Oefentoets Biologie: Biotechnologie | VWO 5/VWO 6 | variant 5

9/9 Voedselacceptatie.

Moeten producten waarbij genetische manipulatie een rol gespeeld heeft in de winkel bijvoorbeeld door vermelding op de verpakking herkenbaar zijn?

Genetisch gemodificeerde gewassen.

In 2001 peilde de commissie-Terlouw de mening van het publiek over het toepassen van genetische modificatie bij onze voedselproductie. Uit een artikel hierover is een alinea overgenomen (tekst 1).

Tekst:
Nederlanders staan gereserveerd ten opzichte van genetisch aangepast voedsel, maar ‘in algemene zin' mag biotechnologie wel gebruikt worden voor ons eten.
Over de veiligheid van gm-voedsel denken Terlouw en consorten positiever dan het volk. Volgens de commissie zijn er geen wetenschappelijke aanwijzingen die de zorgen rechtvaardigen die onder het publiek leven over de veiligheid van voedingsmiddelen die met behulp van gentechnologie geproduceerd zijn.

bron: Bionieuws, NIBI, jaargang 12, 19 januari 2002, 1

Over de schade die door een genetisch gemodificeerd gewas kan worden veroorzaakt, zijn de meningen verdeeld. In de discussie daarover worden onder andere de volgende argumenten gebruikt:
1. In landbouwgebieden bestaat geen natuurlijk evenwicht.
2. In monocultures komen meestal geen zeldzame insectensoorten voor.
3. Bij het uitzetten van gm-planten in de natuur komen de vreemde genen ook in het DNA van andere soorten terecht.
4. Gm-planten kunnen worden gekweekt met gebruik van minder bestrijdingsmiddelen.
5. In gm-planten ingebouwde resistentiegenen maken het gebruik van meer bestrijdingsmiddelen nodig.
6. Giftige stoffen uit gm-planten doden onschadelijke insecten.
7. Giftige stoffen uit gm-planten komen in de bodem terecht.

Welk van deze argumenten kan of welke kunnen door voorstanders als argument voor het kweken van gm-planten worden gebruikt?


-

1/8 Forensisch onderzoek.
Zie afbeelding A 1003 van de bijlage.

Bij forensisch onderzoek op de plaats van een misdrijf wordt onder andere gezocht naar DNA-sporen. Daarmee kan een DNA-profiel worden gemaakt dat leidt naar een eventuele dader.

Voor het opstellen van een DNA-profiel wordt gebruikgemaakt van niet-coderend DNA. Een groot deel van dit niet-coderend DNA is repetitief; het bestaat uit herhalingen (repeats) van bepaalde basenvolgordes. Een gebied met herhalingen van een bepaalde basenvolgorde, bijvoorbeeld agta, is een locus. De allelen worden genummerd naar het aantal repeats.

Allel 4 op het 'agta' locus omvat dus de basenvolgorde agtaagtaagtaagta.

In de afbeelding A 1003 zijn drie mogelijke allelen van de locus D7S820 schematisch aangegeven.

De variatie in het aantal repeats (en dus het aantal allelen) per locus is talrijk, en daarmee de variatie onder de bevolking. De kans is klein dat twee niet-verwante personen dezelfde allelen hebben voor een specifieke locus.

Er zijn afspraken gemaakt over welke loci geschikt zijn voor het maken van een DNA-profiel. Bij standaardprocedures voor het maken van DNA-profielen worden minimaal tien onafhankelijk overervende loci onderzocht. Daardoor is een DNA-profiel karakteristiek voor één persoon, en bruikbaar voor identificatie.

Op de plaats van het misdrijf kan een dader allerlei soorten van sporenmateriaal achterlaten, zoals bloedspetters, afgebroken haren, ontlasting, speeksel, sperma en vingerafdrukken. Niet alle sporen zijn even goed bruikbaar voor het maken van een eenduidig DNA-profiel.

Leg uit waardoor speeksel aan een drinkglas een volledig DNA-profiel van de dader kan opleveren.


-

2/8 Forensisch onderzoek.

Leg uit waardoor ontlasting niet geschikt is om het DNA-profiel van de dader te achterhalen.

3/8 Forensisch onderzoek.
Zie afbeelding B 4538 van de bijlage.

Soms is het DNA van het sporenmateriaal van slechte kwaliteit en daardoor onvolledig. In de afbeelding is het profiel van een weefselspoor op de plaats van het delict weergegeven. De pieken, die met een elektroforesetechniek verkregen zijn, corresponderen met de allelen van drie loci: D13S317, D7S820 en D16S539.

Kan een spermaspoor een dergelijk resultaat opleveren? Zo nee, waarom niet?

4/8 Forensisch onderzoek.
Zie de figuren B 4538 en B 4513 van de bijlage.

De recherche vergelijkt het onvolledige profiel van het weefselspoor (zie afbeelding B 4538) met het DNA-profiel van twee mannelijke verdachten.
In de afbeelding B 4513 is een gedeelte van het DNA-profiel van deze twee verdachten (1 en 2) weergegeven. Alleen de bandjes van de allelen van de drie loci uit het onvolledige weefselspoor zijn in deze analyse te zien.
De kolommen die met R zijn aangeduid vormen de referentie: ze bevatten de banden van alle allelen (repeats) die bij de desbetreffende loci kunnen voorkomen.
De getallen rechts naast het profiel geven de nummers van de allelen aan.

Hoewel het profiel van het weefselspoor (zie de afbeelding B 4538) niet volledig is, is het ontlastend voor één van de twee verdachten (zie de afbeelding B 4513).

Voor welke verdachte is het onvolledige profiel ontlastend?
Op grond van welke van de drie onderzochte loci?

afbeelding


-

5/8 Forensisch onderzoek.

De twee verdachten beweren dat ze vader en zoon zijn. Wat betreft de leeftijd en het uiterlijk kan dat wel kloppen, maar in het bevolkingsregister is geen aanwijzing te vinden voor die bewering.

Is het op basis van de afgebeelde DNA-profielen mogelijk dat de twee verdachten vader en zoon zijn? Leg je antwoord uit.

6/8 Forensisch onderzoek.

Bij forensisch onderzoek is het belangrijk dat de kans dat er nog iemand met hetzelfde DNA-profiel rondloopt, erg klein is. Als bekend is wat de allelfrequentie in een bepaalde populatie is voor elk van de onderzochte loci, kan berekend worden hoe groot de kans is dat een willekeurige, niet-verwante voorbijganger hetzelfde DNA-profiel heeft.

In de tabel hieronder zijn van de drie loci uit het weefselspoor van de afbeelding de allelfrequenties bij een representatieve steekproef uit een bepaalde Amerikaanse populatie weergegeven. Voor het maken van deze analyse zijn speekselmonsters gebruikt.

afbeelding

Uit hoeveel personen bestond de steekproef?


-

7/8 Forensisch onderzoek.

Een verdachte heeft het volgende DNA-profiel: D16S539 9/12, D7S820 8/10, D13S317 10/11.

Voor de rechtspraak is het van belang te weten hoe groot de kans is dat een willekeurige, niet-verwante voorbijganger voor de onderzochte loci hetzelfde DNA-profiel heeft als deze verdachte. Neem aan dat beide, de verdachte en de willekeurige voorbijganger, afkomstig zijn uit de Amerikaanse populatie waarvan de gegevens in de tabel staan.

afbeelding

Hoe groot is de kans dat deze willekeurige, niet-verwante voorbijganger voor de drie loci hetzelfde DNA-profiel heeft als de verdachte?


-

8/8 Forensisch onderzoek.

In werkelijkheid is de kans dat het DNA-profiel van een verdachte en een willekeurige voorbijganger overeenkomt, nog veel kleiner dan je op grond van deze gegevens kunt berekenen.

Noem hiervoor twee mogelijke oorzaken.

1/9 Eendagshaantjes.

In de pluimveehouderij worden in Nederland jaarlijks tientallen miljoenen eendagshaantjes gedood. Dit cijfer is te vinden in het rapport ‘Alternatieven voor doding van eendagskuikens', in 2007 opgesteld in opdracht van het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit (LNV).
Bij legrassen zijn de haantjes niet in tel. Ze zijn ook niet geschikt om tot slachtkuiken uit te laten groeien. De eendagshaantjes worden daarom gedood en tot diervoer verwerkt of als prooidieren verkocht aan dierentuinen.
Er wordt onderzoek gedaan naar manieren om dit te voorkomen.
Bijvoorbeeld door te bewerkstelligen dat er geen, of veel minder haantjes uitkomen. Een andere mogelijkheid is een vroege geslachtsbepaling van versgelegde eieren. Alleen de 'vrouwelijke' eieren (eieren met een vrouwelijk embryo) gaan dan de broedmachine in.
Net als bij de mens wordt het geslacht bij hoenders bepaald door de geslachtschromosomen. Anders dan bij de mens is bij hoenders het vrouwtje het heterogamete geslacht (met de geslachtschromosomen Z en W) en het mannetje het homogamete geslacht (met twee Z geslachtschromosomen).
Het is in theorie mogelijk om het ontstaan van haantjes onder de nakomelingen selectief tegen te gaan, door te voorkomen dat bepaalde gameten gevormd worden.

Van welke gameten dient hiertoe de vorming te worden voorkomen?

2/9 Eendagshaantjes.
Zie figuur B 4698 van de bijlage.

Recent onderzoek laat zien dat het bij hoenders mogelijk is om met behulp van hoge doses progesteron het percentage mannetjes onder de nakomelingen te verlagen. De hennen werden geïnjecteerd met verschillende doses in olie opgelost progesteron.
In de afbeelding zijn de resultaten van dit experiment weergegeven.
Uit de gegevens in de afbeelding kan worden afgeleid hoe groot onder natuurlijke omstandigheden de sexratio (mannetjes/vrouwtjes) bij de nakomelingen van deze hennen is.

Wat is de sexratio onder natuurlijke omstandigheden?

3/9 Eendagshaantjes.

Welke behandeling moeten de hennen uit de controlegroep ondergaan?

4/9 Eendagshaantjes.

De onderzoekers veronderstellen dat de toegediende hoge dosis van 2 mg progesteron in de hen invloed heeft op het verloop van de meiose. Door een veranderde structuur van de spoelfiguur gaan tijdens de meiose de twee geslachtschromosomen niet willekeurig uiteen en zou één van de geslachtschromosomen vaker in een poollichaampje terechtkomen.

Tijdens welk deel of tijdens welke delen van de meiose heeft de hoge dosis progesteron dit effect dan?

5/9 Eendagshaantjes.
Zie figuur B 4698 van de bijlage.

Dat de invloed verloopt via het niet willekeurig uiteengaan van de geslachtschromosomen is een hypothese van de onderzoekers die nog nader onderzocht moet worden.
Er zijn nog andere invloeden van hoge doses progesteron denkbaar waarmee de veranderde sexratio (zie de afbeelding) onder de nakomelingen verklaard kan worden.

Schrijf een andere hypothese op over de invloed van een hoge dosis progesteron op de sexratio onder de nakomelingen.

6/9 Eendagshaantjes.

Ook mutatie kan de sexratio in de gewenste richting sturen. De samenstellers van het rapport doen suggesties voor verder wetenschappelijk onderzoek.
Misschien is het mogelijk mutanten op te sporen waarbij de spiralisatie van het Z-chromosoom in de primaire oöcyt niet goed verloopt, waardoor eicellen met het Z-chromosoom niet bevrucht kunnen worden.
Bij hoenders is inmiddels vastgesteld dat embryo's met een trisomie van de geslachtschromosomen (drie geslachtschromosomen per cel) hoogst zelden levensvatbaar zijn en embryo's met een monosomie (slechts één van de geslachtschromosomen per cel) helemaal niet.
Bij hennen die alle met sperma van één haan geïnsemineerd zijn, worden de volgende afwijkende fenotypen waargenomen:

1. hennen met een verlaagd percentage eieren dat uitkomt;
2. hennen met een extra hoog percentage eieren dat uitkomt;
3. hennen met alleen of vooral vrouwelijke nakomelingen;
4. hennen met relatief weinig of geen vrouwelijke nakomelingen.

Bij welke van deze groepen hennen kan het afwijkende fenotype een gevolg zijn van de hierboven beschreven verkeerde spiralisatie van het Z-chromosoom in de primaire oöcyt?

7/9 Eendagshaantjes.
Zie figuur B 4699 van de bijlage.

In het eerder genoemde rapport ‘Alternatieven voor doding van eendagskuikens', wordt gesuggereerd dat in de nabije toekomst genetische modificatie uitkomst zou kunnen bieden. Met DNA-recombinanttechnieken is het
mogelijk een gen voor een groen fluorescerend eiwit (het GFP-gen uit holtedieren) in een (geslachts)chromosoom in te bouwen op zodanige wijze dat het uitsluitend tot expressie komt in één van beide geslachten. Het ingebouwde GFP-gen wordt op normale wijze doorgegeven aan de nakomelingen.
In de afbeelding is de ontwikkeling van een eicel tot de volgende generatie kippen in een schema weergegeven.

Door een geschikte promoter te kiezen komt het gen pas in een bepaald ontwikkelingsstadium tot expressie.

Als het de bedoeling is om te voorkomen dat er zich haantjes ontwikkelen, in welke periode (zie de afbeelding) kan het GFP-gen dan het best tot expressie komen?

8/9 Eendagshaantjes.

Het GFP-gen wordt in het W-chromosoom ingebouwd.
De samenstellers van het rapport merken op dat de mannelijke eieren, of de daaruit gegroeide haantjes, in dit geval nog als voedingsmiddel gebruikt kunnen worden omdat ze niet transgeen zijn.

Leg uit dat er bij deze selectiemethode uiteindelijk toch transgene eieren op de markt zullen komen.

9/9 Eendagshaantjes.

Sommige mensen vinden het bezwaarlijk om producten te eten die genetisch veranderd zijn, zoals deze transgene eieren. Daarbij wordt vaak geen onderscheid gemaakt tussen de aanwezigheid van een transgen in een voedingsmiddel enerzijds en het tot expressie komen van het transgen in het voedingsmiddel anderzijds.

Leg uit dat het wel degelijk uitmaakt:
- of een transgen alleen aanwezig is in een voedingsmiddel,
- of dat het ook tot expressie is gekomen in het voedingsmiddel.

Stier Herman.

De stier Herman is dankzij de biotechnologie een erfelijk veranderd dier. Bij zijn erfelijke eigenschappen heeft men de menselijke erfelijke eigenschap voor het maken van beschermend eiwit in moedermelk gevoegd.

Waar zit bij Herman deze nieuwe eigenschap?