Les2:
Leerdoelen
De vaardigheden die je zal verwerven tijdens deze les:
- Vanuit een figuur het experimenteel ontwerp bepalen
- Lezen en interpreteren van een spreidingsdiagram
- Lezen en interpreteren van lijngrafieken
- Lezen en interpreteren van Michaelis-Menten grafiek
Spreidingsdiagram
In de vorige les zijn er handvatten aangereikt om staafdiagrammen te lezen en te interpreteren. In deze les gaan we deze handvatten toepassen op twee andere type grafieken: de spreidingsdiagram en de lijngrafiek
Een spreidingsdiagram (ook wel scatterplot genoemd) is een grafiek die wordt gebruikt om de correlatie / verband tussen twee variabelen te visualiseren. Stel je voor dat je een onderzoek doet naar de relatie tussen studietijd en cijfers. Je hebt een groep studenten gevraagd hoeveel uren ze hebben gestudeerd (de eerste variabele) en welk cijfer ze hebben gehaald (de tweede variabele). Een spreidingsdiagram heeft twee assen. De horizontale as (x-as) staat voor de ene variabele, bijvoorbeeld het aantal uren gestudeerd. De verticale as (y-as) staat voor de andere variabele, bijvoorbeeld het behaalde cijfer. Elk punt in het diagram vertegenwoordigt één student. Door naar het geheel van de punten te kijken, kun je zien of er een patroon is. Als de punten bijvoorbeeld een stijgende lijn vormen, kan dat betekenen dat meer studietijd leidt tot hogere cijfers (positieve correlatie). Als de punten meer willekeurig verspreid zijn, is er mogelijk geen duidelijk verband.
Voor de interpretatie van een spreidingsdiagram wordt er gekeken of er een correlatie / verband is tussen de twee variabelen:
- positieve correlatie: met een toename van de x-as variabele gaat de andere variabele omhoog (oplopende lijn)
- negatieve correlatie: met een toename van de x-as variabele gaat de andere variabele omlaag (aflopende lijn)
- geen correlatie: met een toename van de ene variabele blijft de andere variabele gelijk (rechte lijn)
Als er een verband is tussen twee variabelen, hoe ziet dit verband er dan uit?
- lineair
- niet-lineair
- exponentieel
- logaritmisch
- hyperbool
LET OP: Als er een verband is waar te nemen in een spreidingdiagram betekent dat niet dat er een oorzaak en gevolg is (causaal verband). Willekeurige variabelen kunnen ook een verband laten zien. Dit wordt spurious correlation genoemd en (leuke) voorbeelden zijn te vinden op deze website
Een toepassing waarbij de spreidingsgrafiek wordt gebruikt is de kalibratielijn. Hierbij wordt een concentratiereeks van een bepaalde stof gemeten op een bepaald apparaat (meestal een photospectrometer). De concentratie reeks staat op de x-as en de waarde van de meting op de y-as. Met behulp van de kalibratielijn kan vervolgens worden teruggerekend hoeveel van de bepaalde stof aanwezig is in een onbekend monster. De kalibratielijn moet een lineair verband laten zien (rechte lijn). Alle concentraties die buiten de rechte lijn vallen, zijn niet bruikbaar.
Opdracht 1
lesson_02_opdracht
- Beschrijf de onderstaande grafiek aan de hand van de 6 criteria (van les 1)
- Wat is de variatie van de meetpunten?
- Interpreteer de grafiek. Wat is je conclusie?
Figure 4: Verschillende concentratie van IL-8 zijn gemeten op een photospectrometer (450 nm) . Elk datapunt is het gemiddelde van twee metingen
Opdracht 2
lesson_02_opdracht
- Beschrijf de onderstaande grafiek aan de hand van de 6 criteria (van les 1) Deze figuur is afkomstig uit het volgend artikel
- Wat is de variatie van de meetpunten?
- Interpreteer de grafiek. Wat is je conclusie?
](images/05_dave_les2_grafiek_5.png)
Figure 5: The scatter plot of cortisol concentration (QCA versus routine method). A total of 330 human bloodsamples were measured by two different methods. The X-axis represents the value of cortisol concentration measured by the routine method. The Y-axis represents the value of cortisol concentration measured by the QCA method. Te red line represents the regression line. This figure is adapted from this article
Lijngrafiek.
Een lijngrafiek is een grafiek die datapunten met een lijn verbindt om een (lokale) trend te visualiseren. De variabele op de x-as is continu en numeriek (dus geen categorieen) , bij voorkeur met vergelijkbare intervallen. De x-as omvat meestal tijdreeksen, concentraties of een andere toenemende eenheid. De grootte van de intervallen op de x-as wordt door de onderzoeker van te voren zelf bepaald.
Voorbeelden van lijngrafieken zijn:
- tumorgrootte per week na behandeling
- aantal soorten per toenemende oppervlakte-eenheid
- een kalibratielijn
- enzymactiviteit bij toenemende substraatconcentraties
Voor de interpretatie van een lijngrafiek wordt er gekeken welke (lokale) /trend er zichtbaar is.
- positieve trend: met een toename van de x-as variabele gaat de andere variabele omhoog (oplopende lijn)
- negatieve trend: met een toename van de x-as variabele gaat de andere variabele omlaag (aflopende lijn)
- geen trend: met een toename van de ene variabele blijft de andere variabele gelijk (rechte lijn)
Als er een trend is tussen twee variabelen, hoe ziet dit verband er dan uit?
- lineair
- niet-lineair
- exponentieel
- logaritmisch
- hyperbool
Opdracht 3
lesson_02_opdracht
- Beschrijf de onderstaande grafiek aan de hand van de 6 criteria (van les 1)
- Wat is de variatie van de meetpunten?
- Interpreteer de grafiek. Wat is je conclusie?
- Welke soort is het meest gevoelig voor caffeine?
- Welke soort heeft de grootste toename?
Figure 6: Watervlooien Daphnia pulex, Daphnia ambigua(n=25 voor iedere concentratie) en Daphnia cristata (n=10 voor iedere concentratie) zijn blootgesteld aan verschillende concentraties caffeine voor een tijdsduur van 30 minuten. De controle groepen zijn niet blootgesteld aan caffeine (0 mg/L). Watervlooien werden geplaatst onder een microscoop en de hartslag werd gemeten door de het aantal hartslagen te tellen voor een periode van 1 minuut.
Voor het beschrijven van de Michaelis-Menten kinetiek wordt een lijngrafiek gebruikt. De lijngrafiek laat de relatie zien tussen de concentratie van een substraat (x-as) en de reactiesnelheid (y-as) van een enzym. Deze relatie laat zien dat bij toenemende substraat concentraties de reactiesnelheid groter wordt tot het verzadigingspunt (bij toenemende substraatconcentratie is er geen toename van de reactiesnelheid). De maximale reactiesnelheid wordt de Vmax genoemd en de substraatconcentratie waarbij de helft van Vmax wordt bereikt wordt de Km genoemd.
