|
Программа визуализации молекул "RasMol
V2.7.5 Molecular Visualisation Program"
|
Сайт
разработчиков
("Бернштейн-и-сыновья"),
на нем есть версии программы под любую операционную систему.
Наиболее распространенная версия программы под Windows располагается
по ссылке ниже.
Программа бесплатная,
инсталляции не требует, файлы с нужным расширением узнает после
первой подсказки.
Сами молекулы можно найти на
сайте PDB
(Банка белковых структур - но там есть и молекулы
нуклеиновых кислот; для помощи в работе с сайтом см.
Экскурсию по PDB),
и на сайте
www.nyu.edu
(там есть малые молекулы - сахара, нуклеотиды, липиды, витамины).
См. также мою маленькую
коллекцию.
Есть также однооконная версия
программы -
RasTop
(справа),
позволяющая, к тому же, сохранять подготовленные для
демонстрации модели (с выделенными группами атомов, удобными
способами отображения и т.п.).
Virus Particle
Explorer
Сайт с программным инструментом, с помощью которого можно для любого
икосаэдрического вируса, структура капсомера которого известна (и
находится в
Банке
белковых структур PDB) воссоздать полную вирусную частицу.
Также на сайте есть база данных со
значительным количеством различных вирусных капсидов,
созданных
с помощью этого средства. Модели создаются в собственном формате с
расширением vdb, однако эти
файлы отлично открываются
RasMol
(если не учитывать их размер – порядка 20 Мб – и
соответственно время на обработку такого файла, впрочем, зависящего
от вашего процессора; впрочем, представлять молекулярную
поверхность, Molecular Surface, я бы не советовал).
См. также о моделировании вирусов
тут.
Матеріали до практичної роботи
"Моделювання
біополімерів"
cd_ua.rar
(архівний файл, 19,6 Мб) |
Музыка
белков и нуклеиновых кислот
В Интернете есть целый ряд онлайновых проектов, которые позволяют
перекодировать последовательность аминокислот белка или нуклеотидов
ДНК в более или менее музыкальные произведения (не визуализация, а
аудилизация молекул).
PROM
- Protein Music Composer
Страничка для создания музыкальных фрагментов по первичной структуре
белков в формате mid. Достаточно в
текстовое поле ввести последовательность аминокислот полипептида (не
обязательно набирать самому - можно взять готовые последовательности
в базах
NCBI
или
ExPAsy)
и нажать Submit, чтобы получить на
выходе звуковой файл, например, такой:
альфа-1А-адренорецептор.
gene2music
Еще один
проект, кодирующий музыкальные произведения по генам. Авторы
проекта, Ри Такахаси (Rie Takahashi) и Джеффри Миллер (Jeffrey
Miller) полагали, что смогут найти оригинальный подход, который не
только создаст гармоничную музыку генов, но и пригодится в научных
исследованиях, и нашли способ преобразовать каждую из 20
стандартных аминокислот, из которых построены все белки, в аккорды
фортепьяно. Так звучит, например,
гормон
роста. Перекодировать собственный белок можно
на этой странице. Статья в
Мембране -
тут.
|
Foldit
Недавно группа американских исследователей создала полезную
онлайн-игру под названием
«Фолдит»
(Foldit — «сложи это»). Играя в
нее, вы можете помочь научному прогрессу, причем участвовать могут
не только дипломированные специалисты, но и простые смертные. Вам
предлагается решить одну из самых важных, обширных и нудных задач в
биологии — определить правильную конформацию белка по его первичной
последовательности. Но в игре от нудности не осталось и следа. На
экране — разноцветная цепочка, которую надо сложить по определенным
правилам. За верное решение начисляются очки, у каждого игрока есть
собственный рейтинг. Можно объединяться в группы и решать задачи
сообща — и при этом двигать биологию вперед.
Чтобы
начать играть, надо зарегистрироваться и поставить на компьютере
специальную программу. О том, как всё это сделать, написано
здесь.
Подробнее (а также обозначения к цифрам на рисунке справа)
в
"Элементах".
|
EteRNA
Аналогичный проект по дизайну РНК
EteRNA. "Играя в EteRNA, - пишут разработчики, - вы будете
участвовать в создании первой крупномасштабной библиотеки
синтетических конструкций РНК. Ваши усилия будут способствовать
выявлению новых принципов проектирования РНК-переключателей и
наномашин - новых систем управления живыми клетками и
болезнетворными вирусами. Взаимодействуя с тысячами игроков и изучая
результаты реальных экспериментов, вы будете заниматься делать науку
совершенно новым способом."
Справа - одно из заданий и его выполнение. |
Phylo
Игра
Phylo
посвящена
множественному выравниванию последовательностей ДНК. Была
разработана в центре биоинформатики
Университета Макгилла в 2010 г. Игроки решают головоломки,
которые представляют собой нуклеотидные последовательности разных
таксонов. Согласуя друг с другом нуклеотидные последовательности,
представленные в виде разноцветных блоков, игроки пытаются достичь
соответствия
наибольшего возможного количества цветов и
получить за это наивысшие баллы. |
Neurosim for Windows (Симулятор работы нейронов)
Семейство
программ (by W.J.Heitler из
The Gatty Marine Laboratory, Университет св. Андрея,
Шотландия), моделирующих работу как отдельных нейронов, так и
нейронных сетей. Иллюстрирует передачу нервного импульса с нейрона
на нейрон, работу группы нейронов, потенциалы на мембране (модель
Ходжкина-Хаксли), введение в клетку микропипетки. Большой выбор
параметров, которые можно произвольно менять, иллюстрация процессов
на графиках, в динамике. Сами программы -
на сайте разработчиков.
|
"Жизнь"
Д. Конвея
и другие модели популяций
Хотя
"Жизнь", или "Эволюция" Д.Конвея и представляет собой игру,
основанную на теории клеточных автоматов, она настолько напоминает
все то, что происходит в живом мире, что от игры иногда тяжело
оторваться. Основная идея игры состоит в том, чтобы, начав с
какого-нибудь простого расположения живых клеток, проследить за
эволюцией исходной позиции под действием генетических законов
Конвея, которые управляют рождением, гибелью и выживанием клеток.
Модифицируя эти параметры, можно наблюдать динамику клеточных
популяций, а также упорядоченные структуры, возникающие при
клеточном развитии. Игру можно скачать бесплатно c ряда сайтов,
например, с сайта
Антона Дубины, а также с
http://freeware.ru/. Особенно удачна с точки зрения
программирования версия
Life 32
(169 кб в zip-архиве) by Johan Bontes - ee
Homepage.
Подробный рассказ об игре на сайте
Истинного жизнелюба В.
Скляра,
«Такова "Жизнь"» на
Научном форуме http://lib.mexmat.ru/. См. также
Cellular Automata explorer by Mirek Wojtowicz с
"цветной" версией "Жизни".
Интересные
модели популяций
есть также на сайте
В.И.Грабовского. И, конечно -
NetLogo -
среда и изрядный набор имитационных моделей биологических (и не
только) процессов и явлений - инсталлятор 58 Мб (но только на
английском). По-русски см. о
NetLogo
на
Летописи.RU. |
Dyson
/ Eufloria
Dyson — космическая "био"стратегия. В начале каждого уровня
игроку дается один или несколько астероидов на которых живут его «дайсоновые
зерна». Каждое из зерен (в зависимости от астероида, на котором они
появилось) владеет тремя характеристиками - скоростью, здоровьем и
силой. Эти параметры влияют на скорость передвижения и регенерации
зерна, его энергию и мощность. Зерна могут выполнять различные
функции - давать жизнь новому дереву, атаковать вражеские зерна,
защищать свой астероид, снижать энергию чужого астероида.
Они образуются на ветвях деревьев, которые могут быть
двух типов - для воспроизведения обычных (универсальных) зерен, и
для запуска особых защитных колючих плодов. Словом, биотические
факторы: конкуренция...
После версии 1.20 игра Dyson
была переименована в
Eufloria,
и стала платной. Однако в Интернете можно найти ее
полную бесплатную версию (и даже с русским интерфейсом).
Описание -
отсюда. |
LS
IFS 1.1
Очень простая и удобная программа для
выполнения
фрактальных построений по известным параметрам (например,
моделировать преобразования, описанные в
статьях в журнале "В мире науки"). Изменения выполняются в
текстовом файле LSIFS.txt (первый
рисунок), после чего программа запускается вновь и строит
фракталы с измененными параметрами (второй
рисунок). Очень удобно экспериментировать с параметрами.
Программа создана
Максимом
Чинякиным. На сайте автора есть и более мощная версия с
улучшенными графическими функциями (LS
IFS 2.1)
- с ее помощью сделаны рисунки в
фотоальбоме. Но для исследования удобнее более простая -
первая.
Небольшая выборка наиболее удачных моделей биологических объектов
(как автора, так и по журнальным статьям) в текстовом файле
fractals.txt. Надо переставлять
параметры конкретного фрактала в
файл
LSIFS.txt.
Есть также онлайновые модули, реализованные на Java (см.
Julia and Mandelbrot Set Explorer)
и ряд более профессиональных
специальных программ. |
CellCraft,
Phage Wars
Две
Flash-игры на темы клеточной биологии.
CellCraft (справа) в доступной
форме учит основам клеточной биологии - дает игроку знания о
строении и функционировании клеток. Амёбе под руководством игрока
предстоит искать ресурсы, эволюционировать и отбивать атаки вирусов.
Игра создана в рамках
Digital Media and Learning Competition. Скачать
CellCraft можно бесплатно с
сайта разработчиков (8,5 Мб).
Phage Wars
- незатейливая онлайновая
игра о конкуренции фагов. Выбираешь фага с определенными свойствами
и стараешься заселить клетки быстрее, чем это сделают конкуренты.
Сугубо action, биологического содержания
немного, но по-своему весело. Как учебную задачу можно попробовать
играть разными типами фагов и выяснять, влияют ли (и как влияют)
стартовые условия, т.е. выбранный тип фага, на успех в конкурентной
борьбе.
Играть здесь. |
Spore:
редактор существ
На сайте известной игры-симулятора жизни и
общества
Spore
выложен в открытом доступе на ряду с покупной полной версией
демонстрационный, т.е. несколько обрезанный по функциональности,
редактор существ
"Лаборатория Существ Spore".
С точки зрения преподавания биологии очень милая игрушка: создать
максимально адаптированное к заданным условиям существо - вполне
интересная биологическая задача. Равно как и создать максимально
абсурдное с точки зрения принципов биологии существо - тоже забавно.
И выяснить, чем же они отличаются...
Впрочем, отдельно взятое существо создавать не очень интересно -
надо как минимум с двумя соседями по пищевой цепи, чтобы понимать,
как он адаптирован кушать того, кого кушает, и как - уходить от
того, кто намеревается скушать его. Гонка вооружений, снова
обед или жизнь...
|
Sonogram Visible Speech
2.4
Если Вас не устраивает качество или количество сонограмм (спектрограмм
- графической визуализации частотных характеристик) птичьих
или лягушачьих трелей, записей голоса человека и т.п. - можно
сгенерировать их самостоятельно при помощи Sonogram Visible
Speech 2.4. Это маленькая (6
Мб в zip-архиве,
правда, нуждающаяся еще и в Java Runtime и Java3D) бесплатная,
не требующая инсталляции
кроссплатформенная программа для визуализации звуков, в т.ч. в виде
трехмерных поверхностей. С
сайта
скачивается архив, распаковывается; запустили файл Sonogram.jar,
открыли звуковой файл – программа генерирует сонограмму с анализом
по каждой двухсотой доле секунды.
Программа разработана в Немецком исследовательском центре
искусственного интеллекта (Deutsches Forschungszentrum fuer
Kuenstliche Intelligenz DFKI,
www.dfki.de).
На рисунке справа -
созданная в программе сонограмма
Dendrocopos
medius.
См. также
подборку круговых
сонограмм с голосами американских птиц и
тоны сердца. |
Считалка калорий
"Считалка
калорий" - программа для расчета пищевой и энергетической
ценности (калорийности) рациона.
В программе реализованы:
- сохранение и экспорт рационов в различные форматы для ведения
"дневника питания";
- добавление своих продуктов и готовых блюд (достаточно ввести
компоненты блюда и их вес);
- расчет процентного соотношения жиров, белков и углеводов в рационе,
объема выпитой жидкости и количества хлебных единиц;
- автоматический перевод в граммы из мер объема (чайная, столовая
ложка, стакан) для некоторых продуктов.
"Считалка калорий" - это, по мнению разработчиков,
помощник для тех, кто следит за своим питанием - например, хочет
похудеть... но не учителю на уроке. Во-первых, демоверсия весьма
урезана в возможностях. Во-вторых, посмотреть сбалансированность
рациона по витаминам, микроэлементам или белкам невозможно. Так что
проще сделать себе модель в
Excel... |
SellCode
+ 2.0,
SellCode
3.0
(украиноязычная
версия)
Программа для проверки штрихкодов и пищевых добавок,
включаемых в состав пищевых продуктов. Сайт разработчика
http://www.griban.by.ru/ в процессе перманентного обновления.
Саму программу (3-я версия, 552 кб) можно скачать
с
сайта. Разработчик о ней отзывается так:
Вы когда-нибудь задумывались из чего состоит то, что вы едите...
Тогда эта программа для Вас! Она сможет по Е-коду (обозначения
пищевых добавок) вычислить тип вещества, его воздействие на
организм, дать совет по употреблению.
Очень, ну просто очень полезная и необходимая в хозяйстве штука.
Очень хороша для проведения лабораторных работ по экологии и
биологии человека. См.
лабораторную работу по экологии человека.
О штрих-кодах и Е-кодах на сайте автора программы есть и
статья.
ПРОГРАММЫ
СОСТАВЛЕНИЯ РОДОСЛОВНЫХ
Стандарт файлов родословных - *.ged
(иконка слева). Вместе с тем, ряд программ имеет
собственные, внутренние форматы.
GenoPro
Сайт программы.
Дистрибутив 2,13 Мб. Достаточно мощная и многофункциональная
программа, строящая родословные (почти) по правилам
медико-генеалогического анализа, с использованием медицинской
символики. Стоимость $49 (демоверсия с ограничениями, например, на
сохранение родословных не более 25 членов; ознакомительная версия –
14 дней, лицензия для учебных заведений – 180 дней). Широкий
ассортимент демонстрируемых связей (в т.ч.
внутрисемейных отношений,
эмоциональных,
социальных и др.).
Цели использования: Подготовка родословных к задачам,
анализ родословных с добавлением текстовых комментариев. Менее
реально – создание учениками родословных по условию задач
(относительно сложный функционал). Возможность выполнения проектов
по составлению больших родословных группами учащихся, в т.ч. с
демонстрацией социальных связей и эмоциональных отношений
(интегрированный проект с литературой - персонажи романа). Пример -
родословная героев Поттерианы, в т.ч. самого
Г. Поттера, а также
родословная для задачи, в которой нужно рассчитать
вероятность рождения больных детей в паре, отмеченной стрелкой.
Идеальна для составления
геносоциограмм
(см.
тут
и
тут).
Локализованный (и бесплатный) вариант под именем
"Живая Родословная"
(7,55 Мб) - в
коллекции
ЦОР НФПК.
MyHeritage
Family Tree Builder
Сайт
программы. Дистрибутив 19,0 Мб. Бесплатная программа для
составления семейных родословных и интеграции документов и данных, а
также для экспорта и представления в Интернет. Очень удобное
добавление медиаобъектов с редактированием их описаний, интуитивно
понятный интерфейс. Хорошее сохранение файлов и back-up (возможность
полного сохранения всего наработанного в одном отчуждаемом архиве).
Экспорт в PDF и JPEG. Программа не предназначена для
медико-генетических задач, нет научной символики.
Цели использования:
Большие проекты, в т.ч.
распределенные, с использованием Интернет, интегрированные с
историей (мировой художественной культурой, литературой) – с
изображениями, документами, привязками к историческим событиям и
т.п. У
программы много пользователей в Интернет, возможность интеграции с
другими пользователями (поиск родственников).
Generezis
Бесплатная программа, сохраняющая родословные в формате *.ged.
Предназначение - составление
небольших родословных и повышение интереса к генеалогии; вместе с
тем используемая символика (почти) соответствует научным
требованиям.
Цели использования:
Подготовка заданий по готовым (созданным в программе) родословным.
Пример - родословная
А.С. Пушкина (впрочем, короткая и не совсем точная).
Отдельного разговора заслуживают
программы моделирования климата
- надеюсь, скорого.
Что касается
программ по
составлению тестов для проверки знаний
учащихся - их очень много на сайтах бесплатных программ, но об их
достоинствах и недостатках говорить нужно также отдельно. |
|
|