• Download hier hoofdstuk 2 'Levende cellen'

Filmpjes

Meer informatie over het onderzoek van Evan en zijn team

Een filmpje van een synthetische cel die zich in tweeën deelt

Meer informatie over cellen 

• Filmpje van SchoolTV over celdeling, soorten cellen en celdeling
• Filmpje van SchoolTV over wat cellen zijn, waar je ze in het lichaam vindt en waarom ze delen
• Filmpje van SchoolTV waarin verschillende soorten cellen te zien zijn van planten, bacteriën en dieren
• Filmpje van Klokhuis over wat leven is en wat cellen zijn

Meer informatie over mengsels 

• SchoolTV over mengsels (middelbare school)
• Filmpje van SchoolTV over het scheiden van een mengsel van verschillende vloeistoffen

Proefjes 

• Proefje scheiden en mengen (in het Engels)
• Proefje oppervlaktespanning (proef 6)
• Proefje emulsies stabiliseren
• Proefje emulsies stabiliseren (in het Engels)
• Proefje over de dichtheid van vloeistoffen (in het Engels)
• Proefje over een emulgator (in het Engels)
• Proefje om een lavalamp te maken door bubbels water die bewegen in olie (in het Engels)

Prijswinnend wetenschappelijk artikel waarop het project is geïnspireerd:

Te Brinke, E., Groen, J., Herrmann, A., Heus, H.A., Rivas, G., Spruijt, E. & Huck, W.T.S. (2018). Dissipative adaptation in driven self-assembly leading to self-dividing fibrils. Nature Nanotechnology, 13, 849-855.

De leerlingen verdelen een broccoli in steeds kleinere stukken, tot ze het niet kleiner kunnen maken.

Doel
Leerlingen weten dat cellen microscopisch klein zijn.

Duur
15 minuten

Werkvorm
Individueel of in tweetallen

Benodigdheden
Per leerling of tweetal

• Kleine stronk broccoli
• Schilmesje

Activiteit
Iedere leerling of tweetal krijgt 1 stronk broccoli. De leerlingen verdelen de broccoli met de hand in stukken. Hoe vaak kunnen ze een stuk van de broccoli af halen, terwijl het nog steeds op een stronk lijkt? De leerlingen leggen de stukken neer van groot naar klein. Sta stil bij hoe klein het kleinste stuk is. Vraag de leerlingen om te proberen of ze het kleinste stukje nog kleiner kunnen snijden met het mesje. Zonder de broccoli vast te houden natuurlijk!

Afronding
Laat de leerlingen vertellen hoe het ging. Hoe klein konden ze de broccoli maken, zodat het nog steeds herkenbaar was als een stronkje? Geef aan wat de verbinding is tussen het kleiner maken van de broccoli en het thema ‘Levende cellen namaken’. Vertel dat cellen nog veel kleiner zijn dan het allerkleinste stukje dat ze van de broccoli kunnen snijden. Cellen zijn zelfs zo klein dat je ze niet met het blote oog kunt zien. En toch zijn alle levende dingen die we om ons heen zien, ook jijzelf, helemaal van cellen gemaakt.

Verbinding met het thema
Eén van de eigenschappen van cellen is dat ze heel klein zijn. Zeker bij het onderzoek naar cellen is
dat een belangrijk gegeven, omdat het veel invloed heeft op hoe je cellen kunt onderzoeken.

Leerlingen ontdekken hoe cellen eruitzien door verschillende cellen van verschillende organismen te
bekijken.

Subthema
Eigenschappen van cellen

Doel
De leerlingen ontdekken een aantal verschillen (kleuren, vormen) tussen cellen.

Duur
45 minuten

Werkvorm
In tweetallen

Benodigdheden
Per tweetal:
• Computer met daarop een browser met Adobe Flash Player. Open in de browser de digitale
microscoop en afbeeldingen van cellen van een vinger, bloed en huid
• Afbeeldingen van cellen (geprint in kleur of digitaal via zip-bestand)
• Werkblad ‘Hoe ziet een cel eruit?’

Voorbereiding
Probeer van tevoren uit of de digitale microscoop goed werkt op de computers en de beschikbare
browser. Als het niet werkt, probeer een andere browser en check of Adobe Flash Player geïnstalleerd
is. Zet vast drie tabbladen klaar met de afbeeldingen voor de digitale microscoop.

Activiteit
Vertel de leerlingen dat ze in gaan zoomen op bepaald weefsel en organismen, waardoor ze
cellen kunnen zien die met het blote oog niet zichtbaar zijn. Zorg ervoor dat de leerlingen bij alle
afbeeldingen van cellen weten naar wat voor cellen van wat voor organisme ze aan het kijken zijn.
Dit is vooral belangrijk bij de afbeeldingen die ze met de digitale microscoop bekijken, omdat het
daar niet boven staat. Vertel de leerlingen dat ze in tweetallen naar de cellen mogen kijken. Laat de
leerlingen ondertussen het werkblad invullen.

Afronding
Vraag wat de leerlingen opviel aan de cellen, hoe zagen ze eruit? Was het hoe ze verwachtten dat het
eruit zou zien? Welke verschillen hebben ze gezien tussen de cellen?

Verbinding met het thema
Cellen zijn de bouwstenen van organismen. In deze activiteit bekijken leerlingen verschillende cellen
door een microscoop. Ze leren dat cellen zo klein zijn dat ze niet met het blote oog waarneembaar
zijn. Cellen zien er verschillend uit, maar al deze cellen leven: ze kunnen groeien en delen.

Tips
• Als je beschikking hebt over echte microscopen, kun je de activiteit ook daar mee uitvoeren. Zorg
dan voor organische materialen voor onder de microscoop, zoals uien, planten, wortels, slootwater,
algen, preparaten van bloed of dierlijke weefsels.
• In plaats van de door ons uitgezochte plaatjes voor de digitale microscoop, kun je via een
website ook zelf ander menselijk weefsel uitzoeken om onder de digitale microscoop te
leggen.
• Microscopen zijn voor elk budget te verkrijgen. Kijk bij diverse webshops naar een exemplaar dat bij jouw school past.

Leerlingen simuleren het proces van celdeling en -groei met klei en bouwen hun eigen organisme. 

Subthema 
Eigenschappen van cellen 

Doelen 

• Leerlingen leren dat cellen de bouwstenen zijn van levende organismen. 
• Leerlingen leren hoe celdeling en -groei werkt. 
• Leerlingen krijgen een beeld van de schaalgrootte van cellen. 

Duur 
30 minuten 

Werkvorm 
In tweetallen 

Benodigdheden 
Filmpje over cellen voor op het digibord

Per tweetal:

• Een stuk (modelleer)klei ter grootte van een flinke vuist (bij de meeste verpakkingen drie pakjes of staafjes) 
• Meetlint 
• Plastic mesje

Activiteit
Deel 1: Celdeling en -groei 
Vertel de leerlingen dat ze het delen en groeien van cellen gaan nabootsen. Geef ieder tweetal het stuk klei en vraag ze het te verdelen in negen gelijke delen en daar acht delen van opzij te leggen voor straks (deel 3) en er één te gebruiken voor dit deel van de activiteit. 
Vraag de leerlingen nu om een balletje te maken zo groot als een boon. Dit balletje stelt een cel voor. Een cel kan zich in twee delen, er ontstaan dan twee nieuwe cellen. Laat de leerlingen dit nabootsen door hun balletje in twee gelijke delen te splitsen (die zullen ongeveer het formaat hebben van een erwt). Voordat ze deze ‘cellen’ opnieuw delen laten leerlingen deze ‘groeien’, door zoveel klei toe te voegen dat beide balletjes weer net zo groot zijn als een boon. Laat ze het groeien en delen herhalen, net zolang totdat hun klei op is en elk tweetal een stapel balletjes heeft. De laatste handeling voor alle cellen is delen, zodat de uiteindelijke ‘cellen’ dus het formaat van een erwt zijn. 

Deel 2: Organisme bouwen 
Met de stapel balletjes (cellen) kunnen de leerlingen vervolgens in tweetallen hun eigen levende organisme bouwen. Ze mogen zelf bedenken hoe hun organisme er uitziet, ze kunnen bijvoorbeeld een dier, plant of fantasiewezen maken. Belangrijk is dat de balletjes min of meer hun vorm behouden (een beetje vervormen is niet erg, maar ze moeten als balletjes herkenbaar blijven). Het is de bedoeling dat ze alle balletjes gebruiken.

Deel 3: Organisme vergroten 
Vraag de leerlingen vervolgens de rest van de klei te pakken en geef ze een meetlint. Laat ze hun organisme nu nog een keer maken, maar dan twee keer zo groot. Kijk na afloop met de leerlingen naar hun twee bouwwerken en bespreek of ze denken dat het gelukt is om het twee keer zo groot te maken. Het zou dan in alle richtingen (lengte, breedte, hoogte) twee keer zo groot moeten zijn. 
Leg uit dat voor een organisme dat in alle richtingen twee keer zo groot wordt, acht keer zo veel cellen nodig zijn. Het organisme moet namelijk in de hoogte twee keer, in de breedte twee keer en in de lengte twee keer zo groot worden, dat is dus 2x2x2=8. Als ze voor het kleine organisme alle klei hebben opgebruikt, dan zou voor het grote organisme dus de rest van de klei ook ongeveer op moeten zijn (dat was namelijk acht keer zoveel). Als dit niet zo is, waar zou dat dan door kunnen komen? 

Afronding 
Bespreek de activiteit klassikaal na. Vertel daarna dat iedereen ooit is begonnen als één cel. Die cel heeft zich gesplitst, en de nieuwe cellen hebben zich weer gesplitst. Dit is precies wat de leerlingen in het eerste deel van de activiteit zelf ook hebben gedaan met de balletjes klei. Bij de geboorte hadden de cellen zich al zo vaak gesplitst dat het lichaam uit 2 biljoen (2.000.000.000.000) cellen bestaat. Naarmate je ouder wordt en groeit, groeit ook het aantal cellen: een kind van 12 jaar heeft zo’n 18 biljoen (18.000.000.000.000) menselijke cellen en nog eens 23 biljoen (23.000.000.000.000) bacteriële cellen in de darmen. Een gemiddelde volwassene heeft zo’n 30 biljoen (30.000.000.000.000) menselijke cellen en 38 biljoen (38.000.000.000.000) bacteriële cellen.1 Groeien is dus alleen maar mogelijk als je cellen zich delen. Om dit te illustreren kun je het filmpje over cellen gebruiken.

Verbinding met het thema 
Tijdens deze activiteit leren leerlingen over verschillende eigenschappen van cellen: dat ze groeien, dat ze zich delen, dat ze de bouwstenen van organismen zijn, dat ze heel klein zijn en dat een mens uit heel veel cellen bestaat. In het onderzoek moesten de onderzoekers kiezen welke eigenschappen van cellen ze het belangrijkst vonden om goed na te maken. Het is ze toen gelukt om ‘cellen’ te maken die zich kunnen delen. Dit was een enorme wetenschappelijke doorbraak! 

Leerlingen experimenteren met vloeistoffen en onderzoeken of ze wel of niet met elkaar mengen.

Subthema’s

• Eigenschappen van vloeistoffen
• Levende cellen namaken

Doelen

• Leerlingen ontdekken welke vloeistoffen mengen en welke niet
• Leerlingen maken kennis met druppeltjes als cellen

Duur
15 minuten

Werkvorm
In twee- of drietallen

Benodigdheden
Per tweetal:

• Glazen potje of doorzichtig plastic bekertje
• Plat schaaltje
• Pipetje of roerstaafje om een druppel vloeistof te maken
• Satéprikker
• Optioneel: 2 schorten (olie geeft vlekken bij knoeien)

Voor gedeeld gebruik:

• Fles water
• Limonade
• Thee
• Cola
• Zonnebloemolie
• Olijfolie
• Siliconenolie (verfwinkel, bouwmarkt)
• Optioneel: grote lekbak of teil om alles in te zetten

Activiteit
Vertel dat cellen niet uit vaste stof bestaan (zoals de klei in activiteit 2) maar uit vloeistof. Ons lichaam bestaat uit cellen en ons lichaam bestaat voor 70% uit water, het is dus niet raar dat cellen ook voor een groot deel uit vloeistof bestaan en zich in vloeistof bewegen. Vraag de leerlingen welke vloeistoffen ze kennen, en vraag of ze denken dat deze mengen. Leg uit dat niet alle vloeistoffen mengen.

Deel 1: Wat mengt wel en wat mengt niet?
Laat leerlingen zelf onderzoeken welke vloeistoffen wel en niet mengen. Leg uit dat ze eerst een laagje van ongeveer twee vingers van de ene vloeistof in het potje moeten doen en dan eenzelfde hoeveelheid van de tweede moeten toevoegen. Daarna roeren met een roerstaafje of deksel erop en een paar keer omdraaien. Wat zien de leerlingen dat er gebeurt? Hoe kun je zien dat vloeistoffen niet mengen? Vraag ze op te schrijven welke vloeistoffen wel en welke niet met elkaar mengen. Bespreek ter afronding van deel 1 kort klassikaal na welke vloeistoffen wel en niet met elkaar mengen.

Deel 2: Druppeltjes maken in een vloeistof
Vervolgens maken de leerlingen druppeltjes van de ene vloeistof in de andere. Ze kiezen twee
vloeistoffen waarvan ze nu weten dat ze niet mengen. Vraag ze in het platte schaaltje te experimenteren welke vloeistof ze het beste in de andere vloeistof kunnen druppelen (met pipetje/roerstaafje) om mooie druppeltjes te krijgen (olie drijft op water, dus dat zal niet werken, maar water in olie geeft een heel mooi druppel effect). Als ze een goede combinatie hebben gevonden, vraag ze dan om te kijken of het lukt de druppeltjes (cellen) te delen met een satéprikkertje.

Afronding
Bespreek met de leerlingen na hoe het maken en delen van de druppeltjes ging.

Verbinding met het thema
Cellen bestaan voor een groot deel uit vloeistof en bewegen zich in vloeistof. Om cellen na te maken gebruiken we daarom ook vloeistoffen voor de cel zelf (druppels) en voor de omgeving van de cel.
We maken kleine druppeltjes in water. Daarvoor heb je twee vloeistoffen nodig die niet met elkaar mengen. In deze activiteit hebben leerlingen onderzocht welke vloeistoffen dat kunnen zijn en hebben ze een eerste proefje gedaan met druppeltjes als namaakcellen.

Tips

• Siliconenolie is verkrijgbaar bij de meeste verf- en hobbywinkels (wordt gebruikt bij acryl pouring), of als smeermiddel bij de bouwmarkt (Griffon Siliconen spray). Let op dat er in de siliconenspray ook nog een vluchtige draagvloeistof zit. Laat deze een half uur uitdampen voor je begint.
• Deze activiteit leent zich er goed voor om aan te bieden als circuit in combinatie met activiteit 4 en 5.

Leerlingen doen onderzoek met verschillende soorten kleurstoffen en verschillende soorten vloeistoffen. Ze voegen kleurstof toe aan twee vloeistoffen die niet mengen, en ontdekken dat de kleurstof in slechts één van beide vloeistoffen oplost. 

Subthema 
Eigenschappen van vloeistoffen 

Doelen 
Leerlingen ontdekken dat kleurstof in slechts één van beide vloeistoffen oplost. 
Leerlingen ontdekken dat de ‘voorkeur’ van een kleurstof afhankelijk is van welke vloeistoffen ze gebruiken. 

Duur 
20 minuten 

Werkvorm 
In drie- of viertallen 

Benodigdheden
Per groepje: 

• 3-4 glazen potjes met deksel (om vloeistoffen in te mengen) 
• Een aantal (plastic) bekertjes (om kleurstoffen in te maken) 
• Stift (om op de bekertjes te schrijven) 
• Water 
• Wasbenzine of terpentine (verkrijgbaar bij de supermarkt) 
• Olie zonder sterke kleur, zoals zonnebloemolie of baby-olie 
• Diverse soorten kleurstoffen, bijvoorbeeld: 

o Kleurstoffen voor in voedsel (verkrijgbaar bij de bakspullen) 
o Natuurlijke kleurstoffen zoals bietensap en kookvocht van spinazie 
o Kleurstoffen uit whiteboard viltstiften 
o Jodium (Betadine) 
o Ecoline 

• Ethanol (verkrijgbaar bij drogist) 
• Pipetjes of theelepels 
• Werkblad ‘Kleur bekennen’

Voorbereiding 
Veiligheidswaarschuwingen: 

• Laat de experimenten met terpentine of wasbenzine uitvoeren onder begeleiding van een volwassene: wasbenzine is een giftige stof die ook gas vormt, het is belangrijk daar goed toezicht op te houden als leerlingen ermee werken. 
• Pas op met losdraaien van de deksel van de potjes als je terpentine of wasbenzine en water hard geschud hebt, er kan een beetje gas gevormd worden en de vloeistof kan een beetje opspatten als je de deksel losdraait.
• Laat de mengsels met terpentine of wasbenzine nooit in een pot met gesloten deksel in de volle
  zon staan.
• Gebruik geen plastic bekers voor wasbenzine, wasbenzine kan sommige plastic bekertjes
  langzaam oplossen.

Activiteit
Deel 1: Kleurstoffen maken
Laat de leerlingen verschillende soorten kleurstoffen klaarzetten. Sommige kunnen ze zo gebruiken
(jodium, bietensap), andere moeten ze zelf maken. Laat ze iedere kleurstof in een apart bekertje
doen en op de bekertjes schrijven welke kleurstof het is. Levensmiddelenkleurstoffen en ecoline
verdunnen ze met water. Kleurstof uit de whiteboard viltstiften kunnen leerlingen extraheren door
een beetje ethanol in een bekertje te doen, en de viltstift er een paar seconden in te dopen, even
omzwenken, en eventueel nog een keer herhalen. Let op: nadat ze in ethanol gedoopt zijn, zijn de
whiteboard stiften niet meer te gebruiken als stift.

Deel 2: Experimenteren met verdelingsevenwicht
Leerlingen vullen verschillende potjes met gelijke delen van water en olie. Ook maken ze een potje
met gelijke delen water en wasbenzine/terpentine. Beide combinaties mengen niet. Het water zinkt;
olie en wasbenzine blijven drijven.
Vervolgens voegen leerlingen aan elk van de potjes met een theelepel of pipetje een paar druppels
van een van de kleurstofoplossingen toe. Dop er goed opschroeven, schudden en kijken maar: waar
gaat de kleurstof heen? Laat ze met behulp van het werkblad experimenteren met verschillende
vloeistoffen en verschillende kleurstoffen.

Afronding
Bespreek wat de leerlingen hebben ontdekt. Waar ging de kleurstof naartoe? Maakte het uit welke
vloeistof ze hebben gebruikt?

Verbinding met het thema
In deze activiteit leren leerlingen over het verdelingsevenwicht: hoe verdeelt een kleurstof zich over
twee verschillende stoffen? Ze ontdekken dat sommige kleurstoffen een voorkeur hebben voor de
ene stof en andere voor de ander.
In het onderzoek wilden de onderzoekers eiwitten in een cel brengen. Om dat te kunnen doen,
was het nodig om te weten voor welke vloeistof de eiwitten een voorkeur hadden. In deze activiteit
staan de kleurstoffen symbool voor de eiwitten in het onderzoek van Evan Spruijt. Stel de kleurstof
heeft een voorkeur voor water ten opzichte van olie, dan moet je druppels van water maken in een
omgeving van olie.

Tips

• Kleurstof komt niet altijd goed door de olie heen, dus het is handig om te schudden om te zien waar de kleurstof uiteindelijk heen gaat.
• De hoeveelheid kleurstof maakt niet uit, zolang het niet meer is dan er aan andere vloeistoffen in het potje zit.

Leerlingen proberen een paperclip te laten drijven op water en onderzoeken met welke vloeistoffen
ze de paperclip kunnen laten zinken.

Subthema
Eigenschappen van vloeistoffen

Doelen

• Leerlingen maken kennis met oppervlaktespanning.
• Leerlingen experimenteren met het doorbreken van oppervlaktespanning.
• Leerlingen oefenen met het observeren en noteren van waarnemingen.
• Leerlingen ontdekken dat zeepachtige stoffen de oppervlaktespanning doorbreken.

Duur
30 minuten

Werkvorm
In drietallen

Benodigdheden
Per groepje:

• Bakjes gevuld met water (diameter minimaal 15 cm)
• Paperclips
• Gemalen peper (geen korrels)
• Satéprikkers
• Werkblad ‘Oppervlaktespanning’

Voor gedeeld gebruik:

• Vloeistoffen die de oppervlaktespanning niet doorbreken: ecoline, thee, limonade
• Vloeistoffen die de oppervlaktespanning wel doorbreken: zeepachtigen (shampoo, scheerschuim,
• afwasmiddel, handcrème, etc.)

Voorbereiding
Oefen hoe je een paperclip kunt laten drijven op het wateroppervlak.

Activiteit
Deel 1: Oppervlaktespanning demonstreren
Geef leerlingen de opdracht om een paperclip te laten drijven in een bakje water. Als je de paperclip
heel voorzichtig precies op het wateroppervlak legt zal deze niet zinken. Als er groepjes zijn waar het
niet lukt, laat ze dan kijken bij een ander groepje. Leg uit hoe het komt dat de paperclip blijft drijven:
water en lucht zijn twee dingen die niet mengen. Lucht is dus niet ‘niks’. Waar het wateroppervlak in
contact staat met lucht, zit een veerkrachtige laag. Deze oppervlaktespanning zorgt ervoor dat sommige voorwerpen, die eigenlijk zwaarder zijn dan water, kunnen drijven. Als je meerdere paperclips
gebruikt, zal je zien dat deze dicht bij elkaar komen te liggen.

Deel 2: Oppervlaktespanning doorbreken
Laat de leerlingen nu zelf experimenteren met (het doorbreken van) oppervlaktespanning. Geef
de leerlingen een aantal bakjes met water en verschillende vloeistoffen om te testen. Laat ze zelf
uitzoeken welke vloeistoffen de oppervlaktespanning verlagen, door een satéprikker in één van de
vloeistoffen te dopen en deze vervolgens voorzichtig in het bakje water te steken. Wat gebeurt er
met de paperclip? Ze noteren hun bevindingen op het werkblad. Zorg dat ze bij een nieuwe vloeistof
weer een schone satéprikker gebruiken.
Omdat het wat lastig kan zijn om telkens weer een paperclip te laten drijven, kunnen de leerlingen
op een gegeven moment ook gemalen peper op het water strooien in plaats van de paperclip te
gebruiken. De peper springt weg van de plek waar de oppervlaktespanning verlaagd wordt.

Afronding
Bespreek de bevindingen van de leerlingen na. Welke vloeistoffen konden de oppervlaktespanning
doorbreken? Wat hebben deze vloeistoffen gemeenschappelijk?

Verbinding met het thema
In deze activiteit maken leerlingen kennis met wat oppervlaktespanning is en hoe je het kunt
doorbreken. Ze ontdekken dat zeepachtige stoffen de oppervlaktespanning doorbreken. In het
onderzoek van Evan Spruijt wordt ook gebruik gemaakt van oppervlaktespanning: de druppels (de
namaakcellen) in de vloeistof blijven veel langer stabiel als de oppervlaktespanning tussen deze
twee naar beneden gaat.

Leerlingen onderzoeken hoe je de druppeltjes in een emulsie zo lang mogelijk kan laten bestaan.

Subthema’s

• Eigenschappen van cellen
• Eigenschappen van vloeistoffen
• Levende cellen namaken

Doelen

• Leerlingen ontdekken dat je twee niet-mengbare vloeistoffen tijdelijk kunt mengen door ze te schudden, maar dat ze al snel weer ontmengen.
• Leerlingen leren dat je met zogenaamde emulgatoren twee niet-mengbare vloeistoffen langer kunt laten mengen.
• Leerlingen leren dat dit komt omdat emulgatoren de oppervlaktespanning tussen twee nietmengbare vloeistoffen verlagen.
• Leerlingen leren dat het verlagen van oppervlaktespanning ten grondslag ligt aan de manier waarop de onderzoekers namaakcellen hebben gemaakt.

Duur
30 minuten uitvoeren; na het laatste experiment is er een wachttijd, dit houden de leerlingen
gedurende de dag in de gaten

Werkvorm
In drietallen

Benodigdheden
Per groepje:

• Water
• Olie, bijvoorbeeld zonnebloemolie
• Vier doorzichtig plastic of glazen flesjes met dop, om vloeistoffen in te mengen (flesjes moeten per groepje hetzelfde zijn, tussen groepjes kunnen ze wel verschillen)
• Trechter
• Werkblad ‘Maak je eigen namaakcel’
• Afbeelding ‘Mengen en ontmengen’
• Horloge of iets anders om te weten hoe laat het is
• Watervaste stift
• Voedingskleurstof (donkere kleur, niet geel) of bietensap

Voor gedeeld gebruik:

• Een kleine hoeveelheid van de volgende stoffen:

o Allesreiniger
o Zout
o Suiker
o Shampoo (doorzichtig)
o Lenzenvloeistof (voor harde lenzen)
o Balsamicoazijn

• Eventueel: Een emmer om flesjes in leeg te gooien

Voorbereiding
De activiteit zelf duurt ongeveer 30 minuten. Voor de laatste experimenten moet een flesje meerdere
uren blijven staan. Het is dus belangrijk om deze activiteit aan het begin van een lange dag te
plannen, waarbij leerlingen gedurende de hele dag hun opstelling regelmatig kunnen controleren
(dus bijvoorbeeld geen dag dat ze gym hebben). Bedenk in de voorbereiding hoe je dat wilt
organiseren.

Ter indicatie: dit is hoe lang de verschillende stoffen bij een test door ons ongeveer nodig hadden
om te onderzoeken:

• Zout: 5 seconden
• Suiker: 30 seconden
• Niks: 1 minuut
• Lenzenvloeistof: 2-3 minuten
• Balsamicoazijn: 2-3 minuten
• Allesreiniger: 2-3 uur
• Shampoo: 3-4 uur

Activiteit
Deel 1: Aanrommelfase
Laat de leerlingen met behulp van de trechter een flesje voor ongeveer twee derde met water vullen,
daar een beetje kleurstof of bietensap bij doen en goed mengen. Vervolgens gieten ze een klein
laagje olie (ongeveer dikte van twee van hun vingers) op het water en draaien ze de dop er stevig op.
Vervolgens schudden ze het flesje en kijken ze naar de vloeistof. Hoe ziet het er nu uit? Kunnen ze
door het mengsel heen kijken? Zien ze dat er druppels van de ene stof in de andere zitten? Vraag ze
goed te observeren wat er met de vloeistof gebeurt als ze het flesje even laten staan.
Leg uit dat de leerlingen door het schudden een emulsie maken: een troebel mengsel dat uit heel
veel druppels olie in water bestaat. Omdat deze stoffen niet mengbaar zijn gaan ze snel weer uit
elkaar. Beide stoffen blijven nog wel een beetje troebel, maar je ziet duidelijk dat olie en water snel
weer in twee aparte delen scheidt.
Vraag de leerlingen vervolgens te onderzoeken hoe je ervoor kunt zorgen dat de druppels zo lang
mogelijk blijven bestaan. Geef ze daarvoor de allesreiniger, zout, suiker, shampoo, balsamicoazijn en
lenzenvloeistof en laat ze zelf ontdekken wat er gebeurt als ze een kleine hoeveelheid van deze stoffen
toevoegen (één of enkele druppels, van de vaste stoffen een halve theelepel). Het is belangrijk
telkens eerst deze stof aan het water toe te voegen en goed te mengen, voor ze de olie toevoegen.
Als de leerlingen een andere stof willen uitproberen, moeten ze hun flesje eerst even omspoelen.
Als het lang duurt voordat olie en water zich scheiden kunnen de leerlingen met een ander flesje de
volgende stof proberen.
Help de leerlingen zo nodig op weg met de volgende vragen:

• Bij welke stof blijven de druppels het langste bestaan?
• Wat gebeurt er als je langer of korter schudt?
• Wat gebeurt er als je harder of zachter schudt?
• Wat gebeurt er als je meer of minder van de stof toevoegt?

Bespreek na wat er gebeurde. Als het goed is, zorgt zowel zout als suiker ervoor dat het water en de
olie extra snel weer ontmengen. De andere stoffen zorgen dat het langer duurt dan normaal om te
ontmengen. Deze stoffen heten emulgatoren. Met balsamicoazijn en lenzenvloeistof duurt het iets
langer dan normaal, dit zijn lichte emulgatoren. Allesreiniger en shampoo zijn sterke emulgatoren,
daarmee blijven de druppels dus het langst bestaan. Het duurt zelfs enkele uren, ze zullen zich dus
niet scheiden tijdens de les.

Deel 2: Onderzoek naar emulgatoren
Na de aanrommelfase gaat de klas verder onderzoek doen met de stoffen die zorgden dat olie en
water zo lang mogelijk gemengd blijven (als het goed is, zijn dat shampoo en allesreiniger). Geef
de helft van de groepjes de shampoo en de andere helft de allesreiniger en geef ieder groepje het
werkblad. Je kunt de afbeelding die op het werkblad staat ook op het bord presenteren.
Verdeel de rollen in de drietallen: de eerste leerling doet alle stoffen in het flesje, zet een streepje
op de fles waar de vloeistoffen elkaar raken, en schudt. De tweede leerling houdt de tijd bij van het
schudden en meet na het schudden hoe lang het duurt voordat water en olie weer ontmengd zijn.
De derde leerling schrijft de voorspellingen en observaties op. Omdat deze activiteit langer duurt
dan de les, houden de leerlingen gedurende de dag in de gaten hoe lang het duurt voor water en
olie weer ontmengd zijn. Het is handig om de flesjes bijvoorbeeld op de tafel van de leerlingen te
laten staan zodat ze regelmatig kunnen kijken.

Afronding
Bespreek aan het eind van de dag, of in een volgende les, de activiteit klassikaal na door de resultaten
van de groepjes te vergelijken. Welke stoffen hielpen goed bij het laten mengen van de emulsie
van water en olie? Maakte het uit hoe hard je schudde, of hoe lang? Hoe denken de leerlingen dat dit
komt? Leg uit dat deze emulgatoren de oppervlaktespanning verlagen. Hierbij kun je ook terugverwijzen
naar activiteit 5. Trek samen de conclusie wat volgens de bevindingen van de leerlingen de
beste emulgator is om ‘cellen’ van olie in water zo lang mogelijk te laten bestaan. En maakt het dan
uit of je kort of lang, hard of zacht schudt? Maak ook de verbinding naar de wetenschappelijke doorbraak door te vertellen dat de leerlingen samen nu een vergelijkbaar onderzoek hebben gedaan als
de onderzoekers: zij hebben bij het namaken van cellen ook experimenten hebben gedaan waarin
ze de oppervlaktespanning verlaagden om cellen zo lang mogelijk te laten bestaan (zie ‘Verbinding
met het thema’).

Verbinding met het thema
Cellen zijn vloeibaar (mensen bestaan voor 70% uit water) en bevinden zich in een vloeistof waarin
ze niet oplossen. Met twee vloeistoffen die niet mengen, kun je druppeltjes maken die op cellen
lijken. Door twee vloeistoffen die niet met elkaar mengen flink te schudden maak je heel veel
druppels tegelijkertijd (een emulsie). Dit kun je zien aan de troebelheid van het mengsel. Druppeltjes
verstrooien licht dat door het mengsel heen schijnt in allerlei richtingen, waardoor er maar weinig
licht doorheen kan gaan. De troebelheid in de waterlaag komt door de aanwezigheid van oliedruppels
in het water. De troebelheid in de olielaag komt door de aanwezigheid van waterdruppels (en soms kleine luchtbellen) in de olielaag. Als je even wacht, wordt een troebel mengsel al snel weer
helder: de twee vloeistoffen scheiden zich weer tot twee met het blote oog zichtbare lagen. De
druppeltjes zijn verdwenen!
Voor het onderzoek waarin we cellen proberen na te maken, is het belangrijk dat de namaakcellen
stabiel zijn (langer bestaan na het schudden) zodat we ze kunnen bestuderen. Je kunt verschillende
stoffen gebruiken om olie en water tijdelijk beter of slechter te laten mengen. Stoffen die het tijdelijk
mengen verbeteren zorgen ervoor dat het langer duurt voordat je weer twee gescheiden vloeistoflagen
ziet. Deze stoffen heten emulgatoren. In deze activiteit kijken leerlingen hoe lang mengsels
troebel blijven. Daardoor ontdekken ze welke emulgatoren het meest geschikt zijn om waterdruppels
in olie te stabiliseren. Voor deze activiteit konden ze kiezen uit:

• Zout en suiker: hebben een tegenovergestelde werking van een emulgator
• Zeep, shampoo en douchegel: goede emulgatoren
• Lenzenvloeistof: redelijke emulgator vanwege de toegevoegde methylcellulose en polyquaternium
• Balsamicoazijn: redelijke emulgator vanwege de oppervlakte-actieve stoffen uit de
• druivenschillen

Tip
Laat leerlingen zoveel mogelijk zelf flesjes van huis meenemen.

Hieronder staan drie voorbeelden van onderzoeksvragen die zijn bedacht door leerlingen van basisschool de Geldershof in Lent. Deze voorbeelden geven een beeld van de soort vragen die leerlingen over het thema ‘Levende cellen namaken’ zouden kunnen stellen. Als gevolg van de sluiting van scholen door COVID-19 hebben de leerlingen de onderzoekjes niet zelf uitgewerkt en zijn ze niet uitgevoerd.

Verandert de drijfkracht van een bootje als je een emulgator toevoegt aan het water?
Subthema: Eigenschappen van vloeistoffen
De leerlingen hadden geleerd dat paperclips, die met behulp van oppervlaktespanning kunnen
drijven op water, naar de bodem zakken als je een stof toevoegt die de oppervlaktespanning
verlaagt (emulgator). Het onderzoeksgroepje had met deze kennis voorspeld dat de drijfkracht van
een bootje, dat uit zichzelf juist heel goed drijft, ook zal afnemen als je een emulgator aan het water
toevoegt. Maar zou het bootje ook beter drijven als je bijvoorbeeld zout toevoegt, wat een tegenovergestelde
werking heeft van een emulgator? Het groepje kan deze voorspellingen onderzoeken
door een bootje in een bak met water te laten drijven en met een watervaste stift te markeren tot
hoe ver het bootje in het water ligt. Vervolgens kunnen ze dit herhalen in verschillende bakken water
waar andere stoffen aan toe zijn gevoegd (allesreiniger, zout, suiker, shampoo, lenzenvloeistof en/of
balsamicoazijn) en daarbij meten hoeveel dieper, of juist ondieper, het bootje in het water ligt.

Wanneer verdwijnt het schuim in cola sneller, als je een mentos toevoegt of een
kunstgebitsreinigingstablet?
Subthema: Levende cellen namaken
Bij het bedenken van deze vraag maakten de leerlingen een associatie tussen de druppels (namaakcellen) die vormen in een emulsie, en de belletjes die ontstaan in een koolzuurhoudende drank. Het onderzoeksgroepje wist dat cola erg gaat schuimen als je er een mentos aan toevoegt en voorspelde dat dit ook zou gebeuren met een kunstgebitreinigingstablet. Ze vroegen zich vervolgens af bij welke van de twee het schuimen het langst zal doorgaan. De leerlingen kunnen dit onderzoeken
door een opstelling te maken met twee even volle colaflessen op een plek waar knoeien geen probleem
is. Vervolgens laten ze tegelijk een mentos en reinigingstablet in de flessen vallen en meten ze
bij welke fles de cola als eerste stopt met schuimen. Eventueel kunnen ze ook vergelijken welke van
de twee flessen het hoogst spuit of hoeveel cola er na het experiment over is gebleven in iedere fles.

Heeft temperatuur invloed op hoe lang namaakcellen blijven bestaan?
Subthema: Levende cellen namaken
Bij het uitvoeren van activiteit 6 hadden de leerlingen ontdekt dat langer schudden ervoor zorgt
dat de druppels (namaakcellen) in een potje langer blijven bestaan. Bij een emulsie gemaakt van
olie, water en allesreiniger zagen ze dat het zelfs een aantal dagen kon duren voordat de druppels
helemaal weg waren. Een onderzoeksgroepje wilde ontdekken of de temperatuur ook invloed
heeft op de ‘levensduur’ van namaakcellen. Dit kunnen ze doen door drie potjes half te vullen met
gekleurd water en een paar druppels allesreiniger. Na goed mengen zetten ze met watervaste stift
een streep tot waar het water komt. Vervolgens voegen ze een laagje olie van twee vingers dik toe
en schudden ze elk potje even lang en hard. Daarna plaatsen ze elk potje in een andere temperatuur:
één potje bij kamertemperatuur in de klas, één in de koelkast en de laatste in een warme omgeving
(bijvoorbeeld op de verwarming). Ze kunnen vervolgens meten hoe het ontmengen verloopt door
de afstand te meten tussen de streep en de nieuwe scheidingslijn tussen water en olie. Hiermee
kunnen ze ontdekken of er een verschil is in het stadium van ontmengen bij de drie potjes na een
half uur, na twee uur en na drie dagen.

Ga je aan de slag met een thema dan is het goed om de leidraad onderzoekend leren eerst te lezen. Aan de hand van de zeven stappen van onderzoekend leren laten we je zien hoe je een project in de klas kunt vormgeven. Daarnaast vind je in de leidraad ook hulpmiddelen die je helpen om de activiteiten uit te voeren in de klas.

• Ga naar de leidraad onderzoekend leren