Profielwerkstuk van Celine de Jong
Dockingacollege te Dokkum, vwo
05-03-2018
Meneer Snakenborg
, Voorwoord
In het vijfde jaar van het vwo krijgen alle leerlingen te maken met een belangrijke opdracht,
het profielwerkstuk. In het derde jaar van het vwo zijn we al eerder in aanraking gekomen
met het maken van een mini-profielwerkstuk met een groepje van drie à vier leerlingen bij
het vak wetenschapsoriëntatie, maar dit keer voor mij de uitdaging om het alleen te maken.
In het vierde jaar van het vwo heb ik met de lessen van het vak ANW een onderzoek gedaan
naar bacteriegroei op verschillende voorwerpen. Dit experiment en ook het onderwerp
bacteriën spraken mij gelijk aan. Bij de introductie van het profielwerkstuk, kwam dit
experiment mij gelijk te binnen schieten.
Een grote interesse van mij is make-up. Make-up is iets wat ik al een langere tijd interessant
vind en waar ik ook al redelijk veel kennis over beschik. De zoekopdracht make-up en
bacteriën bracht mij naar een prezi waarbij een experiment werd uitgelicht waarin
onderzocht werd in welk make-up product de meeste bacteriën groeien.1
Dit experiment heeft mij heel erg op weg geholpen naar het uitvinden van hoe ik mijn
profielwerkstuk eruit zou willen laten zien. Na het lezen van dit experiment was ik er
namelijk zeker van dat ik mij tachtig uren met mijn profielwerkstuk over make-up en
bacteriën wilde bezighouden.
Waar ik erg benieuwd naar was, waren de gevolgen van het make-up dragen op de huid. Na
lang brainstormen en hulp van mijn begeleider ben ik op de hoofdvraag gekomen:
Wat voor invloed heeft het niet-reinigen van het gezicht met make-up op de bacteriegroei
van de huid?
Voor het onderzoeken van mijn probleemvraag heb ik een experimenteel practicum verricht.
Hierbij wil ik mevrouw van der Meer bedanken. Zij heeft voor alle benodigdheden gezorgd
waar ik zelf niet aan kon komen en daarnaast een deel van het practicumlokaal vrijgehouden
voor mijn experiment.
Daarnaast wil ik mijn vader en moeder bedanken. Mijn vader heeft mij vanuit esthetisch
oogpunt geholpen met het werkstuk. Mijn moeder heeft samen met mij informatie gezocht
in de bibliotheek, die te maken heeft met mijn onderwerp en ze heeft me geholpen met
producten uit te zoeken die benodigd waren voor het experiment.
Deze ondersteuning heeft bijgedragen voor het tot stand komen van mijn uiteindelijke
profielwerkstuk.
Bacteriën zijn micro-organismen die niet met het blote oog te zien zijn. Bacteriën variëren
in grootte van 0,2 micrometer tot 500 micrometer. Met apparatuur kunnen we deze
kleine micro-organismen wel in beeld brengen. Bacteriën kunnen onder een
lichtmicroscoop gezien worden. Door het observeren van bacteriën onder de microscoop
weet men dat bacteriën eencellige organismen zijn. Deze micro-organismen zitten overal:
in de lucht, in het water en ook in de grond.2
1.2 Bouw
Hieronder is een schematische weergave van de bouw van een bacterie en de onderdelen
van de bacterie te zien. Elk onderdeel wordt hieronder behandeld:
DNA en Plasmiden
Bacteriën zijn prokaryoten. Dit betekent dat ze geen celkern bevatten. Doordat een
prokaryote cel geen celkern bevat, ligt
het DNA van de bacteriën midden in
het cytoplasma van een bacteriecel.3
Veel bacteriën bezitten naast dit grote
DNA-molecuul nog plasmiden. Dit zijn
veel kleinere ringvormige moleculen
DNA.4 Plasmiden kunnen genen
uitwisselen tussen andere bacteriën:
conjugatie.5 Het DNA is op de
afbeelding hiernaast afgebeeld als een
soort van netwerk van draden en het
plasmide als een ronde lus.
Figuur 1 Bouw bacterie
Cytoplasma en DNA
Bacteriën worden wel prokaryoten genoemd. Dit betekent dat ze geen celkern bevatten.
Doordat een prokaryote cel geen celkern bevat, drijft het DNA van de bacteriën los in een
waterige oplossing van eiwitten, mineralen en suikers: het cytoplasma. Deze oplossing
vormt een beschermde omgeving voor het inwendige van de cel.6 Het DNA van de
bacterie bestaat uit één kringelvormig chromosoom7 waarin de erfelijke informatie van
de bacterie is vastgelegd.8
,Celmembraan
Het cytoplasma wordt omsloten door een celmembraan. Het celmembraan bestaat voor
ongeveer zestig procent uit eiwit en voor veertig procent uit fosfolipiden.9 Een fosfolipide
bestaat uit een polaire kop, fosfaat, die in het water wil zijn en twee apolaire staarten,
vetzuren, die water afstoten.10 (Zie afbeelding 2) Het celmembraan kan ontstaan als de
fosfolipide in het water zit. De fosfolipiden gaan als een dubbele laag bij elkaar zitten. Dit
gebeurt doordat de hydrofobe vetzuren van een fosfolipide zich naar binnen begeven
zodat het contact van water vermeden wordt. De hydrofiele fosfaatkoppen van de
fosfolipiden gaan zich juist naar de waterkanten richten.11 Op de afbeelding hieronder is
te zien dat de fosfaten zich dus naar buiten begeven en de vetzuren. Deze dubbele laag
vormt uiteindelijk een bolletje en zo kan een celmembraan ontstaan.
Dubbele laag
Enkele laag
Figuur 2 Opbouw celmembraan
Het celmembraan van een bacterie is semipermeabel.12 Dit wil zeggen dat alleen
watermoleculen doorlaatbaar zijn door de kleine poriën van de wand. Watermoleculen
gaan van de kant met de laagste concentratie aan opgeloste stoffen naar de kant met de
hoogste concentratie. Als de concentratie ofwel de osmotische waarde buiten de cel lager
wordt, gaat water naar de cel. De cel kan dan zover uitzetten dat ze knapt. Als de
osmotische waarde echter hoger wordt, verlaat water de cel en krimpt de cel.13 Als de
concentratie van het cytoplasma even groot is als de concentratie van de oplossing buiten
de cel, spreek je van een osmotisch stabiel milieu.14 Er zijn bacteriën die op deze manier
geen extra, relatief dikke celwand nodig hebben en alleen een celmembraan bezitten.
Celwand
De meeste bacteriën bezitten echter wel een celwand. De osmotische druk die het
cytoplasma uitoefent op het celmembraan is namelijk erg hoog. Zonder een celwand zal
steeds meer water in de cel komen en uiteindelijk de bacteriecel uit elkaar laten
knappen.15 De celwand bepaalt de vorm, maar ook de stevigheid van de bacterie.16
,Flagellen
Menig soorten bacteriën bezitten zweepstaartjes of flagellen waarmee ze kunnen
voortbewegen. De flagellen bij bacteriën draaien rond en zijn gevestigd in de membranen
met een aantal ronde eiwitten.17
Kapsel
Daarnaast bevatten sommige soorten bacteriën een kapsel. Het kapsel is een laag van
polysachhariden (ketens van suikers) die de bacterie extra bescherming geeft. Ook kan
een kapsel gebruikt worden om aan andere cellen vast te plakken.18
1.3 Variatie
Op verschillende manieren kunnen bacteriën worden onderscheiden:
1.3.1 Onderscheid naar vorm
Er zijn verschillende typen bacteriën. Bolvormige bacteriën (Kokken), staafvormige
bacteriën (Bacillen), kommavormige bacteriën (Vibrionen), Spiraal- of schroefvormige
bacteriën (Spirillen)19 en draadvormige bacteriën (Actinomyceten).20
1.3.2 Onderscheid naar celwand
Op basis van de structuur van de celwand worden bacteriën ingedeeld in gramnegatief en
grampositief. Bij grampositieve bacteriën bestaat de celwand uit peptidoglycaan en
fosfolipiden.21 Bij gramnegatieve bacteriën bezit de celwand een extra membraan met
lipopolysacchariden en fosfolipiden en een periplasma22 die een dunne laag
peptidoglycaan bevat.23
Figuur 3 Wand grampositieve bacterie Figuur 4 Wand gramnegatieve bacterie
Hierboven zie je de opbouw van een celwand van een gramnegatieve en grampositieve
bacterie. Op de afbeelding is te zien dat bij de grampositieve bacterie het extra
membraan met lipopolysacchariden en fosfolipiden ontbreekt.
17
Https://www.bioplek.org/animaties/celtotaal/bacterie.html
18
Ibidem
19
Https://wetenschapentechniek.wikispaces.com/Technologie_en_natuur
20
Https://www.labuitslag.nl/bacterien/
21
Https://www.bioplek.org/animaties/celtotaal/bacteriex.html
22
Https://nl.wikipedia.org/wiki/Celwand
23
Ibidem
6
,1.3.3 Onderscheid naar voeding
Bacteriën kunnen op basis van voedselvoorziening onderverdeeld worden in twee
groepen: autotrofe bacteriën en heterotrofe bacteriën.
Heterotrofe bacteriën
De meeste bacteriën zijn heterotroof. Ze zijn niet in staat om zelf in energie te voorzien.
Deze micro-organismen leven daarom van oude organismen en voeden zich met
organische stoffen.24 Heterotrofe bacteriën kunnen van kleinere organische stoffen
grotere organische stoffen maken.25
Autotrofe bacteriën
Autotrofe bacteriën zijn bacteriën die in tegenstelling tot heterotrofe bacteriën wel in
staat zijn om zelf in energie te voorzien. Zij zijn hiervoor geen organische stoffen
benodigd.26 Autotrofe bacteriën kunnen ook weer onderscheiden worden in twee
groepen:
- Foto-autotrofe bacteriën: Met behulp van de anorganische stoffen, koolstofdioxide
en water en de energiebron: lichtenergie, kunnen bacteriën hun lichaamseigen
organische stoffen (suiker) maken. Bij deze reactie ontstaat ook nog zuurstof. Dit
proces wordt ook wel fotosynthese genoemd.27 Cyanobacteriën zijn bacteriën die
fotosynthese uitvoeren.28 Ter verduidelijking is de reactievergelijking van de zojuist
beschreven fotosynthese hieronder weergegeven.
Figuur 5 Reactievergelijking fotosynthese
Zes koolstofdioxide-moleculen, zes watermoleculen
Figuur 5 Reactievergelijking fotosyntheseworden met behulp van lichtenergie
omgezet in één suikermolecuul en zes zuurstofmoleculen.
- Chemo-autotrofe bacteriën: Ze maken hun lichaamseigen organische stoffen ook zelf
uit koolstofdioxide. Echter gebruiken zij een andere, chemische omzetting als
energiebron dan lichtenergie.29 Dit proces wordt chemosynthese genoemd:
chemische energie wordt gebruikt om water en koolstofdioxide om te zetten tot
energierijke stoffen.30
24
Https://www.10voorbiologie.nl/index.php?cat=9&id=749&par=762&sub=764
25
Https://www.bioplek.org/6ath/6vwo_examen_samenvattting_VTF/vwo_VTF_examen_
energiestromen_D1.html
26
Http://educatie.ugent.be/elogebruik/leerpaden/bact/eigenschappen.html
27
Https://www.10voorbiologie.nl/index.php?cat=9&id=749&par=762&sub=764
28
Ibidem
29
Ibidem
30
Http://educatie.ugent.be/elogebruik/leerpaden/bact/eigenschappen.html
7
, 1.4 Voortplanting
Bacteriën planten zich ongeslachtelijk voor. Dit
doen ze door binaire deling.31 1
Binaire deling wordt door de Encyclo 2
gedefinieerd als:
“De reproductie van een prokaryote cel door
splitsing in twee gelijke dochtercellen, die elk 3
het potentieel hebben om uit te groeien tot de
grootte van de oorspronkelijke cel.”32
4
Bij dit proces wordt allereerst het DNA in de
moedercel (de delende cel) gekopieerd. Dit 5
wordt ook wel DNA-replicatie genoemd.33 Dit is
op afbeelding vijf te zien als situatie nummer 2. FiFiguur 9 Binaire deling
gu
De cel begint te groeien. Elke cirkelvormige ur
DNA-streng maakt zich nu vast aan het celmembraan. 4 Wanneer de cel langwerpig begint
te worden, worden de twee DNA-kopieën uit elkaar Bigetrokken (situatie 3). Het
celmembraan vouwt zich naar binnen en vormt een nascheidingswand.34 (sitautie 4)
ire
De celdeling heeft plaatsgevonden: zoals te zien is de
bij situatie 5 heeft de cel zich in
lin
tweeën gedeeld. Zo is de celinhoud van de twee nieuwe dochtercellen dezelfde als de
moedercel.35 g1
2
1.5 Bacteriekweek
1.5.1 Bacteriekweek algemeen 3
Bacteriekweek wordt omschreven als:
“Het maken van een bacteriekweek is een diagnostische procedure waarbij een monster
4
van een geïnfecteerd deel van het lichaam op of in een kunstmatig kweekmedium
(voedingsbodem) wordt geplaatst, om daaruit bacteriekolonies te kweken.”36
5
Allereerst wordt een monster van het geïnfecteerde gebied genomen. De verkregen
monsters worden op de voedingsbodem geplaatst.FigVaak wordt agar als kweekmedium
uur
ofwel voedingsbodem verkozen. Op deze voedingsbodem zullen de bacteriën zich
5
vermenigvuldigen en uiteindelijk kolonies vormen.Bin
De voedingsbodem wordt
overgebracht in platte, ronde, ondiepe glazen schaaltjes
aire genaamd petrischalen. Deze
deli
ng
31
Https://www.micropia.nl/nl/ontdek/microbiologie/binaire-deling/#gref
32
Http://www.encyclo.nl/begrip/binaire%20delingFi
33
Https://nl.wikipedia.org/wiki/Binaire_deling gu
34
Ibidem ur
35
Https://wetenschapentechniek.wikispaces.com/Technologie_en_natuur
6
36
Https://encyclopedie.medicinfo.nl/bacteriekweek
O
pp
er
8
hu
id:
de
,petrischalen worden in de broedstoof geplaatst, een machine waarin bepaalde
omstandigheden bacteriegroei bevorderen. De petrischalen kunnen onderzocht worden,
wanneer de bacteriën eenmaal het gewenste stadium bereikt hebben.37
1.5.2 Kweekomstandigheden
Bij het kweken van bacteriën wil men omstandigheden die gunstig zijn voor de groei van
bacteriën. Hieronder staan een aantal factoren uitgelicht die invloed uitoefenen op het
kweekproces.
Zuurstof
De aanwezigheid van zuurstof heeft een positief effect op de groei van bacteriën bij
areobe bacteriën. Deze bacteriën hebben een omgeving nodig waar zuurstof aanwezig is
om te kunnen groeien. Echter zijn er ook bacteriën die afsterven bij aanwezigheid van
zuurstof. Dit zijn anaerobe bacteriën. Deze groeien in een omgeving zonder zuurstof.38
Daarnaast zijn er nog facultatief anaerobe bacteriën die kunnen leven met en zonder
zuurstof en tenslotte nog de groep micro-aerofiel. Deze groep bacteriën hebben kleine
hoeveelheden zuurstof nodig.39
Vochtigheid
Vochtige omstandigheden bevorderen de groei van micro-organismen.40 Micro-
organismen bestaan voor het grootste deel uit water. Ze hebben dus water nodig om
nieuwe cellen te vormen.41 Wanneer het vochtgehalte toeneemt, wordt de
wateractiviteit, de beschikbaarheid van water, hoger. Dit resulteert in een snellere
bacteriegroei.42
Temperatuur
Bacteriën zijn naar gevoeligheid voor temperatuur in zes groepen onder te verdelen:
1. Psychrofiele bacteriën: groeien bij een minimumtemperatuur van -15 graden
Celsius en een maximumtemperatuur van 18-20 graden Celsius. De optimale
temperatuur voor het groeien van deze bacteriën is bij een temperatuurrange van
10 tot 15 °C.
2. Psychrotrofe bacteriën: groeien bij een temperatuur van -5 °C en 35-40 °C.
Psychotrofe bacteriën groeien optimaal tussen 20 °C en 30 °C.
3. Mesofiele bacteriën: de minimumtemperatuur voor deze bacteriën om te kunnen
groeien is 5 °C en de maximumtemperatuur circa 45 °C. De optimumtemperatuur
ligt tussen de 30 °C en 37 °C.
4. Thermotrofe bacteriën: groeien optimaal bij een temperatuurrange van 37 °C en
47°C. De minimumtemperatuur van deze bacteriën om te kunnen groeien is 10 °C
en de maximumtemperatuur circa 50 °C.
, 5. Thermofiele bacteriën: groeien bij een minimumtemperatuur van 25-45 graden
Celsius en een maximumtemperatuur van 60-85 graden Celsius. De
optimumtemperatur ligt tussen de 50 °c en 80 °C.
6. Hyperthermofiele bacteriën: Deze organismen kunnen leven bij temperaturen ver
boven de 100 °C. Het optimum van deze organismen om te groeien is bij een
temperatuur van boven de 80 °C.43
Wanneer de temperatuur lager ligt dan de minimumtemperatuur staat de stofwisseling
stil. De groei van de bacteriën staat dus ook stil totdat de omgeving weer warmer wordt.
Bij een temperatuur hoger dan het maximum, stopt de stofwisseling en dus ook de groei
van de bacteriën. Eiwitten gaan kapot en de micro-organisme gaat dood.
De optimumtemperatuur geeft de temperatuur aan waar de bacteriën het beste
gedijen.44
Zuurgraad
De ideale omstandigheden voor bacteriën om te groeien is voor de meeste
bacteriesoorten bij een pH-waarde van 7. De pH is een maat voor de zuurgraad van een
milieu. De schaal loopt van 0 tot 14. Beneden de 7 is het zuur, boven de 7 basisch. Hoe
lager de pH, hoe zuurder het milieu. Bij een pH-waarde tussen de 6 en 8 is de groei van
bijna alle micro-organismen mogelijk, zo ook bij bacteriën. De reden hiervoor is dat voor
de groei van bacteriën enzymen nodig zijn. De daarvoor nodige enzymen zijn het beste
werkzaam in een gebied tussen een pH van 6 en 8.45
Op basis van de zuurgraad kunnen bacteriën ingedeeld worden in drie groepen:
- Acidogeen: deze micro-organisme vormt zuur uit voedselbronnen. Hierdoor daalt
de pH.
- Acidofiel: een micro-organisme die goed kan groeien bij een lage pH, dus een zure
omgeving.
- Alkalifiel: een micro-organisme die goed kan groeien bij een basische omgeving
met een pH van 9-11.46
Ultraviolette straling
UV-stralen zijn dodelijk voor micro-organismen.47 Bacteriën kunnen onder deze
omstandigheid dus niet groeien en zullen na contact met UV-straling dood gaan.
Giftige stoffen
Gifstoffen, bijvoorbeeld antibiotica hebben invloed op de bacteriegroei. Ze leggen de
stofwisseling stil, waardoor bacteriën niet meer kunnen groeien en vermeerderen.48
43
Ibidem
44
Http://www.microbiologie.info/Kweekomstandigheden.html
45
Ibidem
46
Http://mijnblogvanessavt.blogspot.nl/p/soorten-bacterien-onderscheid-naar_19.html
47
Http://www.microbiologie.info/UV%20straling.html
48
Https://mens-en-gezondheid.infonu.nl/ziekten/73955-bacterien-en-virussen-de-
verschillen.html
10
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur celinedejongx. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €5,00. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.