Deze digitale toets over bijzondere prestaties in de sport, gericht op studenten en geïnteresseerden in biologie en lichamelijke opvoeding, behandelt onderwerpen zoals de effecten van zweten, hyponatriëmie tijdens marathons, en de invloed van genvarianten op sportprestaties. Ontdek de wetenschappelijke achtergronden van lichamelijke reacties en prestaties in uitdagende omstandigheden. - 14 vragen
14
Biologie
VO Kerndoel 31: Processen in de natuur
HAVO 4, HAVO 5
NVON
cc-by-sa-40
1/3 Bijzondere prestaties.
Het lopen van een marathon is een enorme krachtproef. Bij een marathon komen veel mensen na een kilometer of 30 "de man met de hamer" tegen.
Wat is er in het lichaam aan de hand als men 'de man met de hamer' tegenkomt?
2/3 Bijzondere prestaties.
Ook een Vierdaagse lopen is een bijzondere prestatie. Vooral als het erg warm is, wordt er veel van het lichaam gevraagd. Er dienen maatregelen genomen te worden tegen oververhitting. De belangrijkste maatregel is zweten.
Leg uit hoe het lichaam door zweten afkoelt.
3/3 Bijzondere prestaties.
Het is onverstandig de uitdroging tegen te gaan door het drinken van heel veel gewoon water. Het bloed wordt dan te waterig.
Welke andere stof dan water is verloren gegaan bij het zweten?
Dat is .
Genvariant.
Zie figuur B 5574 van de bijlage.
De Fin Eero Mäntyranta won in 1964 twee gouden medailles bij het cross country-skiën (langlaufen). Later bleek hij een variant van een gen te bezitten dat zorgde voor een hoge concentratie van een bepaalde stof in zijn lichaam.
Om welke stof gaat het hier? om
afbeelding
Verdamping.
Een organisme zal het meeste water verdampen als de lucht rondom dit organisme
Bevriezing bij klimmers.
Twee klimmers kampten met ernstige bevriezingsverschijnselen aan voeten en handen. In het ergste geval zou er sprake kunnen zijn van 'frostbite', een aandoening die kan optreden als huid of weefsels te lang aan extreme kou worden blootgesteld. De vloeistoffen in het weefsel bevriezen en kristalliseren dan, wat de bloedvaten kan beschadigen.
Jette en Lene noemen twee redenen voor de beschadiging.
Jette: "Door kristallen ontstaan er gaatjes in de bloedvaatwand."
Lene: "Water in het bloed bevriest. Als het weer ontdooit, zet dat water uit. Daardoor gaan de vaten kapot."
Wie doet of wie doen een juiste bewering?
Een Siamese tweeling.
Zie figuur B 3818 en B 3819 van de bijlage.
Op 8 juli 2003 overleed de Siamese tweeling Ladan en Laleh Bijani tijdens een scheidingsoperatie in het Raffles-ziekenhuis in Singapore. Zij waren met hun hoofden vergroeid (zie de afbeelding B 3818). Bij de operatie werd geprobeerd een gedeelte van een gemeenschappelijk bloedvat in de hersenen bij een van de twee vrouwen te vervangen door een bloedvat uit het rechterdijbeen (zie de afbeelding B 3819). Daarbij traden hersenbloedingen op die hun dood veroorzaakten.
De operatie duurde enkele dagen. De vrouwen werden continu onder verdoving gehouden. Dit leverde geen complicaties op. Voedsel en vocht werden via een infuus toegediend. Ontlasting was er niet en de urine werd in een katheter opgevangen.
Leg uit dat er tijdens de verdoving wel urine wordt gevormd, maar geen ontlasting.
1/2 Magnetisme en gedrag.
Hoewel proeven veel duidelijkheid hebben verschaft over de bestemming van de trek van verschillende vogelsoorten, tasten wetenschappers nog in het duister over intrigerende vragen als: 'welke factoren bepalen precies het startschot voor de trek?' en 'hoeveel eten ze van tevoren?'
Een Zweedse onderzoeksgroep voerde een spectaculaire proef uit met Noordse nachtegalen. Zij wisten dat de uit Zweden vertrokken nachtegalen pauzeren in Noord-Egypte. Sterker nog: de vogels eten zich daar helemaal 'klem'. Dit 'opvetten' is broodnodig omdat ze nadien 1500 km over de Sahara vliegen om hun definitieve overwinteringplaats in Midden-Afrika te bereiken.
De Zweden vingen nachtegalen die op het punt stonden hun eerste trek naar het zuiden te ondernemen. De eerstejaars vogels werden in een kooi binnen vier magnetische spoelen geplaatst, waarmee zowel sterkte als richting van het magneetveld kon worden ingesteld. De controlegroep stond bloot aan het magneetveld van Zweden, terwijl de onderzoeksgroep geleidelijk werd blootgesteld aan de sterkte en de richting van het magneetveld zoals dat in Egypte heerst.
Het resultaat was opzienbarend. De vogels in het nagebootste Egyptische veld begonnen als bezeten te eten.
De onderzoekers noteerden binnen vier dagen een gemiddelde gewichtstoename van 3,5 gram per vogel. De controlegroep nam gemiddeld 1,1 gram per vogel in gewicht toe.
bewerkt naar: Ren Didde, 'Magnetisch veld geeft vogels trek ', de Volkskrant, 3 november 2001
2/2 Magnetisme en gedrag.
Over het algemeen eten trekvogels niet al te grote hoeveelheden en vullen ze bij voorkeur na korte vliegafstanden de voorraad aan. Het aanleggen van grote vetreserves heeft voordelen maar de vogels worden er wel dik van.
Noem twee nadelen voor een trekvogel van het dik worden.
Zoenen.
Zie figuur B 5483 van de bijlage.
Tijdens een hartstochtelijke zoen verbruik je in 10 seconden ongeveer 1,1 kcal.
Maar om net zo veel te verbranden als een marathonloper, moet je wel erg lang zoenen! Kristina Reinhart en Nikola Matovic (zie afbeelding hiernaast) hebben het wereldrecord met 32 uur, 7 minuten en 14 seconden.
Gegeven is dat een marathonloper in 2 uur en 10 minuten 11.700 kJ heeft verbruikt.
Laat met een berekening zien of Kristina en Nikola de marathonloper overtreffen (er vanuit gaande dat ze steeds hartstochtelijk blijven zoenen).
afbeelding
Buiktriller.
Als spieren slapper worden, is dat meestal het eerst zichtbaar in de buikstreek. Aan het verslappen van de buikspieren is een halt toe te roepen met gymnastiekoefeningen zoals sit-ups. Die zijn tijdrovend en vereisen discipline. Elektrische spierstimulatie is het alternatief, stelt het Ierse bedrijf Slendertone. Slendertone heeft de Flex ontworpen. Dat is een batterij aan een riem met aan de binnenkant drie elektroden. Op die elektroden zit een plakkerige substantie voor de stroomgeleiding. Via die elektroden worden stroomstootjes naar de onderliggende spieren gestuurd die zich daardoor samentrekken.
Uit een ander onderzoek blijkt dat een overeenkomstige spierversterking werd geconstateerd bij een groepje vrouwen dat al die weken dagelijks gedurende drie minuten veertig sit-up oefeningen deed (zie de afbeelding).
De sit-up oefeningen hebben echter voor het lichaam nog andere voordelen.
Noem twee andere voordelen.
afbeelding
1/2 Hyponatriëmie tijdens de marathon.
Bij de marathon doet zich soms bij de loper een merkwaardig probleem voor met verschijnselen die lijken op die van uitdroging. De loper is duizelig, misselijk en verward en geeft soms over. Het probleem ontstaat als het warm weer is en de loper heel veel zweet. Daarbij gaat niet alleen veel water, maar ook zout (NaCl) verloren. Als hij tijdens de race veel water drinkt om uitdroging te voorkomen, kan de natriumchlorideconcentratie in het bloed tot een te laag gehalte gaan dalen: hyponatriëmie. Dit kan zelfs levensbedreigend worden.
Leg uit hoe zweten bij warm weer voor afkoeling zorgt.
2/2 Hyponatriëmie tijdens de marathon.
Noem een manier waarop een hardloper die bang is voor uitdroging, hyponatriëmie kan voorkomen?
Koorts.
Bij bepaalde ziekten kunnen giftige stoffen in het bloed aanwezig zijn, waardoor koorts ontstaat. De gifstoffen beïnvloeden een bepaald deel van de hersenstam dat de lichaamstemperatuur regelt. Het temperatuurcentrum wordt door de gifstoffen ongevoeliger voor warmte. Hoewel de lichaamstemperatuur aanvankelijk normaal is, geeft het temperatuurcentrum door de werking van de gifstoffen toch meer impulsen af dan normaal. Hierdoor neemt de stofwisselingsactiviteit toe en stijgt de lichaamstemperatuur.
Dank zij de temperatuurverhoging wordt de afbraak van de giftige stoffen versneld.
Voelt iemand zich bij beginnende koorts koud, normaal of warm wanneer de temperatuur aan het stijgen is?