Efectele Metalelor Grele Asupra Pestilor

CUPRINS

Argument

Introducere

Capitolul

PARTEA I

CAPITOLUL I-POLUAREA APELOR CU METALE GRELE

I.1 Poluarea apei.Generalități…………………………………………….

I.2 Principalele tipuri de poluare…………………………………………………

I.3 Principalele categorii de poluanți ai apelor……………………………

I.4 Consecințele poluării………………………………………………….

I.5 Poluarea apelor cu metale grele……………………………………….

I.6 Legislația privind principalii impurificatori ai apelor………………..

CAPITOLUL II –EFECTELE METALE GRELE ASUPRA PEȘTILOR

II.1Influența metalelor grele asupra metabolismului energetic al peștilor……………………………………………………………………………

II.1.1 Efectele substanțelor toxice asupra peștilor………………………….

II.1.2 Procesul intoxicării………………………………………………….

II.2.Toxicitatea metalelor grele asupra peștilor

II.2.1 Toxicitatea cadmiului………………………………………………..

II.2.2 Toxicitatea plumbului……………………………………………

II.2.3 Toxicitatea cuprului……………………………………………….

CAPITOLUL III-CERCETĂRI PERSONALE

III.1 Materiale și metode ……………………………………………………..

III. 1.1Material biologic……………………………………………………….

III.1.2Metode folosite…………………………………………………………

III.2.Protocolul experimental………………………………………………….

III.3 Variante experimentale…………………………………………………..

III.4 Rezultate și discuții………………………………………………………

III.5 Concluzii………………………………………………………………… BIBLIOGRAFIE…………………………………………………………..

PARTEA A II A

ELEMENTE DE METODICA PREDĂRII BIOLOGIEI CU APLICAȚII ÎN TEMA LUCRĂRII

CAPITOLUL I-CONCEPTUL DE CURRICULUM

I.1.Tipuri de curriculum………………………………………………………

I.2Curriculum-ul de biologie…………………………………………………

I.2.1.Conținutul învățământului biologic în cicluri curricular……………….

I.3.Planurile –cadru………………………………………………………….

I.4.Programa școlară………………………………………………………….

CAPITOLUL II-PROIECTAREA ȘI DESFĂȘURAREA ACTIVITĂȚII DIDACTICE LA BIOLOGIE ÎN CONCORDANȚĂ CU CURRICULUM-UL NAȚIONAL

II.1.Proiectarea didactică în concordanță cu noile programe școlare………..

II.1.1.Proiectarea didactică.Funcțiile proiectării……………………………..

II.1.2.Etapele proiectării……………………………………………………..

II.1.3.Niveluri ale proiectării…………………………………………………

II.1.4.Relația dintre lecție și unitatea de învățare…………………………….

CAPITOLUL III-EVALUAREA RANDAMENTULUI ȘCOLAR LA BIOLOGIE

III.1.Funcțiile evaluării………………………………………………………..

III.2.Formele de evaluare……………………………………………………..

III.3.Metode și tehnici de evaluare……………………………………………

III.3.1.Metode tradiționale……………………………………………………

III.3.2. Metode alternative de evaluare……………………………………….

CAPITOLUL IV-MODALITĂȚI DE REALIZARE A EDUCAȚIEI ECOLOGICE PRIN ACTIVITĂȚI CU ELEVII

IV.1.Educația ecologică, eco-civică, ambientală……………………………

IV.2.Educația ecologică în orele de biologie……………………………….

IV.3.Educația ecologică în orele de consiliere………………………………

CAPITOLUL V-CONCLUZII………………………………………………

BIBLIOGRAFIE……………………………………………………………

ARGUMENT

Tema lucrării ,, Cercetări comparative privind acțiunea apelor poluate cu metale grele la unele specii de poikiloterme cu aplicații în procesul didactic,, a fost aleasă în contextual creșterii accentuate a degradării mediului ca urmare a acțiunii antropice, pe de o parte și a scăderii implicării fiecărui cetățean în acțiunea de protecție a naturii pe de o parte.

În natură au loc scurgeri accidentale de reziduuri de la diverse fabrici, dar și deversări deliberate a unor poluanți;scurgeri de la rezervoare de depozitare și conducte de transport subterane, mai ales produse petroliere;pesticidele și ierbicidele administrate în lucrările agricole care se deplasează prin sol fiind transportate de apa de ploaie sau de la irigații până la pânza freatică;îngrășămintele chimice și scurgerile provenite de la combinatele zootehnice;deșeurile și reziduurile menajere;toate acestea duc la poluarea mediului înconjurător.

Poluarea nu este numai o consecință a activității umane, unii autori considerând că ecosistemele acvatice sunt supuse și unei poluări naturale (Mălăcea, 1969).

Prin urmare ,tema lucrării are aplicații în activitatea didactică nu numai prin prisma orelor de ecologie de la clasele a VIIIa și a XII a ,unde se studiază capitolele privind deteriorarea mediului prin poluare, ci și în orele de educație pentru sănătate, consiliere și în toate orele de biologie,dar și în cadrul altor activități desfășurate cu elevii menite să contribuie la realizarea educației și la formarea unui comportament ecologic adecvat

Realizarea acestei lucrări s-a desfășurat sub coordonarea d-nei Lect.Univ.dr. Cristina Ponepal.

INTRODUCERE

Apa este un factor important în echilibrele ecologice, iar poluarea acesteia este o problemă actuală cu consecințe grave asupra organismelor vii. Apa este sursa vieții și de calitatea și cantitatea ei depinde existența noastră prezentă și viitoare.

Asupra viețuitoarelor acționează, zilnic, diferite substanțe chimice apărute în mediu în mod natural, dar mai ales în urma dezvoltării industriei și agriculturii.

Reziduriile multora dintre aceste substanțe chimice pătrund în mediul înconjurător poluând aerul, apele ,solul, precum și direct sau indirect alimentele. Gradul de pericol al acestor substanțe poate fi evaluat luând în considerare:toxicitatea, mărimea producției, dar și posibilitatea apariției concomitente în diferite elemente ale mediului.

Dereglările ecologice provocate de poluanți se manifestă prin scăderea numărului și diversității speciilor de plante și animale prin degradarea ecosistemelor, prin degradarea lanțurilor trofice și respectiv a biocenozalor. Organismele vii suferă direct sau indirect din cauza poluării accentuate a mediului de viață.

Studiile de toxicitate efectuate pe pești au relevat probleme particulare deoarece nu putem apricia doza de toxic ,plecând le le apă. Trebuie să ne bazăm pe noșiuni relative, precum timpul de apariție a anumitor simptome de intoxicare sau timpul de supraviețuire în raport cu concentrația.Putem defini o limită de concentrație și un timp minim pentru manifestarea simptomului de pierdere a echilibrului, care ne permite stabilirea unei relații între concentrație și efect sau timpul de manifestare.

De aceea problema ocrotirii mediului ambiant necesită o studiere aprofundată a poluării și efectelor acestui fenomen asupra organismelor vii, lanțurilor trofice și biocenozelor în vederea găsirii unor metode de ameliorare, respectiv de evitare a acestui fenomen deosebit de grav.

CAPITOLUL I

POLUAREA APELOR CU METALE GRELE

I.1.Poluarea apei. Generalități

Poluarea ,,reprezintă totalitatea proceselor prin care se introduc în mediu, direct sau indirect, materie sau energie cu efecte dăunătoare sau nocive care alterează ecosistemele, diminuează resursele biologice și pun în pericol sănătatea omului,, (Barna,1975).

O apă este stricată, murdară sau poluată atunci când și-a modificat anumite proprietăți naturale ce pot fi percepute cu ajutorul simțurilor, de exemplu când a căpătat o altă culoare, un anumit gust sau miros sau când a devenit tulbure. Alături de termenii arătați se mai folosesc și expresiile de apă contaminată, intoxicată sau otrăvită ,care se referă la impurificări prin bacterii patogene sau substanțe toxice, impurificări care reprezintă un pericol direct pentru viața omului(Mălăcea, 1969).

I.2 Principalele tipuri de poluare

Poluarea naturală

Poluare nu sete numai o consecință a activității umane, unii autori considerând că ecosistemele acvatice sunt supuse și unei poluări naturale (Mălăcea, 1969).

În urma unor procese naturale, într-o apă pot avea loc ,fără intervenția omului, modificări privind condițiile fizice, chimice sau biologice ale acesteia.

Când aceste modificări depășesc o anumite intensitate și se mențin un timp mai îndelungat, duc la fenomenul de impurificare (Elena Gavrilescu, 2010).

În mod frecvent apa de ploaie spală de pe terenurile învecinate ale unui râu sau lac și transportă în masa apei argilă, frunze moarte ,nisip, cadavre de animale și diferite resturi vegetale. Atunci când au loc ploi puternice și de lungă durată mari cantități de materii transportate de pe uscat pot produce o scădere accentuată a concentrației de oxigen, producând moartea peștilor și diferite prejudicii în folosirea apei.

Cel mai tipic exemplu de impurificare naturală este acela produs de ,, înflorirea apei,, datorată dezvoltării excesive a algelor planctonice. Prin moartea în masă și descompunerea rapidă a algelor, favorizată de o temperatură ridicată, se produce o scădere bruscă a concentrației oxigenului dizolvat și o încărcare a apei cu substanțe nocive, care provoacă moartea peștilor și a altor organisme acvatice. Acest fenomen are loc și în condiții naturale, dar în prezent ,,înflorirea apei,, ca efect al entrofizării, este determinată de introducerea unor mari cantități de nutrienți în urma activității antropice.

Poluarea antropică

Tipuri de poluare antropică

După natura lor poluările se împart în:

-fizice (mecanice,termice, radioactive);

-chimice(substanțe organice sau anorganice);

-biologice (provocate de bacterii patogene introduse în apă)-Elena Gavrilescu,2010.

După modul de manifestare se disting:

-poluări punctiforme;

-poluări difuze (Elena Gavrilescu, 2010).

Poluările punctiforme se referă uzual la evacuările de poluanți în mediul acvatic prin surse individuale, identificabile din punct de vedere al punctelor de evacuare. Aici pot fi incluse evacuări industriale, orășenești, menajere, scurgeri di rezervoare de stocare sau arii de depozitare a deșeurilor prevăzute cu colectoare de scurgeri lichide.

O situație particulară o reprezintă poluarea accidentală ,definită uzual drept evacuare de poluanți de la surse punctiforme, în concentrații ridicate neintenționat, datorită unor accidente sau în circumstanțe deosebite. Impactul asupra mediului acvatic și asupra folosințelor de apă este similar cu cel cauzat de sursele de poluare punctiforme, dar cu efecte mult mai amplificate (Elena Gavrilescu, 2010 ).

Poluările difuze, în sens larg, se referă la intrări de poluanți în mediul acvatic cu o proveniență greu de identificat și controlat. În această categorie este inclusă poluarea din agricultură, depunerile solide și / sau lichide din atmosferă (de origine strict difuză, cum ar fi traficul sau punctiforma de le emisiile centralelor termice).

După durata lor, poluările pot fi:

-permanente, cum este cazul deversărilor apelor reziduale ale orașelor;

-periodice, provocate sezonier, în funcție de unele activități, cum sunt apele reziduale din unele stațiuni turistice.

După efectele produse de apele uzate asupra receptorului se pot deosebi două tipuri principale de poluare:

-acute;

-cronice.

I.3 Principalele categorii de poluanți ai apelor

Poluanții apelor pot fi grupați în următoarele categorii (Elena Gavrilescu,2011) :

Poluanți de natură fizică:

-depuneri radioactive;

-ape folosite în uzinele atomice;

-deșeuri radioactive;

-ape termale;

-lichide calde provenite de la răcirea instalațiilor industriale sau a centralelor termoelectrice și atomo-electrice (Mălăcea, 1969).

Poluanți de natură chimică:

-cu materii organice;

– cu materii anorganice.

Poluanți de natură biologică:

-microorganisme patogene;

-substanțe organice fermentescibile.

I.4 Consecințele poluării

Principalele consecințe ale poluării sunt (Elena Gavrilescu, 2011):

-posibilitatea contaminării sau poluării chimice a animalelor acvatice;

-contaminarea bacteriologică sau poluarea chimică și radioactivă a legumelor, fructelor;

-distrugerea florei microbiene proprii apei ceea ce determină micșorarea capacității de debarasare față de diverși poluanți prezenți la un moment dat.

I.5 Poluarea apelor cu metale grele

În ultimul timp, poluarea mediului înconjurător cu metale grele a atras atenția din cauza problematicii deosebit de complexe ridicate de acest fenomen, deoarece majoritatea metalelor grele nu se găsesc sub formă solubilă în apă.

Răspândirea metalelor grele in mediu este din ce în ce mai mare , acumulându-se și concentrându-se la nivelul fiecărui etaj trofic datorită slabei lor mobilități. Poluanții de tip metale grele au o concentrație mai mare în plante decât în sol, în țesuturile animalelor carnivore decât în cele erbivore, concentrația cea mai mare fiind atinsă de capetele lanțurilor trofice.(Popescu,2010). Aceștia sunt deosebit de periculoși prin remanența de lungă durată în sol, precum și datorită preluării lor de către plante și animale.

Ca rezultat al activitățiilor antropice, nivelurile curente de metale grele sunt mai ridicate decât în condiții naturale(fig II.1) reprezentând o amenințare pentru organisme, deoarece multe metale sunt dăunătoare chiar în condiții moderate (Laane,1992).

Fig.II.1..Circuitul antropogen industrial si agricol al metalelor grele

http://www.creeaza.com/legislatie/administratie/ecologie-mediu/Surse-de-poluare-cu-metale-gre586.php

Apele uzate industriale conțin o mare varietate de poluanți care depind de activitățiile industriale și nu puține ori între acești poluanți au fost raportate concentrații ridicate de metale grele (Tribași –colab,2000 ;Ramos și colab, 1999 ; Tereea- Martoșsi și colab, 2002- citați din Deaconu luminița florentina, 2012).

Utilizarea extinsă a apei uzate duce la probleme clinice, de sănătate a animalelor și plantelor în final afectând sănătatea o,ului. (Butt și colab, 2005) ;proveniența metalelor grele din ape uzate minicipale este susținută de Al Enzi și colab,2004 ; Buzier și colab, 2006 ; Karvelas și colab, 2002-citați din Deaconu Luminița Florentina, 2012.

De asemenea Mendiguchia și colab, 2007 ; Karvelas și colab , 2006 ; Markich și Brown, 1998 ; asociază concentrațiile mari de Mn și Co din râuri cu emisiile de efluenți municipali, iar Markich și Brown, 1998 ; Dassenaskis și colab, 1998 ; consideră că efluenții de ape menajere sunt legate și concentrațiile de Ni din apa râurilor- citați de Deaconu Luminița Florentina, 2012.

În mod normal, apele de suprafață conțin concentrații relative mari de matale toxice care depășesc standardele stabilite la nivel național pentru apa potabilă și protecția vieții acvatice (USEPA, 1995 ; W :H :O : 1994) ca urmare a fondului natural.

Exemple de metale care prezintă o relevanță mai mare pentru mediul înconjurător din punct de vedere al efectelor toxice sunt : Cadmiul (Cd), Cuprul (Cu), Plumbul (Pb), Nichel (Ni), Staniu (Sn), Zinc (Zn), Cobalt (Co).

Metalele sunt transportate fie în forme dizolvate în apă sau ca parte integrată a sedimentelor. Odată ajunse în mediul acvatic, acestea pot urma mai multe căi : dizolvate în coloane de apă ; stocate în sedimente ; sau preluate de organisme (Roesijadi și Robinson, 1994).

Aporturile crescute de contaminanți și distrugerea habitatelor au produs modificări, devastatoare în ecosistemele acvatice, în ultimele decenii (fig II.2)

Figura II.2. Poluare cu metale grele pe râulTinto

(www.worldpress.ro)

I.6. Legislația privind principalii impurificatori ai apelor

Directiva 2000/60/EC din domeniul politicii europene privind apa are drept scop menținerea și îmbunătațirea mediului acvatic în Comunitatea Europeană prin stabilirea unui cadru pentru protecția apei de suprafață. Metalele grele sunt printre poluanții care ar trebui monitorizați pentru a obține o imagine de ansamblu, coerentă și cuprinzătoare asupra stării unui anumit ecosistem acvatic. Metalele grele din mediul acvatic sunt distribuite între faza apoasă, particule suspendate și sedimente.

Contaminarea tot mai accentuată a resurselor de apă cu unii poluanți, inclusiv metale toxice, a fost una din problemele cele mai critice din ultimele decade (Fellenberg, 1980 – citat din Deaconu Luminița Florentina, 2012), râurile jucând un rol important în transportul metalelor grele, inclusiv a Hg dizolvat și suspendat (Beweres și Yeats, 1989 – citați din Deaconu Luminița Florentina, 2012).

Kumaraguru (1995) raportează că mii de tone de pești sunt uciși anual în apele dulci ca urmare a deversărilor de substanțe chimice. Datorită absorbției crescute a metalelor dizolvate în apă peștii pot servi drept bioindicatori ai poluării intense (Shukla și colab., 2007)

Directiva 2000/60/CE a fost completată prin Decizia 2455/2001/CE, prin Decizia 32/2880/CE, prin Decizia 2008/105/CE și Directiva 2009/31/CE. În cadrul Directivei 2000/60/CE a fost elaborată o listă a substanțelor poluante prioritare, selectate dintre cele care prezintă un risc semnificativ pentru mediul acvatic, listă prezentată în tabelul II.1.

Tabelul II.I. Lista substanțelor prioritare în domeniul apei (primele 20)

(Anexa X din Directiva 2000/60/CE)

Activitatea de protecție a mediului din țara noastră, ca politică de stat, coerentă și eficientă, se face prin organizarea și asigurarea funcționării sistemului de supraveghere a mediului și a componentelor sale, care reprezintă un sistem complet de achiziție a datelor privind calitatea mediului, obținute pe baza unor măsurători sistemice, de lunga durată, la un ansamblu de parametri și indicatori, cu acoperire spațială și temporală, care să asigure posibilitatea controlului poluării. SMIR (Sistemul de Monitoring Integrat din România), reprezintă un sistem complet de achiziție a datelor privind calitatea mediului, obținute pe baza unor măsuratori sistematice de lungă durată, la un ansamblu de parametri și indicatori cu acoperire spațială și temporală, care asigură posibilitatea controlului poluării (Ardelean și Mohan, 1993).

În România au fost stabilite valorile maxim admise pentru diferiți impurificatori ai apei incluse în STAS 6953-81, prezentat selectiv în tabelul II.2.

Tabelul II.2. Valori ale concentrației maxime admise pentru substanțele toxice din apele de suprafață, conform STAS 6953-81

(www.mmediu.ro/managementul-apelor)

CAPITOLUL II

EFECTELE METALELOR GRELE ASUPRA PEȘTILOR

II.1 Influența metalelor grele asupra metabolismului energetic al peștilor

Influența metalelor grele

Metalele grele sunt constituenți naturali ai mediului marin si intră în componența lui prin surse antropologice. Doar poluarea cu plumb poate fi considerată universală, având în vedere că pentru celelalte metale contaminarea este mai mult sau mai puțin restrânsă în anumite zone ca estuare, golfuri sau fiorduri care primesc direct impactul metalelor grele prin cascade, râuri, atmosferă, depozitare de reziduuri etc.

Concentrațiile excesive de metale grele pot fi dăunătoare pentru viața marină si sănătatea publică. Studii de avertizare au fost publicate si revăzute sub diferite aspecte.

În evaluarea rezultatelor toxicologice trebuie luat în considerare faptul că efectele letale si sub letale ale metalelor pot fi puternic modificate de către factori interni si externi.

Într-o lucrare din 1990, H. Theede si S.P.C. Saria apreciau că dacă luăm în considerare efectele poluării, evaluarea poate fi mai dificilă la nivelul ecosistemelor decât la nivelul speciei luată singură. La cea de-a doua, criteriile comune ca mortalitate, rata de creștere, activitățile metabolice sau reproducerea sunt ușor de măsurat.

Cu toate acestea, organismele pot avea reacții specifice la poluare, care le poate altera performanțele competitive si deci pot duce spre schimbări (alcătuirea fluxului energetic în ecosistem).

Pentru o mai bună înțelegere a indicațiilor efectelor sub letale obținute în experimentele de laborator este necesar să se facă diferența între potențialul ecologic si fiziologic al organismelor studiate (Kinne, 1980).

Având în vedere că potențialul ecologic cuprinde capacitățile inerente ale organismului în condiții normale ale mediului, potențialul fiziologic este abilitatea organismului de a înfrunta factorii artificiali în condiții de experiment.

Potențialul fiziologic sau ecologic poate fi congruent sau diferit. Dacă organismele sunt expuse condițiilor optime biotice sau abiotice din care factorii limitatori ca lupta pentru hrană si spații sunt eliminați, potențialul fiziologic poate fi afectat pozitiv, organismele pot să nu reacționeze în mod evident la doze mici de poluare, fapt datorat probabil unei mai bune adaptări sau activității mecanismelor de dezintoxicare. Pe de altă parte, în astfel de condiții experimentale în care sunt deja sub stress, potențialul fiziologic poate fi mai mic decât potențialul ecologic. Animalele pot reacționa excesiv la un adaos minim de factori stresanți. Diferiți factori interni sau externi pot modifica toxicitatea poluanților si invers, sensibilitatea unui organism în fața unor factori abiotici fluctuanți poate fi alterată de către poluanți.

Testarea gradului de toxicitate a substanțelor poluante din apele naturale se face cu ajutorul diferitelor teste care utilizează organisme vii (de la bacterii până la pești – Knauthe, 1993).

Peștii sunt utilizați ca obiect de test cu deosebire pentru determinarea toxicității diferitelor substanțe care servesc la protecția plantelor si care în final, utilizând calea apelor, ajung în lacuri si râuri.

` Cu toate că, în mod normal, valoarea lor se situează sub valorile normale, influența lor nocivă poate fi depistată prin determinarea influențelor acesteia asupra organismelor vii în concentrații sub letale.

Există mai multe modalități de utilizare a peștilor în testele de toxicitate:

– test static de scurtă durată;

– test de lungă durată dinamic si cronic;

– test acut (96 de ore);

– test subacut (durata de circa 30 de zile);

– test cronic (durata între 30-35 de zile).

În general, în testul acut se urmărește modificarea frecvenței respirației, intensității înotului, modificarea secreției mucoaselor, modificări de comportament precum si modificări corporale, ca si modificări la nivelul sistemului nervos.

În testele subacute se constată, după o anumită perioadă de timp, modificări în sistemul sanguin, precum si modificări pato histologice la nivelul sângelui, ficatului, splinei, rinichilor.

Din nefericire, literatura care se referă la efectele sub letale ale metalelor cum ar fi Cu, Zn, Cd, Pb, Hg este foarte dispersată, deși sunt cunoscute ca fiind toxice pentru viața marină în concentrații mici.

Cunoștiințele noastre despre comportamentul metalelor grele în organismul animal sunt în general bazate pe investigații folosind vertebrate pentru teste.

Sunt cunoscute de asemenea, diferite metode biochimice si histopatologice (Katz et al, 1971) care însă, uneori rămân, după aprecierea unor specialiști, obscure în contextul semnificațiilor ecologice.

II.1.1 Efectele substanțelor toxice asupra peștilor

Modul de acțiune

Peștii sunt cel mai mult folosiți în experimentările toxicologice nu numai pentru că reprezintă o producție valoroasă a apelor, dar si pentru că posedă o sensibilitate apreciabilă față de majoritatea substanțelor toxice.

După modul de acțiune, Schaperclaus (1954) deosebește substanțe toxice cu acțiune locală si cu acțiune resorbtivă.

Cele cu acțiune locală au un efect iritant asupra tegumentului peștilor si îndeosebi asupra epiteliului branhial. Moartea se produce prin asfixie, din cauza incapacității peștilor de a mai absorbi oxigenul dizolvat în apă si a acumulării dioxidului de carbon în sânge. Simptomele unei astfel de intoxicări sunt creșterea frecvenței mișcărilor respiratorii, urmată de slăbirea lor treptată si secreție abundentă de mucus.

Substanțele grele cu acțiune locală sunt: acizii, unele săruri ale metalelor grele, clorul, etc.

Cele cu acțiune resorbativă produc îmbolnăviri după pătrunderea lor în sânge (amoniacul, fenolul, etc). Cele mai multe pătrund prin branhii, prin piele, când aceasta este rănită si mai puțin prin tubul digestiv.

După locul de acțiune al acestora, se deosebesc otrăvuri ale sângelui (acid cianhidric), ale sistemului nervos (amoniac), ale inimii (diferiți alcaloizi), ale protoplasmei celulare etc.

De cele mai multe ori însă, acțiunea unei substanțe toxice este mai complexă, având un caracter atât local, cât si resorbtiv.

Dacă gradul de intoxicare al unui pește nu este prea avansat, reintrodus în apa curată îsi poate reveni la starea normală. Intoxicarea în acest caz este reversibilă. Aceasta înseamnă fie că nu s-au produs leziuni interne, fie că țesutul lezat s-a putut reface într-un timp scurt, iar dacă a fost vorba de o acțiune resorbtivă, înseamnă că toxicul a fost eliminat între timp prin tubul digestiv, branhii, rinichi sau piele. La peștii intoxicați cu clorură de zinc s-au găsit cantități de zinc depozitate în viscere, branhii, piele, mușchi, oase.

După introducerea peștelui în apă curată, cam jumătate din aceste cantități au fost eliminate într-o zi. Dacă, dimpotrivă, vătămarea organismului este înaintată, peștele nu-și mai revine la starea inițială, intoxicarea este deci ireversibilă. Sunt si cazuri când peștele își revine la o stare aparent normală, însă după un timp oarecare el moare. Aceasta înseamnă că unele funcții fiziologice, tulburate prin acțiunea toxicului s-au restabilit, însă leziunile interne au fost totuși grave.

II.1.2 Procesul intoxicării

Se pot deosebi intoxicări acute si intoxicări cronice.

Intoxicările acute sunt caracterizate prin anumite simptome care se succed într-o ordine dată, formând un tablou unitar. Ele se produc atunci când concentrația substanței respective este mare si simptomele în acest caz apar după un timp relativ scurt.

Intoxicările cronice nu se manifestă prin simptome caracteristice, ci printr-o slăbire generală a peștilor, prin pierderea rezistenței față de agenții externi, de unde si usurința infestării lor cu paraziți si prin scăderea poftei de mâncare, ceea ce duce la încetinirea sau oprirea ritmului de creștere. Uneori caracterul nociv al unei substanțe apare mai târziu, la generațiile următoare ale unei specii, urmașii neputându-se reproduce. Aceste intoxicări au loc atunci când concentrația substanței toxice este mică si ca atare, efectul nociv se produce în timp îndelungat.

În procesul intoxicării acute, peștele manifestă anumite simptome caracteristice ce pot da indicații atât asupra naturii intoxicării cât și asupra gradului de intoxicare.

După Schaperclaus (1954), cu unele mici modificări, tabloul simptomatologic al peștilor intoxicați cuprinde o succesiune de faze care pot fi caracterizate astfel:

Fig. II.3 Fazele principale în procesul de intoxicare a peștilor

( Beer,1958-1959, modificat din Mălăcea, 1969)

* Faza de neliniște.

După un timp oarecare de contact cu substanța toxică, peștele dă semne de neliniște, făcând mișcări agitate, cu ridicări frecvente la suprafața apei.

* Micșorarea sau creșterea iritabilității

La diferiți excitanți externi (mecanici, electrici, luminoși), peștii din lichidul toxic pot să răspundă prin mișcări bruște caracteristice sau dimpotrivă, să rămână apatici.

* Tulburări ale echilibrului

Acesta se manifestă prin ușoare mișcări pendulare ale capului sau mișcări de răsucire. Uneori poziția capului este orizontală, alteori poate fi verticală sau oblică.

* Ataxia totală

Este faza când peștii își pierd complet echilibrul si cad în decubitus lateral sau dorsal, făcând încercări nereușite de redresare.

* Agonia

Intervine într-un grad înaintat de intoxicare, când peștele cade pe fundul acvariului, neputând să se mai deplaseze. Mișcările respiratorii sunt foarte slabe.

* Moartea

Este ultima fază, urmată de rigiditatea cadaverică.

Înregistrarea si interpretarea simptomelor prezentate de pești în procesul de intoxicare ne pot da indicații importante privind acțiunea toxicului respectiv asupra lor. Astfel, apariția crampelor si a paraliziei reprezintă deranjamente nervoase; paralizia aripioarelor și a veziculei înotătoare sunt deranjamente motoare periferice; paralizia organelor respiratorii duce la asfixie. Tot prin asfixie se traduce si vătămarea branhiilor de către substanțe iritante sau de soluții hipertonice de săruri, care provoacă plasmoliza celulelor epiteliale ale acestora.

Un simptom foarte frecvent este asfixia însoțită de mărirea frecvenței respiratorii care obligă peștii să se ridice la suprafața apei pentru a înghiți aer. Aceste simptome sunt urmate de o slăbire a mișcărilor, de paralizie si ataxie. Este vorba de un efect combinat al lipsei de oxigen si al acumulării de bioxid de carbon în sânge. Prin acumularea bioxidului de carbon este atins centrul respirator care își pierde excitabilitatea, ceea ce provoacă paralizia progresivă, mai ales a activității cardiace. La o asfixie prin lipsa de oxigen, peștele ține gura larg deschisă si operculii foarte îndepărtați. Când asfixia se produce prin acumularea de bioxid de carbon în sânge, peștii au gura întredeschisă si operculii ușor îndepărtați.

Intoxicarea se produce în timp. În desfășurarea acestui proces, se pot distinge următoarele momente principale, care pot constitui criterii de determinare a toxicității unei substanțe.

Timpul de începere (ti) ("Eintrittzeit") este timpul de imersie necesar pentru declanșarea procesului toxic, adică timpul de la introducerea peștilor în soluția toxică până la apariția primelor simptome de intoxicare. Raportându-ne la concentrație, "timpului de începere" îi corespunde "limita de sensibilitate" adică concentrația substanței toxice care produce declanșarea procesului de intoxicare în timpul dat.

Timpul de manifestare (tM) ("Manifestationszeit", "Overturning time") este timpul de imersie până la pierderea totală a echilibrului, adică timpul de la introducerea peștilor în lichidul toxic până la producerea unei paralizii înaintate, ataxia. Ar mai putea fi numit si "timp de paralizie." Pe axa concentrației acestui moment îi corespunde "limita de nocivitate" sau "vătămare", adică concentrația de substanță toxică ce produce pierderea echilibrului peștilor în timpul respectiv.

Timpul letal (tL) ("Lethalzeit", "Lebensdauer") este timpul de imersie necesar până la moartea animalului. Acestuia îi corespunde "limita letală" adică cea mai mică concentrație necesară pentru a produce moartea peștilor în timpul dat.

Timpul letal aparent (tLa) este un alt moment din procesul intoxicării indicat în literatură și anume momentul când peștele, deși încă viu, a suferit un proces de intoxicare atât de avansat încât, introdus în apă curată nu-și mai revine. Acest moment însă are numai o valoare teoretică deoarece nu poate fi determinat prin observație directă, ci numai pe cale experimentală.

În funcție de acest moment, procesul intoxicării a fost împărțit, după Wuhrmann si Woker (1948) în două faze (fig. 3):

– faza latentă, timpul de la începutul contactului peștelui cu substanța toxică până la "timpul letal aparent";

– faza letală, durata de la "timpul letal aparent" până la moartea pestilor sau până la "timpul letal".

Figura II.4

Schema procesului de intoxicare

(după Wuhrmann si Woker, 1958, modificat)

Faza

Faza latentă letală

0 0 0 0 0

0 ti tM tLa tL Timp

unde :

ti – timp de începere

tM – timp de manifestare

tLa – timp letal aparent

tL – timp letal

II.2. Toxicitatea metalelor grele asupra peștilor

Metale esențiale precum cupru, zinc, mangan, fier sau cobalt sunt componente vitale ale multor enzime și pigmenți respiratori. Deficiența acestor metale, dar în egală măsură și acumularea peste anumite niveluri, produc efecte dăunătoare (Simkiss și Mason, 1983).Metalele grele pot afecta organismele acvatice prin intermediul apei, sedimentelor sau lanțurilor trofice (Zyadah, 1995)

Metalele grele în exces au efecte inhibitorii asupra dezvoltării organismelor marine (fitoplancton, crustacei, pești) (Bryan, 1971; Viarengo, 1989). Pot afecta creșterea moluștelor, consumul de oxigen, procesul reproductiv. La peștii expuși la concentrații ridicate de metale apar modificări histologice precum: modificarea aspectului branhiilor, necroza sau degenerescența grăsoasă a ficatului (Bryan, 1971).

Elucidarea efectelor la nivel celular a permis înțelegerea modalităților prin care metalele grele pot altera metabolismul și fiziologia organismelor marine. Membrana celulară este prima structură țintă când metalele penetrează celula. S-a demonstrat că metalele se pot lega de proteinele și fosfolipidele membranare alterându-le structura și funcțiile (Ioana Lancranjan, 2012).

Metalele grele pot stimula procesele de peroxidare lipidică. Întregul proces are ca rezultat producerea de compuși extrem de toxici pentru celulă, datorită înaltei reactivități față de celelalte componente celulare, în speță proteine solubile și membranare sau ADN (Viarengo, 1989).

II.2.1. Toxicitatea cadmiului

Cadmiul este unul dintre cele mai toxice metale pentru pești. Acesta nu are nici un rol biologic în organism și prezintă o mare capacitate de bioacumulare (Svobodova și colab., 1993).

Cadmiul este un metal alb ,moale, cu punctual de topire 321grade Celsius și punctual de fierbere de 765 grade Celsius. În combinațiile sale prezintă starea de oxidare +2 și are comportare asemănătoare zincului. E ușor solubil în acizi minerali și organic.

Cadmiu prezent în organismul uman favorizează apariția unor tumori, a unor disfuncții renale , a hipertensiunii arteriale, aterosclerozei și a cancerului.

Pentru prevenirea îmbolnăvirilor datorate cadmiului, concentrația maximă de cadmiu în apa potabilă la noi în țară este 0,005 mg/l (STAS 1342-84).

Ionii de cadmiu pătrund prin epiteliul branhial la nivelul canalelor de calciu, inhibând Na+/K+ ATP-aza și îndepărtând ionii de Ca2+ din transportorii proteici (Vankhede, 2003).

Concentrația cadmiului în ape variază între 0.1 și 10 mg/l; în apele afectate de activitatea antropogenă, cadmiul poate atinge 50 mg/l apă (Linnik și Iskra, 1997). De asemenea, concentrația cadmiului în apă este variabilă: după 96 ore de la pătrunderea în mediul acvatic doar 10-20% rămâne în apă, restul legându-se de sedimente (Ghosal și Kaviraj, 2002).

Kramer și Campbell (2005) raportează acumularea cadmiului în organele peștilor. După transferul peștilor în apă curată cea mai rapidă descreștere a concentrației cadmiului are loc la nivelul branhiilor și intestinelor, în timp ce, în ficat și rinichi, o scădere cu 50% a concentrației metalului are lor după 75, respectiv 52 zile post-transfer. Cel mai probabil contribuția ficatului la acumularea și eliminarea cadmiului este încă comparativ cu cea a altor organe (Couture și Kumar, 2003). În conformitate cu datele din literatură, la pești, branhiile, ficatul și rinichii sunt organele țintă ale cadmiului (Tjalve et al. 1986), unde produce modificări semnificative metabolice, biochimice și fiziologice (WHO, 1992) – autori citați din Asagba și colab., 2008.

La concentrații de 0.01 și 0.1 mg /l, cadmiul induce formarea de micronuclei în sângele crapilor (Zhu și colab., 2004).

Cadmiul produce modificări patologice la nivelul țesutului hematopoietic și nefronilor, rezultând tulburări ale echilibrului osmotic și ionic, precum și dezvoltarea procesului inflamator (Gambaryan și Lavrova, 1989).

Cadmiul influențează puternic sistemul protector al peștilor, inducând sinteza de protein C-reactivă și metalotioneină (Paul și Chhabinath, 1998; De Smet și colab., 2001).

Expunerea la cadmiu induce cele mai pronunțate modificări ale conținutului de leucocite în sângele periferic al crapului comparativ cu alte metale grele (în ordinea următoare – Cd > Pb > Cu > Hg, neutrofilele fiind cele mai sensibile tipuri de celule sanguine (Serpunin and Korobeinikova,1997).

Într-un studiu realizat pe Oreochromis mosambicus expus acțiunii cadmiului, Ruparellia și colab. (1990) raportează, pe lângă neutrofilie și trombocitoză. Thuvander (1989) investingând efectul cadmiului asupra păstrăvului (Salmo gairdneri) raportează că metalul nu induce modificări ale formulei leucocitare sau în concentrația celulelor fagocitare. Cu alte cuvinte, datele publicate până acum în literatura de specialitate arată că efectul cadmiului asupra reacțiilor imunofiziologice este încă controversat.

Într-un studiu publicat în 2007, Remyla și colab. au constatat o reducere a hemoglobinei și nivelului proteinelor plasmatice, precum și o creștere a numărului de eritrocite, leucocite și valorilor glicemiei la peștele Catla catla după 25 zile de intoxicare cu o concentrație sub letală de clorură de cadmiu – 0.669 μg/l.

Cadmiul prezent în apă crește frecvența mutațiilor (Hartmann, 1996) și inhibă procesul reparator al oxidării ADN (Hartmann și Hartwig, 1998).

Este cunoscut faptul că cadmiul lipsește în organism la naștere, dar se acumulează cu vârsta la persoanele , care conform genului lor de activitate nu sunt supuse influenței lui în, atingând maximul la vârsta medie 20-30 ani. Conținutul total de mediu în organism este legat de pătrunderea lui din apă și alte surse ale mediului ambient. Cadmiul se acumulează preponderant în rinichi și în cantități mici în ficat și în alte organe.

Deoarece cadmiul se acumulează în organe și posedă o perioadă destul de lungă de semi eliminare (10-30 ani), folosirea cantităților de pește îmbibat cu cadmiu într-o perioadă mare de timp poate duce la unele sau la alte forme de intoxicare cu cadmiu .În rezultate standardele limitează folosirea peștelui cu conținut al cadmiului Cd> 0,5mg/kg masă uscată. Aceasta la rândul ei atenționează că ficatul și alte organe ale peștilor nu sunt bune pentru consum. CLA pentru cadmiu în produsele alimentare constituie 0,002 mg/kg- în sucuri și până la 0,1 mg/kg- în pește. În apele Moldovei la suprafața diapazonului oscilațiile de cadmiu constituie 0,45-24,6 mg/l în apă și 0,14-17,7 mg/l în suspensii, cele mai înalte concentrații sunt înregistrate în râul Bac în zona municipiului.

II.2.2. Toxicitatea plumbului

Plumbul este unul dintre metalele cunoscute și utilizate din cele mai vechi timpuri după cum atestă dovezile arheologice și diferite materiale documentare.

Unele dovezi atestă că în Egipt, plumbul a fost cunoscut și folosit în mileniul al-IV-lea înaintea e.n. El capătă o utilizare largă, însă în mileniul al-II-lea, când se produc cantități importante de plumb si este folosit pentru podoabe, oglinzi ,statui, etc.

Urme vechi atestă că în mileniul I plumbul a fost folosit pe scară largă pentru confecționarea conductelor de alimentare cu apă și canalizare a rezervoarelor etc. În timpul Romanilor, în special, toate alimentările cu apă și băile calde utilizau plumbul. Necesitățile crescânde de plumb, au făcut să intensifice exploatarea minelor de plumb de pe tot cuprinsul imperiului roman.

Astăzi plumbul este considerat un metal cu o pondere economică foarte mare. Importanța sa crește mereu, datorită multiplelor întrebuințări în industria chimică, în special, și în alte domenii, întrebuințări care se bazează pe proprietățile specifice ale acestui metal.

Plumbul (Pb) este unul dintre cele mai vechi metale grele cunoscute de om și este renumit prin toxicitatea sa ridicată. Toate dovezile credibile indică faptul că Pb nu este nici esențial, nici benefic pentru dezvoltarea organismelor și că toate efectele adverse pe care acestea le au asupra organismelor au fost analizate prin teste de supraviețuire, creștere, reproducere, dezvoltare, comportament, de și de metabolism.

Pentru protecția vieții acvatice, în primul rând a peștilor, concentrația plumbului în apele de suprafață a fost limitată la 0,05 mg/l (ape categoria I) și respectiv 0,1 mg/l (ape categoriile II si III –STAS 4705-74). Concentrația naturală a plumbului în apă variază între 1 și 10 mg/l, situându- se sub limita de 0,05 mg/l, stabilită pentru apele de băut prin normele internationale elaborate de OMS.

Plumbul nu are nici un rol la nivelul sistemelor biologice (Gaber, 2007). Principala grișă legată de plumb este capacitatea acestuia de a se bioacumula în țesuturile peștilor, reducând astfel siguranța hranei oamenilor, în special a surselor de proteine.

Dintre compușii anorganici ai plumbului au importanță toxicologică oxizii și sărurile, cu multiple întrebuințări industriale: PbO, PbO2, Pb3O4, PbCl2, PbSO4, Pb (NO3)2, PbCrO4, Pb3(AsO4)2 și Pb(CH3COO)2, în general puțin solubile.

Tetraetilul de plumb sau PbTE este folosit ca antidetonant în benzine (pentru a preveni combustia detonantă în motoare). În scopul evitării depunerii în motor a PbO rezultat din descompunerea PbTE la 400°C, lichidul antidetonant conține și bromură de etilen, care transformă PbO într-un compus cu Pb, evacat împreună cu gazele de eșapament. Mediul înconjurător a fost dramatic afectat în zilele noastre prin introducerea Pb (CH3CH2)4 în benzinele inferioare și prin dezvoltarea fără limite a traficului rutier (Elena Gavrilescu, 2011).

O cantitate de 1.0 – 5.1 ug Pb/ l a înregistrat efecte adverse evidente asupra biotei acvatice, alterând procesele de reproducere și creștere (Eisler, 1988).

Kavidha și Muthulingam (2014) raportează o scădere a nivelului glicogenului în branhii și rinichi la crap, consecutiv expunerii timp de 10, 20 și 30 zile la concentrații subletale de Pb.

Concentrații crescute de Pb sunt toxice pentru pești (Atta și colab., 2012; Salah și colab., 2013 – citați din Kavidha și Muthulingam, 2014). Absorbția plumbului din apă se face în diferite moduri, prin branhii, tegument sau prin ingerare de apă polată sau hrană contaminată și poate duce la rate ridicate ae mortalității sau producerea unor alterări biochimice și histologice la exemplarele care supraviețuiesc (Coetzee, 1998; Mokhtar și colab., 2013 – citați din Kavidha și Muthulingam, 2014).

În ultima perioadă au fost raportate o serie de rezultate din care reiese că plumbul produce modificări neurologice, gastrointestinale, reproductive, circulatorii, imunologice, histopatologice și histochimice la animale (Park și colab., 2006; Berrahal și colab., 2007; Reglero și colab., 2009; Abdallah și colab., 2010; Mobarak și Sharaf, 2011; Alkahemal-Balawi și colab., 2011 – citați din Kavidha și Muthulingam, 2014).

Concentrații subletale de plumb induc efecte hematologice și neurologice la pești (Hodson și colab., 1984). Plumbul produce moartea prematură a globulelor roșii și inhibă formarea hemoglobinei prin inhibarea dehidrazei acidului δ-amino levulinic. Rezultatul acestor modificări este apariția anemiei în cazul expunerii la concentrații mari de plumb, respectiv efect compensator al eritropoiezei la concentrații reduse (Hodson, 1976; Hodson și colab., 1978).

Plumbul poate afecta, de asemenea, metabolismul glucozei, așa cum reiese din cercetările întreprinse de Salmerón-Flores și colab. (1990). Autorii au raportat creșterea concentrației glucozei plasmatice la Sarotherodum aureus, ca efect al expunerii la plumb.

Un puternic efect hiperglicemic a fost observat, de asemenea, la peștii intoxicați cu alte metale (Cd, Cu) – Donaldson, 1981.

Martinez și colab. (2004) raportează o serie de leziuni la nivelul branhiilor la specia Prochilodus lineatus expusă acțiunii plumbului în concentrații de 24 și 71 mg/l apă: hiperplazie cu proliferarea celulelor epiteliale, fuzionarea ocazională a lamelelor secundare, anevrism.

Au fost raportate diferențe considerabile între diferite specii de pești în ceea ce privește sensibilitatea la plumb (Salmerón-Flores și colab., 1990). În conformitate cu rezultatele raportate de Demayo și colab. (1981), toxicitatea plumbului depinde de duritatea apei, specia testată și vârsta peștilor. Creșterea durității apei reduce toxicitatea plumbului la pești, datorită formării unor complexe anorganice, ceea ce reduce biodisponibilitatea metalului (Hodson și colab., 1984).

Proprietățile plumbului

Plumbul face parte din grupul al-4-lea al sistemului periodic. Are culoarea cenușie-albăstrie, în tăietură proaspătă este strălucitor, însă, în contact cu aerul,luciul dispare din cauza oxidării și capătă culoare închisă. Este maleabil și ductibil, de aceea se poate lamina și trefila ușor, este însă mai puțin tenace. Nu este bun conducător de căldură și electricitate. În contact cu apa ,datorită conținutului în săruri a acestuia (carbonați ,acizi de calciu și de magneziu, sulfați etc) formează un stat subțire și insolubil de carbonat și sulfat de plumb, care împiedică alterarea plumbului în continuare. Datorită acestei proprietăți, plumbul este folosit sub formă de conducte în alimentările cu apă potabilă.

Principalele caracteristici ale plumbului sunt:

Numărul atomic 82; greutatea atomică 207,2 ; punctul de topire 327,4 grade Celsius și de fierbere 1750 grade Celsius; greutatea specifică 11,344 gf/cm3 și duritate de 1,5. În stare lichidă greutatea specifică variază între 10,686 gf/cm3 la 327 grade Celsius la 850 grade Celsius. La temperatura de 500-550 grade Celsius începe volatilizarea plumbului. Căldura specifică a plumbului solid la 18 grade Celsius este de 0,0299 cal/g grade Celsius, iar a plumbului lichid este de 0,034 cal/g grade Celsius.

Plumbul are rezistență la rupere de 18,8 kg/cm 2, limita de elasticitate ca alungire specifică 0,20 și coeficientul de compresivitate 2,37 cm2/kg.

În combinațiile sale ,plumbul este bivalent, iar la cald, se combină ușor cu sulful și cu halogenii. Se dizolvă ușor în acid azotic și este solubil în unii acizi slabi, ca acidul acetic cu care formează săruri solubile.

Plumbul ca și combinațiile lui sunt toxice ,iar acțiunea lor continuă asupra organismului produce intoxicații cronice cunoscute sub denumirea de saturnism- boală profesională a celor care lucrează în mediile toxice.

II.2.3 Toxicitatea cuprului

Cuprul este necesar metabolismului uman în cantități foarte mici. Cu mult timp în urmă ,oamenii găteau în vase făcute din tablă de cupru. De asemenea ,sulfatul de cupru este folosit pentru prototejarea viței- de –vie împotriva dăunătorilor.

În cantități mari, cuprul reprezintă un risc asupra sănătății, în special la copii. În astfel de cazuri, ar fi bine să nu se folosească țevi din cupru sau măcar să se lase apa să curgă o vreme înainte de a o folosi – în special când apa a stat în țevi o perioadă mai lungă de timp.

Toxicitatea cuprului pentru viețuitoarele acvatice este influențată de alcalinitate și duritatea apei, ionii hidroxil și carbonat complexând puternic ionii de cupru, scăzându-i toxicitate. Concentrații relativ mari de cupru pot fi tolerate de peștii adulți, efectul său toxic manifestându-se mai intens la puiet și juvenili.

Cu este foarte toxic pentru organismele acvatice și poate provoca daune ireversibile la concentrații care depășesc cu puțin pe cea necesară pentru creștere și reproducere (Hall și colab., 1988; Eisler, 2000, Baldwin și colab., 2003).

Absorbția gastrointestinală a cuprului la pești nu a fost investigată în mod special, dar mecanismul de pătrundere poate fi înțeles prin compararea absorbției la mamifere cu cea la pești. Cuprul este absorbit aproape exclusiv în intestinul mamiferelor și probabil pătrunde în celulele mucoasei intestinale prin difuzie cu ionul Cu++ (Linder,1991). Mici cantități de cupru pot fi absorbite prin pinocitoză sub forma unui complex cupru-proteină (Mills, 1986– citat din Eisler, 2000). O parte din cupru prezent în lumen va fi precipitat în stratul de mucus al intestinului, iar în cazul rumegătoarelor se formează complecși insolubili cu sulf sau molibden (Mills, 1991 – citat din Eisler, 2000). Biodisponibilitatea cuprului este relativ crescută în comparație cu cea de cadmiu sau aluminiu, având o absorbție situată între 28-75% la om (Linder,1991).

Mecanismul prin care cuprul traversează suprafața bazolaterală a celulelor mucoasei nu este clarificat. Metalul se leagă temporar de albuminele plasmatice care se îndreaptă către ficat, unde sunt încorporate în ceruloplasmina înainte de transportul cantității de metal în sânge către alte organe interne (Linder, 1991).

La pești, Cu++ va fi complexat de către mucusul prezent în peretele intestinal (Miller și McKay,1982). Acest lucru poate explica biodisponibilitatea redusă a cuprului administrat prin hrană la păstrăvul curcubeu (3,2% – Handy, 1992 – citat din Eisler, 2000)

Excreția renală în cazul speciilor marine de pești este considerată neglijabilă datorită ratei reduse a filtrării glomerulare. Nivelul cuprului din urină nu a fost măsurat la peștii introduși în apa curată, deși sferele de metal administrat prin hrană se acumulează în rinichi (Lanno și colab, 1985). Autorii sugerează că excreția biliară reprezintă o cale importantă de detoxificare, datorită prezenței în ficat a granulelor care conțin cupru. Nu a fost demonstrată eliminarea branhială a cuprului administrat prin hrană, însă branhiile peștilor sunt implicate în homeostazia cuprului. Depunerea cuprului în branhii poate indica eliminarea branhială a cuprului (Handy, 1992 – citat din Eisler, 2000), însă mai poate sugera și regurgitarea hranei în cavitatea bucală pe durata toxicității acute. Cantități mici de cupru sunt de asemenea secretate în mucusul păstrăvului (Handy, 1992 – citat din Eisler, 2000).

Cuprul administrat se acumulează în intestin, ficat, rinichi, inimă, pancreas, timus, splină și mai puțin în mușchii mamiferelor (Linder, 1991). Acest model de bioacumulare se repetă și la pești prin pătrunderea în ficat, rinichi, sânge, branhii și piele (Handy, 1992 – citat din Eisler, 2000). Ca și în cazul mamiferelor, mușchii peștelui nu vor fi grav afectați de contaminare (Handy, 1992 – citat din Eisler, 2000), cu excepția situațiilor când se administrează doze orale foarte ridicate. Distribuția toxicului în organism reflectă totodată și căile de asimilație la pești, procentele de contaminare fiind de 53%, 11,9% și 1% în intestin, ficat și respectiv branhii (Handy, 1992 – citat din Eisler, 2000).

Chiar dacă cuprul este un mineral esențial pentru pești, există doar câteva date privind toxicitatea dozelor de metal administrate pe cale orală. Trecerea de la efectul nutritiv la toxicitatea orală a fost studiată în cazul a două specii de pești. Păstrăvul curcubeu supraviețuiește în cazul expunerii la o doză de 10g Cu/kg substanță uscată administrată în hrană timp de 28 zile, deși a fost observată regurgitarea hranei. Expunerea la o doză de 3088 mg Cu/kg substanță uscată în hrană timp de 8 săptămâni s-a dovedit mai nocivă pentru păstrăvul curcubeu, provocând o mortalitate de 28,8%. Toxicitatea subletală se înregistrează la concentrații de 730 mgCu/kg substanță uscată și se manifestă prin încetinirea creșterii, refuzul hranei și depozitarea de granule conținând cupru în ficat (Lanno și colab., 1985). Nivelul maxim de toleranță a cuprului la păstrăvul curcubeu este de 665mg/kg, stabilit pe baza valorilor cuprului plasmatic, glucozei, hemoglobinei și hematocromului (Lanno și colab., 1985).

Efectele toxice asupra absorbției nutrienților și digestiei sunt necunoscute la majoritatea peștilor. Totuși o doză de 800 mg/kg Cu substanță uscată administrată în hrană reduce absorbția Fe din intestinul păstrăvului curcubeu, însă nu afectează metabolismul acidului ascorbic (Lanno și colab., 1985).

De Boeck și colab. (2007) raportează că expunerea la doze sub letale de cupru induce stres respirator la caras și crap, dar nu și la păstrăv.

Carasul și crapul prezintă o semnificativă scădere a pH-ului plasmatic și o creștere a nivelului acidului lactic în plasmă, ca urmare a expunerii la cupru, ceea ce dovedește o stimulare a glicolizei în astfel de intoxicații (Linder,1991).

Metalele se dizolvă în apă și sunt ușor absorbite de către pești și alte organisme acvatice. Toxicitatea metalelor produce efecte biologice negative asupra supraviețuirii, activității, creșterii, metabolismului sau a reproducerii multor specii.

Prezența unor concentrații mari de metale grele afectează și forțează peștii să producă metalotioneină. Metalotioneina este o proteină implicată în mecanismele de detoxifiere a celulelor intoxicate cu diverse metale grele ( Lawrence E ed., 2000). Metalotioneina se găsește aproape în interiorul tuturor organismelor. Organismele pot produce metalotioneină ca răspuns al prezenței metalelor grele din interiorul acestora. Cu toate acestea, atunci când cantitatea de metale grele este prea mare, proteina nu va mai putea face față, iar efectele toxice se vor manifesta ireversibil (Kennish, 1996).

CAPITOLUL III

CERCETĂRI PERSONALE

III.1. Materiale și metode

III.1.1. Material biologic

De-a lungul activității experimentale, am urmărit influența toxicității cadmiului (Cd), plumbului (Pb) și cuprului (Cu) asupra a două specii de pești: caras- Carassius auratus gibelio Bloch și biban – Perca fluviatilis.

Caras- Carassius auratus gibelio Bloch

Figura IV. 2.Caras

(http://media.photobucket.com/image/carassius+auratus+gibelio)

Această specie este de origine nord-asiatică, pătrunzând în Europa ca pește de ornament, de unde, apoi, a ajuns în toate apele Europei. La noi în țară se găsește practic în toate apele stătătoare, fiind mult mai răspândit decât caracuda.

Descriere: Lungimea obișnuită a carasului este de 15-25 cm, iar greutatea de 80-250 g (excepțional poate atinge 38-40 cm și 1-3 kg). Corpul este plin, acoperit de solzi mari, bine conturați și adânc înfipți în piele. Capul este scurt, botul obtuz, cu buze subțiri și fără mustăți. Culoarea depinde de limpezimea apei; de obicei spatele este cenușiu-verzui, uneori negricios; laturile corpului și burta sunt argintii, cu reflexe metalice.

Biologie: suportă variații de oxigen și temperatură foarte mari, putând sta în afara apei 3 ore în plin soare sau 5-10 ore și chiar mai mult, la umbră. Prezintă, de asemenea, și o mare rezistență la boli iar gradul mare de prolificitate a făcut-o să înlocuiască treptat caracuda. Preferă apele domoale și mâloase din regiunea de deal și șes; se hrănește cu viermișori, mici crustacei, resturi organice și chiar cu icrele altor pești. Negăsindu-se decât foarte rar masculi cu lapți, unii biologi au explicat acest lucru pe baza unui fenomen de inversiune sexuală, susținând că masculii care ating talia de 15 cm și au vârsta de două veri, după fecundarea icrelor, se transformă în femele. Alți biologi susțin că icrele carasului sunt fecundate de lapții altor specii de pești.

Bibanul – Perca fluviatilis L. (figura IV.1) are o lungă istorie ca „specie santinelă” în apele poluate de către om (Balk și colab., 1996; Sandström și colab., 2005; Hansson și colab., 2006; Hansson și colab., 2009 – citați din Hansson și colab., 2014).

Figura IV.1. Perca fluviatilis

(http://fr.wikipedia.org/wiki/Perche_commune#mediaviewer/Fichier:PercaFluviatilisMediumSize.JPG)

Descriere: – are lungimea cuprinsă, în mod normal, între 10 și 35 cm, iar greutatea între 50 și 500 g. Corpul este comprimat, robust, îndesat și foarte înalt, de culoare închisă, cu dungi caracteristice și reflexe predominante de verzui-cenușiu metalizat. Bibanii europeni sunt verzui, cu înotătoarele pelvice, anale și caudale roșii. Aripa dorsală este prevăzută cu spini, folosind drept sistem de autoapărare. Solzii sunt mărunți, ctenoizi și bine fixați în tegument. Linia laterală este aproape paralelă cu linia spatelui. Pe părțile laterale prezintă 5-9 dungi verticale de culoare mai închisă.

Biologie: – este întâlnit în aproape toate apele europene; în România se găsește în toate apele, începând din zona scobarului până la Marea Neagră. Este prezent atât în apele dulci, cât și în cele salmastre, unde rămâne fidel locului, fără a întreprinde migrații. Preferă apele limpezi, cu fundul tare, activând în special în timpul zilei, noaptea nefiind activ.

Se caracterizează printr-un regim alimentar ce se împarte în două perioade distincte: în primii doi ani de viață, bibanul este pașnic, hrănindu-se cu plancton, viermi, crustacee și foarte rar cu puiet, după care devine răpitor, consumând moluște, peștișori sau icrele altor specii de pești.

Dintre speciile ce aparțin familiei Percidae, Perca fluviatilis a fost recent identificat drept un potențial candidat pentru acvacultură (Kestemont și Dabrowski, 1996). Deși bibanul este crescut de secole în amestec cu alte ciprinide, reprezentând între 2 și 5% din producția piscicolă folosirea sa în culturi intensive este de dată relativ recentă (Mélard și colab., 1995).

III.1.2. Metode folosite

Determinarea oxigenului dizolvat din apă (metoda Winkler) – preluată din Picoș și Năstăsescu, 1988

Deși de la apariția ei (1868) au trecut peste 100 de ani, metoda Winkler continuă să fie și în prezent cea mai bună metodă chimică de determinare a oxigenului dizolvat în apă, fiind nu numai foarte simplă, ci și foarte exactă (eroarea nu depășește 0,3%).

Reactivii necesari:

♦ Soluție alcalină de iodură de potasiu (KI + NaOH): se prepară după unul dintre următoarele procedee:

se dizolvă în 100 ml apă distilată 50 g NaOH , după care se adaugă 30 g KI pulverizată prin mojarare;

se dizolvă 75 g KI în 50 ml apă distilată și 250 g NaOH în 150-200 ml apă distilată. Se amestecă cele două soluții, după care se completează cu apă distilată până la 500 ml. În loc de NaOH se poate utiliza KOH (350 g) și în loc de KI, NaI (68 g).

♦ Soluție de clorură de mangan (MnCl2): se dizolvă 210 g MnCl2.4H2O chimic pură în apă distilată, după care se aduce volumul soluției la 500 ml. Dacă soluția este tulbure se filtrează. Se poate utiliza și o soluție preparată prin dizolvarea a 50 g MnCl2.4H2O în 100 ml apă distilată. Clorura de mangan poate fi înlocuită cu sulfat de mangan, utilizându-se 240 g în cazul MnSO4.4H2O sau 200 g în cazul MnSO4.2H2O.

♦ Soluție de tiosulfat de sodiu 0,01 N (Na2S2O3): se cântăresc 2, 483 g (sau 2,5 g) Na2S2O3.5H2O chimic pur și se dizolvă în 1000 ml apă distilată fiartă și răcită. Fierberea apei este necesară pentru distrugerea tiobacteriilor care strică normalitatea soluției de tiosulfat (ele iau sulful din tiosulfat, transformându-l în sulfit de sodiu – Na2SO3, care, în prezența oxigenului din aer, se oxidează ușor până la sulfat de sodiu). Pentru conservarea soluției de tiosulfat se adaugă, la un litru soluție, una din următoarele substanțe: alcool amilic (10 ml), alcool izobutilic (10 ml), xilol (2 ml), sau cloroform (2 ml). În felul acesta, soluția poate fi utilizată timp de un an, în afară de cazul în care se observă depunerea unui precipitat. Deoarece soluția se descompune în prezența luminii, ea trebuie păstrată în sticle de culoare brună. Soluția nu trebuie utilizată decât după cel puțin 10 zile de la preparare, deoarece, în această perioadă își modifică titrul.

♦ Acid clorhidric concentrat (HCl) cu greutatea specifică 1,19. Acesta poate fi înlocuit cu acid sulfuric concentrat, cu densitatea 1,83-1,84.

♦ Soluție de amidon 1%: se pun la fiert 90 ml apă distilată într-un pahar Ehrlenmeyer ; între timp se amestecă într-un mojar 1 g de amidon solubil cu 10 ml apă distilată. Când apa din pahar începe să fiarbă, se toarnă peste ea amestecul din mojar, agitându-se cu o baghetă de sticlă. Se adaugă apoi 0,1 g acid benzoic (pentru conservarea soluției) și se continuă fierberea 3-5 minute.

Principiul metodei:

Hidroxidul manganos [Mn(OH)2], care rezultă în urma reacției dintre clorura de mangan (MnCl2) și hidroxidul de sodiu (NaOH), are proprietatea de a absorbi oxigenul liber, transformându-se în acid manganos:

1) 2 MnCl2 + 4 NaOH = 4 NaCl + 2 Mn(OH)2;

2) 2 Mn(OH)2 + O2 = 2 H2MnO3.

Oxigenul care a intrat în combinație se dozează iodometric. Acidul manganos se descompune în prezența acidului clorhidric și a iodurii de potasiu, formând combinațiile date de reacțiile de mai jos, punând în libertate iodul:

3) H2MnO3 + 4 HCl = MnCl2 + 3 H2O + Cl2;

4) 2 KI + Cl2 = 2 KI + I2.

Fiecărui echivalent în greutate de oxigen îi corespunde un echivalent în greutate de iod eliminat. Făcând titrarea cu soluție de tiosulfat de sodiu 0,01 N, aceasta intră în combinație cu iodul, după următoarea reacție:

5) 2 Na2S2O3 + I2 = 2 NaI + Na2S4O6 (tetrationat de sodiu).

Modul de lucru:

Pentru luarea probelor de apă pentru analiză se folosesc sticluțe Winkler (cu dop rodat, secționat oblic), flacoane de sticlă cu dop rodat, picnometre sau sticluțe de penicilină (cu dop de cauciuc), a căror capacitate este determinată exact. Vom utiliza, cu bune rezultate, sticluțe de penicilină cu capacitatea de circa 25 ml, care prezintă avantajul că reclamă cantități mici de reactivi.

Probele de apă se iau prin sifonare, menținându-se vârful acestuia sub apă (în sticluțe), pentru ca jetul să nu vină în contact cu aerul atmosferic, de unde ar putea absorbi oxigen (sticluța se umple până la revărsare).

Cu ajutorul pipetelor corespunzătoare, se introduc în apa din sticluță 0,15 ml soluție de MnCl2 și 0,15 ml soluție de NaOH + KI. De fiecare dată, se introduce în apă numai vârful pipetei, pentru a se evita dezlocuirea unui volum de apă de către aceasta. Reactivii coboară la fundul sticluței datorită faptului că au o densitate mai mare decât a apei. Se ține sticluța puțin înclinată și, printr-o mișcare de răsucire, se aplică dopul de cauciuc (se evită astfel închiderea bulelor de aer). Se clatină sticluța de câteva ori pentru a se amesteca bine conținutul iar hidroxidul manganos rezultat din reacția dintre clorura de mangan și hidroxidul de sodiu, să poată veni în contact cu oxigenul răspândit în tot lichidul. Nu este bine să se scuture puternic sticluța, deoarece precipitatul se pulverizează și se depune foarte încet. Dacă se lucrează corect, precipitatul, sub formă de flacoane, se depune într-un timp scurt circa 10 minute). Precipitatul absoarbe tot oxigenul și se transformă parțial în acid manganos.

Hidroxidul manganos, care se formează ca un precipitat alb ca zăpada, trece rapid în prezența oxigenului în acid manganos, care dă un precipitat de culoare brună. Cu cât culoarea precipitatului este mai închisă, cu atât apa cercetată conține o cantitate mai mare de oxigen.

După depunerea precipitatului, se deschide sticluța și, cu ajutorul pipetei, se introduc 0,25 ml HCl concentrat. Se aplică dopul, în timp ce sticluța este ținută puțin înclinată, după care se scutură puternic, pentru a dizolva precipitatul.

Se varsă conținutul sticluței într-un pahar Ehrlenmeyer și se titrează cu soluție de tiosulfat de sodiu 0,01 N până când se obține culoarea slab-gălbuie. Se adaugă 5 picături de soluție de amidon și se continuă titrarea până la dispariția culorii albastre.. Se clătește sticluța cu o mică cantitate din lichidul decolorat prin titrare, se reintroduce în paharul de titrare și, întrucât lichidul se recolorează ușor în albastru, se mai adaugă tiosulfat până la completa lui decolorare. Se așteaptă 30 de secunde și se citește pe microbiuretă cantitatea de soluție de tiosulfat utilizată pentru titrare (dacă în apă există nitriți, chiar și în cantitate foarte mică, culoarea albastră reapare).

Se calculează apoi, după formulele de mai jos, conținutul în oxigen al apei utilizate:

în mg/ml: (mg O2/l, la 0ºC și 760 mm Hg);

în ml/l: (ml O2, la 0ºC și 760 mm Hg);

În aceste formule: n – cantitatea soluției de tiosulfat (în ml), utilizată pentru titrarea probei de apă; F – factorul soluției de tiosulfat; V – volumul sticluțe în care s-a luat proba de apă; v – volumul de apă dezlocuit de reactivii adăugați (în cazul nostru v = 0,55 ml, deoarece am utiliza 0,15 ml soluție de clorură de mangan, 0,15 ml soluție de KI + NaOH și 0,25 ml HCl concentrat). În ceea ce privește cifrele din formule, ele au următoarea semnificație: 1000 – volumul de apă (în ml), la care se raportează conținutul oxigenului; 0,08 și 0,056 – cantitatea de oxigen în mg, respectiv în ml, corespunzătoare la 1 ml soluție de tiosulfat 0,01 N utilizată pentru titrare. Mililitrii pot fi transformați î miligrame și invers. Dacă numărul de ml se înmulțește cu 1,429 (greutatea, în mg, a unui ml de oxigen), se obține numărul de mg, iar dacă acesta din urmă se împarte la 1,429 se obține numărul de ml.

Determinarea consumului de oxigen al peștilor prin metoda camerei respiratorii închise (metoda spațiului confinat) – preluată din Picoș și Năstăsescu, 1988

Această metodă este cunoscută și sub denumirea de metoda Winkler sau metoda confinării, ultima denumire indicând faptul că, pentru efectuarea determinărilor, peștii sunt obligați să respire într-un volum limitat de apă (engl. confine = a limita).

Determinările trebuie să fie precedate de pregătirea condițiilor experimentale. În primul rând, înainte de introducerea lor în experiență, peștii trebuie să fie ținuți, timp de o săptămână, la aceeași temperatură a apei la care urmează să se determine consumul lor de oxigen (în cazul nostru la temperatura camerei). În felul acesta se realizează așa numita aclimatare a peștilor la temperatura respectivă (prin aclimatare se înțelege adaptarea fiziologică a animalelor la acțiunea unui factor ambiant, care poate fi modificat și controlat de experimentator). Pe de altă parte, trebuie să se sisteze hrănirea peștilor și anume , cu 1-2 zile înainte de experiență, în cazul peștilor fără stomac (crap, zglăvoc, etc) și cu 2-4 zile și chiar mai mult în cazul peștilor cu stomac (șalău, somn, nisetru, scrumbie, etc). Se procedează astfel pentru a se evita acțiunea dinamică specifică (ADS) a hranei, adică creșterea metabolismului energetic consecutivă ingerării ei.

În ziua de dinaintea celei în care vor fi efectuate determinările, se procedează la obișnuirea peștilor cu manipularea reclamată de introducerea lor în camera respiratorie și cu șederea lor în spațiul limitat al acesteia. În acest scop, lotul de pești (sau peștele) se introduce în camera respiratorie, unde se ține închis o perioadă de timp egală cu aceea după care vor fi luate probele de apă pentru analiză. Se repetă această operație de 2-3 ori.

Atât în cazul obișnuirii peștilor cu condițiile experimentale, cât și în cazul determinării consumului lor de oxigen, camera respiratorie se umple cu apă de robinet, colectată într-un acvariu (rezervor) și care a stat, cel puțin 10-12 ore în încăperea unde se fac experiențele. În decursul acestui timp, apa din acvariu ia temperatura mediului înconjurător și, în interiorul ei, se produce egalizarea presiunii parțiale a gazelor și în special a oxigenului. Dacă se lucrează cu apă dulce sau marină, pregătirea apei implică și filtrarea ei (prin vată sau prin hârtie de filtru), pentru a se îndepărta suspensiile organice sau mecanice.

Volumul de apă din acvariul (sau acvariile) în care a fost colectată trebuie să fie de 2,5-3 ori mai mare decât volumul camerei respiratorii. Conținutul în oxigen al apei din rezervoare nu trebuie să fie mai mic de 80% din conținutul lui normal, indicat în tabele, pentru o apă cu aceeași temperatură, presiune parțială a oxigenului și salinitate.

Pentru a se evita acțiunea nefavorabilă a deficitului de oxigen asupra metabolismului gazos al peștilor, trebuie ca durata menținerii lor în camera respiratorie (timpul de experiență) să fie astfel stabilită, încât să nu se ajungă la o scădere a conținutului în oxigen al apei din aceasta sub 60% din valoarea de saturație. Un timp de experiență mai lung (de 2-5 ore) asigură o mai mare precizie a determinărilor. Dacă volumul de apă din camera respiratorie nu este suficient de mare, consumul de oxigen poate fi denaturat și de produșii metabolismului lor, care provoacă așa-numitele fenomene autotoxice. Pentru evitarea acestora, O. Precup (1959) recomandă ca raportul dintre volumul de apă în ml și greutatea animalului în grame (M/G) să fie mai mare decât 14.

Pentru determinarea consumului de oxigen al unui pește, se procedează în felul următor. Se ia un borcan de capacitate adecvată, determinată mai înainte, și se umple, prin sifonare, cu apă din rezervor. Un capăt al tubului de sifonare trebuie să se introducă în porțiunea din mijloc sau în cea inferioară a rezervorului plin cu apă (nu la fundul acestuia, pentru a se evita antrenarea particulelor organice sau anorganice precipitate), iar celălalt capăt se introduce la fundul borcanului, menținându-se sub apă, până la umplerea acestuia (fără bule de aer). Imediat după aceasta, se iau, tot prin sifonare, două probe de apă, în două sticluțe de penicilină. Se așează borcanul în rezervorul cu apă, se introduce peștele în borcan, după care, ținându-l puțin înclinat, i se aplică dopul. Procedându-se astfel, se evită închiderea bulelor de aer. Se pune în funcțiune ceasul de experiențe, reglându-se la o oră. Se scufundă apoi borcanul în apa din rezervor, așezându-se în poziție orizontală, pe fundul acestuia. Numeroase observații au arătat că, dacă borcanul este așezat în această poziție, peștele stă liniștit în interiorul lui.

În cele două probe de apă, luate în sticluțe, se introduc reactivii necesari (0,15 ml clorură de mangan, 0,15 ml hidroxid de sodiu cu iodură de potasiu, și, după depunerea precipitatului, 0,25 ml acid sulfuric concentrat). Se titrează apoi probele cu soluție de tiosulfat și se notează cantitățile de soluție utilizate.

Din când în când, cu ajutorul termometrului introdus în acvariu, se verifică dacă se produc modificări ale temperaturii apei în decursul timpului de experiență. Precizăm faptul că nu sunt admise variații de temperatură mai mari de 1-2oC. Menținerea constantă a temperaturii apei este necesară deoarece rata metabolismului gazos al peștilor se modifică o dată cu modificarea temperaturii.

După trecerea timpului de experiență, se scoate borcanul din acvariu, se așează în poziție verticală, i se scoate dopul și, procedându-se ca mai înainte, se iau două probe de apă (probele finale) în aceleași sticluțe în care s-au luat și probele inițiale. Se fac titrările respective și se notează cantitățile de soluție de tiosulfat utilizate.

După efectuarea titrărilor, se cântărește peștele și se determină volumul de apă dezlocuit de el, utilizându-se în acest scop un cilindru gradat de mărime adecvată. Se poate renunța la determinarea volumului, deoarece, la pești, acesta corespunde cu ,greutatea corporală. La alte animale acvatice (de exemplu, moluște), nu există această corespondență. Cântărirea peștilor înainte de experiență este contraindicată, deoarece, prin aceasta, ei sunt deranjați și, ca urmare, își modifică mult metabolismul.

La sfârșitul experienței, se calculează consumul de oxigen al peștelui utilizându-se, ca elemente e calcul, următoarele date:

– greutatea peștelui G;

– volumul de apă dezlocuit de pește D(=G);

– capacitatea camerei respiratorii C;

– volumul apei în care a respirat peștele C-D;

– temperatura apei toC;

– timpul de experiență;

– volumele sticluțelor în care s-au luat probele de apă V1 și V2;

– volumul de apă dezlocuit de reactivi v = 0,55 ml;

– numărul mililitrilor de soluție de tiosulfat utilizată pentru titrarea probelor inițiale (n1 și n2) și a celor finale (n'1 și n'2);

– factorul de corecție al soluției de tiosulfat F.

Pentru a putea determina consumul de oxigen al peștelui, trebuie, mai întâi, să aflăm cantitatea de oxigen existentă în apa din camera respiratorie înainte de introducerea animalului în aceasta și cantitatea existentă la sfârșitul timpului de experiență (prin metoda chimică de dozare a oxigenului din apă Winkler).

Cantitatea inițială de oxigen rezultă din următoarele calcule:

M1 = , media aritmetică a celor două probe inițiale

În mod similar, se calculează cantitatea finală de oxigen:

M2 = , media aritmetică a celor două probe finale.

Calculând diferența M1-M2, aflăm consumul de oxigen al peștelui cercetat, în timpul de experiență respectiv (20 minute).

Această valoare reprezintă consumul de oxigen al peștelui respectiv timp de 20 minute . Pentru a afla consumul lui de oxigen într-o oră , se înmulțește această valoare cu 3 .

Întrucât consumul de oxigen trebuie să fie raportat la kg de greutate corporală și la oră, se face următorul calcul:

G……………….3 ( M1-M2)

1000 g………x

Dacă această valoare se înmulțește cu 1,429, se obține consumul de oxigen al peștelui, exprimat în mg.

Cunoscându-se coeficientul termic mediu al oxigenului (4,8 kcal/l), cantitatea de oxigen (în ml) consumată de pește poate fi transformată în kilocalorii.

Priza de sậnge la pești (Picoș și Năstăsescu, 1988)

De la peștii de talie mare, se pot recolta cantitǎți mai mari de sânge prin puncție cardiacǎ. Peștele, într-un prosop, este ținut de un ajutor, cu fața ventralǎ în sus. Cantitǎți mici de sânge se pot obține din artera caudală, procedându-se în felul următor. Peștele înfășurat într-un prosop, în așa fel coada și aripioara anală să rămână libere, este ținut cu abdomenul în sus de un ajutor sau este fixat într-un stativ. Cu o bucățică de cârpă uscată se șterge mucusul din regiunea situată înapoia aripioarei anale, apoi se înțeapă pielea cu un ac de disecție. În orificiul făcut, se introduce vârful unei pipete Pasteur (umectate în prealabil cu soluția de heparina 0,2%) și prin mișcări de rotație se străpunge musculatura până la coloana vertebrală. Datorita mișcărilor de rotație marginile vârfului pipetei taie artera caudală, situată pe partea abdominală a coloanei vertebrale și ca urmare sângele pătrunde în lumenul pipetei. Când cantitatea de sânge recoltată în pipetă este suficient de mare, se scoate pipeta din corpul peștelui, iar sângele din interiorul ei se suflă pe o sticlă de ceas, plasată pe gheață. Trebuie să se lucreze cu cea mai mare rapiditate deoarece sângele peștilor se coagulează extraordinar de repede (uneori, în mai puțin de 10 secunde).

Dozarea glucozei

Glucoza constituie principala sursă de energie pentru toate țesuturile organismului, în primul rând pentru cel nervos și muscular, iar dozarea sa din sânge este utilă pentru diagnosticarea și tratamentul stărilor diabetice la om. Dozarea glucozei a fost realizată cu ajutorul aparatului Glucotrend.

Determinarea numărului elementelor figurate

În plasma sanguină se găsesc în suspensie elementele figurate, care alcătuiesc 42-45% din volumul total al sângelui. Există trei tipuri de elemente figurate: globulele roșii (eritrocitele sau hematiile), globulele albe (leucocitele) și plachetele sanguine (trombocitele).

La unul și același individ, numărul elementelor figurate se modifică, în mod notabil, în cazul modificării bruște a condițiilor de mediu și în stările patologice.

Pipetele Potain (pipetele de amestec) sunt tuburi capilare cu o dilatație ovală, care, fiind situată mai aproape de un capăt, împarte pipeta într-o porțiune mai largă și alta mai scurtă. Capătul porțiunii mai lungi este ascuțit și servește la luarea sângelui, iar capătul porțiunii mai scurte este adaptat pentru montarea unui tubușor de cauciuc, cu ajutorul căruia se aspiră sângele pentru analiză. În interiorul dilatației ovale se găsește o mărgea de sticlă, care servește la o mai bună amestecare a sângelui cu soluția diluată. Pe pipeta Potain pentru hematii sunt marcate diviziunile 0,5 , 1, și 101, iar pe pipeta Potain pentru leucocite sunt marcate diviziunile 0,5 , 1, și 11. Prima pipetă permite diluarea sângelui de 200 de ori (când se ia sânge până la diviziunea 0,5 și se completează cu soluție diluată până la diviziunea 101) și de 100 de ori (când se ia sânge până la diviziunea 1 și se completează în același mod). Pipeta Potain pentru leucocite permite diluarea sângelui numai de 20 și, respectiv, 10 ori.

Camerele de numărat sunt de diferite tipuri, cel mai mult utilizate fiind însă camera Thoma-Zeiss și camera Bürker.

Camera Thoma-Zeiss este o lamă groasă de sticlă, în a cărei treime mijlocie există trei benzi, delimitate prin patru șanțuri paralele. Șanțurile externe sunt mai largi, iar cele interne, mai înguste. Cele două benzi laterale sunt mai înguste, iar banda centrală este de două ori mai lată. De asemenea, benzile laterale sunt mai înalte decât cea centrală cu 1/10 mm. La mijlocul acesteia din urmă se găsește rețeaua (cadrilajul), care este bine vizibilă la microscop.

Rețeaua este reprezentată printr-un pătrat cu latura de 1 mm, împărțit în 400 de pătrățele mici, cu latura de 1/20 mm. Fiecare grup de câte 16 pătrățele mici este delimitat de linii triple, formându-se astfel pătrățelele mari, cu latura de 1/5 mm. Suprafața unui pătrățel mic este de 1/400 mm2(1/20 x 1/20 mm). Știind că între lamelă (care se sprijină pe benzile laterale) și rețea (care este gravată pe banda centrală) este o distanță de 1/10 mm, volumul corespunzător unui pătrățel mic rezultă din următorul calcul:

1/20 x 1/20 x 1/20 = 1/4000 mm3.

Numărarea eritrocitelor și leucocitelor din sângele peștilor (Picoș și Năstăsescu, 1988):

Tehnicile de numărare a eritrocitelor și a leucocitelor din sângele mamiferelor și omului nu sunt aplicate la pești, deoarece eritrocitele acestora sunt nucleate, iar nucleii lor nu sunt distruși de acidul acetic, care intră în compoziția soluției Türck. De aceea, la pești, numărarea celor două tipuri de elemente figurate se face cu ajutorul unei tehnici comune, care se bazează pe colorarea lor diferită.

Obiecte și materiale de lucru: microscop, stativ pentru contenția peștelui, ac de disecție, pipeta Pasteur, sticle de ceas, pipeta Potain pentru hematii, cameră Bürker, lamelă, prosop, cârpă uscată, vată, hârtie de filtru, două soluții speciale (soluția A și B) pentru colorarea vitală a elementelor figurate și a căror compoziție este indicată mai jos:

Soluția A

Roșu neutru . . . . . . . . . . . . . .25 mg

Clorură de sodiu . . . . . . . . . 0,6 g

Apă distilată . . . . . . . . . . . . . . 100 ml

Soluția B

Violet- cristal . . . . . . . . . . . . . 12 mg

Citrat de sodiu . . . . . . . . . . . . 3,8 g

Formol . . . . . . . . . . . . . . . 0,4 ml

Apă distilată . . . . . . . . . . . . . 100 ml

Soluțiile se prepară în timp, respectându-se indicația ca fiecare component următor al soluției să se adauge după dizolvarea celui anterior (pentru a se realiza o mai bună dizolvare). Ambele soluții sunt instabile. Soluția A poate fi utilizată numai 24 de ore, iar soluția B, circa o săptămână.

Efectuarea lucrării:

Într-o sticlă de ceas se pune soluția A, iar în alta, soluția B. Se condiționează peștele și se face o priză de sânge din artera caudală, procedându-se așa cum s-a arătat mai înainte. Din pipeta Pasteur, sângele este trecut printr-o sticlă de ceas. Din aceasta se aspiră sânge în pipeta Potain, până la diviziunea 1, se aspiră apoi soluția A cam până la jumătatea dilatației pipetei și, în continuare, se aspiră soluție B, până la diviziunea 101. În felul acesta, sângele este diluat de 100 de ori. Se agită pipeta pentru a se amesteca sângele cu coloranții, se așează apoi în poziție orizontală și se lasă în repaus 5-10 minute, după care se agită din nou. Se lasă să se scurgă din pipetă primele 2-3 picături, iar picătura următoare se pune în camera de numărat.

Se privește la microscop și se constată că eritrocitele și leucocitele pot fi ușor deosebite, deoarece în eritrocite s-au colorat slab numai nucleii, în timp ce leucocitele s-au colorat în roșu violet, iar protoplasma lor, în trandafiriu.

Se numără mai întâi eritrocitele, în 80 de pătrățele mici ( cu suprafața de 1/400 mm2), apoi leucocitele, în 8-10 pătrățele mari (cu suprafața de 1/25 mm2). La pești, numărul eritrocitelor variază între 1.000.000 și circa 2.000.000/mm3, iar leucocitele depășește, la unele specii, 100.000/mm3.

Măsurarea frecvenței mișcărilor respiratorii la pești

A fost realizată în timpul contenționării acestora în camerele respiratorii. Au fost realizate 3-4 determinări succesive (până la obținerea unor valori foarte apropiate), fiecare a câte un minut, timp în care au fost numărate mișcările operculare.

Interpretarea statistică a rezultatelor a fost realizată cu ajutorul programului SPSS 13,0 for Windows. Principalele operațiuni de calcul folosite în analiza și prelucrarea datelor experimentale, se pot grupa astfel:

a) pentru șiruri simple de date experimentale s-au efectuat următoarele calcule: media aritmetică, abaterea standard și trasarea histogramei;

b) în cazul comparării între două variante s-a folosit testul t-independent pentru pragul de semnificație p<0.05.

III.2 Protocolul experimental

Toate determinările au fost efectuate sub o supraveghere riguroasă, urmărindu-se evitarea posibilelor influențe ale factorilor indiferenți scopului urmărit.

În experimentele efectuate s-a evitat influența concentrației de O2 dizolvat în apă (consumul de O2 nu trebuie să depășească 25-30% din cantitatea totală existentă la începutul experienței); de asemenea, a fost evitată apa bogată în materii organice. Experiențele au fost făcute la temperatura de 17-200C (această temperatură a fost menținută pe toată durata experimentului); iluminarea a fost de 8-12 ore, iar peștii au fost hrăniți „ad libitum” de două ori pe săptămână în acvarii în care concentrația de O2 nu scădea sub 80% din maximul pentru temperatura respectivă.

A avut loc aclimatarea în laborator a peștilor timp de 10 zile, mortalitatea fiind de 2%, lotul fiind astfel acceptat. Exemplarele introduse în experiment au fost alese după criterii riguroase (peștii care nu prezentau semne exterioare de îmbolnăvire și malformații vizibile).

O mare atenție a fost acordată manipulării peștilor înaintea experiențelor. Toate determinările au fost realizate sub supravegherea experimentatorului, notând fiecare probă separat, privitor la activitatea spontană a exemplarelor în experimentul respectiv. Au fost luate în considerație exclusiv valorile obținute la peștii care nu au manifestat pe parcursul experimentului o activitate spontană exteriorizabilă.

III.3. Variante experimentale

În această lucrare am urmărit influența unor metale grele :Cadmiu (Cd), Plumb Pb) și Cupru (Cu) asupra a două specii de pești: caras- Carassius auratus gibelio Bloch și biban – Perca fluviatilis.

S-au utilizat aceleași concentrații de metale grele la ambele specii de pești.

Peștii au fost grupați în loturi de căte 10 exemplare cu greutatea de 13 g-27 g la caras și 20 g-30 g la biban.

Varianta I-varianta martor constă în 10 exemplare de biban și caras cu greutatea medie de 20 g.

Varianta II:Experimente cu Cadmiu (Cd):

Varianta II.1-cuprinde pești expuși la acțiunea cadmiului în concentrația de 0,05 mg/l.

Varianta II.2-cuprinde pești expuși în concentrația de 1 mg/l

Vatianta III -Experimente cu plumb (Pb):

Varianta III.1-cuprinde pești expuși la acțiunea plumbului în concentrație de 0,02 mg/l.

Varianta III.2-cuprinde pești expuși la acțiunea plumbului în concentrație de 0,04 mg/l.

Varianta IV -Experimente cu Cupru (Cu):

Varianta IV.1 –cuprinde pești expuși la acțiunea cuprului în concentrații de 0,02 mg/l.

Varianta IV.2 –cuprinde pești expuși la acțiunea cuprului în concentrații de 0,04mg/l.

Concentrațiile de metale grele luate în studio au fost stabilite după consultarea literaturii de specialitate și realizarea testelor de supraviețuire (pentru fiecare variantă experimentală a fost realizat testul de limită, cu 100 mg produs/l apă, așa cum este recomandat de testele de toxicitate utilizate în Uniunea Europeană).

De asemenea am urmărit utilizarea unei concentrații comune pentru a putea face comparație între efectele metalelor investigate.

Metalele investigate au fost adăugate sub formă de sulfați, a concentrațiile fiind prezentate în conținut de metal.

După „aclimatarea” la temperatura de experimentare în acvarii de dimensiuni adecvate (100 litri, perioadă în care peștii au fost hrăniți „ad libitum” la interval de 48 ore au fost montate următoarele patru variante experimentale (tabelul IV.1)

Tabel IV.1. Loturile experimentale la bibani și carași

În toate variantele experimentale montate a fost determinat consumul de oxigen și ritmul respirator la intervale de 24, 48, 72, 96, 168 și 336 ore de la montarea experimentelor.

Pentru toate loturile experimentale supraviețuirea a fost urmărită zilnic, exemplarele moarte fiind periodic îndepărtate.

Peștii expuși metalelor grele în concentrația comună – de 0.01 mg/l apă – au fost sacrificați (după o prealabilă anestezie cu cloroform) după două săptămâni de la montarea experimentelor, în vederea realizării prizelor de sânge (din artera caudală) necesare determinării numărului de eritrocite și a nivelului glicemiei.

III.4 Rezultate și discuții la biban

Peștii sunt folosiți în mod curent pentru estimarea gradului de poluare, datorită reactivității ridicate a parametrilor lor biochimici și hematologici (Lopes și colab, 1971). Specia aleasă pentru acest studiu se încadrează în categoria speciilor sensibile.

În variantele experimentale în care am urmărit influența cuprului și plumbului în concentrație de 0.02 mg/l apă am observat toate fazele intoxicării acute descrise de Schäperclaus în 1954 (citat din Mălăcea, 1969). Pe lângă acestea am remarcat, pentru toate variantele montate o abundentă secreție de mucus, mecanism nespecific de apărare, prin care se încearcă reducerea pătrunderii metalelor prin epiteliul branhial.

Dintre metodele fiziologice, cea mai utilizată este determinarea acțiunii substanțelor asupra respirației peștilor. Prin înregistrarea frecvenței mișcărilor respiratorii și determinarea consumului de oxigen al peștilor ținuți în soluții sub letale de substanțe toxice se pot determina concentrațiile la care încep să apară tulburări respiratorii.

Modificările respiratorii sunt buni indicatori ai stării de sănătate a animalului, fiind corelate cu stresul produs gradul de poluare.

Dinamica evoluției consumului de oxigen la bibanii intoxicați cu Cu, Cd și Pb în diferite concentrații este reprezentată grafic în figura IV.2.

Fig. IV.2. Dinamica evoluției consumului de oxigen la bibanii intoxicați cu metale grele

Evoluția generală a consumului mediu de oxigen, în toate variantele cu metale grele realizate este creșterea acestui parametru fiziologic în primă fază (perioadele în care consumul mediu de oxigen este mai mare decât cel determinat înainte de introducerea peștilor în soluțiile toxice sunt însă diferite: 96, respectiv 24 ore pentru variantele cu Cu; 7 zile, respectiv 96 ore în variantele cu Cd și 96, respectiv 48 ore în variantele cu Pb) urmată de o fază de reducere a consumului de oxigen al peștilor, mai mult sau mai puțin accentuată, în funcție de metalul investigat și perioada de expunere.

Cea mai puternică stimulare a consumului de oxigen a fost înregistrată în varianta în care am urmărit influența Cd la concentrația de 1mg/l apă – 192.31% din valorile determinate la martor. Creșteri procentuale foarte apropiate – cu 29.26% față de martor am observat și în varianta cu Pb la concentrația de 0.04 mg/l, efectul stimulator intervenind în acest caz mult mai repede (24 ore).

Valorile medii ale consumului de oxigen după 14 zile de la introducerea bibanilor în soluțiile de metale sunt mai mici decât valorile martor în toate variantele experimentale, cele mai scăzute valori fiind înregistrate în varianta cu Cu la concentrația de 0.04 mg/l apă (o reducere cu 49.84% față de martor). Efectul cel mai slab la finalul experimentului apare în variantele cu Cd, deși acesta a fost investigat și la o concentrație mai mare, de 1mg/l apă.

Evoluția ritmului respirator la bibanii intoxicați cu Cu, Cd și Pb în diferite concentrații este redată în figura IV.3.

Ca și în cazul determinărilor consumului de oxigen, și în cazul ritmului respirator se poate remarca o tendință generală, respectiv un efect inițial stimulator al metalelor în concentrațiile investigate, urmată de reducerea acestui indice fiziologic. De menționat pentru dinamica acestui parametru faptul că, în variantele cu Cd, spre deosebire de parametrul determinat anterior, valorile medii ale frecvenței mișcărilor operculare rămân mai ridicate decât valorile martor și după 14 zile de la imersia bibanilor în soluțiile respective. Efectul hiperventilator durează 168, respectiv 96 ore în variantele cu Cu și 96 ore, respectiv 24 ore în variantele cu Pb.

Fig. IV.3. Dinamica evoluției ritmului respirator la bibanii intoxicați cu metale grele

Creșterile procentuale ale ritmului respirator la bibanii intoxicați cu metale grele sunt mai crescute decât cele înregistrate în cazul consumului de oxigen; cele mai pronunțate creșteri de ritm au fost observate la varianta cu Pb în concentrație de 0.02 mg/l apă (creștere cu 36.17% comparativ cu martorul), valori foarte apropiate înregistrându-se și în varianta cu Cu la concentrația de 0.04 mg/l apă (134.78% comparativ cu martorul).

În variantele cu Cu și Pb, valorile medii ale ritmului respirator la finalul experimentului au fost mai scăzute comparativ cu cele martor (scăderile fiind foarte apropiate: cu 10.64, respectiv 29.35% comparativ cu martorul în variantele cu la concentrațiile de 0.02 și 0.04 mg/l și 20.22 și 27.28% în variantele cu Pb la aceleași concentrații).

Parametrii hematologici reflectă starea peștilor mult mai rapid decât determinarea altor parametri deoarece se modifică extrem de rapid la schimbarea condițiilor de mediu; din acest motiv ei sunt utilizați pe scară largă la descrierea stării de sănătate a peștilor.

IV.4.2 Rezultate și discuții la caras

Ca și în cazul experimentelor realizate la bibani și la experimentele realizate la carași evoluția generală a consumului mediu de oxigen, în toate variantele cu metale grele arată creșterea acestui parametru fiziologic în primă fază (perioadele în care consumul mediu de oxigen este mai mare decât cel determinat înainte de introducerea peștilor în soluțiile toxice sunt însă diferite: 96, respectiv 24 ore pentru variantele cu Cu; 7 zile, respectiv 96 ore în variantele cu Cd și 96, respectiv 48 ore în variantele cu Pb) urmată de o fază de reducere a consumului de oxigen al peștilor, mai mult sau mai puțin accentuată, în funcție de metalul investigat și perioada de expunere.

Dinamica evoluției consumului de oxigen la carași intoxicați cu Cu, Cd și Pb în diferite concentrații este reprezentată grafic în figurile IV.4; IV.5; IV.6

Fig. IV.4 Variația consumului de oxigen în cazul carașilor intoxicați cu Cd

Fig. IV.5 Variația consumului de oxigen în cazul carașilor intoxicați cu Pb

Fig. IV.6 Variația consumului de oxigen în cazul carașilor intoxicați cu Cu

Cea mai puternică stimulare a consumului de oxigen a fost înregistrată în varianta în care am urmărit influența Cd la concentrația de 1mg/l apă – 191.31% din valorile determinate la martor. Creșteri procentuale foarte apropiate – cu 28.26% față de martor am observat și în varianta cu Pb la concentrația de 0.04 mg/l, efectul stimulator intervenind în acest caz mult mai repede (24 ore).

Valorile medii ale consumului de oxigen după 14 zile de la introducerea carașilor în soluțiile de metale sunt mai mici decât valorile martor în toate variantele experimentale, cele mai scăzute valori fiind înregistrate în varianta cu Cu la concentrația de 0.04 mg/l apă (o reducere cu 48.84% față de martor). Efectul cel mai slab la finalul experimentului apare în variantele cu Cd, deși acesta a fost investigat și la o concentrație mai mare, de 1mg/l apă. În ceea ce privește acțiunea cadmiului asupra carașilor, la concentrația de 0,5 mg Cd/l s-a constatat o creștere a consumului mediu de oxigen, ceea ce demonstrează o acțiune moderat toxică a acestuia, pentru ca apoi valoarea să scadă ajungând la 93 % din volumul martor.

La concentrația de 1mg Cd/l se înregistrează o creștere semnificativă a consulului de oxigen.

Ca și în cazul determinărilor consumului de oxigen, și în cazul ritmului respirator se poate remarca o tendință generală, respectiv un efect inițial stimulator al metalelor în concentrațiile investigate, urmată de reducerea acestui indice fiziologic. De menționat pentru dinamica acestui parametru faptul că, în variantele cu Cd, spre deosebire de parametrul determinat anterior, valorile medii ale frecvenței mișcărilor operculare rămân mai ridicate decât valorile martor și după 14 zile de la imersia bibanilor în soluțiile respective. Efectul hiperventilator durează 170, respectiv 96 ore în variantele cu Cu și 96 ore, respectiv 24 ore în variantele cu Pb.

Evoluția ritmului respirator la carași intoxicați cu Pb, Cu și Cd în diferite concentrații este redată în figurile IV.7; IV.8; IV.9

Fig. IV.7 Frecvența ritmului respirator în cazul carașilor intoxicați cu Pb

Fig. IV.8 Frecvența ritmului respirator în cazul carașilor intoxicați cu Cu

Fig. IV.9 Frecvența ritmului respirator în cazul carașilor intoxicați cu Cd

La concentrația de 0,2 mg Pb/l apă nu am constatat modificări semnificative ale ritmului respirator și nici ale metabolismului energetic, insă, pentru concentrația de 0,04 Pb/l apă am obținut modificări . Astfel, metabolismul energetic a prezentat diminuări pronunțate după 72h de la expunere la concentrația de 0,04mg Pb/l și în primele 24h o scădere cu 40% din martor în varianta cu 0,02mg Pb/l.

La concentrația de 0,02 mg Cu/l apă asupra carașilor s-a arătat o diminuare de 70% față de martor a metabolismului energetic în soluția toxică.

După 24 h de imersie efectul toxicului se reduce, constatându-se în intervalul de 24-72 h ,valoarea înregistrată după 72 h de imersie în soluție toxică fiind mai ridicată decât cea a metabolismului inițial.

Rezultatele experimentelor obținute la concentrația de 0,04 mg Cu/l apă asupra carașilor au arătat că după 24 h de la imersia în soluția toxică are loc diminuarea cu 37% față de valoarea martor.

În următoarela două zile se înregistrează o nouă ,, cădere metabolică,,, valoarea înregistrată după 72 h de la imersia în soluția toxică -43,9 ml O2/kg/h reprezentând 20 % din valoarea martor.

CONCLUZII

În variantele experimentale în care am urmărit influența cuprului și plumbului în concentrație de 0.02 mg/l apă am observat toate fazele intoxicării acute descrise de Schäperclaus în 1954.

Cu în concentrație de 0,02 mg/l; Cd în, concentrație de 0,05 mg/l șiPb în concentrație de 0,02 mg/l produc o abundentă secreție de mucus la bibani și la carași mecanism nespecific de apărare, prin care se încearcă reducerea pătrunderii metalelor prin epiteliul branhial.

Consumul de oxigen al bibanilor expuși unor concentrații diferite de metale grele a prezentat o dinamică asemănătoare: o creștere inițială, cu menținerea valorilor superioare comparativ cu martorul pe perioade diferite în funcție de natura metalului și concentrația folosită, urmată de scăderea acestui indice metabolic. Cel mai puternic efect stimulator înregistrat a fost sub efectul Pb în concentrație de 0.04 mg/l, în timp ce diminuarea cea mai pronunțată a consumului de oxigen după 14 zile de intoxicare a apărut în varianta cu Cu în concentrație de 0.02 mg/l apă. Cel mai slab efect asupra consumului de oxigen a fost înregistrat în variantele cu Cd.

Ritmul respirator la bibanii intoxicați cu Cu, Cd și Pb crește în primă fază, valorile mai mari decât cele determinate la martor menținându-se în variantele cu cd pe toată durata experimentului, în timp ce în variantele cu Cu și Pb au fost înregistrate reduceri semnificative ale acestui arametru fiziologic.

Cu, Cd și Pb în concentrație de 0.01 mg/l, produc scăderea semnificativă a numărului de eritrocite la bibani, după 14 zile de intoxicare, efectul cel mai puternic apărând în cazul plumbului.

Cele trei metale grele cercetate – Cu, Cd și Pb, produc după 14 zile, la concentrația de 0.01 mg/l apă, o creștere a glicemiei la bibani, efectul cel mai pronunțat fiind observat pentru acest parametru în varianta cu cupru.

La carași cea mai puternică stimulare a consumului de oxigen a fost înregistrată în varianta în care am urmărit influența Cd la concentrația de 1mg/l apă – 191.31% din valorile determinate la martor. Valorile medii ale consumului de oxigen după 14 zile de la introducerea carașilor în soluțiile de metale sunt mai mici decât valorile martor în toate variantele experimentale, cele mai scăzute valori fiind înregistrate în varianta cu Cu la concentrația de 0.04 mg/l apă (o reducere cu 48.84% față de martor).

Efectul cel mai slab la finalul experimentului apare în variantele cu Cd, deși acesta a fost investigat și la o concentrație mai mare, de 1mg/l apă. În ceea ce privește acțiunea cadmiului asupra carașilor, la concentrația de 0,5 mg Cd/l s-a constatat o creștere a consumului mediu de oxigen, ceea ce demonstrează o acțiune moderat toxică a acestuia, pentru ca apoi valoarea să scadă ajungând la 93 % din volumul martor.

La concentrația de 1mg Cd/l se înregistrează o creștere semnificativă a consulului de oxigen.

Nu am înregistrat mortalitate în variantele martor și în cele în care am urmărit acțiunea toxică a cadmiului. Analizând comparativ mortalitatea în variantele cu cupru și plumb a reieșit toxicitatea mai mare a cuprului. La sfârșitul testului acut (96 ore) s-a înregistrat mortalitate doar la concentrațiile de 0.02 mg/l Cu/Pb.

Pe baza rezultatelor obținute nu putem concluziona în mod cert gradul de toxicitate mai mare al cuprului, respectiv al plumbului, întrucât efectele cele mai toxice au alternat între cele două metale în funcție de parametrii investigați.

PARTEA a-II-a

ELEMENTE DE METODICA PREDĂRII BIOLOGIEI CU APLICAȚII LA TEMA LUCRĂRII

CAPITOLUL I

CONCEPTUL DE CURRICULUM

Conceptul de curriculum este un concept cheie pentru didactică și pentru teorie și practica educației , în general .Etimologic,cuvântul provine din limba latină, din curriculum, la singular și curricula la plural, care înseamnă alergare, cursă, drum. În accepție modernă, în sens larg, curriculum nu vizează numai conținuturile instructiv-educative incluse în programele școlare și universitare, planul de învățământ, programe, manuale, ani de studiu, arii tematice, subiecte punctuale, etc, ci și sistemul experiențelor de învățare și formare, directe și indirecte ale elevilor și studenților, experiențe corespunzătoare celor trei mari categorii de educație ce se îmbină și se completează reciproc:educație formală, non formală și informală.

Cu alte cuvinte, curriculum are sensul de proiect pedagogic, ce evidențiază multiplele și complexele interdependențe ce se stabilesc între obiectivele educaționale, conținuturile instructiv-educative, strategiile de predare și învățare în școală și în afara școlii și strategiile de evaluare a activității educaționale.

Curriculum își propune să sublinieze importanța obiectivelor educaționale, atât la nivelul macro pedagogiei cât și la nivelul micro pedagogiei. La nivel micro pedagogic,pornind de la conținuturile stabilite în manualele școlare (și în funcție de obiectivele cadru și de referință) se formulează obiectivele instructiv-educative și cele operaționale, pornind de la care se stabilesc experiențele de învățare cele mai adecvate pentru elevi, strategiile de predare-învățare și cele de evaluare, după care, în urma derulării activității didactice și a realizării feed-back-ului se stabilesc strategiile de reglare a activității didactice( Crișan A. coord., 1996) .

I.1.Tipurile de curriculum operant în cadrul sistemului de învățământ din România sunt:

1. Curriculum nucleu, CN, este trunchiul comun, obligatoriu, adică numărul minim de ore de la fiecare disciplină obligatorie prevăzută în planul de învățământ(Petruța G.P., 2010)

2.Curriculum la decizia școlii,CDȘ, asigură diferența de ore dintre curriculum-nucleu și numărul minim sau maxim de ore pe săptămână, pentru fiecare disciplină școlară prevăzută în planurile cadru de învățământ, pe an de studiu. În cadrul acestuia distingem:

a)Curriculum nucleu aprofundat presupune parcurgerea obligatoriu din programa disciplinei (nemarcat prin asterisc), prin diversificarea activităților de învățare până la acoperirea numărului maxim de ore din plaja orară a disciplinei respective .Această variantă de curriculum la decizia școlii se poate realiza cu elevii ale căror interese nu sunt orientate spre respectiva disciplină și/ sau aria curriculară;ea ar putea fi și pentru elevii ,în cazul cărora numărul alocat trunchiului comun nu este suficient pentru însușirea acestuia.

b)Curriculum extins presupune parcurgerea în întregime a programei, respectiv a segmentelor obligatorii și a celor neobligatorii marcate în, programe prin asterisc. Se lărgește astfel oferta de învățare în ceea ce privește cunoștințele, capacitățile și atitudinile ,până la acoperirea numărului maxim de ore din plaja orară a disciplinei .Această variantă de curriculum la decizia școlii se poate realiza cu elevii care manifestă interese speciale pentru studiul biologiei.

c)Curriculum elaborat în școală implică diverse tipuri de activități opționale pe care le propune școala(sau pe care aceasta le alege din lista avansată de la nivel central). Proiectarea curriculum-ului elaborat în școală va avea în vedere resursele: umane și materiale ale școlii, interesele elevilor, situațiile specifice școlii, necesitățile comunității locale. Un exemplu ar fi introducerea opționalului ,,Educație pentru sănătate,, opțional a cărui programă este elaborată de M.E.C.T. Astfel, absolvenții învățământului general și obligatoriu ar trebui să fie capabili:

-să demonstreze gândirea creativă;

-să folosească diverse modalități de comunicare în situații reale;

-să înțeleagă sensul apartenenței la diverse tipuri de comunități;

-să demonstreze capacitatea de adaptare la situații diferite;

-să contribuie la construirea unei vieți de calitate;

-să înțeleagă și să utilizeze tehnologiile în mod adecvat;

I.2. Curriculum-ul de biologie a fost elaborat în conformitate cu Planul cadru pentru învățământ preuniversitar. În proiectarea actualului curriculum s-au avut în vedere cerințele unui învățământ modern, precum și realizările obținute în învățământul european. A fost luat în considerare și faptul că biologia ,ca disciplină integrată în aria curriculară << Matematică și Științe ale naturii >> are menirea de a asigura :

-formarea unei culturi generale în domeniul biologiei necesare oricărui cetățean, îndeosebi în ceea ce privește mediul și organismele ce ne înconjoară și ne influențează viața;

-formarea unei culturi ecologice care să conducă la comportamantul ecologic față de natură;

-pregătirea școlară temeinică pentru integrare optimă în viața activă;

-inițierea în specialitate ,ca bază de orientare școlară și profesională.

I.2.1. Conținutul învățământului biologic în cicluri curriculare

Ciclurile curriculare reprezintă periodizări ale școlarității care au în comun obiective specifice .Ele grupează mai mulți ani de studiu, care aparțin uneori de niveluri școlare diferite.

Ciclul achizițiilor fundamentale (grupa pregătitoare ,clasele I și a II a) are ca obiective majore acomodarea la cerințele sistemului școlar și alfabetizarea inițială.

Ciclul de dezvoltare (clasa a III a și a VI a) are ca obiectiv major formarea capacităților de bază necesare pentru continuarea studiilor.

Ciclul de observare și orientare (clasa a VII a și a IX a) are ca obiectiv major orientarea în vederea optimizării opțiunii școlare și profesionale ulterioare.

Ciclul de aprofundare (clasele a X a și a XI a)are ca obiectiv major adâncirea studiului în profilul și specializarea aleasă.

Ciclul de specializare (clasele a XII a și a XIII a) are ca obiectiv major pregătirea în vederea integrării eficiente în, învățământul universitar de profil pe piața muncii.

Conform principiului holist (integralist) disciplina Biologie care se predă în învățământul preuniversitar trebuie considerată un tot unitar, pentru că reflectă realitatea vieții care există într-un mediu dat. Fiecare din disciplinele componente (botanica, zoologia, anatomia, ecologia, genetica) sunt unități de sine stătătoare care se încadrează într-un tot unitar.

Conținutul învățământului biologic din clasele V-VIII este precizat în planul de învățământ ,programa școlară, manualele școlare. Conținutul învățământului biologic gimnazial are la bază cunoașterea lumii vii:plante, animale, om – prin disciplinele de botanică, zoologie, anatomie și fiziologia omului și noțiuni generale de ecologie. Botanica, zoologia și anatomia omului sunt predate în clasele V;VI;și VII, fiind reluate în clasele IX; X; XI la nivelurile superioare. În clasa a VIII a se predă ecologia , reluată la un alt nivel în clasa a XII a, alături de capitolele de genetică moleculară și umană. După cum se observă biologia este prezentă în ciclurile curriculare superioare, nefiind prezentă ca disciplină de sine stătătoare la nivelul ciclurilor de achiziții fundamentale și de dezvoltare. La acest nivel însă cunoștințele biologice de bază sunt acumulate în cadrul disciplinei ,,Științe”.

Rolul principal formativ al biologiei în școală impune ca obiectivele informaționale, de transmitere a cunoștințelor să fie subordonate unor motivații didactice de natură educațională.

I.3.Planurile-cadru

Planul-cadru de învățământ reprezintă documentul reglator esențial care jalonează resursele de timp ale procesului de predare-învățare .Planurile-cadru pentru învățământul obligatoriu oferă o soluție a bugetului de timp:pe de o parte sunt cuprinse activități comune tuturor elevilor din țară în scopul asigurării egalității de șanse a acestora; pe de altă parte ,este prevăzută activitatea pe grupuri/ clase de elevi în scopul diferențierii parcursului școlar, în funcție de interesele, nevoile și aptitudinilor specifice ale elevilor.

Planul-cadru a fost elaborat pe baza a șase principii:

-principiul selecției și al ierarhizării culturale;

-principiul funcționalității;

-principiul coerenței;

-principiul egalității șanselor;

-principiul flexibilității și a parcursului individual;

-principiul racordării la social.

I.4.Programa școlară

Programa școlară este o parte a curriculum-ului național .Programa școlară descrie oferta educațională a unei anumite discipline pentru un parcurs școlar determinat. Actualele programe școlare subliniază importanța rolului reglator al achizițiilor elevilor în plan formativ .Centrarea pe obiective/ competențe reprezintă unica modalitate ce permite ca sintagma ,,centrarea pe elev’’ să nu rămână o lozincă fără conținut. La clasele a V-a, a VI-a (ciclul de dezvoltare), a VII-a , a VIII-a ,a IX-a(ciclul de observare și orientare) programa cuprinde:

-note de prezentare;

-obiective cadru;

-obiective de referință;

-exemple de activități de învățare;

-conținuturi;

-valori și atitudini(sunt doar în programele de liceu);

-sugestii metodologice(scrise doar în prpgrama de clasa a VIII a).

Nota de prezentare descrie parcursul obiectului de studiu respectiv, argumentează structura didactică adoptată.

Obiectivele cadru sunt obiectivele cu un înalt grad ridicat de generalitate și complexitate. Ele se referă la formarea unor capacități și atitudini generate de specificul disciplinei și sunt urmărite de-a lungul mai multor ani de studiu.

Obiectivele de referință precizează rezultatele așteptate ale învățării și urmăresc progresia în formarea de capacități și achiziția de cunoștințe ale elevului de la un an la altul.

Exemple de activități de învățare propun modalități de organizare a activității în clasă. Pentru realizarea obiectivelor propuse pot fi organizate diferite tipuri de activități de învățare .Programa oferă cel puțin un exemplu de astfel de activități pentru fiecare obiectiv în parte.

Conținuturile sunt mijloace prin care se urmărește atingerea obiectivelor cadru și de referință propuse.

La clasele a X a , a XII a (a XIII a) programa școlară cuprinde:notă de prezentare, competențe generale, competențe specifice și conținuturi, valori și atitudini, sugestii metodologice.

Competențele generale se definesc pe obiect de studiu și se formează pe parcursul învățământului liceal. Ele au un grad ridicat de generalitate și complexitate și au rolul de a orienta demersul didactic către achizițiile finale ale elevului.

Competențele specifice se definesc pe obiect de studiu și se formează pe parcursul unui an școlar .Ele sunt derivate din competențele generale și sunt etape în dobândirea acestora.

Valorile și atitudinile apar sub forma unei liste în programa fiecărui obiect de studiu. Ele acoperă întreg parcursul învățământului liceal, realizarea lor concretă fiind determinată de activitatea didactică a profesorului.

Sugestiile metodologice cuprind recomandări generale privind metodologia de aplicare a programei.

Standardele curriculare de performanță sunt standarde naționale, concretizate în existența unor planuri-cadru de învățământ, a unor noi programe școlare și a manualelor alternative .Ele reprezintă ,pentru toți elevii,un sistem de referință comun și echivalent, vizând sfârșitul unei etape de școlaritate. Standardele permit evidențierea progresului realizat de elevi de la o treaptă de școlaritate la alta. Ele sunt exprimate simplu, sintetic și inteligibil pentru toți agenții educaționali și reprezintă baza de plecare pentru elaborarea descriptorilor de performanță, respectiv a criteriilor de notare .Programele școlare sunt diferențiate în funcție de numărul de ore alocat prin planul-cadru de învățământ pentru fiecare profil și specializare și de momentul încheierii studiului biologiei în trunchiul comun. Trecerea de la ciclul de observare și orientare la ciclul de aprofundare presupune și trecerea de la programele centrate pe competențe, cu specific acțional ,ce permit o evaluare orientată spre perspectiva integrării elevilor în viața socială și profesională.

CAPITOLUL II

PROIECTAREA ȘI DESFĂȘURAREA ACTIVITĂȚII DIDACTICE LA BIOLOGIE ÎN CONCORDANȚĂ CU CURRICULUM-UL NAȚIONAL

II.1. Proiectarea didactică în concordanță cu noile programe de biologie II.1.1.Poriectarea didactică .Funcțiile proiectării

Proiectarea didactică reprezintă ansamblul acțiunilor de anticipare a tuturor componentelor procesului didactic și a relațiilor dintre aceste componente ,în vederea asigurării eficienței procesului de învățământ .Ea conferă activității de predare-instruire un caracter logic, riguros, dar exclude creativitatea profesorului și nici posibilitățile de restructurare a opțiunilor inițiale.

Funcțiile proiectării sunt:

de anticipare a caracteristicilor pe care la va avea fiecare componentă a procesului didactic, a relațiilor dintre aceste componente , a desfășurării actelor de predare , învățare-evaluare;

de orientare a tuturor acțiunilor educative, comportamentale, în direcția realizării optime a obiectivelor propuse sau asumate de profesor;

de organizare a componentelor de stabilire a relațiilor dintre componente;

de reglare a desfășurării procesului, pe parcursul lecției profesorul raportează mersul acțiunilor, comportamentelor la obiectivele propuse ,la rezultatele secvențiale realizate, la proiectul inițial și elimină din mers anumite disfuncționalități;

de inovare-proiectarea oferă profesorului libertatea de a modifica desfășurarea acțiunilor în funcție de contextul concret.

Pentru a fi eficientă proiectarea trebuie șă îndeplinească anumite condiții:

-să fie integrală-adică să cuprindă toate componentele procesului didactic;

-să fie continuă adică să cuprindă toate activitățile desfășurate pe parcursul anului;

-să se raporteze la trei momente de referință:momentul anterior proiectării pentru a fi evidențiate reușitele, problemele întâlnite înainte, momentul următor proiectării pentru a se realiza continuitatea între activități și momentul prezent pentru cunoașterea posibilităților umane și materiale reale.

II.1.2. Etapele proiectării pedagogice

1. Stabilirea obiectivelor- presupune fie conștientizarea și ierarhizarea obiectivelor prevăzute de programă fie elaborarea obiectivelor lecțiilor .Pentru stabilirea obiectivelor este consultată programa , analizat manualul și caracteristicile resurselor umane.

2. Cunoașterea resurselor umane se realizează prin evaluări ale rezultatelor școlare ,prin analiza documentelor școlare, analiza produselor școlare ale elevilor și pe baza informației oferite de ceilalți profesori.

3.Analiza,organizarea și prelucrarea conținuturilor se realizează pe baza consultării programei, studierii manualului în integritatea lui, a unei unități de învățare sau a lecției. În organizarea și prelucrarea pedagogică a conținuturilor se ține cont și de posibilităților elevilor precum și de timpul avut la dispoziție.

4.Analiza resurselor materiale oferite de școală-are ca scop stabilirea strategiei didactice pe care o folosim.

5.Stabilirea strategiei didactice- ține cont de natura obiectivelor și conținuturilor, de posibilitățile elevilor, de resursele materiale oferite de școală.

6.Stabilirea formelor, metodelor ,tehnicilor, criteriilor de evaluare ținând cont de obiective și conținuturi.

7.Elaborarea materialelor necesare.

II.1.3. Niveluri ale proiectării

1.Proiectarea pe ciclu și pe un an școlar este realizată la nivel macro structural de către M.E.C.I.,în funcție de obiectivele sistemului de învățământ, de particularităților psihice ale unei vârste .Sunt elaborate în funcție de acestea obiectivele ciclului, precizate conținuturile, numărul de ore pentru fiecare obiectiv și arie curriculară.

2.Proiectarea la nivelul unei discipline este realizată de specialiști(la nivelul M.E.C.I)care predau acea disciplină și presupune:elaborarea obiectivelor disciplinei,stabilirea unităților de conținut, stabilirea unor posibile strategii de instruire, stabilirea unor metode și tehnici de evaluare. Profesorul continuă aceste niveluri prin cele care urmează:

3.Proiectarea anuală decurge din necesitatea de a asigura realizarea în cele mai bune condiții posibile a conținuturilor și obiectivelor corespunzătoare acestora prevăzute în programa școlară. Trebuie asigurată parcurgerea întregului conținut în ritmul cel mai favorabil cu gestionarea optimă a timpului. Proiectarea anuală presupune următoarele etape:

a)stabilirea obiectivelor de învățare ce vor fi realizate pe parcursul anului pe baza consultării programei;

b)analiza conținutului sub aspectul temelor, unităților de învățare, lecțiilor, se realizează pe baza consultării programei și studierii manualelor alternative;

c)organizarea conținuturilor;

d)cunoașterea resurselor umane finalizată prin evaluarea națională;

e)analiza resurselor materiale avute la dispoziție;

f)stabilirea strategiilor didactice:fixarea numărului de ore pentru fiecare temă, stabilirea succesiunii temelor, stabilirea succesiunii lecțiilor și a tipurilor de lecții;

g)stabilirea formelor de evaluare utilizabile pe parcursul anului

Proiectarea anuală se finalizează printr-un proiect anual planificarea anuală cu următoarele rubrici, observabile în exemplu de mai jos.

4.Proiectarea semestrială (calendaristică)- presupune repartizarea timpului prevăzut fiecărei unități de învățare pe tipul de activități:predare, recapitulare, activități practice aplicative, exersări ,evaluare:se evită astfel minimalizarea sau ignorarea activității de recapitulare-sistematizare, fără de care nu este posibilă o pregătire temeinică. Rubricația pentru planificarea semestrială este următoarea:

5.Proiectarea unei unități de învățare:

Unitatea de învățare reprezintă o structură didactică, deschisă și flexibilă, care are următoarele caracteristici:

-determină formarea la elevi a unui comportament specific, generat prin integrarea unor obiective de referință;

-este unitară din punct de vedere tematic;

-se desfășoară în mod sistematic și continuu pe o perioadă de timp;

-se finalizează prin evaluare.

O unitate de învățare poate să acopere o oră sau mai multe ore de curs.

Metodologia de proiectare a unei unități de învățare constă într-o succesiune de etape, înlănțuite logic, ce contribuie la detalierea conținuturilor, în vederea formării competențelor specifice/ atingerii obiectivelor de referință.

Etapele proiectării sunt aceleași ,oricare ar fi unitatea de învățare vizată. În proiectarea unei unități de învățare se ține seama de:

-centrarea demersului pe competențe/obiective (nu pe conținuturi);

-implicarea în proiectare a următorilor factori:competențe/obiective (de ce ?), activități (cum?), resurse(cu ce ?) și evaluare (cui ?);

-identificarea resurselor, a tipurilor de activități, a modalităților și a secvențelor de evaluare (precizate în timp).

Deși denumirea și alocarea de timp pentru unitățile de învățare se stabilesc la începutul anului școlar, este bine ca proiectele unităților de învățare să se completeze ritmic pe parcursul anului ,având în avans un interval de timp optim ca acestea să reflecte cât mai bine realitatea.

Conceptul de unitate de învățare are rolul să materializeze conceptul de demers didactic personalizat, flexibilizând proiectarea didactică și definind în acest sens, pentru practica didactică, premise mai bine fundamentate din punct de vedere pedagogic.

În proiectul unității de învățare ,profesorul va alătura fiecărei activități de învățare acele resurse pe care le consideră necesare pentru conceperea strategiei și realizarea demersului didactic. Resursele cuprind manuale, texte auxiliare (culegeri, enciclopedii, hărți), mijloace audio-vizuale,etc.

Rubricația pentru realizarea unei unități de învățare este următoarea:

Corespunzător rubricii referitoare la conținuturi apar inclusiv detalieri de conținut necesare în explicarea anumitor parcursuri. La rubrica obiective de referință/ competențe specifice se trec numerele corespunzătoare acestora din programa școlară vizată.

Activitățile de învățare pot fi cele din programa școlară, completate ,modificate sau înlocuite cu altele pentru atingerea obiectivelor. La alegerea activităților de învățare se va urmări corelarea dintre obiectivele de referință/ competențele specifice și conținuturile prevăzute în programă.

Activitățile de învățare presupun orientarea către un anumit scop, redat prin tema activității, în momentul propunerii lor spre rezolvare elevilor ele vor fi transpuse într-o formă de comunicare inteligibilă nivelului de vârstă. Activităților de învățare li se vor asocia resursele necesare pentru conceperea strategiei și realizarea demersului didactic.

Rubrica <<resurse>> cuprinde specificări de timp, de loc, forme de organizare a clasei, mijloace de învățământ, etc. Resursele sunt de fapt acele elemente care asigură cadrul necesar pentru buna desfășurare a activităților de învățare.

În rubrica evaluare se menționează instrumentele aplicate în clasă, iar unitatea de învățare se încheie cu evaluarea sumativă.

Realizarea unei unități de învățare impune un demers didactic proiectat de fiecare profesor în parte. Se va urmări utilizarea obiectivelor propuse pentru realizarea unui învățământ activ, centrat pe elev, bazat pe abordări interdisciplinare și trans curriculare. Vor fi utilizate metode și tehnologii didactice, care să orienteze elevii spre activități de investigare a fenomenelor și a proceselor desfășurate în organisme, să descopere caracteristicile factorilor de mediu și a viețuitoarelor din diferite medii de viață, să explice variațiile funcțiilor organismelor vii și în raport cu mediul. În completarea rubricației, se urmărește corelarea elementelor celor cinci coloane. Practic, pe baza indicațiilor din planificare (obiective de referință/ competențe specifice și conținuturi) se fac detalierile pe orizontală, ordonând activitățile în succesiunea derulării, raportându-se la câte un obiectiv de referință/ competență specifică și specificând resursele necesare bunei desfășurări a procesului didactic.

Identificarea unei unități de învățare se face prin tema acesteia. Stabilirea temei de către profesor pe baza programei, utilizând surse diverse, este primul pas în identificarea unităților de învățare în care va fi împărțită materia anului școlar, respectiv, în organizarea unui demers didactic personalizat. Temele sunt enunțuri complexe legate de analiza scopurilor învățării, formulări fie originale, fie preluate din lista de conținuturi ale programei, sau din manual, formulări care reflectă din partea profesorului o înțelegere profundă a scopurilor activității sale, talent pedagogic, inspirație , creativitate. În paginile următoare sunt prezentate modele de proiectare anuală, semestrială și proiectarea unei unități de învățare.

Scoala cu clasele I-VIII ,,Șerban Cioculescu,, Găești

An Școlar 2014-2015

Biologie clasa a VIIIa 1 oră/ săpt.

Programa școlară O.M.Nr.4875/22.2008

Profesor:Ciolcă Alina

PLANIFICARE ANUALĂ

Școala cu clasele I-VIII,,Șerban Cioculescu,, Găești

An școlar 2014-2015

Biologie clasa a VIII a-1 oră/săpt

Programa școlară O:M Nr.4875/22.07.2008

Profesor: Ciolcă Alina

PLANIFICAREA CALENDARISTICĂ SEMESTRIALĂ

SEMESTRUL I

BIOLOGIE CLASA A VIII A

Liceul Tehnologic Iordache Golescu”Gaesti

Disciplina: Biologie

Profesor :Ciolca Alina

Clasa ; a IX a

Nr. Ore/saptamana :2

An scolar 2014-2015

PROIECTAREA DIDACTICA A UNITATII DE INVATARE

Diversitatea lumii vii

Nr. ore alocate 9:

Profesor: Ciolcă Alina

6.Proiectarea unei lecții:

Lecția este un act creative prin care profesorul anticipează activitatea desfășurată, act materializat prin proiectul de lecție.

Proiectul de lecție nu are un model unic. El poate fi realizat sub formă de tabele (M:Ionescu,1982, C : Cucoș, 1996) dar și sub forma unei fișe de lucru (R.Tavenier,1992). Indiferent de formă în proiect trebuie să se regăsească:

-obiectivele fixate;

-noțiunile științifice vizate;

-diferitele faze de activitate în ordinea desfășurării lor în lecție;

-metodele și mijloacele necesare;

-formele de organizare a activității (frontal, individual, pe grupe);

-formele de evaluare a achizițiilor/ performanțelor.

Proiectarea lecțiilor include atât întrebările prin care se formulează, cât și situațiile care concretizează răspunsurile. Iată întrebările și răspunsurile:

1.Ce scontez că vor putea face elevii după participarea la procesul de instruire?

Răspuns:Profesorul alege obiectivele de referință din programă, care includ performanțele finale observabile și măsurabile pe care trebuie să le realizeze elevii.

2.Care sunt condițiile concrete în care urmează să se desfășoare activitatea?

Cât timp am la dispoziție?

De ce resurse materiale dispun?

Care resurse aș putea să mi le confecționez singur?

Unde se desfășoară acțiunea?

Când se va desfășura?

Care este nivelul de pregătire al elevilor?

Răspuns:Profesorul își apreciază toate condițiile existente în funcție de care începe desfășurarea lecției.

3.Care sunt resursele de instruire cele mai indicate (în funcție de ceea ce dispun ?).

Răspuns:Profesorul selectează resursele de instruire.

4.Cum trebuie să îmbinăm aceste resurse?

Răspuns:Profesorul elaborează proiectul didactic.

5.Cum se apreciază competența dobăndită de fiecare elev?

Răspuns:Profesorul elaborează instrumentele de evaluare pentru fiecare obiectiv.

Eficiența demersului didactic depinde, în mare măsură, de metodele didactice utilizate. Metodele didactice sunt instrumente importante, aflate la dispoziția profesorului, alegerea și combinarea acestora fiind o modalitate de afirmare a creativității didactice. Din proiectele didactice nu trebuie să lipsească:

Învățarea euristică care se realizează prin mobilizarea proceselor cognitive ale elevilor și se bazează pe experiențele pe care aceștia le dețin .Învățarea euristică conduce spre deosebire de evenimente sau procese biologice, spre cunoașterea caracteristicilor structurale și funcționale ale organismelor.

Învățarea prin descoperire(mini cercetare) care presupune inițierea elevilor în activități de investigație în care elevii sunt puși în situații concrete de formulare de ipoteze, documentare în domeniul respectiv, realizarea unui experiment în diverse forme (scris, oral, grafic). Un astfel de mod de abordare a învățării îi orientează pe elevi spre realizarea de proiecte, individual sau în grup, în care activitatea de investigație este corelată cu activități practice, aplicative.

Experimentul ca metodă de învățare poate fi aplicat cu succes pentru observarea desfășurării unor funcții fundamentale ale organismului ca:fotosinteza, respirația, circulația,etc. Experimentul îi ajută pe elevi să formuleze întrebări și răspunsuri, să-și argumenteze propriile idei care au fost verificate prin experiment, să utilizeze, analizeze raționamente (inductiv, deductiv), etc.

Profesorul este chemat să analizeze și să prelucreze conținutul științific și metodologic al unei lecții și să-l asambleze într-un plan ce constituie proiectul lecției care la rândul său este unicat. Această unicitate a proiectului unei lecții ține de pregătirea de specialitate a profesorului, de pregătirea metodică, de materialul uman cu care se lucrează și de personalitatea sa ,proiectul reflectând, de fapt modul de gândire al profesorului.

Planificarea activității didactice presupune,așadar, o lectură atentă și personalizată a programei școlare în scopul de a analiza obiectivele/ competențele și a inventaria tipurile de activități și resurse necesare. În condițiile noului curriculum, lectura manualului nu mai este în mod obligatoriu liniară. Programa trebuie parcursă în mod necesar de către toți, manualul însă se pliază unei citiri personale și adaptate.

Profesorul poate interveni asupra unor unități de conținut din manual prin adaptare la nivelul intelectual al elevilor, înlocuire, omitere sau adăugare.

Finalul activităților de proiectare este destinat stabilirii tehnicilor de evaluare a rezultatelor învățării, adică a nivelului de realizare a obiectivelor propuse .Cea mai corectă evaluare se face pornind de la obiectivele operaționale și urmărește stabilirea raportului dintre rezultatele obținute și rezultatele așteptate .Acuratețea enunțării obiectivelor operaționale și măsura în care acestea se vor exprima, în achiziții comportamentale concrete și observabile, sunt premisele evaluării activității didactice. De aceea pentru o evaluare eficientă este necesară stabilirea corectă a obiectivelor operaționale, exprimate în sarcini concrete și relativ limitate. De asemenea trebuie asigurată concordanța dintre nivelul taxonomic de formulare a obiectivului operațional, strategia de lucru și proba de evaluare. Nivelurile taxonomice de formulare a obiectivelor operaționale sunt (după N:Oprescu, 1996, conform taxonomiei lui Bloom):

1)al obiectivelor care vizează cunoașterea (să recunoască, să denumească, să reproducă, să descrie, să ordoneze, etc.);

2)al obiectivelor care urmăresc interpretarea conținutului, axată pe transformare:altă formă – aceleași context (să identifice, să selecteze, să compare, să diferențieze);

3)al obiectivelor care urmăresc aplicarea cunoștințelor noi în probleme în urma transpunerilor de tipul:aceeași formă-alt context (să explice, să compare ,să construiască definiții și să creeze probleme);

4)al obiectivelor care vizează transferul:altă formă – alt context (să analizeze, să sintetizeze,să generalizeze).

Pentru creșterea eficienței evaluării trebuie să avem în vedere următoarele aspecte:

-deplasarea accentului de la evaluarea sumativă, care inventariază, selectează și ierarhizează prin notă, către evaluarea formativă, ce are drept scop valorificarea potențialului de care dispun elevii și conduce la perfecționarea continuă a stilului și a metodelor proprii de învățare;

-realizarea unui echilibru dinamic între evaluarea scrisă și evaluarea orală .Aceasta din urmă presupune un volum mare de timp pentru aprecierea tuturor elevilor și blocaje datorate emoției sau timidității, prezintă avantaje deosebite, precum realizarea interacțiunii elev/ profesor, demonstrarea stadiului de formare a unor competențe prin intervenția cu întrebări ajutătoare, demonstrarea comportamentului comunicativ și de inter- relaționare al elevului;

-folosirea cu o mai mare frecvență a metodelor de autoevaluare și de evaluare prin consultare, în grupuri mici, vizând verificarea modului în care elevii își exprimă liber opinii proprii sau acceptă cu toleranță opiniile celorlalți, capacitatea de a-și susține și motiva propunerile, etc

Fiecare activitate de evaluare a rezultatelor școlare trebuie însoțită, în mod sistematic, de o autoevaluare a procesului pe care profesorul l-a desfășurat cu toți elevii și cu fiecare elev. Numai astfel poate fi descris nivelul de formare a competențelor ficărui elev și pot fi stabilite modalități prin care poate fi reglată, de la o etapă la alta, activitatea de învățare-formare a elevilor în mod diferențiat.

Proiect didactic

Unitatea de învățământ:Liceul Tehnologic ‘’ Iordache Golescu “Găești

Profesor: Ciolcă Alina

Aria curriculară: Matematica si stiintele naturii

Disciplina : Biologie

Data:06.05.2015

Clasa a IX a

Titlul lecției:Peștii osoși-Crapul

Resurse de timp:1 oră

Tipul lecției: mixtă

Scopul:însușirea de către elevi a particularităților morfologice și fiziologice ale crapului, în vederea stabilirii importanței peștilor osoși.

COMPETENȚE SPECIFICE :

1. Cunoașterea și înțelegerea proceselor, terminologiei, conceptelor si metodelor specifice.

2. Dezvoltarea capacității de explorare/investigare a mediului/lumii vii prin utilizarea unor mijloace și procedee adecvate pentru rezolvarea situațiilor problemă.

3. Dezvoltarea capacității de comunicare, utilizând corect limbajul specific biologiei.

4. Formarea unor atitudini si deprinderi referitoare la impactul biologiei asupra naturii și societății.

COMPETENȚE DERIVATE:

La sfârșitul lecției elevii trebuie să :

O1-să indice mediul de viață al peștilor;

O2-să recunoască și să denumească pe materialul didactic elementele de alcătuire externă caracteristice peștilor;

O3-să evidențieze alcătuirea internă la pești completând fișa de lucru;

O4-să precizeze adaptările peștilor la mediul de viață;

O5-să evidențieze importanța peștilor;

O6 –să prezinte alte specii de pești osoși înrudiți cu crapul;

Strategia didactică:

a)Forme de organizare:individual, pe grupe, frontal;

b)Metode și procedee:observația, explicația, conversația euristică, demonstrația, învățarea prin descoperire;

c)Mijloace didactice:planșe cu structură externă a crapului, pești, fișe de lucru, fișă de evaluare, manual, atlase zoologice;

d)Resurse:capacitățile de învățare ale elevilor, cunoștințele lor anterioare;

e)Resurse de specialitate consultate:

-programa școlară biologie clasa a IX a

-manualul de biologie:Editura Corint, autori –Gheorghe Mohan,Gabriel Corneanu, Aurel Ardelean.

EVENIMENTELE LECȚIEI

I.Etapa introductivă-timp 5 minute

Captarea atenției și reactualizarea cunoștințelor dobândite anterior.

Prin chestionare orală:

1.Prezența sau absența coloanei vertebrale împarte lumea animală în două categorii. Care sunt acelea?

2.Ce categorie de animale am studiat până în prezent?

3.Care sunt principalele grupe de nevertebrate studiate?

Profesorul prezintă elevilor materialul pregătit pentru lecție (crap formolizat) și cere elevilor să deducă ce animal vom studia.

II. Etapa fundamentală – timp 35 minute

Prezentarea noului conținut, a sarcinilor de învățare și conducerea procesului didactic.

Elevii sunt anunțați că vor trece la un capitol nou de sistematică animală și anume:

<<PRINCIPALELE GRUPE DE ANIMALE VERTEBRATE- PEȘTII OSOȘI>> și vor trece titlul lecției pe caiete.

ANIMALE VERTEBRATE

Peștii osoși- Crapul

Mediul de viață:apele dulci

Forma corpului:alungită și turtit lateral=formă hidrodinamică

Alcătuirea corpului:

Cap-fără solzi

-2 perechi de mustăți cu rol în pipăit

-2 ochi rotunzi fără pleoape

-2 opercule=căpăcele osoase ce acoperă branhiile

Trunchiul-acoperit cu solzi rotunzi

-glandele din piele secretă mucus

-linia laterală-cu ajutorul căreia simte curenții de apă și obstacolele

Coada-puternică

-se termină cu o înotătoare codală formată din 2 lobi

Înotătoarele- în număr de 7-2 perechi:pectoral și abdominale

-3 neperechi:dorsală, anală, codală

Funcțiile corpului:

Locomoția-prin înot-pe orizontală-cu ajutorul înotătoarelor

-pe verticală- cu ajutorul vezicii înotătoare

Hrănirea-omnivor

Respirația-branhială

Circulația-inima bicamerală(un atriu și un ventricul)

-vase de sânge(artere, capilare, vene)

Înmulțirea-sexe separate

– icre pe care femela le depune în apă peste care masculul varsă lapții (fecundație externă)

Adaptările peștilor la mediul acvatic:

-forma corpului;

-așezarea solzilor;

-linia laterală;

-prezența mucusului;

-înotătoarele;

-vezica înotătoare;

-respirația branhială;

-fecundația externă;

Alți pești osoși: știuca, bibanul, carasul, somnul, păstrăv.

Fișa de lucru nr.1

Lucrare de laborator-Disecția la pești

Materiale necesare:

-pești proaspeți, tăvițe de disecție, trusa de disecție

Mod de lucru:

-Observați părțile componente ale corpului peștelui și completați în fișa de lucru cele observate;

-Așezați peștele pe o latură în tăviță;

-Secționați tegumentul abdomenului din zona anală până la opercule;

-Prindeți cu pensa o latură a abdomenului și decupați până la opercule;

-Înlăturați operculul și observați forma și culoarea branhiilor;

-Localizați inima și precizați circulația sângelui;

-Cercetați alcătuirea sistemului digestiv și adaptările acestuia în funcție de natura hranei;

-Observați vezica înotătoare, poziție, alcătuire și precizați rolul acesteia;

-Precizați ce sex are peștele disecat în funcție de organele de reproducere descoperite;

Curățirea locului de muncă:

-Se curăță trusa de disecție și se așează în cutie;

-Se aruncă resturile în găleată și se curăță tava;

-Se șterge masa și se predau trusa și tava.

Fișa de lucru nr. 2

Pești osoși- CRAPUL

Mediul de viață-

Forma corpului-

Alcătuirea externă:

Capul prezintă:-

–

Trunchi-acoperit cu…………………ce produce………………………….

-pe laturile corpului……………………………………………………..

-înotătoare………………..= și……………….=

= =

= =

Coada-

Organizația internă:

Schelerul osos cuprinde:1.Scheletul………………..

2.Scheletul trunchiului-……………………………….

-……………………………….

3.Scheletul……………………………………..

Sistemul nervos-………………..(adăpostit în cutia craniană)

-………………(adăpostit în coloana vertebrală)

Sistemul digestiv-tubul digestiv alcătuit din:…………………,…………………………,……………………

-glande anexe…………….,…………………………….

Sistemul respirator-………………………………………

Sistemul circulator- ………………………..(1 A+1 V)

-vase de sănge…………………….,………………………………….

Sistemul reproducător- …………………….la mascul și………………….la femelă

Fișa de evaluare- Pești osoși

Clasa a IX a

1. Care sunt adaptările peștilor la mediul de viață?

–

–

–

–

–

–

–

2. Explică rolul înotătoarelor perechi și neperechi.

3.Descrie mecanismul respirației la pești.

4.Completează tabelul următor:

PROIECT DE LECȚIE

Unitatea de învățământ: Școala cu clasele I-VIII Șerban Cioculescu

Profesor: Alina Ciolcă

Aria curriculară: Matematica si stiintele naturii

Disciplina : Biologie

Data:29.04.2015

Clasa a VIII a

Unitatea de învățare: Omul perturba echilibrele naturale

Titlul lecției: Supraexploatarea resurselor naturale

Tipul lecției: mixtă ( predare -învățare- evaluare)

Resurse de timp: 1 h

Scopul lecției:Să conștientizeze principalele căi de deteriorarea a mediului, fiind capabili la sfârșitul activității să realizeze acțiuni pe protecție și conservare a mediului;

COMPETENȚE SPECIFICE :

1. Cunoașterea și înțelegerea proceselor, terminologiei, conceptelor si metodelor specifice.

2. Dezvoltarea capacității de explorare/investigare a mediului/lumii vii prin utilizarea unor mijloace și procedee adecvate pentru rezolvarea situațiilor problemă.

3. Dezvoltarea capacității de comunicare, utilizând corect limbajul specific biologiei.

4. Formarea unor atitudini si deprinderi referitoare la impactul biologiei asupra naturii și societății.

COMPETENȚE DERIVATE:

La sfârșitul activității, elevii trebuie să fie capabili să realizeze următoarele:

C1:.-definesc termenii specifici – poluare, supraexploatare,defrișare,suprapăsunat;

C2 : – identifică principalele căi de deteriorare a mediului inconjurator;

C3: – evaluează metode de protecție și conservare a mediului în plan local ;

C4 :.- alege cele mai eficiente căi de protecție a mediului.

STRATEGII DIDACTICE :

METODE ȘI PROCEDEE :

problematizarea , conversația euristică , explicația , demonstrația , algoritmizarea,turul galeriei,observarea etc.

MIJLOACE DE ÎNVAȚĂMÂNT :

– planșe, manuale, calculator, videoproiector,fișe de lucru,coli carton,markere,imagini si materiale scrise,lipici.

TIPUL DE ORGANIZARE A ACTIVITĂȚII :

– activitate pe grupe;

BIBLIOGRAFIE :

Mihail A., Mohan Gh.,: Manual de biologie clasa a VIII-a; Edit. ALL Education Bucuresti – 2000.

Macovei F., Dobran F. și Marcu-Lapadat M.: „Ghidul profesorului”, Ed.Teora, 1999.

I.Iordache – Metodica predarii – invatarii biologiei , Iasi -2001

S.N.E.E. – Ghid de evaluare si examinare a biologiei , Bucuresti – 2001

DESFĂȘURAREA LECȚIEI

Grupa I

………………………………………………………………………

FIȘĂ DE ACTIVITATE

DEFRIȘAREA PĂDURILOR(TĂIEREA MASIVĂ A PĂDURILOR)

Civilizația actuală folosește aproape toate resursele naturale pentru a le transforma în bunuri care servesc la creșterea gradului de confort al oamenilor.

Omul trebuie să țină seama de epuizarea acestor resurse și să le utilizeze chibzuit.

Folosirea abuzivă a acestor resurse se manifestă, prin:

defrișarea pădurilor;

supra pășunatul;

supraexploatarea resurselor oceanice;

Conform unor date, în anul 1975 producția mondială de lemn a fost de 2,4 milioane m3.

Se aprecia că în anul 2000 consumul de lemn se va dubla, iar până la sfârșitul secolului al XXI-lea pădurea tropicală virgină riscă să dispară.

Pădurile sunt principalele ecosisteme în măsură să ocrotească diversitatea populațiilor vegetale și animale, precum și să împiedice eroziunea solului,să asigure necesarul de oxigen pentru respirație,să consume surplusul de dioxid de carbon din atmosferă prin fotosinteză,formează perdele la marginea orașelor ce protejează fonic (de sunete)

Activitatea de exploatare și industrializare a lemnului trebuie corelată permanent cu acțiunea de împădurire și cu potențialul productiv al fondului forestier.

Prin împăduriri se pot reduce mult suprafețele deșertice.

O altă cale importantă ca resursele naturale să nu fie risipite este reciclarea și găsirea unor surse similare de diverși înlocuitori.

Sarcini de lucru:

1.definiți termenul de defrișare ,stabilind modul de realizarea a defrișărilor

pădurilor si efectele sale:

2.cauzele:

3.măsuri:

Observații :

Grupa II

………………………………………………………………………

FIȘĂ DE ACTIVITATE

SUPRAPĂȘUNATUL

Civilizația actuală folosește aproape toate resursele naturale pentru a le transforma în bunuri care servesc la creșterea gradului de confort al oamenilor.

Omul trebuie să țină seama de epuizarea acestor resurse și să le utilizeze chibzuit.

Folosirea abuzivă a acestor resurse se manifestă, prin:

defrișarea pădurilor;

supra pășunatul;

supraexploatarea resurselor oceanice;

supraexploatarea resurselor terestre;

Creșterea animalelor este o ramură a agriculturii foarte importantă pentru omenire însă, prin pășunat, se produc grave degradări ale vegetației și ale solului.

În prezent există o preocupare generală de salvare a vegetației distruse din cauza pășunatului excesiv, mai ales în nordul Africii, prin plantarea de perdele forestiere care să fixeze solul și să oprească procesul de degradare.

Supraexploatarea reprezintă valorificarea irațională a resurselor naturale de către om.

Defrișările intensive, supra pășunatul, vânatul și pescuitul exagerat contribuie,la instabilitatea ecosistemului, cu efecte negative asupra omului.

Sarcini de lucru :

1.cauze :

2.efecte :

3.măsuri :

Observații :

Grupa III …………………………………………

FIȘĂ DE ACTIVITATE

SUPRAEXPLOATREA FAUNEI TERESTRE

Civilizația actuală folosește aproape toate resursele naturale pentru a le transforma în bunuri care servesc la creșterea gradului de confort al oamenilor.

Omul trebuie să țină seama de epuizarea acestor resurse și să le utilizeze chibzuit.

Folosirea abuzivă a acestor resurse se manifestă, prin:

defrișarea pădurilor;

supra pășunatul;

supraexploatarea resurselor oceanice;

supraexploatarea resurselor terestre;

Supraexploatarea faunei terestre.

Omul acționează asupra componentelor faunei terestre în mod direct prin vânătoare, și indirect, prin defrișarea pădurilor, supra pășunat etc.

În ultimele secole, ca urmare a acțiunilor umane, au dispărut numeroase specii de animale (bourul, zimbrul, tarpanul) și s-a redus mult numărul altor specii care sunt pe cale de dispariție (capra neagră, dropia, vulturul pleșuv).

Bourul (Bos primigenius) a fost un mamifer ierbivor răspândit in Africa, Europa si Asia in timpul Cuaternarului (Pleistocen) ultimele 2 milioane de ani.

Ultimul exemplar de bour din Europa a fost ucis in anul 1627, la o vânătoare desfășurată in Polonia.
    Bourul fost domesticit acum cca. 6.000 ani – el este considerat strămoșul bovinelor domestice actuale.

Dintre animale, cel mai mult au avut de suferit păsările și mamiferele.

În prezent, în majoritatea țărilor se iau măsuri în vederea interzicerii vânătorii intensive și a braconajului.

Pentru protejarea unor specii s-au creat deja parcuri și rezervații naturale.

Sarcini de lucru :

1.Cauze :

2.Efecte :

3.Masuri :

Observatii  :

Grupa IV…………………………………………………………………………

FIȘĂ DE ACTIVITATE

Supraexploatarea resurselor oceanice.

Civilizația actuală folosește aproape toate resursele naturale pentru a le transforma în bunuri care servesc la creșterea gradului de confort al oamenilor.

Omul trebuie să țină seama de epuizarea acestor resurse și să le utilizeze chibzuit.

Folosirea abuzivă a acestor resurse se manifestă, prin:

defrișarea pădurilor;

supra pășunatul;

supraexploatarea resurselor oceanice;

supraexploatarea resurselor terestre;

Supraexploatarea resurselor oceanice.

Cu toată bogăția faunei pe care le dețin mările și oceanele, se constată că rezervele lor sunt exploatate în mod intensiv, mai ales în apropierea țărmurilor puternic populate de om.

Datorită pescuitului excesiv, în prezent s-a diminuat mult cantitatea de pește în numeroase locuri de pe Glob.

De asemenea, se constată și o regresie a taliei peștilor capturați, ceea ce reflectă scăderea numerică a indivizilor în vârstă datorită intensificării pescuitului

O situație similară se înregistrează și la alte grupe de animale marine: broaște țestoase de mare, languste, stridii, foci, balene etc.

Pentru păstrarea echilibrului biocenotic al hidrosferei se impune o cunoaștere precisă a ecologiei populațiilor de interes piscicol în vederea evaluării mai exacte a acestora, de asemenea, creșterea în bazine amenajate a unor specii marine de interes economic este un alt mijloc de a păstra echilibrul ecosistemelor marine.

O altă cale importantă ca resursele naturale să nu fie risipite este reciclarea și găsirea unor surse similare de diverși înlocuitori.

Astfel, în multe țări se înregistrează reducerea consumului de combustibili naturali (lemn, cărbuni, petrol) prin noi surse de energie provenite din biodegradarea deșeurilor, forța vânturilor, a valurilor etc.

Sarcini de lucru:

1.cauze:

2.efecte:

3.măsuri:

Observații suplimentare:

Plan de lecție

Unitatea de invațâmant:Școala cu clasele I-VIII ,,Șerban Cioculescu,, Găești

Profesor: Ciolcă Alina

Aria curriculara: Matematica si științele naturii

Disciplina: Biologie

Data: 25.02.2014

Clasa: a VIII-a

Unitatea de învățare : Echilibre și dezechilibre în ecosisteme

Titlul lecției: Poluarea așezărilor umane

Resurse de timp: 50 minute

Tipul lecției: comunicare și însușiire de noi cunoștințe

Scopul lecției: Să conștientizeze principalele căi de deteriorarea a mediului, fiind capabili la sfârșitul activității să realizeze acțiuni de protecție și conservare a mediului.

Competențe specifice :

2.1 Utilizarea de mijloace și metode adecvate explorǎrii/investigǎrii ecosistemelor

4.1 Formarea deprinderilor de documentare și de comunicare

5.2 Demonstrarea înțelegerii consecințelor propriului comportament în raport cu mediul

Competențe derivate:

La sfârșitul activității, elevii trebuie să fie capabili să realizeze următoarele:

C1 :.- definirea termenilor specifici – poluare, poluant;

C2 : – identificarea/evidențierea principalelor cai de deteriorare a mediului;

C3: – precizarea masurile de prevenire ale poluării ;

C4:- formarea unei atitudini pozitive de protectie a mediului.

Resurse procedurale:conversatia euristica,explicatia,observatia,problematizarea,

turul galeriei

Resurse materiale: manual, tabla,calculator,videoproiector,fise de activitate

Tipul de organizare a activității:frontal,individual,pe grupe.

Bibliografie

-Aurora Mihail,Gheorghe Mohan, Biologie. Manual pentru clasa aVIII-a, editura ALL, 2005

-Prof. Dr. Viorel Lazar, Prof. Mariana Nicolae: „Lectia- forma de baza a organizarii procesului de predare invatare la disciplina Biologie”, Ed. ARVES, 2007.

-Viorel Lazar,Daniela Caprarin:”Metode didactice utilizate in predarea biologiei”,Ed.Arves,2008

– Programa de biologie pentru gimnaziu, clasa a VIII-a, aprobată cu ordinul MedCT

– Botnariuc, N., Ecologie, editura didactica si pedagogica, Bucuresti, 1982.

– http://www.youtube.com/watch?v=-rIp_0u1h8U

DESFASURAREA LECȚIEI

Grupa …………………………………………………………………

FIȘA DE ACTIVITATE

"Proiectarea Unui Oraș Ecologic"

1. Numele orașului:
2. Populația:
3. Enumerați legile orașului care-i ajută pe cetățeni să fie responsabili “din punct de vedere ecologic”.
4. Descriți sursa de energie pe care cetățenii o folosesc pentru căldură:
5. Desenați această sursă.
6. Descrieți metoda pe care cetățenii o folosesc pentru depozitarea de gunoaie.
7. Desenați cum vede o pasăre acest “oraș ecologic”. Folosiți în colț o legendă pentru a defini: fabrici case, etc.
8. Descrieți vizitele la centrala de purificare a apei și la locurile de depozitare a deșeurilor, precum și vizite la birouri pentru a discuta planul orașului.
9. Dezvoltarea unui plan de acțiune care poate avea un efect ecologic pozitiv asupra orașului.

Schita tablei

Poluarea așezărilor umane

Poluarea

constă în impurificarea mediului cu diferite substanțe (poluanți) datorită activității umane.

acționează la nivel de:atmosferă, apă și sol

Poluantii

– orice substanta solida, lichida sau gazoasa care introdusa in mediu produce dezechilibre

substante chimice (pesticide, insecticide,metale grele, titei etc)

Poluantii pot fi: factori fizici (caldura, zgomote, radiatii etc)

factori biologici (germeni patogeni)

Cauze si surse ale poluarii

Poluarea atmosferei:

Gazoși: – CO2, C0

– Poluanți – compuși ai N2

– gazele de eșapament

Solizi: – praful de cărbune, ciment, vapori de apă, particule radioactive și microorganisme

ploi acide

formarea smogului

Poluarea apei

apelor reziduale industriale

apelor menajere

diferitelor substanțe folosite în agricultură

dezvoltarea fitoplanctonului

Poluarea solului:

exploatarea nerațională- prin monoculturi

folosirea incorectă a îngrășămintelor chimice, a pesticidelor și erbicidelor

lipsa unor lucrări de combatere a eroziunii solului

tăierea nejudicioasă a pădurilor

aruncarea de reziduuri industriale, deșeuri.

II.1.4 Relația dintre lecție și unitatea de învățare

Față de proiectarea tradițională centrată pe lecție (ora de curs) proiectarea unității de învățare, are următoarele calități și avantaje:

-crează un mediu de învățare coerent în care așteptările elevilor devin clare pe termen mediu și lung;

-implică elevii în << proiecte de învățăre personale>> pe termen mediu și lung;

-permit rezolvarea de probleme complexe, luarea de decizii complexe-cu accent pe explorare și reflecție;

-dă perspectivă lecțiilor, conferind acestora o structură specifică, în funcție de secvența unității de învățare în care se află.

Proiectul de lecție conceput ca document separat este recunoscut ca o formalitate consumatoare de timp și energie .Proiectul unei unități de învățare conține suficiente elemente pentru a oferi o imagine asupra fiecărei ore.Ca urmare, în tabelul care sintetizează proiectarea unității de învățare se pot delimita prin linii orizontale (punctate) spațiile corespunzătoare unei ore de curs. Astfel pentru fiecare lecție, proiectul unității de învățare oferă date referitoare la elementele de conținut și obiectivele de referință vizate la care se raportează anumite activități de învățare, totodată sunt indicate resurse materiale, forme de organizare a clasei, etc, pentru fiecare activitate precum și instrumente de evaluare necesare la nivelul lecției (orei), în consecință, dacă proiectul unității de învățare este bine construit, nu mai este necesară detalierea la nivelul proiectului de lecție.

Lecția este înțeleasă ca o componentă operațională(Cum?) pe termen scurt a unității de învățare. Dacă unitatea de învățare oferă înțelegerea procesului din perspectivă strategică, lecția oferă înțelegere procesului din perspectiva operativă, tactică. Proiectul unității de învățare trebuie să ofere o derivare simplă a lecțiilor componente. Ca urmare, trecerea de la unitatea de învățare – o entitate supraordonată-la o lecție componentă trebuie să permită o ,,replicare,, în același timp funcțională(De ce?) ,structurală (Cu ce?) și operațională(Cum?) a unității de învățare ,la o scară temporală mai mică și într-un mod subordonat. Acest mod de tratare orientată către scopuri precise caracterizează organizarea atât a unității de învățare, cât și a lecției.

CAPITOLUL III

EVALUAREA RANDAMENTULUI ȘCOLAR LA BIOLOGIE

Evaluarea reprezintă demersul întreprins pentru cunoașterea cât mai exactă a stării fenomenului evaluat în scopul adoptării măsurilor de ameliorare necesare. Evaluarea randamentului școlar, la biologie, include nu numai evaluarea rezultatelor obținute de elevi, sub toate laturile personalității, ci și evaluarea întregului proces instructiv educativ care a determinat aceste rezultate(S.N.E.E-Ghidul de evaluare și examinare la biologie, 2011).

III.1.Funcțiile evaluării

Funcțiile generale ale evaluării sunt:

1.Funcția de constatare se exprimă prin inventarierea achizițiilor pe care le posedă elevul în domeniul evaluării, în descrierea concretă a rezultatelor obținute și aprecierea (măsurarea) acestora, în emiterea unor judecăți de valoare.

2.Funcția de diagnosticare se realizează o dată cu aprecierea rezultatelor constatate. Dacă funcția de constatare se realizează în intenția de a depista zonele reușite și critice ale sistemului ,funcția de diagnosticare are caracter explicativ. Se stabilește ,astfel, dacă activitatea s-a desfășurat sau nu în condiții optime și se pot lua măsuri de ameliorare a stării sistemului. Este nevoie uneori de o diagnoză etiologică pentru identificarea cauzelor.

3.Funcția de prognosticare presupune elaborarea unor predicții privind desfășurarea în viitor a activității instructive-educative, în scopul ameliorării.

Funcțiile specifice ale evaluării:

1.Funcția de informare se realizează prin înștiințarea elevilor cu privire la rezultatele evaluării .Aceste rezultate se comunică și părinților, profesorului, societății, în general.

2Funcția de reglare și autoreglare se aplică atât elevilor cât și profesorilor urmărind îmbunătățirea activității de predare și învățare.

3.Funcția motivațională se evidențiază în cazul examenelor și concursurilor și se referă la faptul că evaluarea stimulează activitatea de învățare a elevilor.

4 .Funcția de control presupune o verificare a calității predării și învățării . Controlul poate fi intern sau extern.

5.Funcția de selecție permite clasificare și ierarhizarea elevilor după performanțele obținute la finalul unui ciclu sau forme de școlarizare.

III:2. Formele de evaluare sunt:

1.Evaluarea inițială(predictivă)- permite descoperirea punctelor tari și a punctelor slabe ale elevilor, fie înaintea unei unități de studiu, fie în timpul desfășurării acesteia.

2.Evaluarea continuă(formativă) este acea evaluare care îi permite elevului să-și îndrepte erorile și lacunele imediat după apariția lor, înainte de acumularea acestora .Ea se bazează pe retroacțiune (feed-back).

3.Evaluarea finală (sumativă) clasează și atestă progresele fiecărui elev. Ea stabilește gradul în care au fost atinse obiectivele generale.

III.3. Metode și tehnici de evaluare

III.3.1. Metode tradiționale

Probele orale constau în realizarea unei conversații(de tip catehitic) prin care profesorul urmărește identificarea cantității și calității instrucției. Conversația poate fi individuală, frontală sau combinată și poate îmbrăca diferite forme:

-conversația de tip întrebare-răspuns,

-interviul este o invitație la o discuție, se cedează și elevului din inițiativă,

-chestionarea pe bază de imagini.

Avantaje ale probei orale:

– realizează o comunicare directă între profesor și elevi, iar feed-back-ul este rapid;

-favorizează dezvoltarea capacității de exprimare a elevilor;

-permite orientarea dicuției de către profesor către ceea ce consideră că este mai important;(Stoica, 2011)

-permite corectarea rapidă a greșelilor pe care le fac elevii și clarificarea noțiunilor.

Dezavantaje ale probei orale:

-apreciere răspunsului este mai puțin fidelă putând fi influențată de factori cum sunt:starea de moment a profesorului, gradul diferit de dificultate a întrebărilor adresate elevilor;

-calitatea răspunsului este puternic influențată de trăsăturile psihice ale elevului,sunt defavorizați elevii timizi aceștia obținând de regulă note mai bune la probele scrise.

Probele scrise

Avantaje:

-permit verificarea unor competențe variate;

-aprecierea este mai exactă, mai fidelă, răspunsul se conservă;

-permite realizarea unei comparații între elevi.

Dezavantaje:

-feed-back-ul nu poate fi realizat rapid, eventualele greșeli neputând fi corectate pe loc de către profesor.

Este foarte importantă elaborarea probei. În elaborarea probei se au în vedere următoarele:

a)stabilirea scopului probei(verificarea noțiunilor la sfârșitul unui capitol, gradul de stăpânire a cunoștințelor necesare în orele următoare).

b)Stabilirea ariei de conținut care se verifică în concordanță cu scopul probei (capitol, elemente din capitol).

c)Stabilirea conținuturilor esențiale care se trec într-o matrice (tabel de specificație).

d)Obiectivele pedagogice ale conținuturilor esențiale (la ce nivel trebuie învățate conținuturile –cele șase trepte de cunoaștere după Bloom:cunoaștere, înțelegere,aplicare,analiză,evaluare,sinteză).

e)Formularea solicitărilor- fiecărui conținut trebuie să-I corespundă cel puțin o solicitate în concordanță cu obiectivul.

f)Stabilirea grilei de corectare- în unele cazuri nu este nevoie ,dar în cazul altor itemi este necesară(de exemplu în cazul unui eseu).

g)Baremul de notare cuprinde punctajul atribuit fiecărui răspuns, în funcție de importanța lui în economia lucrării. Se recomandă ca aceasta să fie în concordanță cu sistemul de notare (I.Radu) -numărul de puncte să fie echivalent cu nota.

Probele practice-solicită aplicarea cunoștințelor în rezolvarea unor probleme teoretice sau practice

Exemplu:

Efectuarea disecției la pești și descrierea organizației interne și externe – prin care se verifică formarea priceperilor și deprinderilor de folosire a instrumentelor de laborator.

-prezintă dezavantajul că necesită mult timp, profesorul neputând urmări toți elevii pe toată durata efectuării disecției.

III.3.2.Metode alternative de evaluare –iau în considerare performanțele obținute de elevi și în afara verificărilor curente și finale prin examen.( Petruța G.P., 2010)

Observarea sistematică a activității și comportamentului elevilor ne permit să apreciem ceea ce știu elevii dar și motivația pentru învățare. Pot fi sesizate:modul în care elevii participă la activități, gradul de îndeplinire al îndatoririlor școlare, modul de exprimare .Aceste informații pot fi înregistrate folosind:fișa de evaluare, scara de clasificare,lista de control sau verificare(utilizată de obicei la biologie după o activitate de investigație, experimentare). Ele pot fi folosite în evaluarea procesului ,cât și a produselor realizate surprinzând aspecte comportamentale din domeniile cognitiv, afectiv,psihomotor.

Investigația/ Experimentul oferă elevului posibilitatea de a aplica în mod creativ cunoștințele dobândite, în situații noi și variate pe parcursul uneia sau mai multor ore de curs. Investigația este utilă mai ales atunci când se dorește ca elevul să descopere și să exprime fenomene din mediul înconjurător. Activitatea didactică de evaluare în acest mod poate fi organizată individual sau pe grupuri de lucru ,iar aprecierea modului de realizare a investigației este de tip holistic.

Proiectul-reprezintă o activitate mai amplă decât investigația.

Proiectul se inițiază în clasă prin definiția și înțelegerea sarcinii – eventual și prin începerea rezolvării acestuia, se continuă acasă pe parcursul câtorva zile sau săptămâni timp în care elevul se consult permanent cu profesorul – și se încheie tot în clasă, prin prezentarea în fața colegilor a unui raport asupra rezultatelor obținute și a produsului realizat.

Proiectul are mai multe etape și poate fi realizat individual sau în grup.

Etapele realizării unui proiect sunt:

1.Alegerea temei;

2.Planificarea activității:

-stabilirea obiectivelor proiectului;

-formarea grupelor și stabilirea sarcinilor de lucru;

-identificarea surselor de informare;

3.Cercetarea propriu-zisă;

4.Realizarea obiectivelor propuse;

5.Prezentarea rezultatelor;

6.Evaluarea elevilor se face pentru modul de lucru, de prezentare și/sau pentru produsul realizat.

Metoda proiectului presupune activitatea pe grupe – mărimea ideală 4-5 participanți. Fiecare membru din grup are o sarcină precisă .Activitatea profesorului vizează:organizarea activității, consilierea, încurajarea participării elevilor, neimplicarea (lasă grupul să lucreze independent în cea mai mare parte a timpului).

Portofoliul-este o modalitate sau un mijloc de evaluare pe o perioadă mai lungă care reflectă progresul elevului pe mai multe planuri. În această modalitate de evaluare trebuie să ținem seama:de vârsta ,nevoile și abilitățile elevului,specificul disciplinei, performanțele atinse prin învățare.

Referatul

În practică sunt utilizate două tipuri de referate:

1.Referate bazate pe informare- documentare bibliografică acestea pot fi utilizate în cercuri, sesiuni, teme de sinteză.

2.Referate bazate pe descrierea unor activități desfășurate în clasă și pe analiza datelor obținute în urma acestei activități.

Avantaje;

-este un instrument de evaluare cu un pronunțat caracter formativ și creativ,

-permite abordarea unor domenii noi ce reprezintă extinderi ale conținutului trunchiului comun,

-relevă motivația intrinsecă de învățare și gradul de implicare a unor elevi,

-permite conexiuni intra, inter, trans curriculare, având caracter integrator.

Aplicație:

Realizați un referat cu tema: “Poluarea mediului înconjurător” utilizând următoarea bibliografie:

Gavrilă L., Ardelean A., Dăbală I., Soran V., 1994. Evoluționism, Editura Mirton,
Arad.

Mohan Gh., Ardelean A. (coord.), 1997. Sinteze biologice, Editura All, București.

Autoevaluarea

Permite aprecierea propriilor performanțe în raport cu obiectivele operaționale în procesul autoevaluării; cu acest prilej, elevul va înțelege mai bine obiectivele și conținutul sarcinii pe care o are de rezolvat, modul în care efortul său în rezolvarea sarcinii este valorificat. Autoevaluarea poate să meargă de la autoaprecierea verbală și până la autonotarea mai mult sau mai puțin supravegheată de profesor.

Implicarea elevilor în aprecierea propriilor rezultate are efecte benefice pe mai multe planuri (Radu, 1998):

profesorul dobândește confirmarea aprecierilor sale în opinia elevilor, referitoare la rezultatele constatate;

elevul exercită rolul de subiect al acțiunii pedagogice, de participant la propria formare;

îi ajută pe elevi să aprecieze rezultatele obținute și să înțeleagă eforturile necesare pentru atingerea obiectivelor stabilite;

cultivă motivația lăuntrică față de învățătură și atitudinea pozitivă, responsabilă față de propria activitate;

Testul docimologic –este o probă standardizată care asigură o obiectivitate mai ridicată în procesul de evaluare, deoarece permit standardizarea condițiilor de examinare și a modalităților de notare.

Testele docimologice au următoarele caracteristici:

-conțin probe și itemi care permit determinarea gradului de însușire a cunoștințelor sau a nivelului de dezvoltarea a unor capacități;

– nu se aplică în condiții de laborator;

-permit măsurarea nivelului de pregătire al fiecărui elev precum și al întregii clase;

Avantaje:

-permit verificarea întregii clase într-un timp foarte scurt, lucru esențial la biologie mai ales la clasele cu o singură oră pe săptămână.

-determină formarea unor deprinderi de învățare ritmică.

Dezavantaje:

-favorizează o învățare care apelează la detalii, la secvențe informaționale isolate;

-nu stimulează formarea unor capacități de prelucrare a acestora, de sinteză sau de creație.

Test de evaluare-Poluarea apelor cu metale grele

Subiectul I 30 puncte

A 4 puncte

Completați spațiile libere din afirmația următoare ,astfel încât aceasta să fie corectă .

Poluanții pot fi:substanțe chimice,…………..și……………………………………

B 6 puncte

Dați două exemple de tipuri de poluare ce acționează asupra organismelor poikiloterme și scrieți căte o caracteristică a acestora.

C 10 puncte

Alegeți litera corespunzătoare răspunsului corect. Este corectă o singură variantă de răspuns.

1. Nichelul este implicat în:

a)producerea tumorilor respiratorii;

b)este ușor solubil;

c)se găsește sub formă greenokită;

d)este benefic organismului animal.

2.Galena are următorul simbol:

a)PbSO4;

b)PbS;

c)PbCO3;

d)PbCrO4.

3.Acetatul de Pb se notează:

a)Pb(2H3O2)2*8H2O;

b)Pb(NO3);

c)PbO;

d)PbO2.

4.Poluarea antropică apare:

a)natural;

b)în urma intervenției omului;

c)în urma ploilor abundente;

d)în urma materiilor organice ce se descompun treptat.

5.Efectuarea testului acut durează:

a)30 zile;

b)1 zi;

c)96 ore;

d)35 zile.

D 10 puncte

Citiți cu atenție afirmațiile următoare .Dacă apreciați că afirmația este adevărată, scrieți în dreptul cifrei corespunzătoare afirmației , litera A .Dacă apreciați că afirmația este falsă, scrieți ,în dreptul cifrei corespunzătoare afirmației, litera F și modificați parțial afirmația pentru ca aceasta să devină adevărată.

1) Poluarea naturală este produsă de om.

2)Poluarea antropică apare datorită intervenției omului.

3)Concentrația de Zn din apele natural este constant.

SUBIECTUL II 30 puncte

1) Metalele grele sunt constituenți naturali ai mediului marin. 15 puncte

a)Precizați două tipuri de metale grele ce acționează asupra organismelor din mediul marin.

b)Denumiți două faze din tabloul simptomatologic.

c)Definiți termenii:timpul de începere și timpul de manifestare.

2) Poluarea antropică este produsă de către om. 15 puncte

a)Caracterizați poluările punctiforme.

b)Clasificați poluările după durata lor.

c)Dați două exemple de poluare difuză.

SUBIECTUL III 30 puncte

Alcătuiți un eseu cu tema,,Poluarea apelor cu metale grele,, după următorul plan:

-Principalele tipuri de poluare;

-Toxicitatea și substanțele toxice;

-Efectele metalelor grele.

POLUAREA APELOR CU METALE GRELE- BAREM

SUBIECTUL I 30 puncte

A

Poluanții pot fi:substanțe chimice, factori fizici și factori biologici.

2×2=4 puncte

B

-poluare naturală-se face fără intervenția omului.

-poluare antropică-se face cu intervenția omului.

2×3=6 puncte

C

1a,2b;3a;4b;5c 2×5=10 puncte

D

1F; 2A; 3 F 2×3=6 puncte

1 F Poluarea naturală apare fără intervenția omului. 2×2=4 puncte

3 F Concentrația de Zn din apele natural este foarte variabilă.

SUBIECTUL II 30 puncte

1. 15 puncte

a)Plumbul și zincul sunt două metale grele care acționează asupra organismelor din mediul marin. 5 puncte

b)Două dintre fazele din tabloul simptomatologic sunt :-faza de neliniște 2,5 puncte

-tulburări ale echilibrului. 2,5 punct

c)Timpul de începere este timpul de imersie necesar pentru declanșarea procesului de toxicitate. 2,5 puncte

Timpul de manifestare este timpul de imersie până la pierderea totală a echilibrului.

2,5 puncte

2. 15 puncte

a)Poluările punctiforme se referă uzual la evacuările de poluanți în mediul acvatic prin surse individuale, identificabile din punct de vedere al punctelor de evacuare .Ele pot include evacuări industrial, orășenești, menajere, scurgeri din rezervoare de stocare sau arii de depozitare a deșeurilor prevăzute cu colectoare de scurgeri lichide. 5 puncte

b)După durata lor poluările pot fi:-permenente;

-periodice. 5 puncte

c)Un exemplu de poluare difuză este cea determinată de răspândirea pesticidelor sau a îngrășămintelor agricole, substanțe care ajung în râuri, lacuri și ape freatice prin ,,spălarea ,, solurilor de apele de ploaie sau irigații și care ajung în ecosistemele acvatice sau care ajung aici prin infiltrare.

5 puncte

SUBIECTUL III

30 puncte

Poluarea apelor cu metale grele

Principalele tipuri de poluare sunt:

-poluarea naturală; 2×5=10 puncte

-poluarea antropică.

Poluarea naturală poate să apară datorită unor modificări privind condițiile fizice, chimice sau biologice .Când aceste modificări depășesc o anumită intensitate și se mențin un timp îndelungat, duc la fenomenul de impurificare.

Poluarea antropică este de mai multe tipuri:

fizice;

chimice;

biologice.

După modul de manifestare se disting poluări punctiforme și poluări difuze.

Toxicitatea și substanțele toxice. 2×5=10 puncte

Toxicitatea poate fi definită ca ,,proprietatea unei substanțe de a produce o alterare într-un mediu biologic,, Fogleman ,1963.

Prin substanțe toxice se înțeleg ,, substanțe exogene sau endogene care acționează pe cale chimică, în cantități mici,producând tulburări ale funcțiilor vitale,,.

Efectele metalelor grele. 10 puncte

Metalele grele sunt constituenți naturali ai mediului marin și intră în componența lui prin surse antropologice. Doar poluarea cu plumb poate fi considerată universal, având în vedere că pentru celelalte metale contaminarea este mult mai restrânsă în anumite zone ca estuare, golfuri sau fiorduri care primesc direct impactul metalelor grele prin cascade, râuri, atmosferă, depozitare de reziduuri etc.

CONCLUZII

Reforma curriculară a adus multe transformări în sistemul de învățământ românesc. Profesorul este elementul cheie în reușita reformei. El este cel care trebuie să se informeze, să-și proiecteze activitatea, să-și dozeze efortul și să-și adapteze demersul didactic la particularitățile de vârstă și intelectuale ale elevilor astfel încât învățarea să fie centrată pe elev.

În acest context cunoștințele de biologie sunt absolute necesare, biologia fiind o știință care dezvoltă logica și flexibilitatea în gândire și stimulează capacitatea elevilor de a respecta și proteja natura.

Programele de biologie descriu oferta educațională a disciplinei pentru un parcurs școlar determinat. Aplicarea acestor programe are în vedere posibilitatea construirii unor parcursuri individuale de învățare, printr-o ofertă adaptată specificului școlii și interesului comunității.

Aplicarea programei impune ,după stabilirea planificării calendaristice, proiectarea unităților de învățare identificate. Proiectarea unei unități de învățare trebuie să parcurgă etapele caracteristice oricărui demers de învățare. În concordanță cu tematica acestei lucrări, am realizat proiectarea unității de învățare -DIVERSITATEA LUMII VII și de asemenea proiectele lecțiilor,, Peștii osoși – Crapul,,;Supraexploatarea resurselor naturale,, și ,, Poluarea așezărilor umane,,. Pentru a înțelege importanța proiecției naturii elevii trebuie să cunoască mai întâi caracteristicile organismelor, cerințele acestora legate de mediu, rolul lor în rețeaua trofică. Nu putem să studiem efectele deteriorării mediului asupra peștilor dacă nu știm nimic despre ei .De aceea consider că parcurgerea unității de învățare, respective a lecțiilor proiectate asigură, la elevi acumularea de cunoștințe și formarea unor capacități și comportamente ecologice adecvate .Desigur că lecțiile prezentate trebuie private ca fiind încadrate într-un tot unitar, reprezentat de întregul parcurs al biologiei în gimnaziu și liceu.

Cunoștințele și comportamentul ecologic se dezvoltă la elevi, nu numai în orele de biologie, ci și în cele de geografie și consiliere, dar și prin activități de tipul excursiilor de studiu, expedițiilor, prezentări de referate ,portofolii, proiecte. Aceste achiziții vor fi apreciate și consolidate prin forme adecvate de evaluare, unele din funcțiile evaluării fiind și reglarea învățării și funcția motivațională.

Scopul acestor forme de activități este acele de a-i obișnui pe elevi să observe natura ,să cunoască aspecte din viața organismelor, să învețe să conserve și să ocrotească mediul înconjurător, conștientizând faptul că ,,Omul poate stăpâni natura cât timp ține seama de legile ei!.

CAPITOLUL IV

MODALITĂȚI DE REALIZARE A EDUCAȚIEI ECOLOGICE PRIN ACTIVITĂȚI CU ELEVII

IV.1. Educația ecologică , eco -civică, ambientală.

Sunt lucruri care nu trebuie făcute ,dar totuși se fac:se spală mașinile și utilajele agricole în râuri și lacuri, se folosesc nerațional substanțele chimice în agricultură (fără a respecta indicațiile de administrare), se pescuiește excesiv, se taie pădurile.. și lista ar putea continua. Sunt activități care se pot observa sau nu. Ceea ce este însă evident se observă foarte ușor-mediul înconjurător devine un depozit de gunoaie. Se înțelege că oamenii nu respect natura pentru că astfel nu am ajunge aici. Ce putem face? Putem încerca să realizăm în școală educația ecologică a tinerei generații. Spun ,, încerca,, deoarece am văzut adolescenți care aruncă gunoiul pe stradă ,chiar dacă coșul de gunoi era un metru de ei.

Aducerea omului în situația de a respecta valorile naturii și ale peisajului în care trăiește se face prin instruire și educație .Omul neinstruit și needucat, rupt de natură ,, nu este în stare să pătrundă în resorturile intime ale existenței sale biologice și nu poate admite răspunderea față de viața prezentă sau viitoare,, (Soran,1974).Este evidentă, deci, necesitatea educației ecologice.

Educația ecologică, eco-civică, ambientală realizează legătura dintre științele educației și științele naturii. Educația ecologică :

-trebuie să fie un proces activ, continuu, desfășurat la scară globală și în toate mediile ,clasele și categoriile sociale;

-ea trebuie să fie o educație despre mediu ,prin mediu și în mediu;

-necesită o pregătire solidă a profesorului, iar mijloacele și formele utilizate trebuie să fie selectate, atractive, sugestive, actuale (Cristea și colaboratorii)

În orele de biologie elevii învață că avem nevoie de natură și noi dar și generațiile următoare, că fiecare organism își are propriul său rol, și că nu trebuie să distrugem un organism doar pentru că este ,, nefolositor,,. Educația ecologică modelează conștiința ecologică, iar aceasta stă la baza conduitei ecologice.

Conduita ecologică, comportamentul ecologic sau etica ecologică este felul cum conștiința ecologică, formată prin educație, determină acțiuni și atitudini etice ale ființei cugetătoare față de viața care-l înconjoară. Etica sau conduita ecologică pleacă de la transpunerea omului în situația părții vătămate.(Puia și colab., 1999).Câți dintre oameni fac acest lucru?

Formarea conștiinței ecologice și implicit a conduitei ecologice se realizează nu numai la orele de ecologie, ci și în orele de biologie sau consiliere.

Și totuși nu trebuie să fii profesor , ca să-i atragi atenția unui copil că se comportă greșit față de mediu. Societatea este obișnuită să dea vina pe școală, dar educația ecologică se fundamentează în familie.

În gimnaziu, educația ecologici trebuie să se realizeze în activitățile desfășurate în clasă la toate disciplinele și în activitățile extra clasă organizate de școală sau de diverse instituții.

Educația ecologică are un caracter interdisciplinar și pluridisciplinar .Școala însă, nu reușește să integreze cunoștințele despre mediu, asimilate la diferite discipline, pentru că nu dispune de suficient timp și nici de specialiști integratori. Tocmai de aceea conferirea unui caracter interdisciplinar unor obiecte de învățământ poate contribui la integrarea informațiilor primite în sisteme ierarhice, unitare.

IV.2. Educația ecologică în orele de biologie.

Educația ecologică se realizează în orele de biologie și geografie. Orice lecție de biologie trebuie să atingă o latură a educației ecologice. Astfel în capitolul ,, Diversitatea lumii vii ,, la clasele a V a și a IX a la sfârșitul fiecărui lecții se descrie importanța organismelor studiate și se subliniază aspecte legate de ecologia acestora. De asemenea la lecțiile de Anatomie și fiziologia omului clasa a VII a și a XII a sunt evidențiate efectele negative ale degradării mediului asupra sănătății umane cu prilejul descrierii unor boli care afectează organismul .Elevii își dau seama că nu numai plantele și animalele sunt afectate de acțiunile negative asupra mediului, ci și omul. În cadrul orelor de biologie am organizat dezbateri cu elevii prin care ei au constatat efectele dezechilibrelor în mediul înconjurător, au propus măsuri de reducere a acestora efecte și au înțeles de asemenea că este important să înlăturăm cauzele acestora.

Abordarea educației ecologice prezintă anumite particularități metodologice. Etapele educației ecologice sunt:

Perceperea și observarea naturii-poate fi realizată prin ieșiri în natură, excursii de studiu.

Definirea senzațiilor și sentimentelor dobândite în urma perceperii mediului înconjurător. În această etapă este subliniat faptul că omul nu poate trăi decât în armonie cu natura.

Implicarea personală-prin discuții în urma stabilirii locului și rolului în spațiu și timp a fiecăruia, pot fi relevate modalități de implicare individuală.

BIBLIOGRAFIE

Alzieu, C., 1999. Dragages et environmental marin. Etat des connaissance, IFREMER.

Ardelean, A., Mohan, Gh., 1993. Ecologie si protectia mediului, Editura Scaiul, Bucuresti.

Ardelean, D.P.I, 2013. Efecte ale impactului antropic asupra calității apei, ihtiofaunei și peștelui (ca aliment) pe râurile Tur și Barcău(NV-ul României), Rezumat Teză de Doctorat, Universitatea de Vest “Vasile Goldiș” din Arad, Arad, 31 pp.

Baldwin, D.H., Sandahl, J.F., Labenia, J.S. and Scholz, N.L., 2003. Sublethal effects of copper on coho salmon: impacts on non-overlapping receptor pathways in the peripheral olfactory nervous system. Environmental Toxicology and Chemistry. 22(10):2266-2274.

Bryan, G., 1971. The effects of , heavy metals (other then mercury) on marine and estuarine organisms, edited by Kinneo, vol.V, 1289-1431, Wiley, London.

Campbell, H.A., Handy, R.D., and Sims, D.W., 2005. Shift in a Fish’s Resource Holding Power During a Contact Paired Interaction: the Influence of a Copper-Contaminated Diet in Rainbow Trout, Physiol. Biochem. Zool., vol. 78, no. 5, 706–714

Cristina Ponepal, 2011. Investigații ecofiziologice și ecotoxicologice la unele specii de pești din râul Argeș, Teză de doctorat, Universitatea din Pitești

De Boeck, G., Van der Ven, K., Meevs, W., Blust, R., 2007. Sublethal copper exposure induced respiratory stress in common and gibelio carp but not in rainbow trout. Comp. Biochem. Physiol. C 144 (4): 380-390

Deaconu Luminița Florentina, 2012. Rezumat Teză doctorat. Evaluarea nivelului de poluare cu nutrienți și metale grele în sectorul superior al bazinului Neajlov, Universitatea din București, Departamentul de Ecologie Sistemică și Sustenabilitate, Conducător științific Carmen Postolache, accesată în mai 2015 la adresahttp://www.unibuc.ro /studies/Rezumat%20teza.pdf

Demayo, A., Taylor, M.C., Taylor, K.W. & Hodson, P.V., 1981. Toxic effects of lead and lead compounds on human health, aquatic life, wildlife plants, and livestock. Critical Reviews in Environmental Control, 12(4): 257-305.

Depledge, M.H. and Rainbow, P.S., 1990. Models of regulation and accumulation of trace metals in marine invertebrates. Comp. Biochem.Physiol,. C 97, 1–7.

Donaldson, E.M., 1981. The pituitary-interrenal axis as indicator of stress in fish. In: A. D. Pickering (ed.), Stress and fish. Academic Press, London

Eisler, R., 1988. Lead hazards to fish, wildlife, and invertebrates: a synoptic review. U.S. Fish Wildl. Serv. Biol.Rep. 85(1.14).

Elena Gavrilescu, 2010. Poluarea mediului acvatic, Editura Sitech, Craiova.

Elena Gavrilescu, 2011. Ecotoxicologie. Aspecte și probleme, Editura Sitech, Craiova, ISBN 978-97-747-83-7, 267 p.

Gambaryan, S.P. and Lavrova E.A.,1989. Nephrotoxic Action of Compounds of Platinum, Chromium, and Cadmium on Marine Bony Fish, Zh. Evol. Biokhim. Fiziol. 25 (6), 729–735

Ghosal, T.K. and Kaviraj, A., 2002. Combined Effects of Cadmium and Composted Manure to Aquatic Organisms, Chemosphere 46 (5), 1099–1105.

Hansson, T., Hansen, W., Tjärnlund, U., Balk, L., Bengtsson, B.E., 2014. Biomarker investigations in adult female perch (Perca fluviatilis) from industrialised areas in northern Sweden in 2003, Arch Environ Contam Toxicol, 66:237–247, DOI 10.1007/s00244-013-9974-5

Hartmann, A., 1996. Effect of arsenic and cadmium on the persistence of mutagen- induced DNA lesionsin human cells. Environ Mol Mutat 27:98–104.

Hodson, P.V., 1976. δ-amino levulinic acid dehydratase activity of fish blood as an indicator of a harmful exposure to lead. J. Fish. Res. Board Can., 33: 268-271. Hodson, P.V., Blunt, B.R., Spry, D. J. & Austen, K., 1977. Evaluation of erythrocyte δ-amino levulinic acid dehydratase activity as a short-term indicator in fish of a harmful exposure to lead. J. Fish. Res. Board Can., 34: 501-508.

Hodson, P.V., Blunt, B.R. & Spry, D.J., 1978a. Chronic toxicity of waterborne and dietary lead to rainbow trout (Salmo gairdneri) in lake Ontario water. Water Res., 12: 869-878.

Hodson, P.V., Blunt, B.R. & Spry, D.J., 1978b. PH induced changes in blood lead of lead-exposed rainbow trout (Salmo gairdneri). J. Fish. Res. Board Can., 35: 437-445.

Hodson, P.V., Blunt, B.R., Jensen, D. & Morgan, S., 1979. Effect of fish age on predicted and observed chronic toxicity of lead to rainbow trout in lake Ontario water. J. Great Lakes Res., 5: 84-89.

Hodson, P.V., Hilton, J.W., Blunt, B.R. & Slinger, S.J., 1980. Effect of dietary ascorbic acid on chronic lead toxicity to young rainbow trout (Salmo gairdneri). Can. J. Fish. Aquat. Sci., 37: 170-176

Hodson, P.V., Whittle, D.M., Wong, P.T.S., Borgmann, U., Thomas, R.L., Chau, Y.K., Nriagu, J.O. & Hallet, D.J., 1984. Lead contamination of the Great Lakes and its potential effects on aquatic biota. In: J. O. Nriagu & M. S. Simmons (eds.), Toxic contaminants in the Great Lakes. John Wiley and Sons, Indianapolis, In.

Ioana Lancranjan, 2012. Ecotoxicologie. Curs universitar, Editura Fundația pentru studiile Europene – Ideea Europeană, Ecou Transilvan, Cluj-Napoca, 417p.

James, R., Sampath, K., Sivakumar, V., et al., 1995. Toxic Effects of Copper and Mercury on Food Intake, Growth and Proximate Chemical Composition in Heteropneustes fossilis, J. Environ. Biol., vol. 16, no. 1, pp. 1–6.

Kavidha, K. and Muthulingam, M., 2014. Lead acetate induced glycogen level alterations in gill and kidney tissues of freshwater fish Cyprinus carpio (Linn.)

Kennish, M.J., 1996. Practical Handbook of estuarine and Marine Pollution, CRC Press, 524 pp

Kestemont, P., Dobrowski, K., 1996. Recent Advances in the Aquaculture of Percid Fish, J.Appl. Ichtyol. 12. (3-4): 137-200.

Kraemer, L.D. and Campbell, P.G.C., 2005. A Field Study Examining Metal Elimination Kinetics in Juvenile Yellow Perch (Perca flavescens), Aquat. Toxicol. 75 (2), 108–126.

Kuz’mina, V.V.,2005. Fisiologo-Biohimicheskiye Osnovy Exotrophii Ryb (Physiological-Biochemical Bases of Fish Exotrophy), Moscow, Nauka, 300 p.

Lanno, R.P., Slinger, S.J., Hilton, J.W., 1985. Maximum tolerable and toxicity levels of dietary copper in rainbow trout (Salmo gairdneri Richardson). Aquacuture 49 (3-4):257-268

Linder, M.C., 1991. Biochemistry of copper, Springer US, 525p

Linnik P.N. and. Iskra I.V, 1997. Cadmium in Surface Waters: Concentration, Forms of Location, and Toxic Effects, Gidrobiol. Zh. 33 (6), 72–87 (1997).

Martinez, C.B.R., Nagae, M.Y., Zaia, C.T.B.V. and Zaia, D.A.M., 2004. Acute morphological and physiological effects of lead in the neotropical fish Prochilodus lineatus , Braz. J. Biol., 64(4): 797-807.

Mălăcea, I., 1969. Biologia apelor impurificate : Bazele biologice ale protecției apelor, Editura Academiei Republicii Socialiste România, București 248 p.

Mélard, C., Baras, E., Kestemont, P., 1995. Preliminary results of European perch Perca fluviatilis intensive rearing trials: effects of temperature and size grading on growth. Bull. Fr. Pêch. Pisc. 336: 19-27.

Picoș, C.A., Năstăsescu, Gh., 1988. Lucrări practice de fiziologie animală, Tipografia Universității din București, București.

Ramade, F., 1992. Precis d’écotoxicologie, Collection d’écologie, 22, Masson, Paris.

Remyla, S.R, Ramesh, M., Sajwan, K.S., Kumar, K.S., 2007. Influence of zinc on cadmium induced haematological and biochemical responses in a freshwater teleost fish Catla catla, Fish Physiol Biochem (2008) 34:169–174 DOI 10.1007/s10695-007-9157-2.

Roesijadi, G., Robinson, W.E., 1994. Metal Regulation in Aquatic Animals:mechanism of uptake, accumulation and release (387-419). In: Aquatic Toxicology. Molecular, biochemical and cellular perspectives, Ed. By Malins D.C. și Ostrander G.K., Lewis Publischers CRC Press.

Ruparellia, S.G. Jogendra Verma, Sayed, S.R. and Rawae, U.M., 1990. Effect of Cadmium on Blood of Tilapia, Oreochromis mossambicus (Peters), During Prolonged Exposure, Bull. Environ. Contam.Toxicol. 45 (2), 305–312 43.Salmerón-Flores, P., Melendez-Camargo, M.E. & Martinez-Tabche, L., 1990. Efecto hepatotóxico y nefrotóxico del plomo sobre la tilapia (Sarotherodon aureus). An. Esc. Nac. Cienc. Biol. Mex., 33: 147-156

Sastry, K.V. and Gupta, P.K., 1979. The Effect of Cadmium on the Digestive System of the Teleost Fish, Heteropneustes fossilis. Environ. Res., vol. 19, no. 2,pp. 221–230

Sastry, K.V., Sachdeva, S., and Rathee, P.,1997. Chronic Toxic Effects of Cadmium and Copper and their Combinationon Some Enzymological and Biochemical Parameters in Channa punctatus, J. Environ. Biol.,1997, vol. 18, no. 3, pp. 291–304.

Serpunin, G.G. and Korobeinikova, E.G., 1997. Response of the Blood System of Carp (Cyprinus carpio L.) to the Effects of Heavy Metals, in Proceedings of the 1st Congress of Ichthyologists of Russia (NPO BIOS, Astrakhan,1997), pp. 237–238.

Shukla, V., Dhankhar, M., Prakash, J. and Sastry, K.V., 2007. Bioaccumulation of Zn, Cu and Cd in Channa punctatus. J. Environ. Biol. 28: 395-397.

Simkiss, K., Mason, A.Z., 1983. Metal ions: metabolic and toxic effects. In: The Mollusca, edited by Hochachka, P.W.) vol.II, Academic Press, New York, 101-164.5 Sastry, K.V. and Gupta, P.K., 1979. The Effect of Cadmium on the Digestive System of the Teleost Fish, Heteropneustes fossilis. Environ. Res., vol. 19, no. 2,pp. 221–230.

Sorensen, EMB., 1991. Copper. In Sorensen, EMB, editor. Metal Poisoning in Fish. CRC, Boca Raton, FL, USA, pp 235–284.

Thuvander, A., 1989. Cadmium Exposure of Rainbow Trout Salmo gairdneri Richardson: Effects on Immune Functions, J. Fish. Biol. 35 (4), 521–529.

USEPA (US Environmental Protection Agency), 1980. Ambient water quality criteria for copper. USEPA Report 440/5-80-036. 162 pp.

Vankhede, G.N., 2003. Effect of CuSO4 and ZnSO4 on Branchial Na+, K+-ATPase Activity in the Fish, Channa punctatus, J. Ecobiol., vol. 15, no. 4, pp. 287–293.

Viarengo, A., 1989. Heavy metal in marine invertebrates: Mechanism of regulation and toxicity at the cellular level. Rev. Aqu. Sci., I, 295-317.

Wang, C.J., Fisher, T., 1997. Foliar uptake of pesticides – Presentstatus and future challenge. Pesticide Biochemistry and Physiology, 87:1-8.

Zhu, Y., Wang, J., Bai, Y. and Zhang, R., 2004. Cadmium, Chromium, and Copper Induce Polychromatocyte Micronuclei in Carp (Cyprinus carpio L.), Bull. Environ. Contam. Toxicol. 72 (1), 78–86.

Barna A., Pop I., Moldovan A., 1998. Predarea Biologiei în Învățământul Gimnazial. Ed. Didactică și Pedagogică, București.

Bell B., Cowie B., 2001. Formative Assessment and Science Education. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.

Bîrzea C., 1995. Arta și știința educației. Ed. Didactică și Pedagogică, București.

Cerghit I., 2002. Sisteme de Instruire Alternative și Complementare. Structuri, Stiluri și Strategii. Ed. Aramis, București.

Cerghit I., 2007. Sisteme de instruire alternative și contemporane. Stucturi, stiluri și strategii, Editura Aramis, București.

Cerghit I., 2008. Metode de învățământ, Editura Polirom, Iași.

Cerghit I., Neacșu I., Negreț-Dobridor I., Pânișoară I.O., 2001. Prelegeri pedagogice, Editura Polirom, Iași.

Cerghit I., Vlăsceanu L. (coord.), 1988. Curs de pedagogie. Tipografia Universității din București.

Ciobanu M., 2006. Didactica Biologiei. Vol. 1 și 2. Ed. Atelier Didactic, București.

Ciurchea M., Ciolac-Rusu A., Iordache I., 1983. Metodica Predării Științelor Biologice. Ed. Didactică și Pedagogică, București.

Creemers B., 1984. The Effective Classroom, Cassell Villiers House, London.

Crețu C., 1994. Orientări Actuale în Problematica Curriculum-ului. In: Psihopedagogie, Ed. Spiru Haret, Iași.

Crețu N., 2000. Operaționalizarea obiectivelor educaționale. Didactica Pro 1: 55-57.

Cristea S., 1994. Fundamentele Pedagogice ale Reformei Învățământului. Ed. Didactică și Pedagogică, București.

Cristea S., 1998. Dicționar de Termeni Pedagogici. Ed. Didactică și Pedagogică, București.

Cristea S. (coord.), 2006. Curriculum pedagogic. Ed. Didactică și Pedagogică, București.

Crișan A. (coord.), 1996. Curriculum școlar. Ghid metodologic. MEdC., ISE, București.

Cucoș C., 2006. Pedagogie. Ediția a II-a. Ed. Polirom, Iași.

Cucu C, Ureche C, 2003-Metodica predării biologiei, Editura Zedax, Focșani

Ezechil L., 2003. Prelegeri de Didactică Generală. Ed. Paralela 45, Pitești.

Gernez-Rieux Ch., Gervois M., 1966. Elements de Medecine Preventive, Hygiene et Medecine Sociale. Editions Medicales Flammarion.

Green T.F., 1971. The activities of teaching, Mc. Graw-Hill, New York.

Hilgard E.R., Bower H.G., 1974. Teorii ale învățării. Editura Didactică și Pedagogică, București.

Husen Torsten/Neville Postlethwaite T, 1991. The International Encyclopedia of Education, vol. 9, Pergamon Press, Oxford.

Ionescu M., Radu L, (coord.), 1995. Didactica modernă, Ed. Dacia, Cluj-Napoca.

Ionescu M., Radu I., 2004. Didactică Modernă. Ed. Dacia, Cluj-Napoca.

Iordache I., Leu U.M., Ion C., 2004. Metodica Predării-Învățării Biologiei. Ed. Solaris, Iași.

Iucu R., 2001. Instruirea școlară, Editura Polirom, Iași.

Jinga I., Istrate E., 2006. Manual de Pedagogie. Ed. Bic All, București.

Lazăr V., Căprărin D., 2008. Metode Didactice Utilizate in Predarea Biologiei, Ed. Arves, Craiova.

Neacșu I., 1999. Instruire și învățare, Editura Didactică și Pedagogică, București.

Petruța G.P., 2010. Prelegeri de Didactica Științelor Biologice. Ediția a II-a. Ed. Univ. Pitești.

Radu I. T., 1999. Evaluarea în procesul didactic. Ed. Didactică și Pedagogică, București.

Sălăvăstru D., 2008. Învățarea. În: Psihopedagogie pentru examenele de definitivare și grade didactice, Editura Polirom, Iași.

Stoica A. (coord.), 2001. Evaluarea curentă și examenele. Ghid pentru profesori. Ed. ProGnosis, București.

Stoica A., Mihail R., 2006. Evaluarea educațională. Inovații și perspective. Ed. Humanitas Educațional, București.

Tudor V., 1982. Metodica predării biologiei la clasele V-VIII,  Ed. Didactică și Pedagogică, București.

*** Consiliul Național pentru Curriculum (CNC) din cadrul Ministerului Educației Naționale (MEN). Curriculum Național – Programe școlare pentru învățământul primar. Ed. Corint, București, 1998.

Surse Internet

*** Reforma curriculară. Ministerul Educației Naționale. http://www.edu.ro/ refcurric.htm

*** Metodica predării științelor naturii. http://www.4shared.com/document/ XJSPNiCa/
metodica_predarii_stiintelor_n.html

http://www.didactic.ro/materiale-didactice/16087_curriculum-optional-si-biologie-clasele-v-viii

http://smc.roedu.ro/index_htm_files/Programe%20de%20dezv.curricular%20curs.pdf

http://administraresite.edu.ro/index.php/articles/curriculum/c582+681/?startnum

http://www.svedu.ro/curs/tc/c2.html

http://www.proeducation.md/files/Dezvoltare%20Curriculara/Curriculum%20disciplinar/Preliminarii%20curriculare.htm