Kho mô phỏng mở

Vòng chu kì tế bào G1 → S → G2 → M với kim chỉ pha đang diễn ra, ba điểm kiểm soát và đồ thị hàm lượng DNA; bên cạnh là tế bào hoạt hình: nhiễm sắc thể nhân đôi ở pha S, co xoắn ở kì đầu, xếp hàng ở kì giữa, tách về hai cực ở kì sau, hình thành hai tế bào con ở kì cuối. Học sinh chọn bộ nhiễm sắc thể 2n, tốc độ, bấm vào vòng để nhảy pha hoặc dừng ở điểm kiểm soát.

Ba chuyên đề học tập của Sinh học 10 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Công nghệ tế bào: nuôi cấy mô thực vật, đổi tỉ lệ auxin/cytokinin trong môi trường để mẫu tạo mô sẹo, tạo chồi hay ra rễ và đếm số cây con nhân được qua các chu kì. Công nghệ enzyme: bình phản ứng có enzyme cố định, tốc độ phản ứng theo phương trình Michaelis – Menten và theo nhiệt độ, pH. Công nghệ vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm: bể hiếu khí có sục khí, mật độ vi khuẩn tăng và chỉ số BOD của nước thải giảm theo thời gian.

Ba chuyên đề học tập của Sinh học 11 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Dinh dưỡng khoáng: chọn nguyên tố bị thiếu và mức cung cấp khoáng để thấy triệu chứng trên lá, chiều cao cây và năng suất thay đổi. Một số bệnh dịch ở người: mô hình SIR với hệ số lây R₀ và tỉ lệ tiêm chủng, xem số người mắc theo ngày và ngưỡng miễn dịch cộng đồng. Vệ sinh an toàn thực phẩm: vi khuẩn trong thực phẩm nhân đôi theo nhiệt độ bảo quản, tính thời gian để đạt ngưỡng gây bệnh 10⁶ CFU/g.

Ba chuyên đề học tập của Sinh học 12 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Sinh học phân tử: chạy phản ứng PCR theo chu kì biến tính 95 °C – bắt cặp 55 °C – kéo dài 72 °C, số bản sao DNA tăng theo 2ⁿ và hiện lên bản điện di. Kiểm soát sinh học: thả thiên địch vào ruộng để khống chế sâu hại, so sánh với cách phun thuốc trừ sâu khi sâu kháng thuốc. Sinh thái nhân văn: chọn lối sống về ăn uống, đi lại và dùng điện để tính dấu chân sinh thái theo hecta toàn cầu và số Trái Đất cần có.

Mặt cắt màng neuron với ion Na⁺, K⁺ hai bên, kênh Na⁺, kênh K⁺ và bơm Na⁺/K⁺; bấm Kích thích (hoặc chạm vào sợi trục) để khử cực màng. Kích thích dưới ngưỡng chỉ gây thay đổi nhỏ rồi tắt; đạt ngưỡng −55 mV kênh Na⁺ mở ồ ạt, điện thế vọt lên +30 mV, rồi kênh K⁺ mở tái phân cực và quá phân cực về −70 mV. Đồ thị điện thế màng theo thời gian (ms) cuộn liên tục, giai đoạn trơ được đánh dấu.

Chỉnh sửa một nucleotide trên mạch gốc: thay thế, thêm hoặc mất. Mô phỏng phiên mã – dịch mã lại rồi so chuỗi amino acid mới với chuỗi gốc, phân loại đột biến thành đồng nghĩa, sai nghĩa, vô nghĩa hay dịch khung và giải thích vì sao thêm/mất một nucleotide lại nguy hiểm hơn thay thế.

Enzyme (có trung tâm hoạt động) và cơ chất chuyển động, va chạm; khi cơ chất khớp trung tâm hoạt động thì bị biến đổi thành sản phẩm. Học sinh kéo nhiệt độ, pH, nồng độ cơ chất, thêm chất ức chế cạnh tranh hoặc không cạnh tranh và quan sát tốc độ tạo sản phẩm; đồ thị hoạt tính theo nhiệt độ và pH có điểm đang làm việc, enzyme biến tính khi quá nóng.

Chạy từng kì của giảm phân I và II trên tế bào có n cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Bật/tắt trao đổi chéo và xem số loại giao tử thay đổi: chỉ riêng phân li độc lập đã cho 2ⁿ loại, thêm trao đổi chéo thì số tổ hợp tăng vọt — đây chính là lí do con cái khác bố mẹ.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Thông điệp được chia thành các gói tin đánh số, mỗi gói tự tìm đường qua các bộ định tuyến (router) tới máy nhận; gói có thể đi theo đường khác nhau, có thể bị mất và được gửi lại. Học sinh bấm vào một router để làm nó hỏng, xem gói tin đổi đường; đổi tỉ lệ mất gói và theo dõi máy B ghép lại thông điệp đầy đủ.

Dãy bit 0/1 bấm được: mỗi bit ứng với một luỹ thừa của 2, tổng các bit bật là số thập phân. Chế độ Số: đổi qua lại nhị phân ↔ thập phân kèm bảng chia 2 lấy dư; chế độ Kí tự: gõ một kí tự thấy mã ASCII và dãy bit; chế độ Ảnh: bấm ô để vẽ ảnh đen trắng, mỗi hàng là một dãy bit. Học sinh thấy mọi thông tin trong máy tính đều là dãy bit.

Gõ một mật khẩu, chương trình đếm tập kí tự được dùng (chữ thường, chữ hoa, chữ số, kí tự đặc biệt) rồi tính số tổ hợp phải thử bằng R mũ L và chia cho tốc độ dò để ra thời gian bẻ khoá. Học sinh thấy ngay vì sao thêm một kí tự hoặc thêm một loại kí tự lại làm thời gian dò tăng vọt. Chế độ thứ hai cho bấm vào các dấu hiệu đáng ngờ trong tin nhắn lừa đảo để nhận diện lừa đảo trực tuyến.

Một văn bản mẫu hiện sẵn: học sinh bấm chọn từng đoạn rồi bấm các nút định dạng (đậm, nghiêng, gạch chân, cỡ chữ, căn trái – giữa – phải – đều, danh sách dấu đầu dòng, danh sách đánh số, thụt lề) và thấy đoạn đổi ngay, kèm câu giải thích nút đó làm gì. Phần dưới cho gõ thử một câu để máy kiểm tra quy tắc gõ dấu câu (không có dấu cách trước dấu phẩy, có đúng một dấu cách sau) và tự sửa.

Cùng một dãy số và cùng một giá trị cần tìm, chạy song song thuật toán tìm kiếm tuần tự (duyệt từ đầu) và tìm kiếm nhị phân (chia đôi phạm vi trên dãy đã sắp xếp). Học sinh bấm Từng bước hoặc Chạy, thấy ô đang so sánh, phạm vi bị loại bỏ và số lần so sánh của mỗi thuật toán; bấm vào một ô để đổi giá trị cần tìm, tắt sắp xếp để thấy tìm kiếm nhị phân không còn dùng được.

Mỗi tình huống trên mạng xã hội có vài cách ứng xử; học sinh chọn một cách rồi bấm Chạy lan truyền. Mô hình nhân số người nhìn thấy bài sau mỗi lượt theo công thức số người mới = số người đang thấy nhân với tỉ lệ chia sẻ và hệ số lan của cách ứng xử, nên chọn khác nhau cho đường cong khác hẳn nhau. Biểu đồ vẽ số người đã thấy qua từng lượt, kèm mức tổn thương cho người bị nhắc tới, rủi ro cho chính mình và quy định pháp luật liên quan.