Bio Oberstufe - Ideen für Simulation gesucht

[Khabarakh]

Jaja, das baden-württembergische Schulsystem . Ich spiele jedenfalls mit dem Gedanken, in Biologie ein selbst geschriebenes Simulationsprogramm (z.B. wie dieses hier) vorzustellen, um ein wenig Abwechslung zu den langweiligen Referaten und Hausarbeiten zu bieten. Jetzt fehlt mir nur noch eine unbedeutende Randbedingung - das Thema .
Erst einmal die Themen, die bis zum Abi behandelt werden werden:

• Molekularbiologie
• Angewandte Biologie
• Neurobiologie
• Immunbiologie
• Evolutionsbiologie

Darin sollte sich doch eigentlich etwas finden lassen, aber ein wirklich gut zu simulierendes Modell will mir nicht einfallen . Natürlich könnte man für ein paar Krankheitserreger und Killerzellen irgendwelche Bewegungs- und Verhaltensregeln aufstellen und das ganze dann à la Project Hoshimi visualisieren, aber mit der Realität wird das Resultat wohl wenig gemein haben. Auch Spore oder das Game of Life dürften das Attribut "wissenschaftlich" knapp verfehlen .
Am Liebsten wäre mir ein schon fertiges Modell oder gar Simulationsprogramm, das ich dann noch einmal selbst neuschreiben könnte, aber danach habe ich mich heute schon totgegooogelt .

[Matze]

Hi,

zum Thema "Evolutionsbiologie" könnte man sicher eine schöne Simulation schreiben, dass ein gewisser Prozentsatz einer Art mutiert (natürlich beruhend auf wissenschaftlichen Daten) und je nachdem, ob die Mutation überlebenswichtig sein könnte, entsteht daraus eine neue angepasste Spezies. Oder sowas in der Art. Vielleicht könnte man das farblich visualisieren (älteste Art: dunkelrot, neueste: gelb oder grün).
Das ist mir gerade spontan eingefallen. Ob's dir was bringt, weiß ich nicht, ich wollte es dennoch nicht für mich behalten.

[ULIK]

Hi,

schau Dir mal Feigenbaumdiagramme an. Da kann man sicher was Nettes draus machen.


Grüße,
Uli

[TheAn00bis]

Ich fänd ja eine grafische Simulation Neuronaler Netze sehr sehr geil.

Man sollte quasi einen Editor haben und dort in beliebigen Formen Neurone mit ihren Axonen und am Ende chemische oder elektrische Synapsen zusammenklicken können. Inklusive räumlicher und Zeitlicher Summation. Das Ganze soll beliebig gross werde können.
Am Ende kann man dann an beliebigen Stellen irgendwelche Rezeptoren anbringen können, die man dann als Benutzer per Klick reizen kann so oft und wann man will. Und dann sieht man tatsächlich, wie die einzelnen Kalium und Natrium-Ionen Kanäle sich öffnen und langsam wieder schließen und wie so das Signal weiter geleitet wird und an Synapsen weitergegeben wird.

Okay, ich stell mir das ganze wahnsinnig aufwändig vor, aber es wäre sehr cool!
So bekommt der jenige, der mit der Simulation spielt vielleicht einen kleinen Einblick, wie komplex das ganze werden kann und vielleicht auch eine Idee, wie so Wissen gespeichert werden kann.

[brinkee]

Heyho,

was sehr interessant ist und sich auch leicht umsetzen lässt sind Simulationen von Populationen. Ein Kollege meiner selbst aus der Ökotoxikologie arbeitet an einer Simulation von Daphnien-Populationen. Zur Information vorab: es gibt grob umrissen statistische Modelle, Matrixmodelle und individuenbasierte Modelle, wobei letztere am interessantesten sind. Du kannst gut mit Daphnia magna arbeiten, da sie leicht zu züchten sind, das Fortpflanzungsverhalten bekannt und der Organismus makroskopisch groß ist. Das heißt, Du kannst erst eine Beobachtung an einer echten Population in nem großen Becherglas mit Algen-Fütterung durchführen, das Populationswachstum über die Zeit erfassen und dann - mit aktueller Relevanz - die Hemmung dieses Wachstums durch toxische Substanzen messen. Das ganze kannst Du dann in eine individuenbasiertes (!) Modell übertragen. Das gute an dieser Art von Modell ist, dass das Populationswachstum und dessen Hemmung nicht durch eine "Formel" vorgegeben ist, sondern aus der Wirkung auf das Einzelindividuum emergiert, das heißt sich als Qualität einer übergeordneten Instanz (hier der Population) nur aus dem Kollektivverhalten der Einzelindividuen ergibt. Facharbeiten gehen ja so circa sechs Wochen. Das wäre machbar, oder?

LG, Markus

[Khabarakh]

Vielen, vielen Dank für die ausführlichen Antworten . Mit meiner Lehrerin ist es nun abgesprochen, womit ich noch ca. ein Jahr Zeit habe, mir ein endgültiges Thema auszuwählen . Das Ergebnis landet natürlich hier im OS-Bereich.

[turboPASCAL]

OT

Jahr Zeit ? Na, das reicht doch für 'ne Doktorarbeit.

[Khabarakh]

Soll ja eigentlich der Umfang einer normalen Klausur sein, aber die Inflation, die Inflation (siehe auch den obigen Wikipdia-Link). Naja, am Anfang von 13/1 könnte ich das Fach sogar noch umwählen - absoluter Blödsinn, warum wir dann schon jetzt für alle drei Halbjahre wählen müssen.

[aegidos]

Versuchs mal mit den Zellulären Automaten.
Game of Life sollte hier als Stichwort genügen.
Ist sowohl ein Mathematisches als auch Evolutionsbiologischer Sachverhalt.
Sehr interessant auf alle Fälle.
Schöne Grüße

[alzaimar]

Ich habe mal aus Spass ein Programm über das Ausbreitungsverhalten von Infektionen geschrieben, mit einem zellulären Automaten. Jede Zelle ist sozusagen ein Individuum.
1. Es steckt sich mit einer Wahrscheinlichkeit A an, wenn einer seiner Nachbarn Überträger ist.
2. Wenn es angesteckt ist, bricht die Krankheit mit einer Wahrscheinlichkeit B aus.
3. Die Inkubationszeit (Zeit zwischen Ansteckung und Ausbruch) beträgt C Tage.
4. Das Individuum ist für D Tage infektiös.
5. Die Krankheit dauert E Tage.
6. Die Krankheit verläuft mit einer Wahrscheinlichkeit von F tödlich.
7. Das Individuum ist für G Tage nach Ende der Krankheit immun.

Du hast also 7 Parameter und kannst damit rumspielen. Komisch, je schneller und tödlicher die Krankheit, desto mehr Zellen bleiben am Leben: Klar, bevor man jemanden Anstecken kann, ist man schon hops.