Oefentoets Biologie: Assimilatie-dissimilatie | VWO 5/VWO 6 | variant 1

1/2 Planten.
Zie figuur B 2410 van de bijlage.

In een groeiexperiment worden planten geteeld in een luchtdichte kas. Gedurende enige tijd wordt het CO₂ -gehalte van de lucht in de kas gemeten. In het diagram van de afbeelding zijn de resultaten van de metingen weergegeven. De temperatuur is gedurende de gehele meetperiode constant. In de kas bevinden zich geen andere organismen. Eventuele invloed van licht op de intensiteit van de dissimilatie wordt buiten beschouwing gelaten.

Is in de periode PQ de intensiteit van de koolstofassimilatie in de kas lager dan, gelijk aan of hoger dan de aërobe dissimilatie geweest, of is dat niet uit de gegevens af te leiden?

2/2 Planten.

De hoeveelheid organisch materiaal van de planten in de kas wordt vergeleken op de tijdstippen P, R en S.

Op welk van de tijdstippen P, R en S is deze hoeveelheid het grootst?

1/3 Planten.
Zie figuur C 152 van de bijlage.

In de cel van een plant stroomt het grondplasma; hierbij wordt energie verbruikt.
Een aantal processen in plantencellen is:

1. de donkerreacties,
2. omzetting van ATP in ADP en P_i ,
3. vorming van zetmeel,

Bij welk of bij welke van deze processen wordt energie vrijgemaakt die kan worden gebruikt voor de stroming van het grondplasma?

2/3 Planten.
Zie figuur B 2222 van de bijlage.

Bij drie verschillende verlichtingssterkten (P, Q en R) wordt de afgifte van zuurstof door een geranium plant gemeten. Het resultaat van deze metingen is in het diagram van de afbeelding weergegeven. De bladeren van de geraniumplant zijn gedurende de gehele meetperiode niet verwelkt. De invloed van de verlichtingssterkte op de intensiteit van de dissimilatie wordt verwaarloosd.
De CO₂ -concentratie in het grondplasma van de cellen van het palissadeparenchym in een blad van de geraniumplant wordt vergeleken met de CO₂ -concentratie in de celwanden van deze cellen.

Bij welke van de verlichtingssterkten P, Q en R is de CO₂ -concentratie in het grondplasma hoger dan die in de celwanden?

3/3 Planten.

Bij welke van de verlichtingssterkten P, Q en R is de concentratie van opgeloste deeltjes in de vacuolen van de cellen van het palissadeparenchym hoger dan die concentratie in de celwanden van die cellen?

1/2 Planten.
Zie figuur B 2270 van de bijlage.

Waterplanten zijn afhankelijk van het licht dat in het water doordringt. Op grotere diepten wordt de hoeveelheid licht steeds kleiner. Daarbij is het aandeel van de diverse golflengten aan de verlichtingssterkte onder water verschillend. De verlichtingssterkte per golflengte op verschillende diepten in zee is, als percentage van de verlichtingssterkte aan het wateroppervlak, weergegeven in diagram 1 van de afbeelding.
In diagram 2 van deze afbeelding is het verband weergegeven tussen de verschillende golflengten van het licht en de fotosynthese-activiteit van een in zee levend roodwier. Indien de totale verlichtingssterkte beneden 1% van de verlichtingssterkte aan het wateroppervlak daalt, kan dit roodwier niet blijven leven.

Tot op welke diepte kan dit roodwier volgens bovenstaande gegevens leven?

2/2 Planten.

Zie figuur B 2271 van de bijlage.

In de afbeelding is een cel van een plant weergegeven.

In welk of in welke van de aangegeven delen 1, 3 en 5 in de afbeelding wordt ATP omgezet in ADP en P_i ?

1/2 In en op het water.
Zie figuur B 1310 van de bijlage.

Een onderzoeker wil gegevens verzamelen over de zuurstofproductie in een meer. Daartoe neemt bij een monster van het water in het meer op één meter diepte en bepaalt in een deel van het monster de zuurstof concentratie. Vervolgens vult hij twee flessen tot de rand met de rest van het watermonster. Hij sluit de flessen af. De wand van de ene fles laat onbelemmerd licht door, de wand van de andere fles is ondoordringbaar voor licht. Daarna maakt hij de flessen vast aan een drijver en laat ze in het meer zakken tot op één meter diepte (zie de afbeelding). Een etmaal later haalt hij de flessen op. Hij bepaalt opnieuw de zuurstofconcentraties.

Is de bruto zuurstofproductie op één meter diepte in het meer te bepalen door aftrekken of optellen van de gemeten zuurstofconcentraties?
Zo ja, door welke berekening?

2/2 In en op het water.
Zie figuur B 1311 van de bijlage.

Het zuurstofverbruik van een goudvis verandert afhankelijk van de temperatuur van het water.
Het afgebeelde diagram geeft het zuurstofverbruik van een goudvis bij verschillende temperaturen weer in relatie met de zuurstofspanning in het water.
Het zuurstofverbruik van een goudvis wordt vergeleken bij een zuurstofspanning in het water van achtereenvolgens 10, 30 en 50 kPa.

Bij welke van deze zuurstofspanningen is de zuurstofspanning bij elke van de gemeten temperaturen de beperkende factor voor het zuurstofverbruik van de goudvis?

1/3 Zuurstofverbruik.

In de tabel hieronder is van verschillende organismen uit vier rijken het zuurstofverbruik, berekend per mg droge stof per uur, weergegeven.
afbeelding

Van Clostridium bestaan onder andere de soorten Clostridium cellobioparum en Clostridium thermocellum. Deze soorten breken cellulose af.

Noem twee producten die bij de afbraak van cellulose door deze Clostridiumsoorten kunnen vrijkomen.

2/3 Zuurstofverbruik.

Bij meting van het zuurstofverbruik van Chlorella moet rekening worden gehouden met het feit dat Chlorella niet alleen zuurstof verbruikt, maar ook zuurstof kan produceren.

Onder welke omstandigheden zal het zuurstofverbruik van Chlorella zijn gemeten?

3/3 Zuurstofverbruik.

Waardoor kan het bij de mens gemeten zuurstofverbruik zo sterk variëren?

1/3 Dissimilatie en assimilatie.
Zie figuur C 288 van de bijlage.

Het schema in de afbeelding geeft weer op welke wijze anaërobe dissimilatie van glucose kan optreden.

Bereken hoeveel moleculen ATP netto in spierweefsel gevormd worden bij de volledig anaërobe afbraak van één molecuul glucose.

2/3 Dissimilatie en assimilatie.

Het basaalmetabolisme is de hoeveelheid energie die het lichaam in rust per kg lichaamsgewicht verbruikt.
Het basaalmetabolisme van een meisje van zes jaar van gemiddeld gewicht wordt vergeleken met het basaalmetabolisme van een volwassen vrouw van gemiddeld gewicht. De omstandigheden zijn gelijk.

Is het basaalmetabolisme van dit meisje kleiner dan, gelijk aan of groter dan het basaalmetabolisme van deze vrouw? Verklaar je antwoord.

3/3 Dissimilatie en assimilatie.
Zie figuur B 252 van de bijlage.

In een experiment wordt bij een plant uit de poolstreek het verband bepaald tussen de verlichtingssterkte en de CO₂ -opname per tijdseenheid bij verschillende temperaturen. Bij het experiment wordt ervan uitgegaan dat de intensiteit van de dissimilatie niet afhankelijk is van de verlichtingssterkte.
De resultaten van het experiment zijn in het diagram van de afbeelding weergegeven.

Het moment waarop per tijdseenheid de hoeveelheid door de plant opgenomen CO₂ even groot is als de hoeveelheid door de plant afgegeven CO₂ heet het compensatiepunt. Uit het diagram blijkt dat bij 20°C het compensatiepunt bij een hogere verlichtingssterkte wordt bereikt dan bij 0°C.
Ter verklaring daarvan worden de volgende beweringen gedaan:

1. Dit komt doordat bij 20°C de enzymactiviteit bij de dissimilatie hoger is dan die bij 0°C.
2. Dit komt doordat bij 20°C de enzymactiviteit bij de reacties van de fotosynthese hoger is dan die bij 0°C.
3. Dit komt doordat bij 20°C het transport van de assimilatieproducten voor groei en opslag groter is dan dat bij 0°C.

Welke van deze beweringen geeft of welke geven een gedeeltelijke verklaring voor het verschuiven van het compensatiepunt?

1/6 Cyanobacteriën in hete bronnen.

Biologen onderzochten de stofwisseling van eencellige bacteriën van het geslacht Synechococcus. Deze foto-autotrofe bacteriën leven in het bovenste groene laagje (slechts 1 mm dik) van zogeheten microbiële matten: aan elkaar gekitte bacteriën in een laag van wel een centimeter dik aan de randen van de heetwaterbronnen in het Amerikaanse Yellowstone National Park. Deze bacteriën zijn verantwoordelijk voor de primaire productie van deze ecosystemen.
Overdag vindt in deze bacteriën zowel fotosynthese als aërobe dissimilatie plaats. In het donker schakelen ze over op een totaal andere stofwisseling: de reductie van stikstofgas en anaërobe dissimilatie.
Stikstofgas wordt door Synechococcus-bacteriën omgezet in stikstofverbindingen die nodig zijn bij de groei.

Welke stikstofverbinding wordt of welke stikstofverbindingen worden door deze bacteriën het eerst gevormd uit stikstofgas?

2/6 Cyanobacteriën in hete bronnen.

In een bacterie worden allerlei organische stikstofverbindingen aangetroffen, die nodig zijn voor de opbouw van de desbetreffende bacterie. Zo worden verschillende aminozuren gebruikt als bouwstof van de eiwitten in de flagel.

Noem twee andere organische stikstofverbindingen die deel uit kunnen maken van een bacterie.
Vermeld bij beide de naam van een bestanddeel van een bacterie waarin deze organische stikstofverbinding voorkomt.

3/6 Cyanobacteriën in hete bronnen.
Zie afbeelding B 4349 van de bijlage.

Bij het omzetten van stikstofgas in organische stikstofverbindingen is het nitrogenasecomplex betrokken. Het nitrogenasecomplex in Synechococcus-bacteriën werkt uitsluitend onder anaërobe omstandigheden. Dit enzymcomplex wordt door de bacterie dagelijks gevormd op basis van de transcriptieproducten van verschillende genen, de nif-genen.
Op vier tijdstippen is de nitrogenase-activiteit in de bacteriën onderzocht. Het onderzoeksresultaat is weergegeven in het diagram van de afbeelding.
Daarbij is ook de belichting (fotonenstraling 400-700 nm) gegeven.

Geef een verklaring voor het starten van de nitrogenase-activiteit na 18.00 uur.

4/6 Cyanobacteriën in hete bronnen.
Zie afbeelding B 4500 van de bijlage.

De microbiële mat aan de rand van een heetwaterbron bestaat uit een samenhangend geheel van tientallen soorten bacteriën die voor hun stofwisseling van elkaar afhankelijk zijn. Een dergelijke stofwisselingseenheid wordt wel ‘community metabolism' genoemd.
In de afbeelding is schematisch een aantal omzettingen weergegeven, zoals die zich kunnen afspelen in community metabolism. Enkele omzettingen zijn aangegeven met een cijfer.

Welke van deze omzettingen kunnen onder anaërobe omstandigheden worden uitgevoerd?

5/6 Cyanobacteriën in hete bronnen.

Zodra het donker wordt start de omzetting van glycogeen in de Synechococcus-bacteriën. Het daarbij gevormde acetyl-CoA kan niet op de gebruikelijke manier worden verwerkt. Het wordt omgezet in acetaat, waarvan de hoeveelheid tijdelijk toeneemt in de microbiële mat.

Welke twee processen zijn op dat moment tot stilstand gekomen?