Контрольная работа для студентов технических специальностей

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Supermikroskop späht mit unerreichter Detailschärfe

Ein neues Mikroskop liefert Livebilder mit einer bislang unerreichten Auflösung. Forscher um Nobelpreisträger Eric Betzig haben eine bereits existierende Technik verbessert. Sie können damit Proteinen in einer Zelle beim Aufbau zusehen.

Wer ganz genau hinsehen will, braucht gute Ideen. Denn bei normalen optischen Mikroskopen gibt es eigentlich eine universelle Grenze für die Detailschärfe: Nach den Gesetzen der klassischen Optik lassen sich keine Strukturen mehr erkennen, die kleiner sind als die halbe Wellenlänge des verwendeten Lichts. So ergibt sich eine klassische Auflösungsgrenze von etwa 200 Nanometern für optische Mikroskope (ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter).

Mit verschiedenen Tricks ist es Forschern jedoch bereits gelungen, diese Grenze zu durchbrechen. "Palm" ("Photoactivated Localization Microscopy") und "Sted" ("Stimulated Emission Depletion") heißen zwei der verwendeten Technologien. Und dann gibt es noch die sogenannte SIM-Technik ("Structured Illumination Microscopy"). Diese Supermikroskope nutzen durch geschickte Beleuchtung und Fluoreszenztechniken optische Überlagerungseffekte, sogenannte Interferenzen, um daraus feinere Details rechnerisch zu rekonstruieren.

Das Objekt wird mit einem Lichtmuster bestrahlt, das eher an einen Barcode erinnert als an das einer klassischen Lampe. Durch Kombination verschiedener Muster lässt sich am Computer das Beobachtungsobjekt in großer Detailtiefe rekonstruieren. Für die Entwicklung solcher Techniken waren die US-Forscher Eric Betzig und William Moerner sowie der Deutsche Stefan Hell im vergangenen Jahr mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet worden.

"Das funktioniert, und es geht sehr schnell"

Eric Betzig vom Howard Hughes Medical Institute in Ashburn (US-Staat Bundesstaat Virginia) hat mit seinem Team nun die SIM-Technik weiter verbessert - auf gleich zwei Arten. Im Fachblatt "Science" berichten die Wissenschaftler, wie es ihnen gelungen ist, das bisherige Auflösungslimit von 100 auf 84 und zum Teil sogar 62 Nanometer zu senken.

Zum einen nutzten sie ein Objektiv mit besonders großer Blendenöffnung. Zum anderen verbesserten sie ein Verfahren, das fluoreszierende Markierungen in der Zelle verwendet. Diese fluoreszierenden Marker, künstlich eingebrachte Proteine, lassen sich mit Licht ein- und ausschalten.

Bisher wurden für eine verbesserte Auflösung alle Marker auf einmal eingeschaltet und gleich darauf die meisten wieder ausgeschaltet. Nur die Marker im dunkelsten Bereich der ausschaltenden Lichtwelle fluoreszierten weiter. Mindestens 25 solcher Aufnahmen waren nötig, um ein detailscharfes Bild zu generieren.

So lässt sich zwar die Auflösung steigern, aber das Verfahren ist nicht sehr schnell, wie Betzig erläutert. Er kam auf die Idee, mit bestimmten Lichtmustern jeweils nur einen Teil der fluoreszierenden Marker für die Einzelaufnahmen ein- und auszuschalten. "Das funktioniert, und es geht sehr schnell", erläutert Betzig.

Die nötigen 25 Aufnahmen ließen sich so in etwa einer Drittelsekunde gewinnen. Auf diese Weise haben die Forscher etwa in einem Video festgehalten, wie Strukturproteine sich neu aufbauen, wenn eine Zelle sich bewegt.

Auch andere Forscher sollen das Mikroskop an seinem Institut nutzen können, sagt Eric Betzig - und zwar kostenlos. Schon bald sollten auch andere Labors ohne größere Probleme Zugang zu der Technik haben. "Der Großteil der Magie steckt in der Software, nicht der Hardware", so Betzig.

Übungen

1. Заполните пропуски соответствующими формами глагола sein:

1. Du..........schön. 2. Ich.....groß. 3. Ihr.....klein. 4. Sie.....alt. 5. Er......interessant. 6. Sie.......neu. 7. Es......blau. 8. Wir.....schön.

2. Заполните пропуски соответствующими формами глагола haben:

1. Ich.........einen großen Hund. 2. Er.......einen neuen Computer. 3. Ihr......ein schönes Klavier. 4. Sie.....einen kleine Wohnung. 5. Du......wunderbare Blumen. 6. Sie.....eine schwarze Katze. 7. Wir......lein modernes Spielzeug.

3. Заполните пропуски соответствующими формами модальных глаголов müssen и sollen:

1. Ich......heute arbeiten (müssen). 2. Morgen.........er nach München fahren (müssen). 3. Sie........dort leben (müssen). 4. Wir........diese Bücher auf Deutsch lessen (müssen). 5. Ihr .....jetzt schlafen (müssen). 6. Sie.....ihre Eltern besuchen (sollen). 7. Ihr.....für dieses Buch zahlen (sollen=. 8. .......ich jetzt dorthin fahren? (sollen)

4. Заполните пропуски соответствующими формами модальных глаголов können и dürfen:

1. Er.......auf uns nicht warten (können). 2. Wir......heute arbeiten (können). 3. ........du Tennis spielen? (können) 4. ......ich diesen Koffer nehmen? (dürfen) 5. Er......diese Fotos nicht nehmen (dürfen). 6. Ihr........hier nicht Fußball spielen (dürfen).

5. Заполните пропуски соответствующими формами модального глагола wollen:

1. Er......die Hausarbeit nicht machen (wollen). 2. Sie .......nur Geschenke bekommen (wollen). 3. ......ihr in Moskau leben? (wollen) 4. .......du einen neuen Volkwagen jetzt bekommen? (wollen)

6. Заполните пропуски соответствующими формами глаголов haben и sein в Präteritum:

Sein: 1. Vor drei Tagen......ich krank. 2. ........ihr gestern müde? 3. Wer......im Sommer in Berlin? 4. .....du gestern beim Frisur? 5. Seit gestern ......er im Urlaub. 6. Vorgestern ........das Wetter sehr schön. 7. Sie......wirklich in Italien. 8. Am Sonntag......wir auf dem Land.

Haben: 1. Er.....einen guten Freund. 2. Wir.....einen Einladung ins Kino. 3. ........du gestern Geburtstag? 4. Er........wieder Pech. 5. Sie.....einen Onkel in Amerika. 6. Am Samstag......wir ein schönes Fest. 7. Er......einen Bruder und zwei Schwestern.

7. Заполните пропуски глагольными формами в Präsens:

1. Wer viel........(versprechen) und nichts.......(machen), ist ein unerhlicher Mensch. 2. Diese Frau .......(vergessen) alles, was sie.....(sagen). 3. Wer......(werfen) die Stein ins Wasser? 4. Du.......(aussehen) heute nicht ganz gut. 5. Wer .......(kennen) den Namen dieser Universität? 6. Wer.......(helfen) Ihrer Tochter beim Studium? 7. Um wie viel Uhr.....(schließen) er die Tür? 8. Wer......(geben) dir die Farben?

8. Заполните пропуски глагольными формами в Präteritum:

Vor zwei Tagen ......(finden) mein Bekannter einen schweren Koffer mit alten Büchern auf der Streße. Wahrscheinlich......(tragen) jemand den Koffer in die Bibliothek. Aber der Koffer.....(sein) so schwer, dass man ihn nicht tragen.....(können). Mein Bekannter .......(anrufen) die Bibliothek und fragte, ob man diese Bücher.....(brauchen). Der Direktor der Bibliothek........(bitten) meinen Bekannten um Hilfe, er ......(nehmen) den Koffer, und ......(fahren) ihn in die Bibliothek. Der Direktor .......(einladen) meinen Bekannten ins Büro und......(danken) ihm für seine Hilfe. Die Bücher......(gefallen) dem Direktor. Er.....(sagen) meinem Bekannten dass er sie bei seiner Arbeit benutyen wird.

9. Заполните пропуски глагольными формами в Perfekt:

1. Wann......(kommen) du nach Hause? 2. Wer.......(kennen) diesen Professor nicht? 3. Wann.....(anfangen) das Training? 4. Wohin......(fahren) er am Vormittag? 5. Was......(versprechen) er dir? 6. Um wie viel Uhr.....(aufstanden) du heute?

10. Заполните пропуски глагольными формами в Präsens Passiv:

1. Der Brief........(schreiben). 2. Das Buch.......(lesen). 3. Die Oper......(hören). 4. Der Mantel......(anziehen). 5. Die Idee.....(diskutieren). 6. Der Unterricht......(aufhören). 7. Daf Fest.......(feiern). 8. Das Zimmer.....(aufräumen). 9. Der Kuchen.......(backen). 10. Die Speisen .......(kochen). 11. Die Getränke.....(kaufen). 12. Die Fenster.....(öffnen). 13. Die Freunde ........(einladen). 14. Die Regeln......(lernen). 15. Die Kleideung.........(anziehen).

11. Поставьте следующие предложения в Präteritum Passiv:

1. Unser Kollege verletzte die Sekretärin. 2. Die Mitarbeiter respektieren den neuen Chef nicht. 3. Der Junge betrog seine Freundin. 4. Er hielt sein Wort nicht. 5. Dieser Junge verdarb unsere Party. 6. Die Freunde begleiteten uns zum Bahnhof. 7. Die Sekretärin führte das Protokoll. 8. Meine Freundin erreichte mich gestern telefonisch nicht. 9. Der Psychologe schob die Versammlung auf mogen. 10. Dieses Mädchen verkauft Blumen auf der Straße.

12. Поставьте следующие предложения в Perfekt Passiv:

1. Das Mädchen hat mich nach der Zeit gefragt. 2. Heute Vormittag haben die Ärzte unseren Onkel im Krankenhause untersucht. 3. Die Frau hat zu Weihnachten schöne Speisen gekocht. 4. Der Meister hat gestern die Badewanne bei uns repariert. 5. Unsere Nachbarn haben uns wieder nicht gegrüßt.

13. Поставьте следующие предложения в Futurum Passiv:

1. Unser Arzt wird mich besuchen. 2. Der Chef wird unseren Kollegen loben. 3. Mein Freund wird mich zur Ausstellung begleiten. 4. Wir werden den Psychologen nach seiner Meinung fragen. 5. Die Eltern werden das Kind suchen.