Kho mô phỏng mở

Hai gene trên cùng một nhiễm sắc thể: kéo khoảng cách giữa chúng để đổi tần số hoán vị, xem tỉ lệ bốn loại giao tử (hai giao tử liên kết chiếm ưu thế, hai giao tử hoán vị luôn bằng nhau và chiếm f/2 mỗi loại). Từ tỉ lệ giao tử đọc ngược ra khoảng cách theo centiMorgan.

Ở chế độ thực vật, cây được xử lí hormone với nồng độ kéo được: auxin ở nồng độ thấp kích thích thân dài ra nhưng nồng độ cao lại ức chế, còn rễ chỉ chịu được nồng độ rất thấp; gibberellin làm lóng vươn dài biến cây lùn thành cây cao; cytokinin thúc chồi bên phát triển. Bật chiếu sáng một bên để thấy auxin dồn về phía tối làm thân cong về phía sáng. Đường cong liều lượng – đáp ứng hiện điểm nồng độ đang chọn cho thân và cho rễ. Ở chế độ côn trùng, hoạt hình vòng biến thái hoàn toàn của bướm cùng đồ thị nồng độ ecdysone và juvenile hormone quyết định lột xác hay hoá nhộng.

Bên trái: các phân tử nhỏ khuếch tán qua lỗ màng từ nơi nồng độ cao sang nơi nồng độ thấp cho tới khi cân bằng, có đếm số hạt mỗi bên. Bên phải: tế bào hồng cầu hoặc tế bào thực vật đặt trong dung dịch ưu trương, đẳng trương hay nhược trương — nước thẩm thấu vào/ra làm tế bào co, trương, vỡ hay co nguyên sinh; đồ thị thể tích theo thời gian.

Bảng Punnett hai cặp gene với giao tử và tần số của từng bố mẹ, ô tô màu theo kiểu hình, tỉ lệ kiểu gene – kiểu hình tính tự động (9:3:3:1 khi phân li độc lập). Chuyển sang liên kết gene với tần số hoán vị f: giao tử liên kết (1−f)/2, giao tử hoán vị f/2, tỉ lệ đời con thay đổi theo f và kiểu dị hợp đều/chéo. Học sinh đổi kiểu gene bố mẹ, kéo f, lai ngẫu nhiên 100 cá thể để so sánh thực nghiệm với lí thuyết.

Ủ một mẻ nguyên liệu với vi sinh vật: chọn chủng, nhiệt độ, lượng đường và có hay không oxygen. Mô phỏng theo dõi số tế bào, lượng đường còn lại, sản phẩm tạo thành và pH — cho thấy vì sao muối dưa cần yếm khí, vì sao men rượu ngừng hoạt động khi nồng độ ethanol lên cao.

Chế độ nước vẽ các phân tử H₂O phân cực với đầu oxygen tích điện âm và hai đầu hydrogen tích điện dương; các liên kết hydrogen hiện thành nét đứt và số liên kết trung bình mỗi phân tử được đếm liên tục. Hạ nhiệt độ xuống dưới 0 °C thì mạng tinh thể nước đá hình thành với khoảng cách xa hơn nên nước đá nhẹ hơn nước lỏng; nâng lên 100 °C thì liên kết hydrogen đứt hết và nước bay hơi. Thả muối ăn hoặc đường vào thì phân tử nước bao quanh làm chúng tan, thả dầu thì không tan. Chế độ đại phân tử cho xem đơn phân của carbohydrate, lipid, protein và nucleic acid nối thành mạch.

Lắp RNA polymerase, ribosome và các yếu tố điều hoà lên đoạn DNA để tạo mRNA rồi tổng hợp protein. Học sinh chỉnh mức biểu hiện của từng gene và xem tế bào tạo ra bao nhiêu protein tương ứng. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Thả các chất vào hai phía màng sinh chất và gắn thêm kênh protein, bơm để quan sát chúng đi qua màng. Học sinh so sánh khuếch tán đơn giản, khuếch tán tăng cường và vận chuyển chủ động cần năng lượng. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Thả một quần thể thỏ vào môi trường rồi thêm yếu tố chọn lọc như sói hoặc nguồn thức ăn hạn chế. Học sinh bật các đột biến về màu lông, chiều dài tai, răng và theo dõi biểu đồ tỉ lệ kiểu hình qua nhiều thế hệ. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Kích thích một neuron và theo dõi các kênh Na+, K+ mở đóng làm điện thế màng biến đổi. Học sinh đọc đồ thị điện thế hoạt động và chỉnh nồng độ ion để thấy ảnh hưởng tới sự dẫn truyền xung thần kinh. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Từ mạch mã gốc của gene, RNA polymerase tổng hợp mRNA từng nucleotide theo nguyên tắc bổ sung (A–U, T–A, G–C, C–G); ribosome sau đó đọc từng codon từ AUG, tRNA mang amino acid tương ứng theo bảng mã di truyền chuẩn cho tới codon kết thúc. Học sinh bấm từng bước, bấm vào một nucleotide để gây đột biến thay thế, thêm hoặc mất cặp nucleotide và so sánh chuỗi polypeptide trước – sau (đồng nghĩa, sai nghĩa, vô nghĩa, dịch khung).

Cành rong đuôi chó trong cốc nước dưới đèn: bọt khí O₂ thoát ra nhanh hay chậm theo cường độ ánh sáng, nồng độ CO₂ và nhiệt độ; khi tắt đèn cây chỉ hô hấp, thải CO₂. Đồ thị cường độ quang hợp tổng, hô hấp và quang hợp thực theo yếu tố đang chọn, đánh dấu điểm bù và điểm bão hoà ánh sáng; học sinh kéo thanh trượt và bật/tắt đèn ngay trong mô phỏng.

Quần thể vi khuẩn trong bình nuôi cấy tăng theo N = N₀·2^(t/g); đồ thị log N theo thời gian tự vẽ và tô màu bốn pha: tiềm phát, luỹ thừa, cân bằng, suy vong. Học sinh đổi số tế bào ban đầu, thời gian thế hệ, lượng dinh dưỡng, chuyển sang nuôi cấy liên tục (bổ sung dinh dưỡng, rút bớt dịch) để thấy pha suy vong biến mất.

Sơ đồ tế bào động vật, tế bào thực vật và vi khuẩn với các bào quan vẽ đúng vị trí. Học sinh bấm vào từng bào quan để đọc cấu tạo, chức năng và loại tế bào có bào quan đó; bảng so sánh ba loại tế bào cập nhật theo bào quan đang chọn.

Năng lượng mặt trời được sinh vật sản xuất cố định rồi truyền qua các bậc dinh dưỡng; ở mỗi bậc phần lớn năng lượng mất qua hô hấp, nhiệt, chất thải, chỉ khoảng 10% chuyển lên bậc kế tiếp nên tháp năng lượng luôn có đáy rộng. Học sinh đổi số bậc, hiệu suất sinh thái, chuỗi thức ăn (đồng cỏ, ao hồ), bấm từng bậc để xem năng lượng vào – mất – truyền, và quan sát dòng carbon quay vòng qua quang hợp, tiêu thụ, phân giải, hô hấp và đốt nhiên liệu hoá thạch.

Điều chỉnh ánh sáng, độ ẩm không khí, gió và độ ẩm đất rồi quan sát khí khổng đóng hay mở, tốc độ thoát hơi nước cùng dòng nước đi lên trong mạch gỗ. Mô phỏng cho thấy cây luôn phải đánh đổi: mở khí khổng để lấy CO₂ thì mất nước, thiếu nước thì đóng lại và quang hợp giảm.

Đặt cạnh nhau hệ tuần hoàn đơn của cá và hệ tuần hoàn kép của thú: máu chảy theo đúng đường đi, áp lực máu hiển thị ở từng đoạn. Thấy rõ vì sao tuần hoàn đơn khiến máu tới mô với áp lực thấp, còn tim bốn ngăn giúp thú giữ máu giàu O₂ riêng và bơm đi với áp lực cao.

Quần thể thỏ tăng trưởng theo mô hình logistic dN/dt = rN(1 − N/K) hướng tới sức chứa K của môi trường; khi có cáo, hai quần thể dao động lệch pha theo mô hình Lotka–Volterra: thỏ tăng → cáo tăng → thỏ giảm → cáo giảm. Đồng cỏ hiển thị mật độ hai loài, đồ thị số lượng theo thời gian và đồ thị pha; học sinh thả thêm thỏ hoặc cáo, đổi r, K, hiệu quả săn mồi và quan sát điểm cân bằng.

Một ứng dụng xin các quyền quen thuộc: vị trí, danh bạ, thư viện ảnh, micrô, lịch sử duyệt web, danh sách ứng dụng đã cài. Học sinh bật hoặc tắt từng quyền và kéo số ngày sử dụng, chương trình tính số điểm dữ liệu thu được theo tần suất lấy mẫu thật (vị trí nền lấy 96 lần mỗi ngày, tức 15 phút một lần) rồi vẽ vết di chuyển trên bản đồ và điền dần hồ sơ cá nhân mà bên thu thập suy ra được. Thanh trượt chia sẻ với bên thứ ba cho thấy dữ liệu đi tiếp tới bao nhiêu công ty khác.

Mỗi giấy phép được mô tả bằng bốn quyền: xem và tải về, chia sẻ nguyên bản, sửa đổi tạo bản mới, dùng vào việc có thu tiền. Học sinh chọn loại nội dung, giấy phép và mục đích sử dụng, chương trình đối chiếu quyền mà mục đích đó đòi hỏi với quyền mà giấy phép cho, rồi kết luận được phép, được phép kèm điều kiện hay không được phép. Hai công tắc ghi nguồn và phát hành lại cùng giấy phép cho thấy điều kiện chưa thoả thì kết luận đổi ngay.

Một bảng tính nhỏ chạy thật: bấm vào ô để chọn, gõ số hoặc công thức bắt đầu bằng dấu = vào thanh công thức rồi nhấn Enter, ô hiện ngay kết quả. Có sẵn các nút chèn hàm SUM, AVERAGE, MAX, MIN và nút sao chép công thức xuống dưới hoặc sang phải để thấy địa chỉ tương đối tự thay đổi theo, còn địa chỉ tuyệt đối dạng $B$9 thì giữ nguyên.

Bốn loại dữ liệu quen thuộc được đưa hết về dãy bit. Gõ một số nguyên để xem dạng nhị phân và số byte cần dùng; gõ một dòng chữ để xem mã của từng kí tự; kéo thanh độ sâu màu và độ phân giải để thấy ảnh xấu dần nhưng tệp nhẹ đi; kéo tần số lấy mẫu và độ sâu bit để thấy sóng âm bị bẻ thành các bậc thang. Mỗi chế độ đều hiện công thức tính dung lượng đang dùng.

Bảng số liệu sửa được ngay trên trang: gõ lại một số thì biểu đồ bên cạnh vẽ lại lập tức. Học sinh chọn loại biểu đồ cột, đoạn thẳng hay hình quạt để thấy mỗi loại hợp với mục đích nào, bấm tiêu đề cột để sắp xếp tăng hay giảm, đặt ngưỡng lọc để bỏ bớt dòng nhỏ, và bấm vào một cột trong biểu đồ để làm nổi dòng tương ứng trong bảng.

Cây thư mục bấm để mở/đóng và chọn như trong File Explorer. Học sinh chọn một tệp rồi đọc đường dẫn tuyệt đối (tính từ ổ đĩa) và đường dẫn tương đối (tính từ thư mục hiện hành, có “..” để lùi một cấp), tạo tệp mới, di chuyển tệp sang thư mục khác và gõ tên để tìm tệp trong toàn bộ cây. Mục tiêu là thấy rõ cấu trúc phân cấp của hệ thống tệp.