Mô phỏng Di truyền học

Lắp yếu tố phiên mã, RNA polymerase, ribosome và enzyme phân giải mRNA lên một đoạn DNA mang ba gene để tạo mRNA rồi protein. Ba màn: Biểu hiện (kéo thả đủ chuỗi phiên mã → dịch mã → thu protein của từng gene), mRNA (nồng độ, ái lực của yếu tố phiên mã dương, âm và RNA polymerase quyết định tốc độ tạo mRNA) và Nhiều tế bào (lượng protein dao động ngẫu nhiên giữa các tế bào quanh giá trị kỳ vọng). Phỏng theo mô phỏng "Gene Expression Essentials" của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); đã viết lại.

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).

Chạc tái bản chuyển động: helicase tháo xoắn, primase đặt đoạn mồi RNA, DNA polymerase III kéo dài mạch mới theo chiều 5′→3′ – liên tục trên mạch dẫn đầu, thành từng đoạn Okazaki trên mạch theo sau – rồi DNA polymerase I thay đoạn mồi và ligase nối các đoạn. Học sinh chạy, tạm dừng hoặc bấm từng bước, đổi độ dài đoạn Okazaki và đếm đoạn mồi, chỗ hở. Màn hình thứ hai tái hiện thí nghiệm Meselson – Stahl: vi khuẩn nuôi trong ¹⁵N chuyển sang ¹⁴N, băng DNA sau ly tâm gradient CsCl ở các thế hệ 0–4 được so với dự đoán của giả thuyết bảo toàn, bán bảo toàn và phân tán.

Quần thể ngẫu phối với hai alen A, a: tần số kiểu gene p², 2pq, q² được tính và vẽ mỗi thế hệ cùng đám cá thể minh hoạ. Khi không có chọn lọc và quần thể lớn, tần số alen không đổi qua các thế hệ (cân bằng Hardy–Weinberg); bật chọn lọc chống kiểu hình lặn hoặc giảm kích thước quần thể để thấy tần số alen thay đổi có hướng hoặc dao động ngẫu nhiên và có thể mất hẳn một alen.

Mô hình 3D xoay được của DNA: nucleotide (phosphate, đường, base) nối bằng liên kết phosphodiester thành mạch 5′→3′; hai mạch ngược chiều xoắn phải, bắt cặp A–T (2 liên kết hydrogen), G–C (3 liên kết), có rãnh lớn, rãnh nhỏ, 10,5 cặp mỗi chu kì, đường kính 2 nm. Học sinh sửa trình tự và xem bảng đếm base theo quy luật Chargaff, so sánh DNA với RNA, nhiễm sắc thể nhân sơ với nhân thực, nucleosome và sợi chromatin, kèm Ảnh 51 mô phỏng và thí nghiệm Hershey – Chase. Có chế độ xem 2D dạng sơ đồ.

Phòng thực hành ảo về biến dị: đo chiều cao, sải tay (biến dị liên tục, biểu đồ tần số với trung bình, độ lệch chuẩn mẫu s chia n − 1 và đường cong chuẩn) và nhóm máu, khả năng cuộn lưỡi (biến dị gián đoạn, biểu đồ cột) của một khối lớp mô phỏng; nghiên cứu trẻ sinh đôi cùng trứng, khác trứng và các thí nghiệm môi trường (cây vô tính, cẩm tú cầu, thỏ Himalaya, rùa biển) để tách vai trò của gene và môi trường.