Oefentoets Biologie: Ademhaling | VWO 5/VWO 6 | variant 2

2/5 Ademhaling bij de mens.
Zie figuur A 450 van de bijlage.

Bij ademhaling in rust komen de ademhalingsbewegingen vrijwel geheel tot stand door de werking van de inademingsspieren. Als deze spieren zich samentrekken vindt inademing plaats, als ze zich ontspannen wordt het longvolume kleiner.

Bereken met bovenstaande gegevens hoeveel lucht de longen bevatten als alle ademhalingsspieren ontspannen zijn.

3/5 Ademhaling bij de mens.
Zie figuur B 2411 van de bijlage.

In de afbeelding is de verhouding van de volumina uit de tabel hierboven (longvolumes enz) in een schema weergegeven. Er is niet aangegeven welk van de vakken 1 t/m 6 welk volume of welke capaciteit voorstelt.

Vul hieronder een van de volgende afkortingen IRV, ERV, TLC, VC, IC en FRC uit de tabel voor volumina en capaciteiten in.

vak longvolumes/capaciteit
(afkorting)
1 [invulveld]
2 [invulveld]
3 [invulveld]
4 [invulveld]
5 [invulveld]
6 [invulveld]

4/5 Ademhaling bij de mens.

Het deel van de luchtwegen waar nauwelijks gaswisseling plaatsvindt, heet de dode ruimte.
Het volume van de dode ruimte kan als volgt worden onderzocht:

1. een proefpersoon ademt eerst normale buitenlucht in en uit;
2. vervolgens ademt hij één maal zuivere zuurstof in;
3. daarna ademt hij uit, waarbij de stikstofconcentratie van de uitgeademde lucht wordt gemeten.

Zie figuur B 2413 van de bijlage.

De resultaten van een dergelijk experiment zijn weergegeven in het diagram van de afbeelding. Aan het einde van de meting van de dode ruimte bevindt zich in de lucht in de longblaasjes 60% stikstof.
Op grond van deze resultaten kan men een uitspraak doen over het volume van de dode ruimte.

Hoe groot is het volume van de dode ruimte bij deze proefpersoon?

5/5 Ademhaling bij de mens.
Zie figuur B 2414 van de bijlage.

Een andere proefpersoon verricht gedurende een bepaalde tijd een steeds zwaarder wordende inspanning.
Tijdens de inspanning gaat de proefpersoon per minuut steeds meer lucht in- en uitademen: zijn ademminuutvolume (= aantal liters in- en uitgeademde lucht per minuut) neemt toe. De pO₂ en de pCO₂ van aderlijk en van slagaderlijk bloed van de grote bloedsomloop worden gedurende het experiment gemeten. De resultaten van deze metingen zijn weergegeven in de afbeelding.
Over de veranderingen bij toenemende inspanning vanaf tijdstip P worden de volgende beweringen gedaan:

I. bij toenemende inspanning neemt de pCO₂ in de longblaasjes af,
II. bij toenemende inspanning neemt de productie van melkzuur toe.

Welke van deze beweringen is of welke zijn juist?

1/4 Duiken zonder hulpmiddelen.
Zie figuur B 3905 van de bijlage.

De verkoop van opgedoken parels of koralen is in een aantal tropische landen een belangrijke bron van inkomsten voor de plaatselijke bevolking. Bij het duiken wordt hier meestal géén gebruik gemaakt van hulpmiddelen zoals snorkels of zuurstofflessen.
Gemiddeld kan iemand die vóór de duik gedurende ongeveer 10 seconden diep in- en uitademt (hyperventilatie), vervolgens bij het duiken 40 seconden de adem inhouden en daarbij een diepte bereiken van ongeveer 10 meter.
In de afbeelding zijn de veranderingen van de pO₂ , pCO₂ en pN₂ in de longblaasjes weergegeven tijdens hyperventilatie en de daaropvolgende duik van 40 seconden.

Geef een verklaring voor de stijging van de pO₂ :

- tijdens hyperventilatie vóór aanvang van de duik;
- gedurende de eerste 20 seconden van de duik.

2/4 Duiken zonder hulpmiddelen.

Leg uit waardoor een duiker na hyperventilatie langer de adem inhoudt dan normaal.

3/4 Duiken zonder hulpmiddelen.
Zie figuur A 896 van de bijlage.

In de afbeelding is een model weergegeven van de wijze waarop het verlengde merg door middel van zenuwcellen verbonden is met tussenribspieren en middenrifspieren.

Een duiker wil onder water zo lang mogelijk inademing voorkómen.

Door welk van de in de afbeelding genummerde neuronen wordt voor het bewust voorkómen van de inademing (na uitademing) een inhiberende neurotransmitter afgegeven? neuron [invulveld]

4/4 Duiken zonder hulpmiddelen.

Om langer en dieper onder water te kunnen blijven, wordt de mogelijkheid van een snorkel met een extra lange adembuis overwogen. Door verlenging van de adembuis van een snorkel wordt echter de diffusiesnelheid ongunstig beïnvloed, zodat er onvoldoende zuurstof in het bloed wordt opgenomen.
De diffusiesnelheid V (hoeveelheid per tijdseenheid) is volgens de wet van Fick afhankelijk van de volgende factoren:

afbeelding

Daarbij is D de diffusiecoëfficiënt, F het diffusie-oppervlak, p₁ -p₂ het verschil in partiële gasdruk en d de diffusie-afstand

Door welke van deze factoren wordt bij gebruik van een snorkel met extra lange adembuis de diffusiesnelheid verminderd?

1/3 Gaswisseling.
Zie figuur A 463 van de bijlage.

Bij een mens wordt de gemiddelde samenstelling van de ingeademde lucht, van de uitgeademde lucht en van de lucht in de longblaasjes bepaald; de partiële drukken van de gassen hierin zijn weergegeven in de tabel hieronder. De weergave is in mm Hg, zoals in medische literatuur nog gebruikelijk is.
afbeelding
Over de verschillen in samenstelling van de lucht (zie de tabel hierboven) worden twee beweringen gedaan:

I. Het percentage H₂ O van de lucht in de longblaasjes is hoger dan dat van de ingeademde lucht, doordat H₂ O uit het bloedplasma aan de lucht in de longen wordt afgegeven.
II. Het percentage CO₂ van de lucht in de longblaasjes is hoger dan dat van de uitgeademde lucht, doordat uitgeademde lucht een mengsel is van lucht uit de longblaasjes en lucht uit andere delen van de luchtwegen.

Welke van deze beweringen is of welke zijn juist?

2/3 Gaswisseling.

In de longen van de mens vindt diffusie plaats van O₂ uit de lucht in de longblaasjes naar het bloedplasma in de longhaarvaten. Met betrekking tot dit gegeven worden de volgende feiten genoemd:

1. er vindt ventilatie van longlucht plaats,
2. in rode bloedcellen is hemoglobine aanwezig,
3. de longblaasjes hebben een groot oppervlak,
4. O₂ -rijk bloed wordt uit de longen afgevoerd.

Van welk of van welke van deze feiten is de diffusiesnelheid van O2 uit de longlucht naar het bloed afhankelijk?

3/3 Gaswisseling.
Zie figuur B 2425 van de bijlage.

Het longvolume van een rustig ademende persoon wordt gedurende enige tijd gemeten. De resultaten van deze metingen zijn uitgezet in het diagram van de afbeelding. Bij de adembewegingen trekken de middenrifspieren en bepaalde tussenribspieren zich samen.
De tijdstippen P en Q worden met elkaar vergeleken ten aanzien van de volgende aspecten:

1. de pCO₂ in de luchtpijp,
2. de luchtdruk in de luchtpijp,
3. de toestand van de tussenribspieren die de ribben omhoog bewegen,
4. de toestand van de middenrifspieren.

Geef van elk van deze aspecten aan hoe de situatie op tijdstip P is in vergelijking met de situatie op tijdstip Q. Gebruik bij de aspecten 1 en 2 de begrippen 'lager', 'gelijk' of 'hoger ', bij de aspecten 3 en 4 de begrippen 'gespannen' of 'ontspannen'.

1/4 Het ademhalingsstelsel.

Gaswisseling vindt bij de mens plaats in de longblaasjes. In het overige deel van het ademhalingsstelsel vindt nauwelijks gaswisseling plaats: dit deel wordt de 'dode ruimte' genoemd. In rust wordt per uitademing ongeveer 500 ml lucht uitgeademd. Tijdens een uitademing wordt zowel lucht uit de dode ruimte als uit de longblaasjes verwijderd.

Bevinden zich in de weefsels van de luchtpijp van de mens cellen die ontstaan zijn uit het ectoderm, uit het entoderm en/of uit het mesoderm?

afbeelding

2/4 Het ademhalingsstelsel.

Over het CO₂ dat vanuit het bloed naar de longblaasjes diffundeert, worden drie beweringen gedaan:

1. een deel van dit CO₂ kan zijn ontstaan bij de vorming van pyrodruivenzuur tijdens de glycolyse;
2. een deel van dit CO₂ kan zijn ontstaan in de citroenzuurcyclus;
3. een deel van dit CO₂ kan zijn ontstaan in de ademhalingsketen.

Welke van deze beweringen is juist?

3/4 Het ademhalingsstelsel.
Zie figuur A 342 van de bijlage.

Diagram 1 in de afbeelding geeft het verloop van de pCO₂ in de luchtstroom van het begin tot het einde van één uitademing weer. Diagram 2 in de afbeelding geeft het verloop van de pO₂ in de luchtstroom van het begin tot het einde van één uitademing weer.
De pCO₂ wordt bepaald in een longslagadertje voordat er netto CO₂ -afgifte aan de lucht in een longblaasje heeft plaatsgehad.

Is deze pCO₂ lager dan 2,7 kPa, ligt deze tussen 2,7 kPa en 5,3 kPa of is deze hoger dan 5,3 kPa?

4/4 Het ademhalingsstelsel.
Zie figuur A 342 van de bijlage.

Drie delen van het uitademingstraject zijn in diagram 2 van de afbeelding aangegeven met letters.

Welk van de delen R, S of T van dit diagram heeft betrekking op de pO₂ in een mengsel van de lucht van de longblaasjes met de lucht uit de dode ruimte?

1/3 Lucht.
Zie figuur B 1340 van de bijlage.

In de lucht die de mens inademt, bevinden zich allerlei soorten deeltjes. Min of meer fijn verdeelde vloeistof of vaste stof in een gas wordt een aerosol genoemd. De doorsnede van de deeltjes vloeistof en vaste stof in aerosolen varieert van 0,01 tot 100 mm. In het diagram van de afbeelding is weergegeven welk percentage van de deeltjes van de aerosolen bij inademing via de neus neerslaat op de wand van respectievelijk de neuskeelholte, de luchtpijp, de bronchiën en vertakkingen daarvan en de longblaasjes.
Mede op grond van de gegevens in het diagram worden de volgende beweringen gedaan:

1. In de lucht die wordt uitgeademd, komen geen aerosolen voor.
2. Bij inademing door de mond komen er meer aerosol deeltjes met een doorsnede van 50 mm in de luchtpijp terecht dan bij inademing door de neus.

Welke van deze beweringen is of welke zijn juist?

2/3 Lucht.

Bepaalde aerosolen bevatten schadelijke stoffen. Na inademing van deze aerosolen kunnen de schadelijke stoffen uiteindelijk in de bloedvaten van de maag en/of het darmkanaal terechtkomen.
Enkele manieren waarop de schadelijke stoffen uit de aerosolen de maag en/of het darmkanaal kunnen bereiken, worden genoemd.

1. De trilharen in de luchtpijpwand vervoeren het slijm met de neergeslagen aerosolen naar de keelholte, waarna het wordt ingeslikt.
2. Een deel van de aerosolen slaat op het slijmvlies van de longblaasjes neer, waarna stoffen in het bloed worden opgenomen.

Kunnen de op deze manieren opgenomen schadelijke stoffen uit de aerosolen vervolgens in een dekweefselcel van de maag terechtkomen? Zo ja, op welke manier of manieren kunnen de stoffen dan zijn opgenomen?

3/3 Lucht.

De hoeveelheid buitenlucht die per minuut wordt ingeademd, wordt ademminuutvolume genoemd. Men kan eenzelfde ademminuutvolume verkrijgen door op twee verschillende manieren te ademen, namelijk door langzaam en diep te ademen of door snel en oppervlakkig te ademen.
Iemand ademt achtereenvolgens op twee manieren door zijn neus: eerst langzaam en diep, daarna snel en oppervlakkig. Zijn ademminuutvolume is in beide situaties gelijk.

Komen bij deze persoon door het langzaam en diep ademen minder, evenveel of meer deeltjes van 5 mm in de longblaasjes terecht dan door het snel en oppervlakkig ademen?

1/2 Machinale kunstmatige beademing.
Zie figuur A 740 van de bijlage.

Machinale kunstmatige beademing wordt toegepast als een patiënt, bijvoorbeeld tijdens of na narcose, niet zelf kan ademhalen.
De principes van twee vormen van machinale beademing zijn in de afbeelding weergegeven: bij I de overdrukbeademing en bij II de onderdrukbeademing.

Bij de machinale overdrukbeademing ademt de patiënt door een korte buis die verbonden is met het beademingsapparaat.

Waarom moet de buis waardoor de patiënt ademt niet te lang zijn?