Oefentoets Biologie: Ademhaling | VWO 5/VWO 6 | variant 4

1/4 Astma.

Veel astmapatiënten zijn overgevoelig voor bepaalde antigenen die bij inademing in de bronchiën komen en daar een allergische reactie veroorzaken. Zo een astma-aanval wordt gekenmerkt door benauwdheid en kortademigheid, veroorzaakt door een krampachtig samentrekken van spieren in de wand van de bronchiën.
De antigenen brengen in bepaalde cellen in de slijmlaag van de luchtwegen de productie van een antistof type Ig-E op gang. Deze antistof sensibiliseert in de wand van de bronchiën mestcellen, die reageren door bepaalde stoffen af te geven. Deze stoffen veroorzaken, onder andere via het zenuwstelsel, het optreden van spiercontracties in de wand van de luchtpijpvertakkingen.

Hoort de productie van Ig-E tot de aspecifieke en/of tot de specifieke afweer?
Welke cellen produceren deze antistof?

afbeelding

2/4 Astma.

Als gevolg van het vrijkomen van stoffen uit mestcellen in de bronchiën trekken spieren in de wand van de bronchiën samen.

Welke neuronen geleiden de door deze stoffen opgewekte impulsen die leiden tot deze contracties?

3/4 Astma.

Tijdens een ernstige astma-aanval stijgt de pH van het bloed van de patiënt, met als gevolg een vermindering van het zuurstofaanbod in de weefsels.
Neem aan dat 100% O₂ -verzadiging overeenkomt met 20 ml O₂ per 100 ml bloed en dat de pO₂ tussen longen en weefsels afneemt van 14 kPa naar 4 kPa.

Hoe groot is het verschil in O₂ -verzadiging in de weefsels als de pH van het bloed van 7,4 naar 7,6 stijgt en hoeveel ml O₂ komt er dan naar schatting minder uit 100 ml bloed in de weefsels?

afbeelding

4/4 Astma.

Tijdens het roken van een sigaret zet teer zich af in de longblaasjes en de luchtwegen. De nicotine uit tabaksrook belemmert de trilhaarwerking in de luchtwegen.

Leg aan de hand van deze twee gegevens uit dat roken astmatische verschijnselen verergert.

O₂ -spanning.

In de longen van de mens wordt het verschil tussen de O₂ -spanning van het bloed en de O₂ -spanning van de longlucht onder andere gehandhaafd door

Hyperventilatie.

Iemand hyperventileert, dat wil zeggen dat zijn longventilatie sterk vergroot. Door deze vergrote longventilatie verandert de pH van het bloed.

Zal deze pH door de vergrote longventilatie stijgen of dalen?
Wat is de oorzaak van deze pH-verandering?

De pH zal

Hart en ademhaling.

De middenrifspieren spelen een rol bij het vergroten en verkleinen van de borstholte van de mens. Vergroting en verkleining van de borstholte heeft bovendien invloed op de mate waarin de boezems van het hart bloed aanzuigen.

Wordt er lucht door de longen aangezogen als de middenrifspieren zich samentrekken of als ze zich ontspannen?
Wordt er meer bloed door de boezems van het hart aangezogen als de borstholte wordt vergroot of als deze wordt verkleind?

afbeelding

Zuurstof op weg.

Een zuurstofmolecuul wordt ingeademd en verbindt zich even later met een hemoglobinemolecuul in een longhaarvat.

Hoe vaak minstens is dit zuurstofmolecuul op zijn weg vanuit de longlucht tot het hemoglobinemolecuul door een celmembraan gegaan?

Een gevaar op de weg.

Een man is na het drinken van drie glazen wijn in zijn auto gestapt. Hij wordt onderweg aangehouden en moet een blaastest ondergaan. Door zijn uitgeademde lucht verkleurt de stof in het blaaspijpje. Men stelt vast dat hij een te grote hoeveelheid alcohol uitademt.

Hoe vaak zal een alcoholmolecuul op weg van de maag naar de longen minstens door het hart gaan?

Ademhalingsspieren.

Bij de mens spelen bij de ademhaling de volgende spieren een rol:

- spieren tussen de ribben,
- spieren van het middenrif
- spieren van de buikwand.

Welke van deze spieren trekt zich samen bij een zeer krachtige uitademing?

Spieren bij de ademhaling.

Bij de ademhaling van de mens is een aantal spiergroepen betrokken zoals de spieren van de buikwand, middenrifspieren en twee groepen tussenribspieren.

Trekken bij zo diep mogelijke uitademing één of meer van de genoemde spiergroepen zich samen en zo ja, welke?

Inademing.

Bij de mens spelen bij de ademhaling de volgende spieren een rol:

- spieren tussen de ribben,
- spieren van het middenrif,
- spieren van de buikwand.

Welke van deze spieren trekt zich samen bij een zeer krachtige inademing?

Ademen aan de rekstok.
Zie figuur B 2482 van de bijlage.

Bij iemand die met het hoofd omlaag aan een rekstok hangt, kan uitademing plaats vinden onder meer door

De borstkas.
Zie figuur B 24 van de bijlage.

Het afgebeelde model stelt een gedeelte van de borstkas van de mens voor. De punten P, Q, R en S stellen aanhechtingspunten van tussenribspieren voor.

Een spier die zich samentrekt bij diepe uitademing verbindt

De borstkas.
Zie figuur B 24 van de bijlage.

Het afgebeelde model stelt een gedeelte van de borstkas van de mens voor. De punten P, Q, R en S stellen aanhechtingspunten van tussenribspieren voor.

Een spier die zich samentrekt bij diepe inademing verbindt

Long- en borstvlies.

De ruimte tussen het longvlies en het borstvlies (interpleurale ruimte) is bij zoogdieren gevuld met een lymfe-achtige vloeistof.

Wat zou er bij inademing gebeuren als deze ruimte niet met vloeistof was gevuld, maar in verbinding stond met de buitenlucht?

Druk bij de longen.
Zie figuur B 75 van de bijlage.

Een pneumothorax is een toestand waarbij er zich als gevolg van een opening in de borstwand lucht tussen het borstvlies en het longvlies bevindt. Hierdoor komt een long verschrompeld in de borstholte te hangen (zie tekening P) Bij een gezonde persoon wordt op drie plaatsen (zie tekening Q) de druk gemeten:

Op plaats 1: de druk van de buitenlucht;
op plaats 2: de druk tussen borstvlies en longvlies;
op plaats 3: de druk in de longblaasjes.

Wat is bij een gezonde persoon tijdens de uitademing de volgorde van de druk op de genoemde plaatsen van hoog naar laag?

Trilharen.

De luchtpijp van de mens is bekleed met een trilhaarslijmvlies.

Wat is de belangrijkste functie van de trilharen?

Vissenademhaling.

Vissen zijn in staat voldoende O₂ uit het water op te nemen.

Hoe komt het dat in grootte vergelijkbare reptielen dit niet zouden kunnen?

Ademhaling bij pinguïns.

Bij pinguïns, die in het zuidpoolgebied leven, is het volgende waar te nemen:

- de ingeademde lucht wordt in de neus verwarmd,
- de ingeademde lucht wordt in de neus vochtig gemaakt,
- de uitgeademde lucht wordt door het neusslijmvlies sterk afgekoeld,
- de uitgeademde lucht verliest in de neus veel vocht door condensatie.

Om de gevolgen hiervan voor de pinguïns worden de volgende beweringen gedaan:

1. de pinguïn ademt weinig vocht uit,
2. het bloed in het neusslijmvlies wordt door de uitgeademde lucht verwarmd,
3. het verschil tussen de lichaamstemperatuur en de temperatuur van de uitgeademde lucht is groter dan bij de mens.

Welke beweringen zijn juist?