Lezing nr. 3.

Aantal uren: 2

CELONDERZOEKMETHODEN

1. Lichtmicroscopie

2. Elektronenmicroscopie, pvoor-en nadelen. Soorten elektronenmicroscopie

Cellen zijn erg klein van formaat en tegelijkertijd complex van structuur. Om de structuur en het functioneren van een cel met succes te bestuderen, is het daarom noodzakelijk om de juiste experimentele methoden te kennen en te beheersen.

In de eerste fase van de ontwikkeling van cytologie was het de enige manier om cellen te bestuderen lichtmicroscopie.

Microscoopis een apparaat waarmee u een vergroot beeld kunt krijgen van kleine voorwerpen die met het blote oog niet zichtbaar zijn. De volgende lengte-eenheden worden vaak gebruikt bij microscopie:

micrometer (1 µm – 10 -6 m);

nanometer (1 nm – 10 -9 m);

angstrom (1Å – 10 -10 m).

Er zijn licht- en elektronenmicroscopie. Een lichtmicroscoop gebruikt licht om een ​​vergroot beeld te produceren, terwijl een elektronenmicroscoop een stroom elektronen gebruikt. De kwaliteit van het beeld wordt bepaald door de resolutie van de microscoop. Resolutie is de kleinste afstand waarop de optiek van de microscoop afzonderlijk twee dicht bij elkaar gelegen punten kan onderscheiden. Oplossing het menselijk oog is ongeveer 100 micron groot. Dit betekent dat een waarnemer met een gemiddelde gezichtsscherpte met het blote oog op een afstand van 25 cm het ene punt van het andere kan onderscheiden als ze minimaal 100 μm van elkaar verwijderd zijn. Als de betreffende punten minder dan 100 µm uit elkaar liggen, lijkt het één wazig punt te zijn. De beste moderne lichtmicroscoop maakt het mogelijk om structuren te onderzoeken met een afstand tussen de elementen van ongeveer 0,25 micron, een elektronenmicroscoop - ongeveer 1,5 A.

Lichtmicroscopie is een reeks methoden voor het observeren van micro-objecten met behulp van verschillende optische microscopen. Deze methoden zijn in grote mate afhankelijk van het type microscooplens, de hulpapparatuur, het type micro-object en de methode om het voor observatie voor te bereiden, evenals van de aard van de verlichting tijdens observatie. De resolutie van een lichtmicroscoop wordt beperkt door afmetingen die vergelijkbaar zijn met de golflengte van licht (0,4–0,7 μm voor zichtbaar licht). Veel elementen van de cellulaire structuur zijn echter veel kleiner van formaat. Bovendien zijn bij gebruik van een conventionele lichtmicroscoop de meeste structuren van een levende cel dat wel optisch leeg. Optisch lege structuren zijn structuren die transparant zijn en qua brekingsindex bijna niet verschillen van hun omringende omgeving. Er zijn verschillende methoden ontwikkeld om dergelijke structuren te identificeren. fixatie En kleuring materiaal.

Fixatieis een behandeling die de vitale processen van de cel snel onderbreekt en de structuur van cellen en weefsels zoveel mogelijk onveranderd laat. Na fixatie worden de cellen permeabel voor kleurstoffen, wordt de locatie gefixeerd en wordt de structuur van macromoleculen gestabiliseerd.

Kleuringgebruikt voor optische differentiatie van cellulaire structuren, evenals in cytochemische studies om de lokalisatie van chemische verbindingen te identificeren. Basische kleurstoffen (hematoxyline) hebben bijvoorbeeld affiniteit voor de nucleaire inhoud, terwijl zure kleurstoffen (eosine) het cytoplasma kleuren. Wordt gebruikt om levende cellen te bestuderen vitale (levenslange) kleurstoffen. Essentiële kleurstoffen dringen relatief gemakkelijk door in levende cellen en kleuren sommige structuren zonder deze te beschadigen. Essentiële kleurstoffen zijn echter niet volledig onschadelijk voor de cel en leiden na langdurige blootstelling tot de dood ervan. Vitale kleurstoffen omvatten neutraal rood(voor het kleuren van het cytoplasma), methyleenblauw(kleuring van het Golgi-complex), enz. Met behulp van vitale kleurstoffen was het mogelijk om het bestaan ​​van enkele celorganellen te bewijzen, die voorheen voor artefacten werden aangezien.

Artefact- een verandering die optreedt tijdens de bereiding van het medicijn.

Vóór het testen worden cellen of stukjes weefsel meestal in gesmolten paraffine of een speciale hars gegoten. Het medium dat voor het gieten wordt gebruikt, wordt gekoeld of gepolymeriseerd. Dit resulteert in een massief blok, dat met behulp van een microtoom in zeer dunne plakjes wordt gesneden. Typisch is de dikte van secties voor lichtmicroscopie 1-10 µm. Het nadeel van deze methode is schade aan een aantal celstructuren. Daarom wordt de methode voor het bereiden van secties met behulp van snelvriezen gebruikt. Bevroren weefsel wordt gesneden op een speciaal microtoom (cryotoom) uitgerust met een koude kamer (cryostaat).

Naast conventionele lichtmicroscopie worden cellen bestudeerd met behulp van donkerveld-, fasecontrast-, fluorescentie- en enkele andere soorten lichtmicroscopie.

Donkerveldmicroscopie. In tegenstelling tot een conventionele microscoop is een donkerveldmicroscoop uitgerust met een speciale condensor. De condensor heeft een donker diafragma dat geen licht naar het midden van het gezichtsveld doorlaat, waardoor het object door een schuine straal wordt verlicht. In dit geval komen alleen stralen die door het oppervlak van het object worden gereflecteerd en verstrooid de microscooplens binnen, waardoor het contrast van sommige structuren toeneemt en ze zichtbaar worden. Met donkerveldmicroscopie worden een aantal structuren in een levende cel waargenomen. Met name wordt gebruik gemaakt van donkerveldmicroscopie om de frequentie van acrosoomschade in spermacellen van landbouwhuisdieren te bepalen.

Fasecontrastmicroscopie. De fasecontrastmicroscoop werd in 1932 ontworpen door Fritz Zernike. Fasecontrastmicroscopie is een uitstekende methode voor intravitale observatie van cellen. Het wordt gebruikt om veel celorganellen en chromosomen tijdens deling te bestuderen. De condensor van een fasecontrastmicroscoop heeft een ringvormig diafragma waar licht doorheen gaat in de vorm van een holle kegel, en de resterende stralen worden geabsorbeerd. De lens bevat een faseplaat, een transparante schijf met een uitsparing. De vorm en grootte van de inkeping komen overeen met het directe beeld van het ringvormige diafragma. Wanneer een object tussen de condensor en de lens in het achterste brandpuntsvlak van de lens wordt geplaatst, verschijnen er naast het directe beeld meerdere overlappende diffractiebeelden van het diafragma. De inkeping van de faseplaat wordt zo berekend dat beide stralenbundels die de directe beelden en de diffractiebeelden vormen, langs het optische pad een kwart van de golflengte verschillen. Zo worden faseverschillen die voorheen voor het oog onzichtbaar waren, omgezet in intensiteitsverschillen en zichtbaar.

Fluorescentiemicroscopie is een goede methode voor intravitale celobservatie. Met een fluorescentiemicroscoop kun je de fluorescentie (gloed) van een aantal stoffen en celstructuren waarnemen. De fluorescentie van een object wordt opgewekt door ultraviolette of blauwviolette stralen van speciale lichtbronnen. De straling van een object heeft altijd een langere golflengte dan het opwindende licht. Het object wordt bekeken in de stralen van zijn fluorescentie, die met behulp van lichtfilters worden gescheiden van de stralen van opwindend licht. Een aantal stoffen (sommige vitamines, pigmenten, lipiden) hebben hun eigen (primaire) fluorescentie. Celstoffen die deze eigenschap niet hebben, zijn vooraf gekleurd met speciale kleurstoffen - fluorchromen en vervolgens wordt secundaire fluorescentie waargenomen.

Elektronenmicroscopie. Een elektronenmicroscoop gebruikt een stroom elektronen in een vacuüm in plaats van licht om een ​​beeld te creëren. De elektronenbundel wordt niet gefocusseerd door lenzen, zoals bij een lichtmicroscoop, maar door elektromagnetische velden. Het beeld wordt op een fluorescerend scherm bekeken en gefotografeerd. Voorwerpen bevinden zich tijdens elektronenmicroscopie in een diep vacuüm, dus worden ze eerst onderworpen aan fixatie en een speciale behandeling. Om deze reden kunnen alleen gedode cellen worden bestudeerd met behulp van een elektronenmicroscoop. Bovendien moeten ze erg dun zijn, omdat de elektronenstroom sterk door het object wordt geabsorbeerd. In dit opzicht worden ultradunne secties met een dikte van 20-50 nm, geplaatst op de dunste films, als objecten gebruikt. IN transmissie (transmissie) elektronenmicroscoop elektronen gaan door een object op dezelfde manier als licht er doorheen gaat in een lichtmicroscoop. Transmissie-elektronenmicroscopie wordt gebruikt om ultradunne secties van microben, weefsels en de structuur van kleine voorwerpen (virussen, flagellen, enz.) te bestuderen. IN scanning elektronenmicroscoop Een nauwkeurig gefocusseerde elektronenbundel beweegt heen en weer over het oppervlak van het monster. In dit geval worden de door het oppervlak gereflecteerde elektronen verzameld en vormen een beeld. Het voordeel van het gebruik van dit type elektronenmicroscoop is dat er een driedimensionaal beeld ontstaat. Daarom wordt scanning-elektronenmicroscopie gebruikt om het oppervlak van objecten te bestuderen. Een elektronenmicroscoop heeft een resolutie van ongeveer 1 à 2 nm. Dit is genoeg om macromoleculen te bestuderen.

Autoradiografie. Deze methode is gebaseerd op het gebruik van stoffen die zijn gelabeld met radioactieve isotopen. Als een radioactieve isotoop die tijdens het metabolisme door de cellen wordt geabsorbeerd, aan het medium wordt toegevoegd, kan de intracellulaire lokalisatie ervan vervolgens worden gedetecteerd met behulp van autoradiografie. Bij deze methode worden dunne stukjes cellen op film geplaatst. De film wordt donkerder onder die plaatsen waar radioactieve isotopen zich bevinden. Fosfor wordt gebruikt als isotopen ( P 32), ijzer (Fe 59), zwavel (S 35 ), koolstof (C 14), tritium ( H3) enz.

Centrifugatie. De methode begon in 1926, toen Svedberg een analytische centrifuge uitvond en deze gebruikte om het molecuulgewicht van hemoglobine te bepalen. Vóór het centrifugeren is het noodzakelijk om het celmembraan te vernietigen. Vernietiging wordt uitgevoerd met behulp van ultrasone trillingen, osmotische schokken, slijpen en door een klein gaatje drukken. Met zorgvuldige vernietiging blijven sommige celorganellen intact. Gehakte weefsels met vernietigde celmembranen worden in reageerbuizen geplaatst en met hoge snelheid in een centrifuge geroteerd. De methode is gebaseerd op het feit dat verschillende cellulaire organellen een verschillende massa en dichtheid hebben. Organellen met een grotere dichtheid worden bij lage centrifugatiesnelheden in een reageerbuis afgezet, minder dichte organellen - bij hoge snelheden. Deze lagen worden afzonderlijk bestudeerd. Kernen en niet-vernietigde cellen bezinken dus snel met relatief lage snelheden en vormen een sediment op de bodem van de centrifugebuis. Bij hogere snelheden slaan de mitochondriën neer, en bij nog hogere snelheden en langere centrifugeerperioden slaan ribosomen neer. Typisch behouden dergelijke gezuiverde componenten een hoge biochemische activiteit.

Cel- en weefselkweekmethode bestaat uit het feit dat uit één of meerdere cellen op een speciaal voedingsmedium een ​​groep cellen van hetzelfde type kan worden verkregen. Deze methode biedt enorme perspectieven, niet alleen voor de cytologie, maar ook voor de geneeskunde en de landbouw. Zo worden celculturen gebruikt om de patronen van differentiatie, interactie van cellen met de omgeving, aanpassing, veroudering, transformatie, enz. te verduidelijken. In de biotechnologie worden celculturen gebruikt bij de productie van vaccins en biologisch actieve stoffen. In de farmacologie worden ze gebruikt als testobjecten bij het testen van nieuwe medicijnen. De grondlegger van deze methode is de Amerikaanse zoöloog en embryoloog R. Garrison (1879-1959), die er in 1907 in slaagde salamandercellen te kweken in een kunstmatige omgeving buiten het lichaam. Vervolgens werden vele soorten planten- en dierencellen gekweekt in vitro , en deze methode stelde ons in staat een aantal belangrijke ontdekkingen te doen op het gebied van de celfysiologie. Uitdrukking in vitro (Latijn voor ‘in glas’) betekent dat het onderzoek niet op een levend organisme is uitgevoerd, maar in een of ander glazen vat. In tegenstelling tot de eerste uitdrukking in vivo duidt op een experiment met een heel, levend organisme. Culturen die rechtstreeks uit lichaamsweefsels zijn bereid, worden genoemd primaire gewassen. In de meeste gevallen kunnen primaire kweekcellen uit een kweekschaal worden overgebracht en worden gebruikt om grote hoeveelheden te produceren secundaire gewassen. Cellijnen kunnen worden gebruikt om klonen te genereren die zijn afgeleid van een enkele voorlopercel. Is mogelijk celfusieéén of verschillende soorten. Om fusie te bewerkstelligen worden cellen blootgesteld aan virale enzymen of polyethyleenglycol. Deze stoffen beschadigen het plasmamembraan van cellen, waardoor een cel ontstaat met twee afzonderlijke kernen. Na een bepaalde tijd deelt zo’n cel zich door mitose, waardoor een hybride cel ontstaat. In een hybride cel worden alle chromosomen gecombineerd tot één grote kern. Dergelijke hybride cellen kunnen worden gekloneerd om een ​​hybride cellijn te produceren. Met behulp van deze methode was het mogelijk om hybride cellen te verkrijgen van een mens en een muis, een mens en een pad. De resulterende hybride cellen zijn onstabiel en verliezen na talrijke celdelingen de meeste chromosomen van het ene of het andere type. Het eindproduct wordt bijvoorbeeld in wezen een muizencel waarin geen of slechts een sporenhoeveelheid menselijke genen aanwezig is. Daarom kan deze techniek met succes worden gebruikt om genen in menselijke chromosomen in kaart te brengen.

Microchirurgie.Deze methode is gebaseerd op het gebruik van micromanipulatoren. Het zijn apparaten die zorgen voor nauwkeurige bewegingen van micro-instrumenten in de kooi. Micro-instrumenten zijn meestal gemaakt van glas. Hun vorm wordt bepaald door de taken van microchirurgische operaties. Ze kunnen de vorm hebben van naalden, spuiten, pipetten, spatels, scalpels, enz. Met behulp van micromanipulatoren kunnen verschillende operaties op cellen worden uitgevoerd (stoffen in cellen injecteren, kernen extraheren en transplanteren, lokale schade aan cellulaire structuren, enz.). Microchirurgische operaties werken vooral goed op grote cellen (eencellige cellen, amfibie-eieren, embryonale cellen van sommige dieren). De amoebecel kan dus worden verdeeld in drie hoofdcomponenten: membraan, cytoplasma en kern. Deze componenten kunnen vervolgens weer in elkaar worden gezet om een ​​levende cel te vormen. Op deze manier kunnen kunstmatige cellen worden verkregen die bestaan ​​uit componenten van verschillende soorten amoeben. Microchirurgische operaties worden niet alleen uitgevoerd met micro-instrumenten, maar ook met een gefocusseerde straal ultraviolette stralen (micro-injectie).

Naast de bovenstaande methoden worden chromatografie, elektroforese en enkele andere gebruikt om cellen te bestuderen. Nieuwe methoden hebben enorme vooruitgang geboekt in het onderzoek naar cellen. Er moet echter aan worden herinnerd dat klassieke methoden van cytologie, gebaseerd op fixatie, kleuring en bestudering van cellen onder een lichtmicroscoop, nog steeds praktisch belang behouden.

Lezing 1.

Plantencelstructuur

Lichtmicroscopie

Elektronenmicroscopie

Differentiële centrifugatie

Celkweekmethode

De cel is de structurele en functionele basiseenheid van levende organismen.

Cellen embryonaal(niet-gespecialiseerde) weefsels van dieren en planten lijken qua structuur in grote lijnen sterk op elkaar. Het was deze omstandigheid die ooit de reden was voor het ontstaan ​​en de ontwikkeling van de celtheorie. Morfologische verschillen verschijnen al in gedifferentieerde cellen van gespecialiseerde weefsels van planten en dieren. De structurele kenmerken van een plantencel, zoals planten als geheel, worden geassocieerd met levensstijl en voeding. De meeste planten leiden een relatief immobiele (gehechte) levensstijl. Het specifieke van plantenvoeding is dat water en voedingsstoffen (organisch en anorganisch) overal verspreid zijn en dat de plant ze door diffusie moet opnemen. Bovendien voeren groene planten in het licht een autotrofe voedingsmethode uit. Hierdoor zijn enkele specifieke kenmerken van de structuur en groei van plantencellen geëvolueerd. Deze omvatten:

duurzaam polysacharide celwand, die de cel omringt en een stijf frame vormt;

plastiden systeem , die ontstond in verband met het autotrofe type voeding;

vacuolair systeem , dat in volwassen cellen gewoonlijk wordt weergegeven door een grote centrale vacuole, die tot 95% van het celvolume in beslag neemt en een belangrijke rol speelt bij het in stand houden van de celinhoud. turgordruk;

een speciaal type celgroei door verstuikingen(als gevolg van een toename van het volume van de vacuole);

totipotentie dat wil zeggen de mogelijkheid om een ​​complete plant te regenereren uit een gedifferentieerde plantencel;

Er is nog een detail dat plantencellen onderscheidt van dierlijke cellen: in planten komen ze tijdens de celdeling niet tot expressie centriolen.

De structuur van een cel in zijn meest algemene vorm ken je uit je algemene biologiecursus, en ter voorbereiding op de toelatingsexamens heb je dit onderwerp behoorlijk goed bestudeerd. Dit onderwerp wordt ook in verschillende aspecten besproken in relevante universitaire cursussen (bijvoorbeeld zoölogie van ongewervelde dieren, lagere planten). Daarnaast zal een meer gedetailleerde kennismaking met de cel op hoog niveau plaatsvinden in de cursus “cytologie”. Het is belangrijk dat we ons concentreren op de specifieke structurele kenmerken van een plantencel, vooral de cellen van een hogere plant.

Een zeer oppervlakkig onderzoek van de structuur van een typische plantencel onthult drie hoofdcomponenten: (1) celwand, (2) een vacuole, die een centrale positie inneemt in volwassen cellen en bijna hun gehele volume vult, en (3) protoplast, door de vacuole naar de periferie geduwd in de vorm van een muurlaag. Het zijn deze componenten die worden gedetecteerd bij een lage vergroting van een lichtmicroscoop. Bovendien zijn het celmembraan en de vacuole producten van de vitale activiteit van de protoplast.

Levend cellichaam? protoplast bestaat uit organellen die erin zijn ondergedompeld hyaloplasma. Celorganismen omvatten: kern, plastiden, mitochondriën, dictyosomen, endoplasmatisch reticulum, microlichamen, enz. Hyaloplasma met organellen minus de kern is cytoplasma cellen.

Om de grootte van subcellulaire structuren uit te drukken, worden bepaalde lengtematen gebruikt: micrometer En nanometer.

Micrometer in het SI-systeem van meeteenheden is een waarde gelijk aan 10 -6 m . Met andere woorden, een micrometer (afkorting µm) is 1/1000000 meter en 1/1000 millimeter. 1 µm = 10-6 meter . Oude naam van deze maatregel micron.

Een nanometer in hetzelfde systeem vertegenwoordigt een miljoenste van een millimeter 1 nm = 10 -9 m en een duizendste micrometer.

De grootte en vorm van plantencellen variëren sterk. Typisch variëren de celgroottes van hogere planten van 10 tot 300 micron. Toegegeven, er zijn gigantische cellen, bijvoorbeeld de cellen van het sappige vruchtvlees van citrusvruchten hebben een diameter van enkele millimeters, of de extreem lange bastvezels van brandnetels bereiken een lengte van 80 mm met een microscopische dikte.

Ze onderscheiden zich door vorm isodiametrisch cellen waarvan de lineaire afmetingen in alle richtingen gelijk zijn of enigszins verschillen (dat wil zeggen dat de lengte, breedte en hoogte van deze cellen vergelijkbaar zijn). Dergelijke cellen worden parenchymaal genoemd (parenchym).

Sterk langwerpige cellen, waarbij de lengte vele malen (soms honderden en duizenden) groter is dan de hoogte en breedte, worden prosenchymale cellen genoemd. (prosenchym).

Methoden voor het bestuderen van plantencellen

Er zijn veel methoden ontwikkeld en gebruikt om cellen te bestuderen, waarvan de mogelijkheden het niveau van onze kennis op dit gebied bepalen. Vooruitgang in de studie van de celbiologie, inclusief de meest opmerkelijke prestaties van de afgelopen jaren, wordt gewoonlijk geassocieerd met het gebruik van nieuwe methoden. Daarom is het voor een vollediger begrip van de celbiologie noodzakelijk om op zijn minst enig inzicht te hebben in de geschikte methoden voor het bestuderen van cellen.

Lichtmicroscopie

De oudste en tegelijkertijd meest gebruikelijke methode om cellen te bestuderen is microscopie. We kunnen zeggen dat het begin van de studie van cellen werd gelegd door de uitvinding van de licht-optische microscoop.

Het blote menselijke oog heeft een resolutie van ongeveer 1/10 mm. Dit betekent dat als je naar twee lijnen kijkt die minder dan 0,1 mm uit elkaar liggen, ze samenvloeien tot één lijn. Om structuren dichterbij te onderscheiden, worden optische instrumenten, zoals een microscoop, gebruikt.

Maar de mogelijkheden van een lichtmicroscoop zijn niet onbeperkt. De resolutielimiet van een lichtmicroscoop wordt bepaald door de golflengte van het licht, dat wil zeggen dat een optische microscoop alleen kan worden gebruikt om structuren te bestuderen waarvan de minimale afmetingen vergelijkbaar zijn met de golflengte van de lichtstraling. De beste lichtmicroscoop heeft een oplossend vermogen van ongeveer 0,2 micron (of 200 nm), wat ongeveer 500 keer beter is dan het menselijk oog. Het is theoretisch onmogelijk om een ​​lichtmicroscoop met hoge resolutie te bouwen.

Veel componenten van de cel zijn qua optische dichtheid vergelijkbaar en zijn zonder speciale behandeling vrijwel onzichtbaar in een conventionele lichtmicroscoop. Om ze zichtbaar te maken, verschillende kleurstoffen met een zekere selectiviteit.

Aan het begin van de 19e eeuw. Er was behoefte aan kleurstoffen voor het verven van textielstoffen, wat op zijn beurt de versnelde ontwikkeling van de organische chemie veroorzaakte. Het bleek dat sommige van deze kleurstoffen ook biologische weefsels kleuren en, geheel onverwacht, vaak preferentieel binden aan bepaalde componenten van de cel. Het gebruik van dergelijke selectieve kleurstoffen maakt het mogelijk om de interne structuur van de cel nauwkeuriger te bestuderen. Hier zijn slechts enkele voorbeelden:

kleurstof hematoxyline kleurt sommige componenten van de kern blauw of violet;

na opeenvolgende verwerking floroglucinol en dan worden met zoutzuur de verhoute celmembranen kersenrood;

kleurstof Soedan III kleurt verzonken celmembranen roze;

Een zwakke oplossing van jodium in kaliumjodide kleurt zetmeelkorrels blauw.

Voor microscopisch onderzoek van de meeste weefsels vóór kleuring repareren. Eenmaal gefixeerd worden de cellen doorlaatbaar voor kleurstoffen en wordt de celstructuur gestabiliseerd. Een van de meest voorkomende fixeermiddelen in de plantkunde is ethylalcohol.

Fixatie en kleuring zijn niet de enige procedures die worden gebruikt om preparaten te bereiden. De meeste weefsels zijn te dik om onmiddellijk met hoge resolutie waar te nemen. Daarom worden dunne secties uitgevoerd microtoom. Dit apparaat maakt gebruik van het broodsnijderprincipe. Plantenweefsels hebben iets dikkere secties nodig dan dierlijke weefsels, omdat plantencellen doorgaans groter zijn. De dikte van secties van plantenweefsel voor lichtmicroscopie is ongeveer 10 micron - 20 micron. Sommige weefsels zijn te zacht om meteen te snijden. Daarom worden ze na fixatie in gesmolten paraffine of speciale hars gegoten, die de hele stof verzadigt. Na afkoeling ontstaat een massief blok, dat vervolgens met een microtoom wordt gesneden. Het is waar dat vulling veel minder vaak wordt gebruikt voor plantenweefsels dan voor dieren. Dit wordt verklaard door het feit dat plantencellen sterke celwanden hebben die het weefselraamwerk vormen. Verhoute schelpen zijn bijzonder sterk.

Gieten kan echter de structuur van de cel verstoren, dus wordt er een andere methode gebruikt waarbij dit gevaar wordt verminderd? snelvriezen. Hier kunt u het doen zonder te fixeren en te vullen. Bevroren weefsel wordt gesneden met behulp van een speciaal microtoom (cryotoom).

Op deze wijze bereide diepvriessecties hebben het duidelijke voordeel dat de natuurlijke structurele kenmerken beter behouden blijven. Ze zijn echter moeilijker te koken en de aanwezigheid van ijskristallen verpest nog steeds enkele details.

Microscopisten zijn altijd bezorgd geweest over de mogelijkheid van verlies en vervorming van sommige celcomponenten tijdens het fixatie- en kleurproces. Daarom worden de verkregen resultaten geverifieerd met andere methoden.

De mogelijkheid om levende cellen onder een microscoop te onderzoeken, maar dan op zo'n manier dat de details van hun structuur duidelijker zichtbaar zouden worden, leek erg verleidelijk. Deze mogelijkheid wordt geboden door speciale optische systemen: fasecontrast En interferentie microscopen. Het is bekend dat lichtgolven, net als watergolven, met elkaar kunnen interfereren, waardoor de amplitude van de resulterende golven groter of kleiner wordt. Wanneer lichtgolven in een conventionele microscoop door de afzonderlijke componenten van een cel gaan, veranderen ze van fase, hoewel het menselijk oog deze verschillen niet kan waarnemen. Maar door interferentie kunnen de golven worden omgezet en kunnen de verschillende componenten van de cel onder een microscoop van elkaar worden onderscheiden, zonder toevlucht te nemen tot kleuring. Deze microscopen maken gebruik van twee lichtbundels die op elkaar inwerken (superponeren), waardoor de amplitude van de golven die vanuit verschillende componenten van de cel het oog binnenkomen, wordt vergroot of verkleind.

Elektronenmicroscopie

De mogelijkheden van een lichtmicroscoop worden, zoals reeds vermeld, beperkt door de golflengte van zichtbaar licht. De maximale resolutie bedraagt ​​ongeveer 0,2 micron.

In de jaren twintig werd een grote vooruitgang geboekt op het gebied van de microscopie, toen werd ontdekt dat op de juiste wijze geselecteerde elektromagnetische velden als lenzen konden worden gebruikt om elektronenbundels te focusseren.

De golflengte van een elektron is veel korter dan de golflengte van zichtbaar licht, en als elektronen worden gebruikt in plaats van licht, kan de resolutielimiet van de microscoop merkbaar worden verlaagd.

Op basis van dit alles is een microscoop gemaakt waarin in plaats van licht een elektronenbundel wordt gebruikt. De eerste elektronenmicroscoop werd in 1931 gebouwd door Knoll en Ruska in Duitsland. Er gingen echter vele jaren voorbij voordat het mogelijk werd om met deze microscoop weefselcoupes te bestuderen. Pas in de jaren vijftig werden methoden ontwikkeld voor het produceren van secties met de nodige kwaliteiten. Sinds die tijd begon een nieuw tijdperk van microscopie en een stroom van informatie over de fijne structuur van cellen stroomde letterlijk de wetenschap binnen. (cel-ultrastructuur).

De moeilijkheden van elektronenmicroscopie zijn dat een speciale verwerking van preparaten nodig is om biologische monsters te bestuderen.

De eerste moeilijkheid is dat elektronen een zeer beperkt doordringend vermogen hebben, dus er moeten ultradunne secties van 50 - 100 nm dik worden gemaakt. Om zulke dunne coupes te verkrijgen, wordt het weefsel eerst geïmpregneerd met hars: de hars polymeriseert tot een hard plastic blok. Vervolgens worden de secties met een scherp glas- of diamantmes op een speciaal microtoom gesneden.

Er is nog een probleem: wanneer elektronen door biologisch weefsel gaan, wordt er geen contrastbeeld verkregen. Om contrast te verkrijgen, worden dunne secties van biologische monsters geïmpregneerd met zouten van zware metalen.

Er zijn twee hoofdtypen elektronenmicroscopen. IN overdragen(transmissie)microscoop, een elektronenbundel die door een speciaal geprepareerd monster gaat en zijn beeld op het scherm achterlaat. De resolutie van een moderne transmissie-elektronenmicroscoop is bijna 400 keer groter dan die van licht. Deze microscopen hebben een resolutie van ongeveer 0,5 nm (ter vergelijking: de diameter van een waterstofatoom is ongeveer 0,1 nm).

Ondanks een dergelijke hoge resolutie hebben transmissie-elektronenmicroscopen grote nadelen:

Een driedimensionaal (volumetrisch) beeld wordt verkregen met behulp van scannen elektronenmicroscoop (EM). Hier gaat de straal niet door het monster, maar wordt gereflecteerd vanaf het oppervlak.

Wordt het proefmonster gefixeerd, gedroogd en vervolgens bedekt met een dun laagje metaal? de operatie wordt genoemd schaduw(het monster is gearceerd).

Bij het scannen van EM wordt een gefocusseerde elektronenbundel op een monster gericht (het monster wordt gescand). Als resultaat zendt het metalen oppervlak van het monster secundaire elektronen met lage energie uit. Ze worden opgenomen en omgezet in beeld op een televisiescherm. De maximale resolutie van een scanmicroscoop is klein, ongeveer 10 nm, maar het beeld is driedimensionaal.

Freeze-chip-methode

Fundamenteel nieuwe mogelijkheden voor elektronenmicroscopie zijn relatief recentelijk ontstaan, na de ontwikkeling van de methode "bevriezen - chippen". Met deze methode worden de kleinste details van de celstructuur onderzocht en wordt een driedimensionaal beeld verkregen in een transmissie-elektronenmicroscoop.

Tijdens normaal bevriezen vormen zich ijskristallen in de cellen, die hun structuur merkbaar vervormen. Om dit te voorkomen worden de cellen zeer snel ingevroren bij de temperatuur van vloeibare stikstof (-196 C). Bij een dergelijke onmiddellijke bevriezing hebben ijskristallen geen tijd om zich te vormen en ondergaat de cel geen vervorming.

Het bevroren blok wordt gespleten met een mes (vandaar de naam van de methode). Vervolgens wordt, meestal in een vacuümkamer, het overtollige ijs verwijderd door sublimatie. Deze operatie wordt genoemd etsen. Na het etsen wordt het reliëf in het splijtvlak duidelijker gedefinieerd. Monster ontvangen schaduwrijk, dat wil zeggen dat een dunne laag zware metalen op het oppervlak van het monster wordt gespoten. De truc is echter dat de depositie onder een hoek ten opzichte van het oppervlak van het monster wordt uitgevoerd. Dit is een heel belangrijk punt. Er ontstaat een schaduweffect en het beeld ziet er driedimensionaal uit.

In een transmissiemicroscoop kan de elektronenbundel slechts zeer dunne gedeelten doordringen. De gebruikelijke dikte van gearceerde monsters is buitensporig, dus het organische materiaal dat onder de metaallaag ligt, moet worden opgelost. Het resultaat is een dun metaal replica(of afdruk) van het oppervlak van het monster. In een transmissiemicroscoop wordt een replica gebruikt.

Deze methode bood bijvoorbeeld een unieke kans om de interne structuur van celmembranen te observeren.

Differentiële centrifugatie

Naast microscopie is microscopie de andere belangrijke en wijdverbreide methode voor het bestuderen van cellen differentiële centrifugatie of fractionering.

Het principe van de methode is dat tijdens het centrifugeren een middelpuntvliedende kracht ontstaat, onder invloed waarvan zwevende deeltjes naar de bodem van de centrifugebuis bezinken.

Met de introductie van de ultracentrifuge begin jaren veertig werd de scheiding van cellulaire componenten mogelijk.

Voordat cellen aan centrifugatie worden onderworpen, moeten ze worden vernietigd - het stijve frame van de celmembranen moet worden vernietigd. Om dit te doen, worden verschillende methoden gebruikt: ultrasone trillingen, door kleine gaatjes drukken of het meest gebruikelijke vermalen van plantenweefsels met een stamper in een porseleinen vijzel. Met zorgvuldig gebruik van vernietigingsmethoden kunnen sommige organellen intact worden bewaard.

Tijdens het centrifugeren op hoge snelheid bezinken grote celcomponenten (zoals kernen) bij relatief lage snelheden snel (sediment) en vormen een sediment op de bodem van de centrifugebuis. Bij hogere snelheden slaan kleinere componenten zoals chloroplasten en mitochondriën neer.

Dat wil zeggen dat tijdens het centrifugeren de celcomponenten in fracties uiteenvallen: groot en klein, wat is de reden waarom de tweede naam van de methode? fractionering. Bovendien geldt: hoe hoger de snelheid en duur van het centrifugeren, hoe fijner de resulterende fractie.

De snelheid van sedimentatie (afzetting) van componenten wordt uitgedrukt met behulp van sedimentatiecoëfficiënt, toegewezen S.

Stadia van differentiële centrifugatie: lage snelheid (kernen, cytoskelet), gemiddelde snelheid (chloroplasten), hoge snelheid (mitochondriën, wortelstokken, microlichamen), zeer hoge snelheid (ribosomen).

Gefractioneerde celextracten, ook wel celvrije systemen genoemd, worden veel gebruikt om intracellulaire processen te bestuderen. Alleen door te werken met celvrije extracten kan het gedetailleerde moleculaire mechanisme van biologische processen worden vastgesteld. Het gebruik van deze specifieke methode bracht dus triomfantelijk succes in de studie van de biosynthese van eiwitten.

Over het algemeen kunnen zuivere fracties van intracellulaire structuren aan elk type analyse worden onderworpen.

Celkweekmethode

Dierlijke cellen die in cultuur zijn geïsoleerd (dat wil zeggen op een voedingsmedium zijn geplaatst) sterven na een bepaald aantal delingen en worden daarom als een moeilijk en ongemakkelijk object voor de teelt beschouwd. Een ander ding zijn plantencellen, die zich een onbeperkt aantal keren kunnen delen.

De celkweekmethode vergemakkelijkt de studie van de mechanismen van celdifferentiatie in planten.

Vormen plantencellen op een voedingsbodem een ​​homogene, ongedifferentieerde celmassa? eelt. Eelt wordt behandeld met hormonen. Onder invloed van hormonen kunnen calluscellen aanleiding geven tot verschillende organen.

De structuur en werking van een plantencel.

1. Structuur van een plantencel: cellulosemembraan, plasmamembraan, cytoplasma met organellen, kern, vacuolen met celsap. De aanwezigheid van plastiden is het belangrijkste kenmerk van een plantencel.

2. Functies van het celmembraan - geeft de cel zijn vorm, beschermt hem tegen omgevingsfactoren.

3. Het plasmamembraan is een dunne film, bestaat uit op elkaar inwerkende moleculen van lipiden en eiwitten, scheidt de interne inhoud af van de externe omgeving, zorgt voor het transport van water, mineralen en organische stoffen naar de cel door osmose en actief transport, en verwijdert ook schadelijke afvalproducten.

4. Cytoplasma is de interne semi-vloeibare omgeving van de cel waarin de kern en organellen zich bevinden, zorgt voor verbindingen daartussen en neemt deel aan fundamentele levensprocessen.

5. Endoplasmatisch reticulum - een netwerk van vertakkende kanalen in het cytoplasma. Het is betrokken bij de synthese van eiwitten, lipiden en koolhydraten, en bij het transport van stoffen. Ribosomen zijn lichamen die zich op het ER of in het cytoplasma bevinden, bestaande uit RNA en eiwit, en zijn betrokken bij de eiwitsynthese. EPS en ribosomen vormen één apparaat voor de synthese en het transport van eiwitten.

6. Mitochondriën zijn organellen die door twee membranen van het cytoplasma worden gescheiden. Daarin worden, met de deelname van enzymen, organische stoffen geoxideerd en worden ATP-moleculen gesynthetiseerd. Toename van het oppervlak van het binnenmembraan waarop enzymen zich bevinden als gevolg van cristae. ATP is een energierijke organische stof.

7. Plastiden (chloroplasten, leukoplasten, chromoplasten), hun inhoud in de cel is het belangrijkste kenmerk van het plantenorganisme. Chloroplasten zijn plastiden die het groene pigment chlorofyl bevatten, dat lichtenergie absorbeert en deze gebruikt om organische stoffen uit koolstofdioxide en water te synthetiseren. Chloroplasten worden gescheiden van het cytoplasma door twee membranen, talrijke uitgroeiingen - grana op het binnenmembraan, waarin chlorofylmoleculen en enzymen zich bevinden.

8. Het Golgi-complex is een systeem van holtes die door een membraan van het cytoplasma worden gescheiden. De ophoping van eiwitten, vetten en koolhydraten daarin. Het uitvoeren van de synthese van vetten en koolhydraten op membranen.

9. Lysosomen zijn lichamen die door één membraan van het cytoplasma worden gescheiden. De enzymen die ze bevatten versnellen de afbraak van complexe moleculen tot eenvoudige: eiwitten tot aminozuren, complexe koolhydraten tot eenvoudige, lipiden tot glycerol en vetzuren, en vernietigen ook dode delen van de cel en hele cellen.

10. Vacuolen - holtes in het cytoplasma gevuld met celsap, een plaats waar reservevoedingsstoffen en schadelijke stoffen worden verzameld; ze reguleren het watergehalte in de cel.

11. Cellulaire insluitsels - druppels en korrels met reservevoedingsstoffen (eiwitten, vetten en koolhydraten).

12. De kern is het grootste deel van de cel en is aan de buitenkant bedekt met een kernmembraan met dubbele membranen, doordrongen van poriën. Stoffen komen de kern binnen en worden via de poriën daaruit verwijderd. Chromosomen zijn dragers van erfelijke informatie over de kenmerken van een organisme, de hoofdstructuren van de kern, die elk bestaan ​​uit één DNA-molecuul gecombineerd met eiwitten. De kern is de plaats van DNA-, mRNA- en rRNA-synthese.

Taak nr. 1.

De scheiding van organoïden door centrifugatie is gebaseerd op hun verschillen in

1. Structuur en compositie

2. Uitgevoerde functies

3. Dichtheid en massa

4. Locatie in het cytoplasma

Uitleg: tijdens het centrifugeren vallen de dichtste (zwaarste) deeltjes naar beneden, dat wil zeggen dat deze methode kan worden gebruikt om organellen te scheiden op basis van dichtheid en massa. Het juiste antwoord is 3.

Taak nr. 2.

Wat is de structurele en functionele eenheid van de structuur van organismen van alle koninkrijken?

1. DNA

2. Kern

3. Kooi

4. Chromosoom

Uitleg: Ik volg de celtheorie, de structurele en functionele eenheid van alle levende wezens is de cel. Het juiste antwoord is 3.

Taak nr. 3.

Welke stoffen vervullen een informatiefunctie in een cel?

1. Nucleïnezuren

2. Eiwitten

3. ATP

4. Eiwitassemblage

Uitleg: Zoals we weten zijn nucleïnezuren (DNA en RNA) verantwoordelijk voor informatie in een cel. DNA slaat genetische informatie op en RNA vergemakkelijkt de reproductie ervan. Het juiste antwoord is 1.

Taak nr. 4.

Welk proces ligt ten grondslag aan de vorming van twee chromatiden vóór celdeling?

1. DNA-replicatie

2. Transcriptie

3. RNA-synthese

4. Eiwitassemblage

Uitleg: De vorming van twee chromatiden is gebaseerd op het proces van DNA-replicatie (synoniem met replicatie - kopiëren). Het juiste antwoord is 1.

Taak nr. 5.

Welke organismen worden gekenmerkt door chemosynthese?

1. Cyanobacteriën

2. Bacteriofagen

3. Eukaryoot

4. Zwavelbacteriën

Uitleg: chemosynthese is het proces van vorming van organische stoffen uit anorganische stoffen door de oxidatie van chemische stoffen (zowel organisch als anorganisch). Alleen bacteriën kunnen chemotrofen zijn. Het juiste antwoord is 4.

Taak nr. 6.

Welke dieren hebben een directe post-embryonale ontwikkeling?

1. Zoogdieren

2. Platwormen

3. Amfibieën

4. Vlinders

Uitleg: Bij insecten wordt de ontwikkeling onderscheiden door volledige en onvolledige transformatie, platwormen hebben ook een complexe ontwikkelingscyclus, amfibieën ontwikkelen zich via het kikkervisjesstadium en zoogdieren worden onmiddellijk geboren als een volwassen dier. Het juiste antwoord is 1.

Taak nr. 7.

De soortkenmerken van organismen blijven dankzij

1. Erfelijkheid

2. Dominantie

3. Metabolisme

4. Aanpassingen

Uitleg: soortkenmerken blijven behouden dankzij de overdracht van deze kenmerken van generatie op generatie, dat wil zeggen door erfelijkheid. Het juiste antwoord is 1.

Taak nr. 8.

Donkerharige ouders kregen een blondharige dochter. Bepaal het genotype van de ouders als bekend is dat de donkere haarkleur licht haar domineert.

1. Aa x AA

2. Aa x Aa

3. Aaa x aa

4. Aa x AA

Uitleg: Deze situatie is alleen mogelijk als beide ouders heterozygoot zijn voor dit kenmerk (Aa). In dit geval is de kans op een blond kind 25%. Het juiste antwoord is 2.

Taak nr. 9.

Het vermogen van organismen om nieuwe karakters en eigenschappen te verwerven wordt genoemd

1. Erfelijkheid

2. Zelfregulering

3. Variabiliteit

4. Zelfreproductie

Uitleg: zoals we in taak nr. 7 zeiden, is erfelijkheid verantwoordelijk voor de overdracht van kenmerken van generatie op generatie, en draagt ​​variabiliteit bij aan de verwerving van nieuwe kenmerken door organismen. Het juiste antwoord is 3.

Taak nr. 10.

Mycorrhiza wel

2. Symbiose van mycelium met plantenwortels

3. Plantenziekte veroorzaakt door schimmels

4. Schimmelhyfen waarop het vruchtlichaam zich ontwikkelt

Uitleg: mycorrhiza is een symbiose van schimmelhyfen en boomwortels. Tegelijkertijd wordt de boom voorzien van minerale stoffen, omdat de schimmel organische stoffen afbreekt in anorganische stoffen, en de schimmel wordt voorzien van organische stoffen, omdat de boom een ​​fototroof is, dat wil zeggen dat hij organische stoffen creëert uit anorganische stoffen met de hulp van zonlicht. Het juiste antwoord is 2.

Taak nr. 11.

Op welke afbeelding zie je een cel die niet kan delen?

Uitleg: een cel die niet kan delen wordt getoond in Figuur 2, aangezien bijna de hele cel wordt ingenomen door een vacuole, dit geeft aan dat de cel al behoorlijk oud is en dat oude cellen niet delen. Het juiste antwoord is 2.

Taak nr. 12.

Groene algen behoren tot het plantenrijk omdat ze

1. Cellen bevatten chlorofyl

2. Het zijn indicatoren van water- en bodemverontreiniging

3. Heb een cellulaire structuur

4. Tijdens het ademen laten ze koolstofdioxide vrij in de atmosfeer.

Uitleg: algen (niet alleen groene) worden geclassificeerd als planten, omdat ze een aantal kenmerken hebben die kenmerkend zijn voor planten (onbeweeglijk, autotroof, pigmenten hebben, enz.), waaronder het bevatten van chlorofyl. Het juiste antwoord is 1.

Taak nr. 13.

De volwassen menselijke rondworm leeft in

1. Maag

2. Bijnieren

3. Darmen

4. Longen

Uitleg: denk aan de levenscyclus van rondwormen

Zoals uit het diagram blijkt, leven seksueel volwassen volwassenen in de menselijke darmen. Het juiste antwoord is 3.

Taak nr. 14.

Een gewone dolfijn die zich in de diepte van de zee stort, verbruikt de zuurstof die zich daarin bevindt

1. Longen

2. Lichaamsholten

3. Airbags

4. Kieuw

Uitleg: De dolfijn is een secundair waterzoogdier, dat wil zeggen dat de voorouders van de dolfijn op het land leefden. En net als elk ander zoogdier heeft het longen in zijn ademhalingssysteem waarmee het ademt. Het heeft geen luchtzakjes (zoals vogels), noch kieuwen (zoals vissen), en lucht hoopt zich ook niet op in de lichaamsholten. Het juiste antwoord is 1.

Taak nr. 15.

De menselijke mondholte is bekleed met weefsel waarin cellen zitten

1. Door processen met elkaar verbonden

2. Ze passen strak in elkaar

3. Ze hebben dwarsstrepen

4. Losjes gerangschikt

Uitleg: De menselijke mondholte is bekleed met gestratificeerd, niet-keratiniserend epitheel. Een van de kenmerken van het epitheel is een zeer laag gehalte aan intercellulaire substantie, dat wil zeggen dat de cellen stevig aan elkaar hechten. Het juiste antwoord is 2.

Taak nr. 16.

In het menselijk hart gaan klepjes open

1. Atria

2. Wenen

3. Ventrikels

4. Aorta

Uitleg: klepbladen bevinden zich in het hart tussen de boezems en de kamers, en daarom openen ze zich in de kamers. Het juiste antwoord is 3.

Taak nr. 17.

Iemand wiens werk langdurige vermoeidheid van de ogen vereist, moet bovendien vitamine consumeren

1. EEN

2. B

3. C

4.D

Uitleg: Het normale gehalte aan vitamine A is van groot belang voor de fotoreceptie en voor het gezichtsvermogen in het algemeen. Het wordt aangetroffen in verschillende gekleurde voedingsmiddelen - wortels, paprika's, maar ook in vis, eieren, melk, lever, enz. Het juiste antwoord is 1.

Taak nr. 18.

Humorale regulatie wordt uitgevoerd met behulp van

1. Zenuwimpulsen die ontstaan ​​in receptoren

2. Stoffen gevormd in de endocriene klieren

3. Eiwitten in voedsel

4. Activiteiten van de hersenen en het ruggenmerg

Uitleg: Humorale, ook wel hormonale regulatie genoemd, wordt uitgevoerd met behulp van hormonen die in het bloed circuleren. Hormonen worden uitgescheiden door endocriene klieren. Het juiste antwoord is 2.

Taak nr. 19.

Na een hoofdletsel heeft een persoon de coördinatie van bewegingen verloren als gevolg van verstoring van het werk

1. Kleine hersenen

2. Voorhersenen

3. Middenhersenen

4. Medulla oblongata

Uitleg: Het cerebellum is verantwoordelijk voor de coördinatie van bewegingen; het reguleert ook de spiertonus, het evenwicht en is verantwoordelijk voor het spiergeheugen. Het juiste antwoord is 1.

Taak nr. 20.

Het kruisen van verschillende soorten mezen die in hetzelfde bosgebied leven, wordt voorkomen door

1. Verschillende chromosomenset

2. Verschillen in voerconsumptie

3. Schending van het lichte regime

4. Gebrek aan nestplaatsen

Uitleg: Het kruisen van verschillende soorten (niet alleen mezen) is onmogelijk vanwege verschillen in de chromosomenset van organismen. Het juiste antwoord is 1.

Taak nr. 21.

De stabiliserende vorm van natuurlijke selectie bevordert

1. Volledige vervanging van zeldzame recessieve mutaties

2. Behoud van de gemiddelde waarde van het kenmerk in de populatie

3. Vorming van nieuwe kenmerken

4. Het vergroten van de intraspecifieke diversiteit

Uitleg: een stabiliserende vorm van natuurlijke selectie houdt individuen van een populatie met een gemiddelde waarde van een eigenschap in stand, waarbij organismen met afwijkingen van de norm worden geëlimineerd. Het juiste antwoord is 2.

Taak nr. 22.

Het stuitbeen, de appendix, het overblijfsel van het derde ooglid in de hoek van het menselijk oog

1. Soortgelijke instanties

2. Homologe organen

3. Atavismen

4. Beginselen

Uitleg: alle genoemde tekens zijn organen die zijn overgebleven van voorouders en hun functies hebben verloren. Dergelijke organen worden rudimentair genoemd. Het juiste antwoord is 4.

Taak nr. 23.

Welk typecriterium dient als het belangrijkste bewijs van de verwantschap van menselijke rassen?

1. Morfologisch

2. Geografisch

3. Genetisch

4. Fysiologisch

Uitleg: Nu gebruik ik verschillende genetische methoden, voornamelijk om de verwantschap tussen organismen te bewijzen of om het lidmaatschap van een bepaalde groep te bepalen. En afhankelijk van het percentage DNA-homologie wordt de relatie bepaald. Dit is hoe de verwantschap van menselijke rassen werd bewezen. Het juiste antwoord is 3.

Taak nr. 24.

Van welke organismen zijn de relaties een voorbeeld van symbiose?

1. Teken en honden

2. Pijnbomen en oliekan

3. Snoek en kroeskarper

4. Zonnedauw- en insectenplanten

Taak nr. 25.

De rol van consumentenorganismen in een ecosysteem is

1. Symbiose tot stand brengen met planten

2. Hun gebruik van zonne-energie

3. Gebruik van anorganische stoffen

4. Transformatie van organisch materiaal

Uitleg: Consumenten zijn na producenten de tweede schakel in de voedselketen (ze zetten anorganische stoffen om in organische stoffen) en gebruiken vervolgens organische stoffen die door producenten zijn gemaakt. Het juiste antwoord is 4.

Taak nr. 26.

De vorming van steenkoolafzettingen in de ingewanden van de aarde wordt voornamelijk geassocieerd met de ontwikkeling van de oudheid

1. Algen

2. Angiospermen

3. Bryofyten

4. Varens

Uitleg: Steenkoolafzettingen werden gevormd uit de overblijfselen van de ontbinding van verschillende oude planten, voornamelijk varens. Het juiste antwoord is 4.

Taak nr. 27.

De quaternaire structuur van het hemoglobinemolecuul is

1. Bolletje uit één polypeptideketen

2. Dubbele polypeptidehelix

3. Verschillende verbonden polypeptideketens

4. De sequentie van aminozuren in de polypeptideketen

Uitleg: Om je de quaternaire structuur voor te stellen, kijk naar de afbeelding

Zoals we kunnen zien, bestaat de quaternaire structuur uit verschillende gevouwen polypeptideketens; ze kunnen met elkaar verbonden zijn door een metaalion (bijvoorbeeld hemoglobine). Het juiste antwoord is 3.

Taak nr. 28.

Wat zijn de eindproducten van de voorbereidende fase van het energiemetabolisme?

1. Kooldioxide en water

2. Ureum en urinezuur

3. Triglyceriden en ammoniak

4. Aminozuren en glucose

Uitleg: in de voorbereidende fase van het energiemetabolisme worden complexe organische moleculen afgebroken - polymeren worden afgebroken tot monomeren, dat wil zeggen, eiwitten worden afgebroken tot aminozuren, polysachariden tot monosachariden, enz. Alle energie die in dit geval wordt ontvangen, wordt gedissipeerd in de vorm van warmte. Het juiste antwoord is 4.

Taak nr. 29.

Analyse van de stadia van de embryogenese van gewervelde dieren dient als basis voor het bestuderen ervan

1. Kenmerken van reproductie

2. Metabolisch niveau

3. Wijzigingsvariabiliteit

4. Evolutionaire oorsprong

Uitleg: De biogenetische wet stelt: ontogenie is een herhaling van fylogenie, dat wil zeggen dat het organisme tijdens het ontwikkelingsproces (embryonaal) alle stadia van evolutie herhaalt waar zijn voorouders doorheen gingen. Het juiste antwoord is 4.

Taak nr. 30.

Het versnellen van de groei van gecultiveerde planten en het vergroten van hun biomassa door regelmatig water geven en bemesten is variabiliteit

1. Mutatie

2. Correlatief

3. Wijziging

4. Combinatief

Uitleg: Dit is de variabiliteit die onder specifieke omstandigheden in een specifiek organisme optreedt, terwijl de kenmerken niet worden doorgegeven aan het nageslacht. Het juiste antwoord is 3.

Taak nr. 31.

Een toename van het aantal chromosomen, een veelvoud van de haploïde set, wordt bij de plantenveredeling verkregen door

1. Heterose

2. Inteelt

3. Kunstmatige selectie

4. Kunstmatige mutagenese

Uitleg: We hebben het over het verkrijgen van polyploïde organismen, dat wil zeggen met een groter aantal chromosomen. Een dergelijke set kan alleen worden verkregen met behulp van kunstmatige mutagenese. Het juiste antwoord is 4.

Taak nr. 32.

Korstmossen zijn, in tegenstelling tot mossen,

1. Vorm rhizoïden

2. Het zijn complexe organismen

3. Ga symbiose aan met de wortels van hogere planten

4. Ze planten zich voort door sporen

Uitleg: mossen zijn hogere planten, korstmossen zijn een symbiose van schimmels en algen, dat wil zeggen complexe organismen. Het juiste antwoord is 2.

Taak nr. 33.

Bloed stroomt door menselijke bloedvaten

1. Intermitterend - in overeenstemming met het intermitterende werk van het ventrikel

2. Schokken - als gevolg van pulsatie van bloedvaten

3. Met tussenpozen - vanwege het vasthouden ervan in de organen

4. Continu - vanwege de elasticiteit van de wanden van grote slagaders

Uitleg: Het hart trekt periodiek samen, maar door de elasticiteit van de bloedvaten circuleert het bloed continu in het lichaam. Het juiste antwoord is 4.

Taak nr. 34.

Wat is kenmerkend voor externe remming van reflexen?

1. Gevormd in neuronen van het autonome zenuwstelsel

2. Gevormd onder invloed van een geconditioneerde stimulus

3. Verschijnt wanneer er een sterke stimulus optreedt

4. Ontwikkelt zich niet in neuronen van een functionerende reflexboog

Uitleg: externe remming is remming die optreedt onder invloed van een sterke externe stimulus (bijvoorbeeld pijn, geluid, enz.). Het juiste antwoord is 3.

Taak nr. 35.

De meest significante en permanente transformaties in de biosfeer worden veroorzaakt door

1. Klimatologische omstandigheden

2. Natuurrampen

3. Seizoensgebonden veranderingen in de natuur

4. Levende organismen

Uitleg: Abiotische factoren beïnvloeden voortdurend onze planeet. De vraag betreft de biosfeer, dat wil zeggen de levende schil van de aarde, waarbij veranderingen optreden als gevolg van de invloed van levende organismen op elkaar en op de schil van de aarde. Het juiste antwoord is 4.

Taak nr. 36.

Zijn de volgende uitspraken over de stofwisseling juist?

A. Plastisch metabolisme is een reeks reacties van de afbraak van organische stoffen in een cel, vergezeld van het vrijkomen van energie.

B. Chlorofyl van plantencellen vangt zonne-energie op, die zich ophoopt in ATP-moleculen.

1. Alleen A is juist

2. Alleen B is juist

3. Beide oordelen zijn juist

4. Beide oordelen zijn verkeerd.

Uitleg: plastic uitwisseling is het proces van vorming van complexe moleculen uit eenvoudige (polymeren uit monomeren). Dat wil zeggen, het proces is het tegenovergestelde van splitsen. En de tweede bewering is waar. Het juiste antwoord is 2.

Taak nr. 37.

Welke structurele kenmerken en eigenschappen van water bepalen de functies ervan in de cel?

1. Vermogen om waterstofbruggen te vormen

2. De aanwezigheid van hoogenergetische bindingen in moleculen

3. Polariteit van het molecuul

4. Hoge warmtecapaciteit

5. Vermogen om ionische bindingen te vormen

6. Vermogen om energie vrij te maken tijdens splijting

Uitleg: Het watermolecuul is polair, er worden waterstofbruggen gevormd tussen watermoleculen en het is de interne omgeving van het lichaam en alle cellen waarin alle metabolische reacties plaatsvinden, en het is ook een oplosmiddel voor de meeste stoffen. We kiezen dus - 1, 3, 4.

Taak nr. 38.

Welke functie vervullen interneuronen in het menselijke zenuwstelsel?

1. Brengt zenuwimpulsen over van het motorneuron naar de hersenen

2. Brengt zenuwimpulsen over van het werkende orgaan naar het ruggenmerg

3. Zend impulsen van het ruggenmerg naar de hersenen

4. Brengt zenuwimpulsen over naar werkende organen

5. Ontvang zenuwimpulsen van sensorische neuronen

6. Breng zenuwimpulsen over naar motorneuronen

Uitleg: de eenvoudigste reflexboog bestaat uit sensorische, intercalaire en motorneuronen. Interneuronen ontvangen impulsen van sensorische neuronen, zenden signalen van het ruggenmerg naar de hersenen en zenden impulsen uit naar motorneuronen. Het juiste antwoord is 1, 3, 4.

Taak nr. 39.

Welke van de volgende voorbeelden worden geclassificeerd als aromorfosen?

2. Het uiterlijk van de bloedsomloop in ringwormen

3. De opkomst van warmbloedigheid bij zoogdieren

4. De opstelling van de tenen van spechten is twee naar voren en twee naar achteren

5. Ontwikkeling van zuigende monddelen bij insecten

6. Het uiterlijk van een hart met vier kamers bij vogels

Uitleg: Laten we niet vergeten dat aromorfose een verandering in het lichaam is die helpt het organisatieniveau te verhogen. Dat wil zeggen, het moet een kwalitatieve (mondiale) verandering zijn, zoals bijvoorbeeld het verschijnen van de bloedsomloop bij ringwormen, het optreden van warmbloedigheid en het verschijnen van een hart met vier kamers. De resterende veranderingen zijn niet mondiaal, maar privé. Het juiste antwoord is 2, 3, 6.

Taak nr. 40.

Breng een overeenkomst tot stand tussen het kenmerk van een organisme en het rijk waarvoor het kenmerkend is.

Teken van een organisme Koninkrijk

A. DNA is gesloten in de vorm van een ring 1. Paddestoelen

B. Volgens de voedingsmethode - autotrofen of heterotrofen 2. Bacteriën

B. Cellen hebben een gevormde kern

D. DNA heeft een lineaire structuur

D. De celwand bevat chitine

E. Nucleaire substantie bevindt zich in het cytoplasma

Uitleg: We herinneren ons dat schimmels eukaryoten zijn en bacteriën prokaryoten; dienovereenkomstig missen prokaryoten een nucleaire envelop en alle membraanorganellen, circulair DNA; afhankelijk van het type voeding kunnen ze hetero- of autotrofen zijn. Dat wil zeggen, het juiste antwoord is 221112.

Taak nr. 41.

Match de klier in het menselijk lichaam met zijn type.

Klier Type klier

A. Melk 1. Interne secretie

B. Schildklier 2. Externe secretie

B. Lever

G. Potovaja

D. Hypofyse

E. Bijnieren

Uitleg: De endocriene klieren scheiden hormonen af, dat wil zeggen dat dit klieren zijn zoals de schildklier, hypofyse en bijnieren. Het juiste antwoord is 212211.

Taak nr. 42.

Breng een overeenkomst tot stand tussen de kenmerken van een individu en zijn genotype.

Kenmerken van het individuele genotype

A. Produceert geen splitsing bij de nakomelingen. 1. Homozygoot

B. Heeft beide dominante allelische genen 2. Heterozygoot

B. Karaktersplitsing vindt plaats bij de nakomelingen

D. Het genotype bevat alternatieve genen.

D. Heeft beide recessieve allelische genen

E. Vormt verschillende soorten gameten

Uitleg: het homozygote genotype veroorzaakt geen segregatie bij de nakomelingen, heeft beide dominante allelen, bevat geen alternatieve genen, heeft beide recessieve allelen en vormt één type gameten. Het juiste antwoord is 112212.

Taak nr. 43.

Breng een overeenkomst tot stand tussen de kenmerken van ecosystemen en hun type.

Karakteristiek ecosysteemtype

A. Planten van één soort overheersen 1. Natuurlijk ecosysteem

B. Er is een grote verscheidenheid aan soorten. 2. Agro-ecosysteem

B. Er vindt zelfregulering plaats

populatiegrootte

D. De kringloop van stoffen is niet gesloten

D. De antropogene factor speelt een grote rol

E. Voedselketens zijn lang

Uitleg: een agro-ecosysteem omvat een of meer plantensoorten, heeft een open cyclus van stoffen, korte voedselketens, en mensen spelen een grote rol in de levensactiviteit ervan. Het juiste antwoord is 211221.

Taak nr. 44.

Bepaal de volgorde van processen die plaatsvinden tijdens fagocytose.

1. Binnenkomst van monomeren in het cytoplasma

2. Opvang van voedingsstoffen door het celmembraan

3. Hydrolyse van polymeren tot monomeren

4. Vorming van een fagocytotisch blaasje in de cel

5. Fusie van het fagocytische blaasje met het lysosoom

Uitleg: fagocytose - opname van voedseldeeltjes. Het begint met het opvangen van voedingsstoffen door het celmembraan, waarna een fagocytisch blaasje wordt gevormd in de cel, waarna het samensmelt met het lysosoom. Hydrolyse van polymeren tot monomeren vindt plaats in het lysosoom en uiteindelijk worden de monomeren vrijgegeven in het cytoplasma. Het juiste antwoord is 24531.

Taak nr. 45.

Leg uit waarom de vermindering van het aantal wolven als gevolg van het schieten in toendra-biocenoses leidt tot een afname van de aanvoer van mos - voedsel voor rendieren.

Uitleg: dit gebeurt omdat wolven op rendieren jagen. Hoe minder wolven, hoe meer herten, en de herten eten mos. Door de ongecontroleerde voortplanting van rendieren zullen de rendierreserves scherp afnemen.

Taak nr. 46.

Bepaal de klasse van bloeiende planten zoals weergegeven in de figuur. Rechtvaardig je antwoord. Noem de organen die in de figuur zijn aangegeven met de letters A en B, en leg hun rol in het leven van de plant uit.

Uitleg: De figuur toont aardbeien (familie Rosaceae, klasse tweezaadlobbigen, divisie angiospermen - de aanwezigheid van een bloem en fruit is een teken van angiospermen). A - bloem (orgaan voor seksuele voortplanting. B - snor (stolon) - gemodificeerde scheut. Aardbeien kunnen zich ook vegetatief voortplanten met behulp van stolonen.

Taak nr. 47.

Waar bevindt zich het centrum van de ongeconditioneerde reflexregulatie van de menselijke bloeddruk? Wat is het verschil tussen de bloeddruk in de aorta en de genitale aderen? Leg je antwoord uit.

Uitleg: het centrum van de reflex-reflexregulatie van de bloeddruk bevindt zich in de medulla oblongata (in het algemeen worden de meeste ongeconditioneerde reflexen gecontroleerd door het ruggenmerg). In de aorta is de druk hoger, omdat de aorta zich aan het begin van de systemische circulatie bevindt en de vena cava de systemische circulatie beëindigt, dus de druk is hier het laagst.

Taak nr. 48.

In de natuur vindt de zuurstofcyclus plaats. Welke rol spelen levende organismen in dit proces?

Uitleg: Levende organismen ademen zuurstof in (zuurstof oxideert glucose tijdens cellulaire ademhaling), wat kooldioxide en water produceert. Planten leggen kooldioxide vast in de Calvin-cyclus en geven via fotosynthese zuurstof af als bijproduct. En sommige chemosynthetische bacteriën kunnen zuurstof gebruiken om chemicaliën te oxideren.

Taak nr. 49.

Bij de biosynthese van een fragment van een eiwitmolecuul waren opeenvolgende tRNA-moleculen met anticodons AGC, GCC, UCA, CGA, AGA betrokken. Bepaal de aminozuursequentie van het gesynthetiseerde fragment van het eiwitmolecuul en de nucleotidesequentie van het gedeelte van het dubbelstrengige DNA-molecuul waarin informatie over de primaire structuur van het eiwitfragment is gecodeerd. Leg de volgorde van uw handelingen uit.

Uitleg: We krijgen de tRNA-sequentie, wat betekent dat we het probleem vanaf het einde zullen oplossen: eerst schrijven we de complementaire streng mRNA, daarna de complementaire dubbele streng DNA.

tRNA: AGC GCC UCA CGA AGA

mRNA: UCG CGG AGU GCU UCU

DNA1: AGC GCC TCA CGA AGA

DNA2: TCG CGG AGT GCT TCT

Taak nr. 50.

Wanneer een bonte kuifhen (B) werd gekruist met dezelfde haan, werden acht kippen verkregen: vier bonte kuifkippen, twee witte (a) kuifkippen en twee zwartgekuifde kippen. Maak een diagram om het probleem op te lossen. Bepaal de genotypen van ouders en nakomelingen, leg de aard van de overerving van eigenschappen uit en het uiterlijk van individuen met bonte kleuren. Welke wetten van erfelijkheid manifesteren zich in dit geval?

Uitleg: een dergelijke splitsing is alleen mogelijk als de ouders heterozygoot van kleur zijn, dat wil zeggen dat de bonte kleur het genotype - Aa heeft

AA - zwarte kleur

aa - witte kleur

Aa - bonte kleur

P: AaBB x AaBB

G: AB, aB

F1: AaBB - gevlekte kuif (4 kuikens)

aaBB - witte kuif (twee kippen)

AABB - zwarte kuif

In termen van kleur is de verdeling tussen genotype en fenotype hetzelfde: 1:2:1, aangezien er een fenomeen van onvolledige dominantie bestaat (er verschijnt een tussenvariant tussen zwarte en witte kleuring), worden de karakters onafhankelijk geërfd.


Freeze-chip-methode

Fundamenteel nieuwe mogelijkheden voor elektronenmicroscopie zijn relatief recentelijk ontstaan, na de ontwikkeling van de ‘freezing-cleavage’-methode. Met deze methode worden de kleinste details van de celstructuur onderzocht en wordt een driedimensionaal beeld verkregen in een transmissie-elektronenmicroscoop.

Tijdens normaal bevriezen vormen zich ijskristallen in de cellen, die hun structuur merkbaar vervormen. Om dit te voorkomen worden de cellen zeer snel ingevroren bij een temperatuur van vloeibare stikstof (-196C). Bij een dergelijke onmiddellijke bevriezing hebben ijskristallen geen tijd om zich te vormen en ondergaat de cel geen vervorming.

Het bevroren blok wordt gespleten met een mes (vandaar de naam van de methode). Vervolgens wordt, meestal in een vacuümkamer, het overtollige ijs verwijderd door sublimatie. Deze bewerking wordt etsen genoemd. Na het etsen wordt het reliëf in het splijtvlak duidelijker gedefinieerd. Het resulterende monster is gearceerd, dat wil zeggen dat een dunne laag zware metalen op het oppervlak van het monster wordt gespoten. De truc is echter dat de depositie onder een hoek ten opzichte van het oppervlak van het monster wordt uitgevoerd. Dit is een heel belangrijk punt. Er ontstaat een schaduweffect en het beeld ziet er driedimensionaal uit.

In een transmissiemicroscoop kan de elektronenbundel slechts zeer dunne gedeelten doordringen. De gebruikelijke dikte van gearceerde monsters is buitensporig, dus het organische materiaal dat onder de metaallaag ligt, moet worden opgelost. Het resultaat is een dunne metalen replica (of afdruk) van het oppervlak van het monster. In een transmissiemicroscoop wordt een replica gebruikt.

Deze methode bood bijvoorbeeld een unieke kans om de interne structuur van celmembranen te observeren.

Differentiële centrifugatie

Naast microscopie is differentiële centrifugatie of fractionering de andere belangrijke en veelgebruikte methode voor het bestuderen van cellen.

Het principe van de methode is dat tijdens het centrifugeren een middelpuntvliedende kracht ontstaat, onder invloed waarvan zwevende deeltjes naar de bodem van de centrifugebuis bezinken.

Met de introductie van de ultracentrifuge begin jaren veertig werd de scheiding van cellulaire componenten mogelijk.

Voordat cellen aan centrifugatie worden onderworpen, moeten ze worden vernietigd - het stijve frame van de celmembranen moet worden vernietigd. Om dit te doen, worden verschillende methoden gebruikt: ultrasone trillingen, door kleine gaatjes drukken of het meest gebruikelijke vermalen van plantenweefsels met een stamper in een porseleinen vijzel. Met zorgvuldig gebruik van vernietigingsmethoden kunnen sommige organellen intact worden bewaard.

Tijdens het centrifugeren op hoge snelheid bezinken grote celcomponenten (zoals kernen) bij relatief lage snelheden snel (sediment) en vormen een sediment op de bodem van de centrifugebuis. Bij hogere snelheden slaan kleinere componenten zoals chloroplasten en mitochondriën neer.

Dat wil zeggen dat tijdens het centrifugeren de celcomponenten in fracties uiteenvallen: groot en klein, wat is de reden waarom de tweede naam van de methode? fractionering. Bovendien geldt: hoe hoger de snelheid en duur van het centrifugeren, hoe fijner de resulterende fractie.

De snelheid van sedimentatie (afzetting) van componenten wordt uitgedrukt met behulp van de sedimentatiecoëfficiënt, aangeduid met S.

Stadia van differentiële centrifugatie: lage snelheid (kernen, cytoskelet), gemiddelde snelheid (chloroplasten), hoge snelheid (mitochondriën, wortelstokken, microlichamen), zeer hoge snelheid (ribosomen).

Gefractioneerde celextracten, ook wel celvrije systemen genoemd, worden veel gebruikt om intracellulaire processen te bestuderen. Alleen door te werken met celvrije extracten kan het gedetailleerde moleculaire mechanisme van biologische processen worden vastgesteld. Het gebruik van deze specifieke methode bracht dus triomfantelijk succes in de studie van de biosynthese van eiwitten.

Over het algemeen kunnen zuivere fracties van intracellulaire structuren aan elk type analyse worden onderworpen.

Celkweekmethode

Dierlijke cellen die in cultuur zijn geïsoleerd (dat wil zeggen op een voedingsmedium zijn geplaatst) sterven na een bepaald aantal delingen en worden daarom als een moeilijk en ongemakkelijk object voor de teelt beschouwd. Een ander ding zijn plantencellen, die zich een onbeperkt aantal keren kunnen delen.

De celkweekmethode vergemakkelijkt de studie van de mechanismen van celdifferentiatie in planten.

Op een voedingsbodem vormen plantencellen een homogene ongedifferentieerde celmassa: callus. Eelt wordt behandeld met hormonen. Onder invloed van hormonen kunnen calluscellen aanleiding geven tot verschillende organen.



Deze methode is gebaseerd op verschillen in de sedimentatiesnelheden van deeltjes die verschillen in grootte en dichtheid. Het te scheiden materiaal, bijvoorbeeld weefselhomogenaat, wordt gecentrifugeerd met een stapsgewijze toename van de centrifugaalversnelling, die zo wordt gekozen dat in elke fase een bepaalde fractie op de bodem van de buis wordt afgezet. Aan het einde van elke stap wordt het neerslag gescheiden van het supernatant en verschillende keren gewassen om uiteindelijk een zuivere neerslagfractie te verkrijgen. Helaas is het bijna onmogelijk om een ​​absoluut zuiver sediment te verkrijgen; Om te begrijpen waarom dit gebeurt, kijken we naar het proces dat plaatsvindt in een centrifugebuis aan het begin van elke centrifugatiefase.

In eerste instantie zijn alle deeltjes van het homogenaat gelijkmatig verdeeld over het volume van de centrifugebuis, waardoor het onmogelijk is om in één centrifugatiecyclus zuivere preparaten van sedimenten van de zwaarste deeltjes te verkrijgen: het eerste gevormde sediment bevat voornamelijk de zwaarste deeltjes, maar daarnaast ook een bepaalde hoeveelheid van alle originele componenten. Een voldoende zuiver preparaat van zware deeltjes kan alleen worden verkregen door het opnieuw suspenderen en centrifugeren van het oorspronkelijke sediment. Verdere centrifugatie van het supernatant met een daaropvolgende toename van de centrifugale versnelling leidt tot sedimentatie van deeltjes van gemiddelde grootte en dichtheid, en vervolgens tot sedimentatie van de kleinste deeltjes met de laagste dichtheid. In afb. Figuur 2.3 toont een diagram van de fractionering van rattenleverhomogenaat.

Differentiële centrifugatie is waarschijnlijk de meest gebruikelijke methode voor het isoleren van cellulaire organellen uit weefselhomogenaten. Deze methode wordt het meest succesvol gebruikt om cellulaire organellen te scheiden die qua grootte en dichtheid aanzienlijk van elkaar verschillen. Maar zelfs in dit geval zijn de resulterende fracties nooit absoluut homogeen en worden voor hun verdere scheiding andere hieronder beschreven methoden gebruikt. Deze methoden, gebaseerd op verschillen in organeldichtheid, zorgen voor efficiëntere scheidingen door centrifugatie uit te voeren in oplossingen met een continue of stapsgewijze dichtheidsgradiënt. Het nadeel van deze methoden is dat het tijd kost om een ​​oplossingsdichtheidsgradiënt te verkrijgen.

Centrifugatie op zonesnelheid

De snelheidszonale methode, of, zoals deze ook wordt genoemd, s-zonale centrifugatie, bestaat uit het in lagen aanbrengen van het testmonster op het oppervlak van een oplossing met een continue dichtheidsgradiënt. Het monster wordt vervolgens gecentrifugeerd totdat de deeltjes langs de gradiënt zijn verdeeld in afzonderlijke zones of banden. Door het creëren van een dichtheidsgradiënt wordt vermenging van zones als gevolg van convectie vermeden. De swordt gebruikt om RNA-DNA-hybriden, ribosomale subeenheden en andere cellulaire componenten te scheiden.