Tentamen van de cursus

Inleiding in de Levenswetenschappen

 

 

Uitwerkingen &

richtlijnen voor beoordeling

 

 

 

De informatie per vraag is nuttig om flexibel te kunnen zijn in de beoordeling, en om te kijken of vragen te makkelijk/moeilijk waren.

 

 

1 Een onderzoeker behandelt 5 groepen zebravinken met één van de bahandelingen A t/m E zoals aangegeven in de tabel hieronder. Hij geeft de behandelingen met hormonen of hormoonblokkers tijdens de ontwikkelingsfase. De dieren groeien verder onder normale condities op. De onderzoeker test tet zanggedrag op een tijdstip dat de ontwikkeling van onbehandelde dieren afgerond zou zijn. De behandelingen beïnvloeden het zangpatroon wel of niet; als ze het zangpatroon beïnvloeden is dat in meer of mindere mate.

De onderzoeker dient de hormonen of hormoonblokkers direkt en langdurig in de hersenen toe. Een oestrogeen-blokker blokkeert de werking van oestrogeenreceptoren.

 

 

Behandeling

Zangpatroon

 

Afwezig

Compleet

Onvolledige of geen zang

A. Vrouwtje uit ei + oestrogeen tot ± 80 dagen, dan +testosteron

 

x

 

B. Mannetje uit ei + oestrogeenblokker

   

x

C. Mannetje 60 dagen uit ei + testosteron

   

x

D. Vrouwtje na 25 dagen uit ei doof gemaakt

x

   

E. Mannetje na 25 dagen uit ei doof gemaakt

   

x

 

  1. Onder invloed van de hormoonbehandeling gaat het vrouwtje zingen, de hersenkernen ontwikkelen als bij een normaal mannetje.
  2. Het blokkeren van oestrogeenreceptoren stoort sensory en sensory motor learning. Dus als er al zang optreedt, dan is die gestoord.
  3. Toediening van testosteron aan mannetjes na 60 dagen kristalliseert zang voordat deze compleet is.
  4. Vrouwtje doof maken voegt niets toe, of doet niets af, aan zang; de zang zal niet ontwikkeld zijn of worden.
  5. Het mannetje wordt doof gemaakt tijdens sensory learning maar voor sensory motor learning. Het mannetje zal zo het zangmodel van de tutor onvolledig overnemen en het ook niet kunnen oefenen. Het mannetje zal dus gestoorde zang hebben.

 

Beoordeling: 2 punten per goed beargumenteerde keuze. Goede keuze maar foutieve motivatie levert geen punten op!

2 Bij de Lemming loopt de geslachtsbepaling via X en Y chromosomen, maar er is wel iets bijzonders aan de hand. Het X-chromosoom komt in twee vormen voor, een normale die we met X weergeven, en een gemuteerde, die we met X* weergeven. De betrokken mutatie beïnvloedt de sexe-bepaling: het genotype X*Y ontwikkelt zich tot vrouwtje. X*Y vrouwtjes produceren slechts een type eicellen, die een X* chromosoom bevatten.

 

  1. Welke genotypen komen in de populatie voor (met betrekking tot de geslachtschromosomen)?
  2. XX, X*X, X*Y, alledrie fenotypisch vrouwtjes; XY, fenotypisch mannetje.

    (Voor de hand liggende fout: X*X*, fenotypisch vrouwtje. Dit is echter niet mogelijk, omdat fenotypische mannetjes altijd het genotype XY hebben. Op geen enkele wijze kan een zygote dus twee X* chromosomen krijgen.)

     

  3. Geef van elke mogelijke kruising tussen fenotypische mannetjes en vrouwtjes de verwachte verhouding van mannetjes en vrouwtjes in de volgende generatie.
  4. Er zijn 3 kruisingen mogelijk.

    XX x XY levert 50% ♂♂, 50% ♀♀ (XY, XX)

    X*X x XY levert 25% ♂♂, 75% ♀♀ (XY, X*X, X*Y, XX)

    X*Y x XY levert 0% ♂♂, 100% ♀♀ (X*X, X*Y)

     

  5. De X*Y vrouwtjes hebben een functioneel Sry-gen. Wat kun je hieruit concluderen over de genetische basis van de ontwikkeling van de testis?
  6. Bij de vorming van de testis zijn meerdere genen betrokken. Minstens één essentieel gen ligt op het X-chromosoom; bij dieren met een X* is dit gen gemuteerd.

     

    Op het Y-chromosoom liggen maar heel weinig genen. Dat geldt niet voor het X-chromosoom. Vrouwen hebben dus twee exemplaren van alle genen die op het X-chromosoom liggen, mannen maar één. Vroeg in de embryonale ontwikkeling wordt bij vrouwen echter in elke cel één van de twee X-chromosomen geïnactiveerd. Bij alle cellen die door deling uit een cel ontstaan, is hetzelfde X-chromosoom geïnactiveerd.

     

  7. Bij de Lemming komt het relatief vaak voor dat een individu een afwijkend aantal geslachtschromosomen heeft. Geef van de volgende afwijkingen aan of het fenotypisch mannetjes of vrouwtjes zijn. N.B.: bij sommige genotypen zijn meerdere fenotypes mogelijk!
  8. (‘O’ geeft aan dat er slechts één geslachtschromosoom is.)

    1. XXY mannetje
    2. X*XY mannetje of vrouwtje (het is zelfs mogelijk dat een dier hermafrodiet is!)
    3. X*YY vrouwtje
    4. XO vrouwtje
    5. X*O vrouwtje

 

Beoordeling: 2˝ punten per goed onderdeel.

N.B. De onderdelen a) en d) zijn van het ‘alles of niets’ type. Voor deze onderdelen slechts punten toekennen indien de student alle goede antwoorden geeft, en geen foute! Bij d) mag je 2 bonuspunten toekennen als iemand de ‘hermafrodiet-optie’ heeft vermeld.

 

3 Je opa, de vader van je vader, lijdt aan de ziekte van Huntington. Bij deze ziekte treedt tussen de 45 en 50 vroegtijdige dementie op. De ziekte is niet geslachtsgebonden en erft dominant over. Er is geen behandeling voor. Jouw vader is 43 en vertoont geen symptomen van de ziekte.

 

  1. Hoe groot is de kans dat ook jij de erfelijke aanleg voor deze ziekte hebt?

 

Je weet zeker dat je opa het gen heeft, dat betekent dat jij 25% kans hebt, zolang niet duidelijk is dat je vader ook het gen heeft. Als je vader Huntington krijgt is jouw kans 50%.

 

Omdat je plannen maakt om voor langere tijd naar het buitenland te gaan, wil je je laten testen op ziekte van Huntington. Hiervoor is een goede DNA-test beschikbaar. Je bespreekt dit met je vader. Hij vindt het prima dat je jezelf laat testen maar wil pertinent de uitslag niet weten.

 

b) Leg uit welke consequenties de uitslag kan hebben voor je vader en de rest van het gezin.

 

Als bij jou het gen geconstateerd wordt, heeft jouw vader het gen in ieder geval en zal hij een zeer grote kans hebben om de ziekte van Huntington te ontwikkelen aangezien het een dominant gen is. De kans dat je broer of zus het gen hebben is nu 50% (was 25%).
Als jij het gen niet hebt, kan je vader het toch hebben. Voor de rest van de familie brengt die uitkomst geen zekerheid.

 

  1. Geef aan de hand van de criteria voor genetisch screeningsprogramma (leerboek Medische Genetica, Pronk, 1999 blz. 323) aan of het zinvol is om een screeningsprogramma op te zetten voor de Ziekte van Huntington.
  2.  

    Het lijkt zinvol aangezien het een ernstige genetische ziekte betreft die dominant overerft. In het verleden kreeg één van de ouders de ziekte als zij zelf al kinderen hadden en soms al kleinkinderen. Dan zijn er niet zoveel handelingsopties meer behalve aantonen.
    Bij het opzetten van GSP zou je nu in Huntington-families nieuwe ‘ziektegevallen’ kunnen voorkomen.

    Alternatief acceptabel antwoord: Niet zinvol, want de ziekte komt pas op late leeftijd tot expressie, als je geen handelingsopties meer hebt. Maar je hebt dan toch nog kans op een vruchtbaar leven, dat alleen wat korter is dan bij andere mensen.

     

  3. Stel dat besloten wordt tot een screeningsprogramma welke doelgroep zou je dan kiezen?

De doelgroep zou kunnen zijn jong volwassenen in Huntington-families die nog geen kinderen hebben. Handelingsopties kunnen nl. ook zijn goede voorlichting geven en wijzen op de mogelijkheden van pre-implantatietechniek. Het doel is dan het voorkomen van nieuwe gevallen.

 

 

Beoordeling: 2˝ punten per goed onderdeel.

 

4 Onderzoek bij de "Seycheles warbler" (een soort rietzanger) op Cousin island laat zien dat ook bij deze vogelsoort hulpgedrag voorkomt. Dit hulpgedrag werd vooral waargenomen in gebieden (territoria) met rijke vegetatie, weinig wind en relatief veel insecten. Hoewel er voldoende andere broedplaatsen (territoria) aanwezig waren, veranderde dit hulpgedrag niet.

Jonge vogels die direct zelf gaan broeden brengen gemiddeld 1 jong groot. Wanneer de ouders ervaren zijn kunnen ze meer jongen laten uitvliegen, gemiddeld zo’n 1,8. Met een gemiddeld aantal van 1,4 helpers komt dit aantal uit op 4,6. De helpers zijn wel verwanten, maar niet altijd directe verwanten. Gemiddeld is de coëfficient van verwantschap 0,3.

 

  1. Laat met een berekening zien of het voor helpers voordeliger is te helpen dan om zelf te nestelen.

Een paar helpen leidt ertoe dat er 4,6 – 1,8 = 2,8 jongen meer uitvliegen. Per helper is dat 2,8/1,4=2 jongen. Als we de genetische verwantschap verrekenen zien we dat de opbrengst van hulpgedrag 2 x 0,3 = 0,6 genetische equivalenten bedraagt. Dat zijn de baten. De kosten zijn het aantal eigen jongen x de genetische verwantschap, 1 x 0,5 = 0,5 G.E. die de helper niet krijgt. Hulpgedrag levert meer op, en loont dus de moeite. In termen van Hamilton’s rule: br = 0,6, c = 0,5; br – c = 0.1 > 0.

 

Vroeger dacht men dat vogels in de regel monogaam waren. DNA-onderzoek toont echter aan dat dit beeld niet correct is. Bij de oeverzwaluw blijkt zo’n 30% van de jongen een andere vader te hebben dan degene die het jong helpt grootbrengen.

 

b) Wat is in een gemiddeld nest de coefficiënt van verwantschap tussen

 

c) Zal een jonge vogel eerder geneigd zijn haar/zijn moeder of vader te helpen, op grond van de genetische verwantschap?

Een jong zal eerder geneigd zijn de moeder te helpen, omdat de verwantschap daarmee groter is.

 

Beoordeling:

  1. 7 punten voor onderdeel; 5 punten voor het rekenwerk, 2 voor de conclusie; de student hoeft de regel van Hamilton niet te noemen, zolang het rekenwerk maar OK is. Rekenfouten: 2 punt per fout; kijk of het antwoord klopt met de rekensom. Is dat niet zo, dan geen punten toekennen voor de conclusie.
  2. 2 punten
  3. 1 punt.

 

5 Er bestaan veel rassen aardbeiplanten. Als je als veredelaar wilt dat juist jouw planten gekocht worden moet je zorgen dat de aardbeien van jouw planten lekkerder zijn en er beter uitzien dan die van de concurrent. Jij en je concurrent beginnen met hetzelfde ras. Hoe kun jij, zonder gebruik te maken van moderne biotechnologie, ervoor zorgen dat je grote aantallen betere aardbeiplanten te koop aan kan bieden?

 

Met het uitgangsmateriaal ga je aarbeien geslachtelijk voortplanten. Dat levert je veel en gevarieerde nakomelingen op. Hieruit selecteer je de planten met de gewenste eigenschappen. Dit kun je herhalen totdat je tevreden bent over het bereikte resultaat. Daarna kun je via de uitlopers veel exemplaren kweken (cloneren) met precies dezelfde eigenschappen.

 

Beoordeling: Verplichte elementen in de beoordling zijn de variatie t.g.v. sexuele reproductie, de selectie die leidt tot betere kwaliteit, en het cloneren via uitlopers. Respectievelijk 3, 4 en 3 punten.

 

6

  1. Noem 3 problemen die een endoparasiet moet oplossen om in de gastheer zijn levenscyclus voort te kunnen zetten.
  2. De studenten kunnen kiezen uit de volgende mogelijkheden:

    1. De parasiet moet de gastheer binnendringen
    2. De parasiet moet het immuunsysteem van de gastheer omzeilen of misleiden
    3. De parasiet moet voldoende voedsel aan de gastheer ontrekken om veel eieren te kunnen produceren.
    4. De parasiet moet de gastheer niet doden
    5. De parasiet moet ruimte hebben om te kunnen leven.
  3. Waarom heeft een parasiet er belang bij ervoor te zorgen dat zijn/haar gastheer zich niet (meer) voortplant?
  4. De energie die anders aan voortplanting van de gastheer besteed wordt kan nu door de parasiet zelf gebruikt worden.

  5. Wat is het belangrijkste verschil tussen een parasiet en een parasitoid?
  6. Een parasiet is er op uit om zijn gastheer in leven te laten.

    Een parasitoid doodt de gastheer op termijn (nadat de larven gestopt zijn met het consumeren van de gastheer).

  7. Noem een praktische toepassing van deze eigenschap van een parasitoid.

Biologische bestrijding. Als de gastheer een plaaginsect is, dan kun je die bestrijden met parasitoiden. De parasitoid zal de gastheer namelijk doden.

 

Beoordeling: 2˝ punten per goed onderdeel.