijk niet tot aanpassing aan de hitte in staat waren.
Volgens de arts Swaving was aanpassing best mogelijk, maar hielden de Nederlanders er een verkeerde leefwijze op na.

bron: Annemarie de Knecht-van Eekelen, 'Het tropische klimaat eene vijandige magt', Synaps 16, 1996

Het fenotype (F) van een persoon ontstaat onder invloed van erfelijke factoren (genotype: G) en milieufactoren (M): G + M = F

Volgens welke van de twee artsen is het genotype van overwegende invloed op de totstandkoming van het fenotype? Leg je antwoord uit.

2/4 Tropenjaren.

Stel een werkplan op voor een onderzoek dat had kunnen aantonen of de arts Swaving gelijk had.

3/4 Tropenjaren.

Een andere arts, Eijkman, deed onderzoek naar de lichaamstemperatuur van blanke Nederlanders die in het toenmalige Nederlandsch-Indië matig zware arbeid verrichtten. Hij vergeleek die met de in Nederland gevonden waarden bij een overeenkomstige groep. Deze bleken in beide gebieden gelijk. Vier mogelijke veranderingen van het lichaam zijn:

1. verlaging van de hartslag;
2. vernauwing van de bloedvaten;
3. verlaging van de urineproductie;
4. verhoging van de zweetproductie.

Welke van deze vier veranderingen droeg het meest bij tot het op peil houden van de lichaamstemperatuur van blanke Nederlanders in Nederlandsch-Indië?

4/4 Tropenjaren.

Velen dachten dat bij blanken in Nederlandsch-Indië de bloedsamenstelling veranderde waardoor ze gauw moe werden.

Waaraan zouden die blanken dan een tekort hebben gehad?

1/3 Scheurbuik.

Tekst:
In vroeger tijden kwam de ziekte 'scheurbuik' veel voor bij de bemanning van schepen die lange zeiltochten naar Azië maakten.
De belangrijkste symptomen van scheurbuik zijn: ontstoken tandvlees en gezwollen knieën.
Allerlei mensen zochten naar manieren om de ziekte te voorkomen of te genezen.
De eerste die systematisch onderzoek naar genezingsmogelijkheden deed, was de Schot James Lind (1716-1794).
Hij maakte van twaalf mensen die aan scheurbuik leden, groepjes van twee.
Elk tweetal kreeg een extraatje aan zijn basismenu toegevoegd, bijvoorbeeld gedroogde radijs, tamarindevruchten, citrusvruchten of een kopje zeewater.
Lind stelde vast dat een mengsel van twee sinaasappels en een citroen de beste kans op genezing bood.

bewerkt naar: Lind and limeys part 1 and 2, J. A. Barker, Journal of Biological Education, 26.1

Uit de proeven van Lind blijkt dat hij uitging van een bepaalde hypothese.

Formuleer een hypothese die vooraf zou kunnen gaan aan Linds onderzoek.

2/3 Scheurbuik.

Lind werkte niet erg kwantitatief.
In 1918 deed Harriët Chick experimenten met cavia's. Zij omschreef nauwkeurig de hoeveelheden citrussap die ze aan de cavia's toediende. Een samenvatting van haar werkwijze is weergegeven in de tabel hieronder.
Koolbladeren in het basisvoedsel van de cavia's werden vervangen door verschillende hoeveelheden en soorten sap (P Q, R, S).
afbeelding

Chick trok onder andere de conclusie dat het sap van citroenen ongeveer vier keer zo effectief was als het sap van limoenen.

Welke van de proeven P Q, R en S heeft Chick vergeleken om uit de resultaten ervan tot deze kwantitatieve conclusie te komen?




-

3/3 Scheurbuik.

Uit later onderzoek is gebleken dat de werkzame stof in deze beide citrusvruchten vitamine C is. Metingen van het vitamine C-gehalte van citroensap en limoensap lieten zien dat citroensap gemiddeld slechts 1,5 x meer vitamine C bevat dan limoensap (zie tabel hieronder).
afbeelding

Leg met behulp van de gegevens in de tabel uit waardoor limoensap soms toch effectiever tegen scheurbuik kan zijn dan citroensap.

1/7 De beschermende werking van calcium.
Zie figuur B 4684 van de bijlage.

Calcium (Ca²⁺ ) is een bijzondere voedingsstof. Veel van het ingenomen calcium blijft in de darm achter en wordt niet in het bloed opgenomen. Calcium speelt een belangrijke rol bij bijvoorbeeld de botopbouw. In de afbeelding wordt de hoeveelheid calcium weergegeven die in de ontlasting (feces) wordt aangetroffen in relatie tot de hoeveelheid calcium die men per dag met het voedsel binnenkrijgt.
Het calcium dat niet wordt opgenomen, vervult in de darm een belangrijke functie. Deze functie hangt samen met het feit dat calcium in neutraal milieu (pH = 7) een onoplosbaar zout vormt met negatief geladen ionen zoals fosfaationen of vetzuren. In zuur milieu blijven calcium en de negatief geladen ionen in oplossing. Het calciumfosfaat, Ca₃ (PO₄ )₂ , kan galzuren binden.
Galzuren en vetzuren kunnen de cellen van de wand van de dunne darm beschadigen. Deze cellen worden dan gevoeliger voor bacteriële infecties. Het verloop van de infectie is vrij onschuldig; vrijwel iedereen herstelt, na enkele dagen last te hebben gehad van diarree.

Hoeveel mg calcium wordt, uitgaande van de resultaten in de afbeelding, maximaal per dag in het bloed opgenomen?

2/7 De beschermende werking van calcium.

Het calcium vormt in neutraal milieu met fosfaten een onoplosbaar zout.

Van welk van de onderstaande verbindingen kan de fosforgroep in het zout afkomstig zijn?

3/7 De beschermende werking van calcium.
Zie figuur C 413 van de bijlage.

Men krijgt last van een bacteriële darminfectie als zuren de slijmlaag van de darmwand aantasten. Galzuren hebben daarnaast een negatief effect op de groei en ontwikkeling van de lichaamseigen bacteriën die zich in de dikke darm bevinden. Deze lichaamseigen bacteriën gaan onder normale omstandigheden de uitbreiding van het aantal ziekteverwekkende bacteriën tegen. Over het nut van calcium in de darm, werden de volgende hypothesen geformuleerd:

1. Calciumfosfaat zal de galzuren en vetzuren neerslaan.
2. Calciumfosfaat zal de groei van lichaamseigen bacteriën in de darm stimuleren.

In een experiment werden de hypothesen getoetst. Ratten kregen normaal voer (20 mmol Ca/kg voer) of met calcium verrijkt voer (180 mmol Ca/kg voer). De concentratie vrije galzuren en vrije vetzuren in de ontlasting werd gemeten. Ook het aantal lichaamseigen bacteriën in de ontlasting werd bepaald. De resultaten zijn in de afbeelding C 413 weergegeven.

- Welke conclusie trek je uit de weergegeven resultaten in diagram 1?
- Welke conclusie trek je uit de weergegeven resultaten in diagram 2?
- Welk van deze conclusies onderschrijven de gestelde hypothesen?




-

4/7 De beschermende werking van calcium.
Zie figuur A 1041 van de bijlage.

Behalve bij ratten zijn soortgelijke experimenten met een verzwakte dikke darmbacterie, een bepaalde Escheria coli-stam, bij mensen uitgevoerd. Ook deze bacteriën kunnen infecties veroorzaken. De proefpersonen kregen gedurende veertien dagen voeding met gewone melk of met melk waaruit veel calcium was verwijderd (placebo). Op de tiende dag werden de deelnemers geïnfecteerd met de verzwakte E. coli-stam.

De afbeelding A 1041 toont het verloop van het natgewicht van de feces als maat voor de diarree. In beide groepen is de fecale output op de eerste dag met 180 gram toegenomen, dat komt ongeveer neer op een verdubbeling van de hoeveelheid feces.

Wat stelt de waarde 0 op de Y-as voor?

5/7 De beschermende werking van calcium.
Zie figuur A 1041 van de bijlage.

Op basis van welk uit de afbeelding af te lezen resultaat komt men tot de conclusie dat calcium in het voedsel sneller tot herstel van een bacteriële infectie zorgt?

6/7 De beschermende werking van calcium.

Een andere darmziekte die werd onderzocht, is darmkanker. Dikke darmkanker komt vaak voor bij mensen in welvarende landen en weinig bij inwoners van landen met een arme bevolking, zoals in delen van Oost-Azië.

De leefwijze kan het risico op het ontwikkelen van darmkanker vergroten. Men heeft vastgesteld dat de inname van calcium omgekeerd evenredig is met het risico op darmkanker. En men heeft vastgesteld dat de inname van rood vlees het risico op darmkanker doet toenemen. Dit laatste wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van heem (= onderdeel van hemoglobine) in rood vlees. In het dekweefsel van de dikke darm zijn regelfactoren aanwezig die de snelheid van de celdeling controleren, zodat er steeds voldoende epitheelcellen bijgemaakt worden. Heem verstoort dit regelmechanisme en veroorzaakt hierdoor een verhoogde delingsactiviteit van dikkedarmwandcellen.

Er zijn in de vorige eeuw veel mensen vanuit Oost-Azië naar Amerika geëmigreerd. Oost-Aziaten kunnen melk niet verdragen, omdat zij lactose-intolerant zijn. Wel gingen zij er toe over om meer rood vlees te eten, iets dat zij in hun vaderland weinig deden. Het vlees konden zij wel goed verteren.

Leg uit waardoor een hoge concentratie heem in de dikke darm de kans op het ontstaan van dikke darmkanker doet toenemen.

7/7 De beschermende werking van calcium.

Op basis van een bevolkingsonderzoek onder Oost-Aziatische immigranten in Amerika heeft men geconcludeerd dat de veranderde leefwijze van deze immigranten invloed heeft op het ontwikkelen van dikke darmkanker.

Wat zal het resultaat van dit bevolkingsonderzoek zijn geweest waarop men deze conclusie heeft gebaseerd?

3/6 Loodvergiftiging.

Gockel ondervroeg de wijnboeren.
Hij ontdekte dat zij in slechte wijnjaren loodacetaat toevoegden om de wijn een zoetere smaak te geven.
Loodacetaat zou dus de oorzaak kunnen zijn.

Gockel moest dus bewijzen dat de koliek van Poitou veroorzaakt werd door loodacetaat in wijn.

Beschrijf op welke wijze Gockel dit onderzoek zou kunnen doen.

4/6 Loodvergiftiging.

Vooral in periodes van koude jaren waren er veel mensen die leden aan de koliek van Poitou.

Leg het verband uit tussen koude jaren en het vóórkomen van de koliek van Poitou.

5/6 Loodvergiftiging.
Zie figuur B 5805 van de bijlage.

De medicus A.M.G. Rutten heeft in zijn "Ondergang in bedwelming: Drugs en giften in het West-Romeinse rijk" (Erasmus publishing: 1997), beschreven hoe in het oude Romeinse Rijk met drank en drugs werd omgegaan.

Wijn was een genotmiddel dat, na te zijn gekruid met plantaardige roesmiddelen of gemengd met loodzouten, door alle rangen en standen massaal werd geconsumeerd.

Plinius (23 - 79 na Chr.) schrijft dat op de ontaarde parties "glazen en bekers met erotische afbeeldingen zijn versierd, alsof zuipen alleen niet toereikend is de wellust op te wekken; ze geraken tot waanzin en komen tot vechten waaruit soms de dood voortvloeit."

Zo kan die wijn de oorzaak zijn van sommige vreemde verschijnselen, zoals bij de keizer Caligula (12 - 41 na Chr., zie afbeelding), die een van zijn paarden tot Senator wilde laten benoemen.

Leg het verband tussen zijn gedrag en loodacetaat uit.

6/6 Loodvergiftiging.

De alcohol kan niet verantwoordelijk zijn geweest voor de mentale degeneratie en andere uitvalsverschijnselen omdat men de wijn meestal 4 tot 8 keer verdund dronk. Het moeten dus de toegevoegde partydrugs zijn geweest.

Een moderne partydrug is Gamma Hydroxy Boterzuur (GHB). Het is een gevaarlijke drug, die eigenlijk een verdovingsmiddel is. Volgens geruchten is het sterk genoeg om een olifant mee plat te leggen, maar heeft het desondanks zijn intrede gedaan in het uitgaansleven. GHB beïnvloedt de neurotransmitterhuishouding in onze hersenen. Het beïnvloedt voornamelijk de afgifte van serotonine en van acetylcholine. GHB verhoogt van beide neurotransmitters de afgifte.

Wat is het gevolg van de verhoging van de afgifte van neurotransmitters?