Oefentoets Biologie: Dierfysiologie | HAVO 4/HAVO 5 | variant 1

Lichamelijke inspanning.

Er worden drie beweringen gedaan over de effecten van lichamelijke inspanning:

1. de warmteproductie neemt toe,
2. de longventilatie neemt af,
3. de warmte-afgifte wordt geremd.

Welke van deze drie beweringen is(zijn) juist?

Apen.

Een aap (P) bevindt zich in een ruimte waarin de temperatuur 5°C is.
Zijn even grote en even zware eeneiige tweelingbroer (Q) bevindt zich in een ruimte waarin de temperatuur 20°C is.
Beide dieren zijn in rust.
Bij deze apen worden de volgende metingen gedaan:

1. meting van de hoeveelheid zuurstof die per tijdseenheid wordt verbruikt,
2. meting van de hoeveelheid koolstofdioxide die per tijdseenheid wordt uitgeademd,
3. meting van de zweetproductie per tijdseenheid.

Welke van deze metingen levert of welke leveren bij aap P een hogere waarde dan bij aap Q?

Transport van stoffen in het lichaam van de mens.

In het lichaam van de mens vindt onder andere transport van de volgende stoffen plaats:

1. zuurstof vanuit longlucht naar het bloed;
2. koolstofdioxide vanuit spiercellen naar het bloed;
3. aminozuren vanuit de darmholte naar het bloed.

In welk of in welke van deze gevallen vindt het transport uitsluitend plaats door middel van passief transport?

1/8 Duiken naar een koude dis.
Zie figuur B 2926 van de bijlage.

Tekst:
Duikeenden (zoals kuifeenden) beoefenen topsport. De op het IJsselmeer overwinterende vogels leven van driehoeksmosselen. Het opduiken en verteren van de mosselen legt een zo groot beslag op wat de vogels fysiek aankunnen, dat het een topprestatie is dat zij de winter overleven.
Duikeenden foerageren voornamelijk ‘s nachts. Ze duiken drie- tot vijfhonderd keer per nacht om hun dagelijks rantsoen te verzamelen en slikken de mosselen in hun geheel door. Bij elke duik hebben de eenden slechts kort de tijd om onder water mosselen te vinden die bovendien vaak losgerukt moeten worden. Voor de duikeend zijn daarom de diepte waarop de mosselen zich bevinden, het gemak waarmee ze zijn te vinden en de snelheid waarmee ze zijn door te slikken, van het allergrootste belang.

bewerkt naar: J. de Leeuw, Overwinterende duikeenden, Natuur & Techniek 1, januari 2000

De lichaamsbouw van duikeenden is niet geschikt voor langdurig verblijf onder water.

Welk organenstelsel van duikeenden is met name niet aangepast aan leven onder water?

2/8 Duiken naar een koude dis.

Het bewerken en verteren van de ingeslikte mosselmaaltijd kost veel energie. In de maag kraken en bewerken twee ‘molenstenen' in de vorm van verhoornde platen voorzien van stevige spierbundels, de mosselen tot gruis. Er ontstaat een schelpenbrij die verder het darmkanaal in gaat.

Enkele processen die een rol spelen bij de vertering in het menselijk lichaam zijn:

1. de werking van het gebit in de mond;
2. de werking van enzymen in de maag;
3. de werking van zoutzuur in de maag;
4. de werking van gal in de twaalfvingerige darm.

Met welk proces of met welke processen komt het verbrijzelen van mosselen in de maag overeen?

3/8 Duiken naar een koude dis.
Zie figuur B 2926 van de bijlage.

Duikeenden hebben een lichaamstemperatuur van rond de 40 C. Voor het handhaven van die temperatuur beschikken de vogels over een verenpak dat een isolerende luchtlaag vasthoudt. Die laag zorgt ervoor dat het eendenlijf niet te snel afkoelt, maar werkt tijdens het duiken tegelijk als een ballon. De eenden peddelen dan ook stevig om hun voedsel te bereiken.

Hoe dieper een eend onder water komt, hoe groter de druk wordt van het water op de luchtlaag.

Leg uit waardoor een luchtlaag in het verenpak minder gunstig is als isolatiemiddel dan bijvoorbeeld een vetlaag, wanneer de druk tijdens het duiken toeneemt.

4/8 Duiken naar een koude dis.

Doordat de isolerende luchtlaag onder water niet perfect werkt, koelen de vogels toch wat af. Bovendien zijn duikeenden klein, waardoor zij relatief gezien meer moeite hebben om hun lichaamstemperatuur op peil te houden.

Leg uit waardoor het handhaven van de lichaamstemperatuur een klein dier relatief meer energie kost dan een groot dier.

5/8 Duiken naar een koude dis.
Zie figuur B 2927 van de bijlage.

In de afbeelding zijn vier verschillende vormen van vogelpoten weergegeven.

Welke poten zijn voor duikeenden het meest gunstig, gelet op de manier waarop ze hun voedsel verzamelen?

6/8 Duiken naar een koude dis.
Zie figuur B 2928 van de bijlage.

In de figuur is in afbeelding A het energieverbruik van duikeenden weergegeven. In afbeelding B is de energieopname van twee duikeenden (P en Q) in een diagram getekend.

De energiebalans is de verhouding tussen de hoeveelheid opgenomen energie en de hoeveelheid energie die verbruikt wordt.

afbeelding

Na hoeveel uur duiken komt bij eend P de energiebalans boven 1? Geef je antwoord in hele uren.

7/8 Duiken naar een koude dis.
Zie figuur B 2928 van de bijlage.

Duikeenden gaan efficiënt met hun energie om. Het zoeken naar mosselen in ondiep water heeft dan ook de voorkeur boven duiken in dieper water. Daar komt bij dat de kwaliteit van de mosselen afneemt met de diepte. Op een diepte van vijf meter zijn de mosselen bijna tweemaal zo mager als op twee meter diepte.

In de figuur is in afbeelding B de energieopname van twee duikeenden (P en Q) uitgezet tegen het aantal uren duiken.

Welke grafiek, die van P of die van Q, geeft de situatie weer bij de lagere mosselkwaliteit? Leg je antwoord uit.

8/8 Duiken naar een koude dis.
Zie figuur A 716 & figuur B 2929 van de bijlage.

Slechts een klein deel van de mosselvoorraad komt op ondiepe plekken voor. In de meeste winters zijn de goede voedselgronden langs de IJsselmeerkust al vóór de jaarwisseling grotendeels uitgeput.
Kuifeenden rusten veelal in de luwte van de kust. Soms echter ook in groepen op het open water als het heen en weer vliegen teveel energie kost.
Met radar zijn de vliegtrajecten van de kuifeenden langs het IJsselmeer vastgelegd. In de afbeelding (R en S) zijn deze trajecten met lijntjes aangegeven. Ook is aangegeven waar zich op het IJsselmeer groepen rustende kuifeenden bevinden. De ene kaart geeft de situatie vroeg in de winter weer, de andere laat in de winter.

Zie figuur B 2929 van de bijlage.

In de staafdiagrammen T en U van figuur B 2929 is weergegeven hoe ver de dieren vliegen vroeg en laat in de winter.

Welke kaart geeft de situatie weer van laat in de winter en welk staafdiagram hoort daarbij? Geef voor de keuze van de kaart twee argumenten.

1/2 Krabbenlarven.
Zie figuur A 732 van de bijlage.

Bij bepaalde soorten organismen wordt de temperatuurtolerantie beïnvloed door de zoutconcentratie van het water waarin de soort voorkomt. Een voorbeeld hiervan geeft de afbeelding.

bewerkt naar: J. Ringelberg, Aquatische oecologie in het bijzonder van het zoete water, Utrecht, 1976, 62 en 63

Hierin is uitgezet het sterftepercentage van een larvestadium van de krab Sesarma cinereum bij verschillende temperaturen en zoutgehaltes. Zo sterft bij 31,0°C en een zoutgehalte van 1,4%, 20% van de larven.

Beneden welk zoutgehalte (afgerond op 0,1) wordt bij een temperatuur van 18°C een sterfte waargenomen van 50% en meer?
Boven welk zoutgehalte (afgerond op 0,1) wordt bij een temperatuur van 18°C een sterfte waargenomen van 50% en meer?

2/2 Krabbenlarven.
Zie figuur B 7114 van de bijlage.

Krabben worden vaak door zeevogels als voedsel gebruikt. Krabben ontkomen nogal eens aan hun predator, door zich razendsnel in het zand in te graven zodra zij 'het idee krijgen' dat de predator in de buurt is. Een nadeel is dat de krabben dan niet naar voedsel kunnen zoeken.
Uit onderzoek aan de krabbensoort Uca lactea is gebleken dat deze krab zich slechts 2 minuten onder het zand verborgen houdt. Daarna komt hij weer te voorschijn en gaat naar voedsel zoeken.
Naar aanleiding van het gedrag van predator (zeevogel) en prooi (krab) worden twee uitspraken gedaan:

1. Krabben die korter dan 2 minuten ingegraven zijn, verdwijnen als gevolg van predatie door de vogels uit de populatie;
2. Krabben die langer dan 2 minuten ingegraven zijn, verdwijnen als gevolg van voedselconcurrentie uit de populatie.

Welke uitspraak is of welke uitspraken zijn juist?

1/3 Lichaamstemperatuur.

De lichaamstemperatuur van de meeste vissen, amfibieën en reptielen is gelijk aan de temperatuur van de omgeving. Kikkers behoren tot de amfibieën. In de winter overleven ze onder water, in de modder. Hun ademhaling (gaswisseling) vindt dan plaats door de huid. 's Zomers gebruiken ze voor hun ademhaling, naast hun huid, ook hun longen. Kikkers gebruiken in de zomer meer zuurstof dan in de winter, door een hoger stofwisselingsniveau. Dit hogere stofwisselingsniveau is het gevolg van de snellere werking van de enzymen.

Waardoor werken in de kikkers deze enzymen in de zomer sneller dan in de winter?

2/3 Lichaamstemperatuur.
Zie figuur A 856 van de bijlage.

Niet alle gewervelde dieren hebben eenzelfde bloedsomloop (bloedvatenstelsel). In de loop van de tijd is de bloedsomloop volgens evolutiebiologen geëvolueerd tot een steeds ingewikkelder organenstelsel. Uit de enkelvoudige bloedsomloop van een vis ontwikkelde zich de dubbele bloedsomloop van de zoogdieren.
In de afbeelding is de bloedsomloop van een kikker schematisch getekend. In de legenda zie je welke delen van bloedsomloop zuurstofarm bloed bevatten. Niet alle bloedvaten zijn weergegeven.

Welke letter geeft in deze afbeelding bloedvaten naar de huid aan, die betrokken zijn bij de huidademhaling?

3/3 Lichaamstemperatuur.
Zie figuur B 3795 van de bijlage.

In de afbeelding zijn op dezelfde schaal twee soorten vossen afgebeeld.
Bij dieren met een constante lichaamstemperatuur, vogels en zoogdieren, is een relatie bij verwante soorten ontdekt tussen de grootte en de klimaatzone waar die soorten voorkomen.

afbeelding

Welke van deze vossen leeft in de poolstreek? Noem drie gegevens uit de afbeelding, waaruit je die conclusie trekt.

1/3 Paling in de sloot
Zie figuur B 411 van de bijlage.

Een paling leeft enige tijd in een sloot. Op een gegeven moment trekt het dier naar zee. Tijdens deze trektocht worden vaak 's nachts bepaalde trajecten over land afgelegd. Wanneer de paling over land kruipt, wordt zuurstof opgenomen via de kieuwen en vooral via de huid. Bovendien wordt dan zuurstof die zich in de lucht in de zwemblaas bevindt, opgenomen in het bloed.

In het diagram is in grafiek P het totale zuurstofverbruik van een paling weergegeven die uit het water op het land komt. In de grafieken Q, R en S is weergegeven hoeveel zuurstof de paling opneemt via de genoemde delen: huid, kieuwen en zwemblaas.

Welke grafiek geeft de zuurstofopname via de huid weer?

2/3 Paling in de sloot
Zie figuur B 411 van de bijlage.

Bij het kruipen over land verbruikt de paling meer energie dan bij het zwemmen in het water.

Verkrijgt de paling bij zijn activiteiten in de periode tussen 1 en 5 uur (zie figuur B 411 van de bijlage) energie uit dissimilatie van glucose met zuurstof of zonder zuurstof of uit beide processen?

3/3 Paling in de sloot

De paling komt in zee.

Is de concentratie van opgeloste stoffen in de urine van de paling in zee lager dan, gelijk aan of hoger dan die van het dier toen het in de rivier zwom?

1/4 Metromuggen in Londen.
Zie figuur B 7115 van de bijlage.

Muggen van de soort Culex pipiens raakten honderd jaar geleden, bij de aanleg van de metro in Londen, ingesloten. Voor deze muggen zijn vogels de natuurlijke gastheer. Vogels zijn er echter niet veel in de metrotunnels; muizen en ratten daarentegen wel. Deze metromuggen zijn in relatief korte tijd geëvolueerd tot een soort, die zich voedt met het bloed van muizen en ratten. De omstandigheden in de metrogangen zijn gunstig voor de muggen. De temperatuur is er relatief hoog en er zijn waterplassen.
De metromuggen zijn vrijwel niet meer in staat om nog te paren met de oorspronkelijke soort Culex pipiens.

Bewerkt naar: Volkskrant, 5-9-1998

Kun je, uitsluitend op grond van het feit dat de metromuggen een andere gastheer hebben dan Culex pipiens, concluderen dat het om verschillende soorten gaat, zoals in het krantenbericht is vermeld? Leg je antwoord uit.

2/4 Metromuggen in Londen.

Leg uit waardoor een relatief hoge temperatuur een snelle ontwikkeling van de muggen bevordert.

3/4 Metromuggen in Londen.

Leg uit dat een snelle voortplanting kan leiden tot een evolutie in een relatief korte tijd.

4/4 Metromuggen in Londen.

De muggen in het Londense metrostelsel zetten hun eitjes in het water af. De larven die uit deze eitjes komen, leven in het water. Door gebrek aan licht kan de voedselketen waar deze larven deel van uitmaken, hier niet met producenten beginnen.

Waarmee zal de voedselketen, waar de muggenlarven deel van uitmaken, beginnen?

1/3 Pinguïns.
Zie figuur B 2498 van de bijlage.

In de tekening zijn twee pinguïns van verschillende soorten weergegeven. De gemiddelde lengten van dieren van deze soorten zijn onder de tekeningen vermeld. Eén van de soorten leeft in Antarctica, de andere in de buurt van de evenaar. In een dierentuin bevinden dieren van beide soorten zich in rust bij een temperatuur van 10°C.

Bij welke dieren zal de warmteproductie per gram lichaamsgewicht in deze omstandigheden het grootst zijn?

2/3 Pinguïns.

Geef een verklaring voor je antwoord en verwerk daarin de gegevens over het lichaamsoppervlak en het lichaamsvolume van deze dieren.

3/3 Pinguïns.
Zie figuur B 2498 van de bijlage.

Welk dier is dus het best aangepast aan een koud klimaat?

1/5 Vette paling haalt Sargassozee best.
Zie figuur B 2975 van de bijlage.
Tekst:

Al lang is bekend dat de Europese paling (Anguilla anguilla) naar de Sargassozee zwemt om te paaien (zie de afbeelding). Onderzoek aan de Universiteit Leiden toont aan dat palingen over genoeg vet beschikken voor het maken van de 6000 kilometer lange tocht zonder onderweg te eten. Een volwassen paling weegt twee kilo. Twintig procent van zijn lichaamsgewicht is vet.
Na de maandenlange zwemtocht houdt het vrouwtje blijkbaar nog voldoende vet over voor de aanmaak van eitjes. In zwemtunnels worden palingen gedurende tien dagen gevolgd en onderzocht. Uit de gegevens van dit onderzoek is berekend hoe groot het vetverlies is als de vissen van Europa naar de Sargassozee zwemmen. De Leidse onderzoekers berekenden dat een paling tijdens deze tocht 38,5 procent van zijn vetvoorraad kwijt raakt.

bewerkt naar: de Volkskrant, 15 januari 2000

Tijdens het onderzoek werden verschillende metingen gedaan in de zwemtunnels.

Noem de twee meetgegevens die de onderzoekers nodig hebben om de bovengenoemde berekening te kunnen maken.

2/5 Vette paling haalt Sargassozee best.

Behalve in vet kunnen dieren ook energie opslaan in een koolhydraat.

In welk koolhydraat wordt energie dan in hun lichaam opgeslagen?

3/5 Vette paling haalt Sargassozee best.

Bij dieren wordt echter maar weinig energie opgeslagen in een koolhydraat. Het grootste deel van de energievoorraad bestaat uit vet.

Leg uit waardoor energieopslag in vet voor de paling gunstiger is dan energieopslag in een koolhydraat.

4/5 Vette paling haalt Sargassozee best.

Er zijn meer diersoorten die voor de voortplanting teruggaan naar de plaats waar zij hun leven begonnen. Zalmen bijvoorbeeld zwemmen voor hun voortplanting vanuit zee stroomopwaarts naar de beken waarin ze hun leven zijn begonnen. Palingen zijn misschien wel de enige dieren ter wereld die zich voor de voortplanting op één plaats verzamelen: de Sargassozee. Er blijkt een aantal zalmsoorten te bestaan terwijl er maar één palingsoort is.

Verklaar waardoor het ontstaan van nieuwe palingsoorten vrijwel onmogelijk is. Leg uit dat het ontstaan van nieuwe soorten bij zalmen wel mogelijk is.

5/5 Vette paling haalt Sargassozee best.

Lange tijd was er weinig bekend over de voortplanting van palingen. Opvallend was dat in zoet water nooit palingen onder een bepaalde afmeting gevonden werden. Als gevolg hiervan ontstond het idee dat palingen zich anders voortplanten dan andere vissen. De Griekse filosoof Aristoteles beweerde dat palingen ontstonden uit dode takjes die in het water lagen. Door de levenskrachtige lentezon beschenen, ontstonden hieruit palingen.
Deze verklaring is een voorbeeld van een theorie die ervan uitgaat dat, onder bepaalde omstandigheden, uit dode stof levende wezens kunnen ontstaan.

Geef de naam van deze theorie.

1/2 Vleermuizen.
Zie figuur B 3007 van de bijlage.

Vleermuizen zijn zoogdieren die kunnen vliegen met behulp van een vlieghuid die gespannen is tussen de ledematen en de staart (zie de afbeelding). De vlieghuid is vrijwel kaal, elastisch en sterk doorbloed. Eventuele verwondingen genezen snel.
Enkele weefsellagen van de huid van de mens zijn de hoornlaag, de kiemlaag en de lederhuid.

Welke van deze lagen is of welke zijn ook in de vlieghuid van de vleermuis aanwezig?

2/2 Vleermuizen.

In Nederland overwinterende vleermuizen houden een winterslaap. Vleermuizen in de tropen gaan niet in winterslaap.

Door welke biotische milieufactor kunnen vleermuizen in de tropen overleven zonder winterslaap?

1/5 Leven op de waakvlam.

De winterslaap dient voornamelijk om energie te besparen. Met het schaarse voedsel dat in de winter beschikbaar is, kunnen egels, vleermuizen en andere kleine, warmbloedige dieren hun temperatuur niet op peil houden. Ook zogenoemd koudbloedige dieren zoals kikkers en adders besparen energie, zij graven zich in en zetten hun stofwisseling op een zeer laag pitje. Sommige kunnen, dankzij de inzet van lichaamseigen antivries, hun temperatuur tot onder het nulpunt laten dalen.
Zelfs als er voldoende voedsel is, dan nog kunnen sommige koudbloedige dieren niet actief zijn in de winter.

Leg uit waardoor deze dieren niet actief kunnen zijn in de winter, ook al is er voldoende voedsel.

2/5 Leven op de waakvlam.

De strategieën van diverse ‘winterslapers' verschillen sterk. Egels bijvoorbeeld eten hun buikje rond in het najaar en beginnen na twee dagen vasten aan hun winterslaap. De aangelegde vetvoorraad levert hen genoeg energie tot het voorjaar, wanneer ze slank en gezond ontwaken.
De hamster daarentegen hamstert: voor de winter legt hij een flinke voorraad voedsel aan, zoals beukennootjes en eikels. Tijdens de winterslaap ontwaakt hij met enige regelmaat om te eten.
Vet is voor een winterslaper als de egel voordelig omdat vet isolerend werkt.

Daarnaast is voor de egel de opslag van het voedsel in de vorm van vet efficiënter dan in de vorm van koolhydraten.

Leg dit uit.

3/5 Leven op de waakvlam.

Energie kan worden opgeslagen in de vorm van een koolhydraat.

In de vorm van welk koolhydraat wordt energie in het lichaam van de mens uiteindelijk opgeslagen?

4/5 Leven op de waakvlam.

Onderzoekers zijn er nog niet uit welke factoren leiden tot de overgang van zomerse activiteit naar winterslaap. Kouder weer, dus verlaging van de temperatuur op zich, is niet voldoende.

Noem nog een andere abiotische factor die een rol zou kunnen spelen bij het ingaan van de winterslaap.

5/5 Leven op de waakvlam.
Zie figuur A 859 van de bijlage.

Ware winterslapers slapen juist helemaal niet betogen sommige experts. Het best bestudeerd is de wereldrecordhouder op dat gebied, de pooleekhoorn. Dit diertje laat zijn lichaamstemperatuur dalen tot –2ºC. Pas als deze temperatuur nog verder dreigt te zakken gaat er een inwendig kacheltje aan, dat voorkomt dat hij bevriest. Toch brengt de pooleekhoorn ongeveer twee keer per maand zijn temperatuur snel op normaal niveau en zijn hartslag stijgt van enkele slagen per minuut naar de normale driehonderd slagen. Dat lijkt een enorme verkwisting van energie. Volgens onderzoekers heeft het diertje echter behoefte aan echte slaap en naar blijkt, kan dat bij een lichaamstemperatuur lager dan –2°C niet.

In de afbeelding A 859 staan vier grafieken waarin het verband tussen het vetgehalte in de pooleekhoorn en de tijd in de winter is weergegeven.

Welke van deze grafieken geeft het verband juist weer?

1/2 Woestijnspringmuizen.
Zie figuur B 1348 van de bijlage.

In de afbeelding is een woestijnspringmuis getekend. Woestijnspringmuizen leven in woestijnen en zijn alleen 's nachts actief. Ze kunnen jarenlang, zonder te drinken, uitsluitend van droge zaden leven. Deze zaden bevatten slechts 4% water en dat is voor de dieren niet voldoende om het dagelijkse waterverlies aan te vullen.

Waaruit verkrijgen Woestijnspringmuizen, zonder te drinken, de rest van het benodigde water?

2/2 Woestijnspringmuizen.

De Woestijnspringmuis is alleen 's nachts actief. Als hij overdag actief zou zijn, zou hij meer water verliezen.

Leg uit waardoor de Woestijnspringmuis overdag meer water zou verliezen.

Kolibrie.

Een kolibrie gaat iedere nacht in 'winterslaap' omdat

Veeteelt.

Het warmteverlies per kilogram lichaamsgewicht per dag is bij konijnen veel hoger dan bij een rund.

Wat is hiervan de oorzaak?