experimentum.kz

Виртуальная биология

Парниковый эффект

Тема проекта: Парниковый эффект Данная виртуальная лаборатория предназначена для использования в 9-ых классах на уроках по темам: Цель виртуальной лабораторной работы: Виртуальный эксперимент Виртуальный эксперимент Заключение Виртуальная симуляция “Парниковый эффект” позволяет наглядно продемонстрировать, как парниковые газы влияют на температуру поверхности Земли. С помощью симуляции ученики могут: Словарь терминов Energy – Энергия – Энергия Photons –  Фотоны – Жарық фотондары Sunlight – Солнечный свет – Күн сәулесі Infrared – Инфракрасный – Инфрақызыл Greenhouse gas concentration – Концентрация парниковых газов – Жылыжай газдарының концентрациясы Energy balance – Энергетический баланс – Энергиялық тепе-теңдік Flux meter – Измеритель потока – Ағым өлшеуіші Surface thermometer – Поверхностный термометр – Бетік термометр Solar intensity – Интенсивность солнечного излучения – Күн сәулесінің қарқындылығы Surface albedo – Альбедо поверхности – Жер бетінің альбедосы Absorbing layers – Поглощающие слои – Сіңіру қабаттары  Infrared absorbance – Поглощение инфракрасного излучения – Инфрақызыл сәулелердің жұтылуы

Парниковый эффект Читать дальше »

Генная экспрессия

Тема проекта: Генная экспрессия Данная виртуальная лаборатория предназначена для использования в 11-ых классах на уроках по темам: Цель виртуальной лабораторной работы: Виртуальный эксперимент Данная виртуальная симуляция PhET позволяет в упрощенном виде визуализировать сложный процесс генной экспрессии на клеточном уровне. Таблица 1. Заключение Виртуальная лаборатория по генной экспрессии предоставляет уникальную возможность наглядно изучить сложные процессы генной экспрессии, а также исследовать влияние на него различных факторов. Словарь терминов Gene – Ген – Ген Protein – Белок – Ақуыз Positive transcription factor – Активный фактор транскрипции(Индукторы) – Транскрипцияның белсендіруші факторы (Индукторлар) Negative transcription factor – Негативный фактор транскрипции(Репрессоры) – Транскрипцияның тежеуші факторы (Репрессорлар) RNA-polymerase – РНК-полимераза – РНҚ-полимераза Ribosome – Рибосома – Рибосома mRNA destroyer – расщеплитель мРНК – аРНҚ ыдыратқыш Regulatory region – Регуляторный участок – Реттелуші аймақ Transcribed region – Транскрибируемый участок – Транскрипциялық аймақ

Генная экспрессия Читать дальше »

Моногибридное и дигибридное скрещивание

Тема проекта: Законы Менделя. Моногибридное и дигибридное скрещивание Данная виртуальная лаборатория предназначена для использования в 9-ых классах на уроках по темам: Цель виртуальной лабораторной работы: Практическая часть 1. Запустите симуляцию. Вам будет предоставлен выбор из двух режимов: «Intro» и «Lab». 2. Выберите режим «Lab». Вы увидите белого прыгающего кролика и запасы пищи, которые представляют собой зеленые растения, в пустынной среде с коричневым фоном. 3. Ознакомьтесь с параметрами. счетчик поколений, показывает время размножения, также время действия окружающих факторов(волки, пищевые факторы) Экватор, теплая среда обитания, представлена в виде коричневого фона  Аляска, холодная среда обитания, представлена в виде заснеженного белого фона кнопка сброса или перезагрузки симуляции кнопка ускорения симуляции, можно ускорить время нажав и удерживая данную кнопку кнопка play/pause кнопка добавления пары для размножения Виртуальный эксперимент №1: Моногибридное скрещивание 4. Теперь начните экспериментировать. В правой верхней части экрана представлены мутации, выражающиеся в фенотипе кроликов в виде коричневого меха, висячих ушей и длинных зубов. Для начала протестируйте один признак. К примеру выберите мутацию коричневого меха как доминирующий признак (Dominant). Затем добавьте кролику пару для размножения. Нажмите паузу. 5. Поменяйте радиокнопку на Pedigree. В разделе Alleles указаны мутантный доминантный аллель – коричневый мех(F) и нормальный рецессивный аллель – белый мех(f). Заметьте доминантные признаки обозначены заглавными латинскими буквами, а рецессивные – строчными. Также вы можете нажать на любого кролика чтобы увидеть его родословную. В примере показан родитель с дигомозиготными рецессивными аллелями (ff). 6. Нажмите Play. Дождитесь пока появятся особи первого поколения (Generation 1). На каждом поколении с одной пары кроликов появляются четыре крольчат. Среди особей появляется кролик с коричневым мехом. Нажмите на него, чтобы увидеть его родословную. На данной родословной показано, что в результате случившейся мутации от дигомозиготных (ff) родителей родился гетерозиготный потомок (fF). 7. В условиях экваториальной среды кролики с коричневым окрасом будут иметь преимущество перед белыми, так как будут лучше сливаться с фоном. Это сделает их менее заметными для хищников, что увеличит шансы на выживание. Чтобы доказать данную гипотезу, добавьте хищников (волки) в окружающую среду. Для этого поставьте галочку рядом с рисунком волка в отделе Environmental factors. 8. На экране появляются стая волков, которые съедают белых кроликов и теперь их численность становится намного меньше. В результате коричневые кролики постепенно становятся доминирующим в данной среде обитания. 9. Ускорьте симуляцию и понаблюдайте за популяцией на протяжении как минимум 10 поколений (Generation 10). Затем заполните таблицу ниже. Чтобы получить данные о численности обеих особей в виде пропорции, поменяйте радиокнопку на пункт Proportions. Нажмите иконку , чтобы сравнить данные предыдущих поколений. Доминант Общая численность Число белых кроликов Пропорции % (Белый мех/Общее) Число коричневых кроликов Пропорции % (Коричневый мех/Общее Поколение 1 Поколение 2 Поколение 3 Поколение 4 Поколение 5 Виртуальный эксперимент №2. Законы Менделя. 10.  Сбросьте параметры и запустите симуляцию заново. Теперь выберите тот же мутантный признак как рецессивный (Recessive). Затем добавьте кролику пару для размножения. 11.Сделайте паузу в симуляции после появления первого поколения. Все кролики имеют белый окрас, что соответствует первому закону Менделя, который гласит: все потомки первого поколения, полученные от скрещивания гомозиготных родителей, будут одинаковыми по генотипу(100%) в отношении конкретного гена и будут иметь признаки одного из родителей. 12.Нажмите паузу после получения третьего поколения. В этом поколении впервые в фенотипе 25% потомков проявляется рецессивный признак (ff). Это соответствует второму закону Менделя, закону расщепления, который гласит: при скрещивании двух гетерозиготных гибридов первого поколения во втором поколении наблюдается расщепление: В нашем случае расщепление признаков произошло только в третьем поколении, так как в первом потомстве только одна особь подверглась мутации.  13. Повторите Шаг 9 и заполните таблицу данными для рецессивного признака. Рецессив Общая численность Число белых кроликов Пропорции % (Белый мех/Общее) Число коричневых кроликов Пропорции % (Коричневый мех/Общее Поколение 1 Поколение 2 Поколение 3 Поколение 4 Поколение 5 Виртуальный эксперимент №3: Дигибридное скрещивание 14. Сбросьте параметры и запустите симуляцию заново. Добавьте кролику пару для размножения и дождитесь пока на экране не появится первое и второе поколение, затем выберите два из трех мутации как доминантные (Dominant). Например, коричневый мех(FF) и длинные зубы (TT). 15. После появления третьего поколения, нажмите паузу и проанализируйте данные. 16. В четвертом поколении вы сможете заметить в популяции кроликов с коричневым мехом(F) и длинными зубами(T). Добавьте факторы окружающей среды, к примеру добавим волков (Wolves) и заменим пищу на жесткую еду (Tough food). 17.  Гипотеза: коричневые кролики обладают преимуществом перед белыми, так как могут быть незаметными  для хищников, а кролики с длинными зубами перед кроликами с нормальными зубами, так как они могут питаться жесткой пищей. Согласно гипотезе, в условиях которые мы выбрали для популяции, выжить смогут кролики обладающие обе доминантных признака, то есть коричневые кролики с длинными зубами(FFTT, FfTt).  Используйте различные варианты симуляции, чтобы разнообразить задачи. Помните: главное — активно экспериментировать, наблюдать и анализировать, чтобы понять, как естественный отбор влияет на формирование популяций. Заключение Данная виртуальная лаборатория является эффективным инструментом для изучения законов дигибридного скрещивания и позволяет ученикам получить глубокие знания и навыки в области генетики. Словарь терминов Natural selection – Естественный отбор – Табиғи сұрыпталу  Mutation – Мутация – Мутация Dominant trait – Доминантный признак – Доминантты белгі Recessive trait – Рецессивный признак – Рецессивті белгі Brown fur – Коричневый мех – Қоңыр жүнді White fur – Белый мех – Ақ жүнді Straight ears – Прямые уши – Тікқұлақты Floppy ears – Висячие уши – Салпаңқұлақты Long teeth – Длинные зубы – Ұзын тісті Short teeth – Короткие зубы – Қысқа тісті Environmental factors – Факторы окружающей среды – Қоршаған орта факторлары Wolves – Волки – Қасқырлар Limited food – Ограниченные пищевые ресурсы – Шектелген қоректік ресурстар Tough food – Жесткие пища – Қатты қорек Population – Популяция – Популяция Proportions – Пропорции – Пропорциялар Pedigree – Родословная – Шежіре Alleles – Аллели – Аллельдер Generation – Поколение – Ұрпақ

Моногибридное и дигибридное скрещивание Читать дальше »

Нейрон

Тема проекта: Мембранный потенциал нервной клетки Цель виртуальной лабораторной работы: Теоретическая часть Мембрана каждой живой клетки имеет электрический заряд. Образуется этот заряд потому, что живая клетка поглощает и выделяет определенное количество заряженных частиц – ионов. В состоянии покоя клеточная мембрана снаружи имеет положительный заряд, а внутри – отрицательный. Пока клетка жива эта разность зарядов сохраняется и называется мембранный потенциал (потенциал покоя). У нейронов величина этого показателя составляет 70 мВ. Если нейрон подвергается воздействию нервного импульса, заряд ее мембраны изменится. Такое изменение называется потенциалом действия. Потенциал действия нейронов составляет 110-120 мВ. Источники: Практическая часть В данной виртуальной симуляции вы будете управлять процессом прохождения нервного импульса через нейрон. Шаг 1. Ознакомьтесь с условными обозначениями. В разделе “Legend” в правой части экрана показаны символы и их названия. (Ознакомьтесь со словарем терминов приведенный ниже) Шаг 2.  В разделе “Show” ниже вы можете показать или скрыть: ионы, заряд мембраны, количественный показатель концентрации ионов и график потенциала, установив или сняв флажки. Шаг 3. В левой части экрана находится зуммер. С его помощью вы можете отдалить или приблизить объект. Шаг 4. Текущая сцена, которую вы наблюдаете, – это процесс, происходящий на мембране нейрона в состоянии покоя. Это означает, что большинство каналов Na+ и K+ закрыты. Обращая внимание на величину их концентрации, можно заметить, что: Кроме того, внутри клеточная мембрана имеет отрицательный заряд (-), а снаружи – положительный (+). Шаг 5. Наблюдайте за влиянием нервного импульса на мембрану нейрона. Нажмите кнопку “Stimulate neuron”. Шаг 6. Анализируйте изменения. Вы можете заметить, что заряды мембраны сместились. Это означает, что потенциал покоя сместился в потенциал действия. В нормальных условиях этот процесс происходит очень быстро. Эти действия помогут вам замедлить процесс и получше его рассмотреть. Шаг 7. Изучите этапы возникновения потенциала действия: Все процессы, происходящие в нашем мозгу, основаны на этой сложной реакции. Обычно в головном мозге миллионы нервных импульсов передаются от одного нейрона к другому в течение нескольких миллисекунд. Таким образом, осуществляются такие процессы как: Шаг 8. Чтобы увидеть этапы прохождения потенциала действия в виде графика, установите флажок рядом с Potential chart и снова нажмите кнопку Stimulate neuron. Заключение Данная симуляция позволила ученикам наглядно представить сложные процессы, происходящие в нервной клетке и понять, как эти процессы связаны с передачей информации в нервную систему. Словарь терминов Neuron-Нейрон-Жүйке жасушасы Membrane potential-Мембранный потенциал-Мембраналық потенциал Sodium ion-Ион натрия-Натрий ионы Potassium ion-Ион калия-Калий ионы Sodium gated channel-Закрытый натриевый канал-Жабық натрий каналы Potassium gated channel-Закрытый калиевый канал-Жабық калий каналы Sodium leak channel-Канал утечки натрия-Ашық натрий каналы Potassium leak channel-Канал утечки калия-Ашық калий каналы All ions-Все ионы-Барлық иондар Charges-Заряды-Зарядтар Concentrations-Концентрации-Концентрациялар Potential chart-График потенциала-Потенциал графигі

Нейрон Читать дальше »

Естественный отбор

Тема проекта: Естественный отбор Данная виртуальная лаборатория предназначена для использования в 8-ых классах на уроках по темам: Цель виртуальной лабораторной работы: Теоретическая часть Окружающая среда – это весь комплекс живых и неживых объектов, сложно взаимодействующих и оказывающих влияние друг на друга. Заяц, обитающий в лесу, напрямую взаимодействует с растениями и лисицей. Но косвенно (через растения) он взаимодействует с почвой, количеством почвенной влаги и т. д. Любое животное и растение могут служить примером приспособленности. Кто не смог приспособиться, те вымерли[1].  Представим себе, что в результате мутации какой-то организм получил новую окраску. Если эта окраска делает его незаметным для врагов, он выживет. Получив преимущество в защите от врагов, выживший организм с новой окраской оставит многочисленное потомство. Его потомки тоже станут более защищенными от хищников и тоже оставят более многочисленное потомство, чем их иначе окрашенные сородичи. Так постепенно, через несколько поколений, вся группа данных организмов или значительная ее часть окажется окрашенной в более выгодный цвет. Адаптация, полученная в ходе наследственной изменчивости (случайной мутации), закрепится в их генофонде. Если же представить себе, что возникнет окраска, которая делает организм более заметным для врагов, то носитель этой окраски, скорее всего, быстро погибнет[2]. Источники:  Практическая часть Виртуальная симуляция “Естественный отбор” от PhET позволяет вам изучить, как факторы окружающей среды и мутации могут повлиять на эволюцию вида живого организма на примере  популяции кроликов. Симуляция демонстрирует основные принципы естественного отбора, при котором черты, дающие преимущества в выживании, становятся все более распространенными в последующих поколениях. 1. Запустите симуляцию. Вам будет предоставлен выбор из двух режимов: «Intro» и «Lab». 2. Выберите режим «Intro». Вы увидите белого прыгающего кролика и запасы пищи, которые представляют собой зеленые растения, в пустынной среде с коричневым фоном. Кликните кнопку “”, чтобы начать размножение. Теперь  у вас на экране два кролика. 3. Вы увидите как численность популяции возрастает (на одном поколении с каждой пары добавляется по 4 кролика ). В верхней части экрана отображается счетчик поколений “” в виде часов.  4. Вы можете ускорить время нажав и удерживая “”. Обратите внимание, что по достижении 6-го поколения численность популяции достигнет своего пика, и симуляция завершится. Нажмите кнопку “”, чтобы сбросить параметры и запустить симуляцию заново.  Виртуальный эксперимент №1 5. Теперь начните экспериментировать. В правой верхней части экрана представлена мутация, выражающаяся в фенотипе в виде коричневого меха у кроликов. Выберите этот признак как доминантный (Dominant).  6. Среди особей появляются кролики с коричневым мехом. В условиях экваториальной среды кролики с коричневым окрасом будут иметь преимущество перед белыми, так как будут лучше сливаться с фоном. Это сделает их менее заметными для хищников, что увеличит шансы на выживание. Чтобы доказать данную гипотезу, добавьте хищников (волки) в окружающую среду. Для этого поставьте галочку рядом с рисунком волка в отделе Environmental factors. 7. На экране появляются стая волков, которые съедают белых кроликов и теперь их численность становится намного меньше. В результате коричневые кролики постепенно становятся доминирующим видом в данной среде обитания. 8. Понаблюдайте за популяцией на протяжении как минимум 10 поколений (Generation 10). Чтобы отобразить соотношение численности обеих особей в виде пропорции, поменяйте радиокнопку на пункт Proportions. 9.  Сбросьте параметры и запустите симуляцию заново. Повторите шаги 5-8, но на этот раз протестируйте влияние ограниченных пищевых ресурсов на популяцию. Для этого в графе Environmental factors вместо Wolves, выберите опцию Limited food.  10. Понаблюдайте за популяцией на протяжении как минимум 10 поколений (Generation 10). Затем сравните соотношение численностей с данными при влиянии фактора Wolves. Какие изменения в этом случае вы заметили? Виртуальный эксперимент №2 11. В следующем эксперименте понаблюдайте за развитием событий в заснеженной среде обитания. Для этого запустите симуляцию заново и сверху поменяйте значок Экватора “” на Аляску “”. Теперь мы имеем белый кролик на белом фоне. Добавьте пару одинокому кролику. 12. Повторите шаги 5-8 первого эксперимента для данной среды. Если мы добавим волков, они будут есть меньше белых кроликов, чем в условиях экватора, потому что этих кроликов довольно сложно увидеть. А кролики с коричневым окрасом теперь будут довольно сильно выделяться на белом фоне, так что эта доминантная мутация, которая была введена, на самом деле не полезна для популяции, потому что волкам их легче поймать. 13. Сравните результаты с первым экспериментом. 14. Сбросьте параметры и запустите эксперимент с фактором Limited food. Сравните результаты с первым экспериментом. Замечается ли какое либо изменение? Помните: главное — активно экспериментировать, наблюдать и анализировать, чтобы понять, как естественный отбор влияет на формирование популяций. Заключение В этой виртуальной лаборатории ученики наблюдали, как действует естественный отбор в режиме реального времени, что делает его ценным инструментом как для образовательных, так и для научных целей, способствующим пониманию эволюции, развитию критического мышления и внося свой вклад в изучение этого фундаментального биологического процесса. Словарь терминов Natural selection – Естественный отбор – Табиғи сұрыпталу  Mutation – Мутация – Мутация Dominant trait – Доминантный признак – Доминантты белгі Recessive trait – Рецессивный признак – Рецессивті белгі Brown fur – Коричневый мех – Қоңыр жүнді White fur – Белый мех – Ақ жүнді Straight ears – Прямые уши – Тікқұлақты Floppy ears – Висячие уши – Салпаңқұлақты Long teeth – Длинные зубы – Ұзын тісті Short teeth – Короткие зубы – Қысқа тісті Environmental factors – Факторы окружающей среды – Қоршаған орта факторлары Wolves – Волки – Қасқырлар Limited food – Ограниченные пищевые ресурсы – Шектелген қоректік ресурстар Tough food – Жесткие пища – Қатты қорек Population – Популяция – Популяция Proportions – Пропорции – Пропорциялар Pedigree – Родословная – Шежіре Alleles – Аллели – Аллельдер Generation – Поколение – Ұрпақ

Естественный отбор Читать дальше »

Цветовое зрение

Тема проекта: Цветовое зрение Цель виртуальной лабораторной работы: Практическая часть Эта виртуальная симуляция поможет вам понять, как человеческий глаз видит разные цвета. 1. Включите симуляцию. Вам дается выбор из двух режимов : Single Bulb и RGB Bulbs. Режим Single Bulb 2. На экране появляется лицо человека с пузырьками мыслей, отражающими его восприятие света. Справа найдите фонарик с разными цветами лампочек и светофильтров. 3. Выберите любой цвет лампочки (например, красный). Посмотрите, как человек воспринимает этот цвет. Поменяйте лампочку на желтую или синюю и понаблюдайте за изменением его восприятия. 4. Включите «фотонный вид» фонарика, чтобы увидеть все невидимые частицы света, которые поглощает человек. 5. Переключитесь на белый свет. Обратите внимание на свет, и на то как человек видит его белым. Теперь активируйте «фотонный вид», чтобы увидеть смесь всех цветов, которую наш мозг объединяет для создания белого цвета. 6. Примените фильтр к белому свету. Наблюдайте, как человек видит только отфильтрованный цвет (например, желтый). «Фотонный вид» показывает все присутствующие цвета, но до глаз доходит только желтый. Режим RGB-ламп 7. Теперь переключитесь на экран ламп RGB. Существует три основных цвета: красный, зеленый и синий. Эти цвета лежат в основе цветовой модели RGB, с помощью которой формируется изображение на экранах монитора телевизора или компьютера.  Её название – это аббревиатура, созданная из первых букв цветов (Red, Green, Blue). В сочетании они создают бесчисленное множество других цветов. Экраны используют эти цвета в разных пропорциях для отображения разных оттенков. 8. Посмотрите, как сочетание основных цветов дает новые: Красный + Зеленый = Желтый Красный + Синий = Пурпурный Зеленый + Синий = Голубой Красный + Зеленый + Синий = Белый 9.Помните: эта симуляция демонстрирует, как наш мозг интерпретирует свет, который мы видим, создавая яркий мир цветов, который мы воспринимаем. Заключение Эта виртуальная лаборатория предоставила интерактивный и увлекательный способ узнать о науке, лежащей в основе цветового зрения и манипулирования светом. Комбинируя визуальные элементы, четкие объяснения и практическое исследование, мы углубили понимание этих концепций. Словарь терминов Color vision – Цветовое зрение – Түсті көру Single bulb- Одна лампа – Бір шам RGB bulbs – Лампы RGB – RGB шамдары monochromatic light – монохромный свет – монохромды жарық white light – белый свет – ақ жарық bulb color – цвет лампы – шам түсі filter color – цвет фильтра – фильтр түсі beam –  луч – сәуле photon – фотон – фотон

Цветовое зрение Читать дальше »

Powered by WordPress