Oefentoets Biologie: Gedrag - Algemeen | VWO 3/VWO 4/VWO 5 - variant 6

1/12 Gedrag uit genen.
GEDRAG UIT GENEN.

Niet alleen ziekte, ook karakter hangt samen met het erfelijk materiaal van de mens. Intelligentie en vrouwelijk gedrag bijvoorbeeld, blijken in hoge mate genetisch bepaald. Dat betekent niet dat de omgeving onbelangrijk is geworden.
De vraag of gedragsverschillen tussen jongens en meisjes zijn aangeboren of aangeleerd - nature of nurture - is jarenlang een onderwerp van verhitte discussies geweest. Vorige week kreeg het debat een nieuwe impuls.
Een Brits onderzoek onder tachtig vrouwen met het syndroom van Turner toonde aan dat meisjes hun taalvaardigheid en sociale gedrag van hun vader erven.
'Turner'-vrouwen zijn voor biologisch onderzoek interessant. Zij hebben maar één X-chromosoom, in tegenstelling tot normale vrouwen die twee van die chromosomen dragen. De normale vrouwen krijgen een X-chromosoom van hun moeder en een van hun vader. Mannen hebben een X- en een Y-chromosoom. Zij krijgen het X-chromosoom altijd van hun moeder; hun vader draagt het Y-chromosoom over.
Het Britse onderzoek stelde bij de Turner-vrouwen individueel vast van wie hun X-chromosoom kwam: van de vader of van de moeder. De onderzoekers kwamen tot de opmerkelijke conclusie dat het vaderlijke X-chromosoom verantwoordelijk is voor wat wel 'vrouwelijke eigenschappen' worden genoemd.
Fysiologisch psycholoog prof. dr. Jacob Orlebeke van de Vrije Universiteit Amsterdam is lyrisch over dit onderzoek. "Het is zo simpel en ligt zo voor de hand, dat ik me afvraag waarom ik het niet zelf heb bedacht.
Het is een heel nieuwe manier van denken. Dit onderzoek bewijst allereerst genomic imprinting: sommige genen onthouden van wie ze afkomstig zijn. De vader krijgt zijn X-chromosoom altijd van zijn moeder. Het X-chromosoom swingt dus van de man naar de vrouw en weer terug en laat al dan niet zijn eigenschappen gelden."
Orlebeke doet al jaren onderzoek naar de invloed van erfelijkheid versus omgevingsfactoren. Sinds 1987 bezit de VU een eigen tweelingenregister dat voor deze research wordt gebruikt. De tweelingen worden opgespoord via de babyfelicitatiedienst; het bestand van de VU bevat zeventienduizend paren. De ouders krijgen om de twee jaar een vragenlijst voorgelegd.
"Tweelingen zijn bijzonder geschikt voor onderzoek naar de invloeden van genen en omgeving. Eeneiige tweelingen zijn immers voor 100 procent genetisch identiek en twee-eiige voor 50 procent. Het is bij tweelingen dus mogelijk de invloeden van genen en omgeving uit elkaar te halen, bijvoorbeeld door eeneiige tweelingen die opgroeien in een gezin, te vergelijken met eeneiige tweelingen die in verschillende gezinnen
groot worden. Een andere methode is adoptiekinderen vergelijken met eigen nakomelingen. Geen gemeenschappelijke genen, wel dezelfde omgeving."
Deze manier van onderzoek wordt gedragsgenetica genoemd. Aan de andere kant staat de moleculaire genetica. Deze wetenschap zoekt op het niveau van het DNA naar de invloed van erfelijkheid. Het onderzoek onder de Turner-vrouwen is geheel volgens de regels van de moleculaire genetica verricht: per vrouw werd uitgezocht van wie haar X-chromosoom afkomstig was.
Orlebeke: "Op de chromosomen liggen de genen. Ze bestaan uit paren: een is afkomstig van de moeder en een van de vader. Een gen kan anders uitwerken als het van de moeder of van de vader afkomstig is.
Sommige genen lijken aangeschakeld (actief) en andere uitgeschakeld (slapend), afhankelijk of ze van de vader of de moeder komen. Dat wordt duidelijk bij een bepaalde vorm van genetisch veroorzaakte zwakzinnigheid. Bij het Angelman-syndroom is het gen uitgeschakeld bij de vader, waardoor het kind de ziekte alleen via de moeder erft. Angelman uit zich in stijve bewegingen en spraakstoornissen. Maar het gen dat verantwoordelijk is voor het Prader-Willi-syndroom is uitgeschakeld bij de moeder. Het kind erft het via de vader. Prader-Willi is een vorm van zwakzinnigheid die zich kenmerkt door oncontroleerbaar veel eten en daardoor overgewicht en een onderontwikkelde seksualiteit.

Zie volgende scherm

2/12 Gedrag uit genen.

Het X-chromosoom van Turner-vrouwen dat afkomstig is van de moeder, heeft eveneens een ander effect op het gedrag van de dochters dan wanneer het afkomstig is van de vader. Een Turner-vrouw met een X-chromosoom van de vader lijkt wat betreft gedrag op een meisje, terwijl het gedrag van een Turner-vrouw die haar X-chromosoom van haar moeder heeft, lijkt op dat van jongens: agressiever, problemen met taal en minder sociale vaardigheden."
De gedragsgenetica van Orlebeke enerzijds en de moleculaire genetica anderzijds geven elkaar de hand in de QTL- benadering. De QTL-methode (quantitative trait loci) probeert bij complexe eigenschappen, zoals intelligentie en gedrag, een koppeling te leggen tussen DNA en gedrag, oftewel tussen moleculaire genetica en psychologie. "QTL heeft de toekomst", zegt Orlebeke. "We staan op de drempel van een toekomst waarin het mogelijk wordt genen in kaart te brengen die verantwoordelijk zijn voor intelligentie."
Bij de VU gaat de naaste medewerker van Orlebeke, dr. Dorret Boomsma, samen met Amerikaanse en Australische onderzoekers verbanden opsporen tussen DNA en depressies en angsten. "Een gen codeert voor een eiwit en als je het eiwit hebt, heb je in principe een geneesmiddel. En dan is, maar dat is nog dromerij, misschien ook intelligentie te veranderen."
Volgens een onderzoek aan muizen door de Engelse wetenschappers Eric Keverne en Azim Surani zijn de genen van de moeder(muis) verantwoordelijk voor de intelligentie van het kind. Een slimme moeder krijgt slimme kinderen. De onderzoekers stelden vast dat de vrouwelijke genen in de cortex - het deel van de hersenen waar rationaliteit zetelt - terechtkomen en de mannelijke lager in de hersenen. Daaruit concluderen ze dat de intelligentie van de moeder komt en de emoties van de vader. Dat lijkt goed nieuws voor feministen. En een reisje naar een spermabank van Nobelprijswinnaars is verspilling van tijd.
"Een spannend verhaal", vindt Orlebeke. "Het zou opgaan voor mensen als de correlatie tussen de intelligentie van de moeder en van het kind groter zou zijn dan tussen vader en kind. Maar dat is niet zo, daar is intussen voldoende wetenschappelijk bewijs voor. De theorie klopt dus niet. Het zit veel ingewikkelder in elkaar."
Vaststellen of een ziekte genetisch is bepaald, is een peulenschil vergeleken bij het bepalen van de genetische achtergronden van gedrag, meent Orlebeke. Voor intelligentie zijn meerdere genen verantwoordelijk, die elkaar ook nog beïnvloeden, afremmen of activeren.
Op 17 juni promoveerde Judith Koopmans bij Orlebeke op een onderzoek naar de invloed van genen en omgevingsfactoren op roken, drinken en sportgedrag van jongeren. Ook zij maakte gebruik van het VU-tweelingenregister. Of jongeren beginnen met roken of drinken is nauwelijks erfelijk bepaald, maar bij het roken zit de hoeveelheid die wordt geconsumeerd, wel in de genen. Jongeren beginnen niet te roken of te drinken omdat ze dat thuis hun ouders zien doen, maar omdat hun vrienden het voorbeeld geven. Beginnen met roken wordt dan ook voor 60 procent bepaald door de omgeving en maar voor 30 procent door erfelijke verwantschap, concludeert Koopmans. Maar als ze eenmaal roken, is het aantal sigaretten per dag wel voor 80 procent genetisch bepaald. Bij beginnend alcoholgebruik is de omgeving eveneens belangrijker dan genetische factoren, maar de hoeveelheid drank wordt, minder dan bij roken, bepaald door genetische factoren (32 procent tegen 44 procent omgeving).
Staat alles al vast bij de geboorte en heeft opvoeding en onderwijs dus weinig zin? Orlebeke bestrijdt dat met kracht. Als er veel nature is, wil dat niet zeggen dat nurture er weinig toe doet. Integendeel. "Alles is in principe te veranderen. Verschillen in intelligentie waren in de jaren vijftig voor 50 procent genetisch bepaald, nu is dat voor 70 procent. Daaruit mag niet worden geconcludeerd dat omgevingsfactoren voor het
IQ in principe onbelangrijker zijn geworden. Je kunt alleen zeggen dat tegenwoordig de omgevingen van mensen niet zo erg meer van elkaar verschillen."
Want de mens is niet veranderd, maar zijn omgeving, concludeert Orlebeke. Kinderen krijgen allemaal ongeveer hetzelfde onderwijs, zien dezelfde televisieprogramma's en worden door hun ouders voorgelezen uit dezelfde kinderboeken. "Voorstanders van de gelijkheidsidealen uit de jaren zestig en zeventig kunnen pas volledig tevreden zijn als alle verschillen uitsluitend genetisch zijn bepaald. Want dan is de omgeving voor iedereen hetzelfde, dan hebben we het sociale paradijs bereikt."

(De Volkskrant, datum onbekend).

Zie volgende scherm

3/12 Gedrag uit genen.

Wat is in genetisch opzicht het grote verschil tussen een normale vrouw en een vrouw met het syndroom van Turner?

4/12 Gedrag uit genen.

Wat is 'genomic imprinting'?

5/12 Gedrag uit genen.

Wat kan worden onderzocht met betrekking tot de eigenschappen van kinderen, wanneer binnen een gezin adoptiekinderen worden vergeleken met eigen kinderen?

6/12 Gedrag uit genen.

Bij welke onderzoeksrichting hoort de bij de vorige vraag omschreven onderzoeksmethode?

7/12 Gedrag uit genen.

Wat wordt onderzocht bij moleculaire genetica?

8/12 Gedrag uit genen.

Wat is het verschil tussen een vrouw met het Turnersyndroom die het X-chromosoom van haar moeder heeft gekregen en een Turner-vrouw die het X-chromosoom van haar vader heeft gekregen?

9/12 Gedrag uit genen.

Wat is de QTL-methode?

10/12 Gedrag uit genen.

Waarom is het vaststellen of een ziekte genetisch is bepaald, een peulenschil vergeleken bij het bepalen van de genetische achtergrond van gedrag?

11/12 Gedrag uit genen.

Is roken genetisch bepaald? Geef volledig antwoord!

12/12 Gedrag uit genen.

Leg uit hoe het mogelijk is dat in de jaren vijftig de intelligentie voor 50 procent genetisch bepaald was en dat nu voor 70 procent het geval is.

1/4 Speeksel.
Zie figuur B 2827 van de bijlage

Tekst:
De Rus Pavlov was één van de belangrijkste grondleggers van het onderzoek naar het mechanisme van leren.
In zijn meest bekende experimenten met honden bestudeerde hij de processen die een rol spelen bij de voedselopname. Daarbij onderzocht hij aanvankelijk in hoeverre de reflexmatige afscheiding van speeksel en maagzuur afhing van de aanwezigheid van voedsel.
In één van zijn latere proefseries werd het toedienen van voedsel telkens voorafgegaan door een geluidssignaal. Bij de aanvang van zo'n experiment scheidde het proefdier enige tijd na de voedseltoediening speeksel af [=fase 1]. Wanneer het proefdier herhaalde malen was geconfronteerd met een geluidssignaal - dat altijd werd gevolgd door de aanbieding van voedsel - werd na kortere tijd speeksel afgescheiden, al voordat er voedsel was aangeboden [=fase 2]. Wanneer zo'n proefdier ten slotte alleen het geluidssignaal te horen kreeg zonder dat voedselaanbieding volgde, werd speeksel afgescheiden op dezelfde wijze als tijdens de voedselaanbiedingen [= fase 3].
Het proces waarbij in een dier een verbinding wordt gelegd tussen een bestaande onvoorwaardelijke reflex (speekselafscheiding door voedsel in de bek) en een willekeurige nieuwe prikkel (geluidssignaal) noemde Pavlov conditioneren. Conditioneren volgens Pavlov wordt ook wel klassiek conditioneren genoemd.
afbeelding
In tekening 1 van afbeelding B 2827 is de proefopstelling van Pavlov schematisch weergegeven. Klassiek conditioneren lukt meestal alleen wanneer de geconditioneerde prikkel, in dit geval het geluidssignaal (S), na zeer korte tijd wordt gevolgd door de niet-geconditioneerde prikkel, in dit geval het voedsel (V). De reflexmatige reactie, in dit geval de speekselafscheiding, wordt de respons (R) genoemd. Tekening 2 van de afbeelding geeft het verband weer tussen het tijdsinterval S-V en de mate van de conditionering.

Zie volgende scherm

2/4 Speeksel.
Zie figuur B 2828 en figuur B 2829 van de bijlage.

De handelingen en waarnemingen in de opeenvolgende fasen in de conditioneringsexperimenten van Pavlov kunnen schematisch worden weergegeven.

In afbeelding B 2828 is fase 1 getekend, zoals die in de tekst is beschreven.
In afbeelding B 2829 zijn de fasen 2 en 3 uit de tekst voor een deel getekend.

In tekening 1 van de afbeelding B 2829 ontbreekt het moment waarop het voedsel wordt gegeven (V). In tekening 2 van de afbeelding B 2829 ontbreekt het moment waarop de hond speeksel gaat afgeven (R).

Zie afbeelding B 2829 op je antwoordblad.
Teken in tekening 1 het moment waarop het voedsel wordt gegeven (V) in een juiste tijdrelatie tot S en R.
Teken in tekening 2 het moment waarop de hond speeksel gaat afgeven (R) in een juiste tijdrelatie tot S.

3/4 Speeksel.

Mensen produceren twee typen speeksel afhankelijk van het voedsel dat ze consumeren.
De tabel hieronder bevat informatie over de samenstelling van deze twee typen speeksel (I en II).
afbeelding

Gesteld wordt dat zonder voedsel in je mond het geproduceerde speeksel een mengsel is van speeksel van type I en type II. Thiocyanaat in speekseltype II kun je aantonen met een oplossing van een ijzerzout: thiocyanaat + ijzerzout levert een oranje kleur op. De concentratie thiocyanaat bepaalt de mate van kleuring die van lichtoranje naar donkeroranje loopt.

Bij het kauwen van kauwgum wordt speeksel geproduceerd waarin relatief veel speekseltype II voorkomt. Je gaat een opzet maken voor een proef waarmee je dit aantoont. Het is niet mogelijk om de beide geproduceerde speekseltypen gescheiden op te vangen.
Je hebt kauwgum om op te kauwen en je hebt de beschikking over glaswerk, waaronder reageerbuizen, en een druppelflesje met ijzerzoutoplossing. Je mag aannemen dat deze kauwgom geen stoffen bevat die invloed op de proef hebben.

Beschrijf de opzet en uitvoering van de proef.
Beschrijf het verwachte resultaat van de proef en de conclusie die je daaruit trekt.

4/4 Speeksel.

In een bepaalde populatie komen bij 84% van de individuen met de bloedgroepantigenen A en/of B deze antigenen ook voor in het speeksel. Men noemt deze mensen ‘secretors'.
Bij 16% van de individuen met de bloedgroepantigenen A en/of B komen die antigenen niet in het speeksel voor. Men noemt deze mensen ‘non-secretors'. Het secretorgen (E) is dominant over het non-secretorgen (e).
E en e zijn niet X-chromosomaal en erven onafhankelijk van de ABO-bloedgroepgenen over.
Op deze populatie is de Hardy-Weinberg regel van toepassing.
De verdeling van de bloedgroepen in deze populatie is gegeven in de tabel hieronder. Tevens is vermeld door welk genotype de bloedgroep bepaald wordt.
afbeelding

In een gezin hebben de vader en de moeder bloedgroep AB. Ze zijn beiden secretor. Zij krijgen samen een kind.

Bereken hoe groot de kans is dat dit kind non-secretor is en tegelijk bloedgroep A heeft.

1/5 Bijen.
Zie figuur B 3832 van de bijlage.

Een bijenvolk bestaat uit één koningin, een groot aantal werksters en een klein aantal darren. De koningin en de werksters zijn diploïd (2n), de darren ontstaan uit onbevruchte eicellen. In de afbeelding zijn chromosomenpaar nummer 1 van een koningin en het chromosoom nummer 1 van een dar getekend.

bron: Open Universiteit, Biologie van populaties en gedrag, leereenheid 44, Sociobiologische uitgangspunten, Heerlen, 1988, 181

Tijdens de meiose-I die voorafging aan de vorming van één van de eicellen van deze koningin heeft één bepaalde enkelvoudige crossing-over plaatsgevonden. Deze eicel wordt bevrucht door een spermacel van de bovengenoemde dar en ontwikkelt zich tot een werkster.

Teken op dezelfde wijze als in de afbeelding alle mogelijke combinaties van chromosomenpaar nummer 1 die in deze werkster kunnen worden aangetroffen. Gebruik dezelfde arceringen voor de chromosomen of delen van de chromosomen als in de afbeelding.

2/5 Bijen.

Hoe groot is de kans dat een dar een bepaald gen gemeenschappelijk heeft met de koningin waarvan hij afstamt?

3/5 Bijen.
Zie figuren B 3833, B3834 en B 3835 van de bijlage.

Bijen beschikken over een verfijnd communicatiesysteem betreffende de locatie van een voedselbron.
Hiernaar is onderzoek gedaan door de Oostenrijker Karl von Frisch. Hij bestudeerde het gedrag van werksters van de honingbij (Apis mellifera). Uitkomsten van dit onderzoek zijn beschreven in de tekst.
De werksters verzamelen voedsel uit bloemen in de omgeving van de bijenkast. Wanneer een werkster terugkeert van een plek met veel voedsel, wordt in de kast de zogeheten bijendans uitgevoerd. De dans geeft informatie over de richting van de voedselbron en de afstand van de bijenkast tot de voedselbron.
De hoek tussen de richting van de zon en de richting van de voedselbron wordt aangegeven met de hoek tussen de richting van de waggelende beweging van de dans en de bovenkant van de kast. Als de voedselbron, gezien vanuit de kast, in dezelfde richting staat als de zon, kruipen de dieren tijdens de waggelbeweging recht omhoog over de verticaal in de kast geplaatste raat. Als de voedselbron 120 graden
naar rechts (met de klok mee) staat ten opzichte van de zon, wijkt de dans 120 graden van deze verticale lijn af (zie de afbeelding).

De afbeelding B 3834 geeft een andere bijendans weer. In de afbeelding B 3835 zijn vier mogelijke opstellingen van kast en voedselbron ten opzichte van de zon getekend.

Welke van de opstellingen uit afbeelding B 3835 hoort bij de bijendans in de afbeelding B 3834?




-

4/5 Bijen.
Zie figuur B 4532 van de bijlage.

De bijendans geeft ook informatie over de afstand van de voedselbron tot de bijenkast. Een onderzoeker heeft een verband gevonden tussen het aantal waggelbewegingen per dans en de afstand van de voedselbron tot de kast: hoe groter de afstand van de voedselbron tot de kast, hoe groter het aantal waggelbewegingen per dans. Hiervoor heeft hij drie verschillende bijenrassen onderzocht: Apis mellifera lamarckii, Apis mellifera ligustica en Apis mellifera carnica. Van ieder ras onderzocht hij tien volken. Voor alle bijenvolken waren de proefomstandigheden gelijk. In de afbeelding is voor ieder ras het gemiddelde aantal waggelbewegingen per dans uitgezet tegen de afstand van de voedselbron tot de kast.

bewerkt naar: J. Gould & C. Grant Gould, De Honingbij, Maastricht/Brussel, 1992, 59

Op grond van de bovenstaande gegevens worden de volgende beweringen gedaan:

1. de drie bijenrassen verschillen in vliegsnelheid;
2. de drie bijenrassen meten op verschillende wijzen de afstand van een voedselbron tot de kast;
3. het verband tussen het aantal waggelbewegingen per dans en de afstand van een voedselbron tot de kast is erfelijk vastgelegd;
4. het verband tussen het aantal waggelbewegingen per dans en de afstand van een voedselbron tot de kast is het gevolg van een leerproces.

Welke van deze beweringen is op grond van bovenstaande gegevens juist?




-