Metode Neconventionale de Conservare Si Perpetuare la Specia Lavandula Angustifolia Mill
METODE NECONVENȚIONALE DE CONSERVARE ȘI PERPETUARE LA SPECIA LAVANDULA ANGUSTIFOLIA MILL.
CUPRINS
ARGUMENT
A. PARTEA ȘTIINȚIFICĂ
CAPITOLUL I
PREZENTAREA SPECIEI
1. Clasificarea speciei
2. Descrierea speciei
3. Istoric și origine
4. Cerințe ecologice
5. Răspândire
6. Tehnologia de cultivare
7. Indicații terapeutice și utilizare
CAPITOLUL AL II- LEA
METODE NECONVENȚIONALE DE CONSERVARE ȘI PERPETUARE
1. Cultura in vitro de celule și țesuturi vegetale
2. Laboratorul de culturi in vitro
3. Embriogeneza somatică
4. Organogeneza
5. Factorii care influențează culturile in vitro
6. Avantajele și dezavantajele culturilor in vitro
7. Importanța micropropagării în vederea conservării și perpetuării resurselor
vegetale
CAPITOLUL AL III – LEA
MATERIAL ȘI METODĂ
1. Scopul lucrării
2. Materialul vegetal
3. Metodele de cercetare
CAPITOLUL AL IV- LEA
REZULTATE ȘI DISCUȚII
1.Rezultate și discuții
2. Concluzii
B. PARTEA METODICĂ ȘI PRACTICĂ
TIPURI DE LECȚII. METODE DIDACTICE ÎN PREDAREA-ÎNVĂȚAREA-EVALUAREA BIOLOGIEI ÎN LICEU
I. Tipuri de lecții
II. Metode didactice în predarea- învățarea-evaluarea biologiei în liceu
III. Proiectarea lecției
IV. Modele de proiecte didactice
V. Concluzii
BIBLIOGRAFIE
ARGUMENT
Biotehnologiile vegetale se prezintă ca o mare realizare a științei secolului al XX-lea, cu aplicabilitate în dezvoltarea agriculturii, silviculturii și horticulturii.
Micropropagarea in vitro este o ramură a biotehnologiei vegetale, ce se referă la înmulțirea plantelor prin utilizarea culturilor in vitro de celule, țesuturi și organe vegetale.
La plantele medicinale și aromatice, micropropagarea se poate practica pentru obținerea de materie primă superioară din punct de vedere calitativ, utilizată în industria farmaceutică și cosmetică.
Tehnicile cultivării in vitro la plante au aplicabilitate la un număr mare de specii medicinale și aromatice, iar la plantele din familia Lamiaceae, mai ales la specia Lavandula angustifolia Mill., bogată în ulei eteric, utilizat în medicină și cosmetică.
Culturile in vitro la plante prezintă importanță atît în procesul de ameliorare al plantelor de cultură, deoarece se poate controla cantitatea și calitatea materialului vegetal obținut, cât și în multiplicarea și conservarea unor genotipuri valoroase.
Regenerarea in vitro la plantele medicinale și aromatice, cu un conținut ridicat de metaboliți secundari, reprezintă o alternativă pentru asigurarea materiei prime necesară industriei medicamentelor, deoarece aceste substanțe nu pot fi substituite prin sinteză chimică.
CAP. I PREZENTAREA SPECIEI
I. 1. Clasificarea speciei
Specia Lavandula angustifolia Mill. prezintă următoarea încadrare sistematică:
Regnul Plantae;
Încrengătura Angiospermeae;
Clasa Dicotiledonatae (Magnoliatae);
Subclasa Asteridae ;
Ordinul Lamiales ;
Familia Lamiaceae ;
Genul Lavandulae.
Regnul Plantae
Plantele sunt organisme eucariote, pluricelulare, majoritatea sunt fotoautotrofe, puține specii sunt heterotrofe sau mixotrofe, adaptate la mediul terestru și acvatic, cu reproducere asexuată și sexuată.
Încrengătura Magnoliophyta (Angiospermae)
Încrengătura Angiospermae cuprinde cele mai numeroase specii de plante. Angiospermele au evoluat din forme primitive de gimnosperme, la începutul erei mezozoice, răspândindu-se pe întregul glob cu excepția regiunilor polare. Organul cel mai evoluat al angiospermelor este floarea, variată ca: alcătuire, formă, culoare și mărime. După procesul de fecundație, ovarul se transformă în fruct, iar ovulul în sămânță care este închisă (învelită) în fruct (de la cuvântul grecesc „angios „= închis, învelit).
Încrengătura Angiospermae se clasifică în două clase : Dicotyledonatae (Magnoliate) și Monocotiledonatae (Liliatae), cuprinzând peste 300 000 de specii, grupate în aproximativ 400 de familii. La noi în țară sunt aproximativ 3600.
Clasa Magnoliatae (Dicotyledonatae, Magnoliospida)
Plantele din această clasă au următoarele caractere: embrionul și apoi plantula prezintă două cotiledoane, frunzele sunt pețiolate cu nervațiunea penată sau palmată, floarea pentameră sau tetrameră, caracterizată prin existența periantului (caliciu și corolă) și prin apariția ovarului, ce închide ovulele .
Cuprinde șase subclase : Magnoliide, Hamamelidae, Caryophyllidae, Rosidae, Dilleniidae și Asteridae .
Subclasa Asteridae
Subclasa are în componența sa 11 ordine, 49 de familii și peste 60 000 de specii de plante lemnoase sau ierboase, având caractere de superioritate în organizarea florii. Florile sunt pe tipul cinci, actinomorfe sau zigomorfe, cu elementele florale dispuse pe patru cicluri (flori tetraciclice), dintre care ciclul intern are piesele concrescute.
Ordinul Lamiales
Reprezentanții familiilor din acest ordin sunt de obicei plante ierboase, cu frunze opuse și flori zigomorfe (Lamiaceae, Verbenaceae) sau frunze alterne și flori actinomorfe la Boraginaceae. Florile tetraciclice pe tipul cinci (pentamere) cu caliciul gamosepal, rar dialisepal, corola bilabiată (Lamiaceae) cu androceul alcătuit din patru (două stamine lungi și două stamine mai scurte) cinci sau două stamine, gineceul bicarpelar, superior, pe fiecare carpelă se găsesc câte două ovule . Fructul este uscat, o capsulă multispermă, iar semințele nu au endosperm.
Familia Lamiaceae (Labiatae)
Include aproximativ 200 genuri, cu peste 4000 specii de plante erbacee, arbori și subarbuști, răspândite mai ales în regiunile mediteraneene și subtropicale, dar sunt întâlnite în ținuturile temperate. În România sunt 40 de genuri, cu 130 de specii, fiind răspândite din zona litoralului până în zona de munte, cultivate ca plante aromatice: levănțica Lavandula angustifolia Mill, busuiocul Ocimum bazilicum, origano Origanum vulgare, menta Mentha piperita și rozmarinul Rosmarinus officinalis, medicinale: menta Mentha pulegium, levănțica Lavandula officinale, roinița Melissa officinalis) și buruieni.
Tulpina este în patru muchii, în sol sunt stolonifere, iar frunzele sunt simple, dispuse opus sau verticilat, cu peri glandulari.
Florile sunt zigomorfe, bisexuate, mai rar unisexuate, pe tipul cinci, grupate în inflorescențe terminale. Caliciul gamosepal, format din cinci petale concrescute. Corola este tubular, bilabiată (rareori unilabiată), are două buze (labii), una superioară formată din două petale concrescute (două labii) și alta inferioară rezultată din unirea a trei petale (trei labii). Androceul are 4 stamine, 2 stamine sunt mai scurte sau mai reduse și 2 mai lungi. Uneori prin reducere are numai 2 stamine (la salvie) . Staminele au la bază o glandă nectariferă . Gineceul are două carpele, cu ovar superior, stil lung. În urma procesului de fecundație, din ovar se formează un fruct uscat, iar din ovul rezultă sămânța, cu sau fără endosperm
Genul Lavandulae
Cuprinde circa 28 de specii de plante ierboase sau subarbuști, majoritatea sunt mediteraneene.
I. 2. Descrierea speciei
Lavandula angustifolia Mill. este una dintre cele mai importante specii, fiind cultivată ca plantă: ornamentală, aromatică, meliferă și medicinală.
Lavandula este un subarbust de talie mică, peren, având o longevitate de 20-30 de ani.
În primul an de vegetație, rădăcina se dezvoltă în profunzime, ajungând până la 1m adâncime, iar în al doilea an se dezvoltă rădăcinile secundare, cu rezistență la secetă.
Tulpina este tetramuchiată, lignificată la bază, cu ramificații de la colet, se formează tulpinile secundare, care se ramifică din nou. Tulpina principală este brună, iar cele secundare au culoare brună în partea inferioară, acoperite cu peri, ca un puf cenușiu și terminate cu inflorescențe lungi.
Frunzele sunt inferioare, de culoare cenușie și superioare, care au culoare cenușie verzuie, au formă liniară, nu au pețiol și sunt acoperite cu perișori pe ambele fețe.
Florile sunt situate pe ramurile tinere, grupate în inflorescențe verticilate, distanțate între ele. Corola bilabiată, cerulee sau violacee, cu staminele și stilul sunt închise în tubul corolei. Lobul superior al coroleei este bilobat, iar cel inferior este trilobat. Caliciul este cilindric, cu sepalele unite. Florile au miros plăcut și aromat, apar în luna iunie și țin până în luna august.
Polenizarea este realizată de insecte.
Fructele au culoare brună, sunt tetranucule, iar semințele sunt mici și tari.
Fig. nr.1 Lavandula angustifolia Mill.
I. 3. Istoric și origine
Lavandula angustifolia Mill. este o plantă de origine mediteraneeană, cunoscută și
utilizată încă din antichitate.
Istoria lavandei începe pe vremea fenicienilor și egiptenilor, care o foloseau pentru parfum și la mumificare (mumiile aveau veșmintele îmbibate în ulei de lavandă). Ulterior, romanii au folosit-o la parfumarea băilor. Ea se găsea și în îmbrăcămintea de călătorie a soldaților romani, fiind folosită ca dezinfectant. Această utilizare s-a menținut până în Evul mediu și continuat până astăzi. În secolul al IX- lea, străzile din Londra erau pline de fete care vindeau levănțică.
Prima mențiune a speciei Lavandula angustifolia a fost făcută de Hildegarde (1098-1179) în lucrarea „Materia medica”, unde îi rezervă un întreg capitol intitulat:” Despre lavandula’’. ( Pârvu C., 2003).
Levănțica a început să se cultivată după primul război mondial. Până în anul 1920, 90% din producția mondială de ulei de lavandă provenea de la plantele spontane și doar 10% de la plantele cultivate. În anul 1923 s-au folosit la nivel global aproximativ 60 t de ulei eteric de lavandă, din care 90% provenea din flora spontană . Între anii 1950-1960, a crescut producția de ulei de levănțică de la plantele cultivate și a scăzut producția din flora spontană . Astfel, în anul 1956, s-au produs 70 t de ulei eteric, din care 90% provenea de la plantele cultivate.
În lume, cel mai important centru de cultură de lavandă este reprezentată de zona alpină din Franța, care produce 90% din producția mondială. În Provence, levănțica este cunoscută sub numele de „aurul albastru” sau „aurul violet”, fiind considerată sufletul parfumat al regiunii.
În România, lavanda este introdusă relativ recent în cultură (1950), luând amploare după 1970. A fost introdusă de grădinarii bulgari și a fost cultivată în jurul Bucureștiului. Primele culturi experimentale cu lavandă au fost realizate în localitatea Măgurele, lângă Brașov, de către Evdochia Coiciu, folosind semințe din Bulgaria. În anul 1955, Traian Săvulescu a realizat cercetări experimentale, în scopul obținerii unui soi autohton . În anul 1950 s-a obținut prima cultură de lavandă pe o suprafață de aproximativ 50 ha la Feldioara, în județul Brașov, dar la câțiva ani de la înființare, această plantație s-a desfințat datorită condițiilor neprielnice .
Originea cuvintului lavandula vine de la cuvântul latin lavare (a spăla), care se referă la utilizarea lavandei în uleiurile de baie .
Cele mai multe limbi europene și non-europene denumesc levănțica după denumirea latină : lavandel în germană, lavanda în spaniolă, lavandula in italiană, lavandină în letonă, levanda în greacă, lavender în engleză, lavande în franceză, etc .
În limba română se folosesc următoarele denumiri populare: aspic, levand, levănțică, livant, livantă, livănțică, livan, spichenel, spichenat și lavand.
I. 4. Răspândire
Lavandula angustistifolia Mill. este răspândită în zona muntoasă din bazinul mediteranean, unde crește spontan pe coastele însorite ale Alpilor francezi, între 700-1800 m altitudine, se extinde în Alpii de jos, până în Italia și Spania.
În zona mediteraneană, sudul Europei, vestul Asiei și estul Indiei, cresc în flora spontană aproximativ 20 de specii de levănțică. Se cultivă pe suprafețe mari în: Franța, Spania, Algeria, Brazilia, Japonia, China și India. Patria cultivării lavandei este Franța de Sud (Provence). Există o specie de levănțică (Lavandula stoechas) care este cunoscută sub denumirea de levănțica franceză . În Europa se cultivă diferite variante, deosebite ca talie, dar și culoare (roz pal, mov închis, albastru și alb) cele mov închis fiind cele mai commune.
Lavanda a fost printre primele plante aduse de coloniștii europeni în America.
În România, se cultivă ca plantă ornamental, medicinală și aromată, în parcuri și grădini, dar cele mai mari suprafețe se gasesc in sudul țării.
I. 5. Cerințe ecologice
I. 5.1. Solul
Lavndula angustifolia Mill. se dezoltă bine pe soluri uscate și sărace, bogate în calciu, evitând excesul de umiditate. Poate fi utilizată cu succes la valorificarea unor terenuri degradate și aride, fiind neutilizabile pentru cultivarea altor plante. Nu se cultivă pe solurile nisipoase și lutoase.
I. 5. 2. Umiditatea
Nu are cerințe ridicate față de umiditate, suportând seceta în timpul vegetației și înfloririi. Are cerințe mai ridicate de umiditate în perioada germinării semințelor și începutul vegetației. Umiditatea ridicată, în timpul înfloririi și recoltării influențează activitatea glandelor secretoare, care produc o cantitate redusă de ulei eteric.
I. 5. 3. Temperatura
Este o plantă iubitoare de căldură, solicitând temperaturi ridicate în timpul germinării semințelor și la începutul vegetației. Suportă temperaturile scăzute din timpul sezonului rece, rezistând până la -33 ° C, dacă este acoperită cu zăpadă. În schimb poate suferi la înghețurile timpurii din toamnă și târzii din primăvară. Temperatura ridicată, din timpul vegetației condiționează producția conținutului în ulei și calitatea acestuia (Leon S. Muntean, 1990).
I. 5. 4. Lumina
Lavandula angustifolia Mill. este o plantă iubitoare de lumină (Tiță I., 2008). La lumină, plantele formează tufe mari și flori multe. Lumina influențează în sens pozitiv cantitatea și sinteza de ulei eteric. Cantiatea de ulei este mai mare de 2-3 ori la lumină, comparative cu cea obținută la umbră.
I. 6. Tehnologia de cultivare
Presupune următoarele etape: rotația culturii, ferilizarea, lucrările solului, înmulțirea, lucrările de îngrijire, recoltarea și producția.
I. 6. 1. Rotația culturii
Lavandula angustifolia Mill. este o plantă perenă ce trăiește 20-30 ani pe același teren, care nu intră în rotația culturii După desființarea culturii poate reveni pe același teren la 8 ani. Terenul pentru cultivare trebuie să fie lipsit de buruieni perene: pălămidă, pir, volbură și să aibă expoziție sudică. Cele mai bune rezultate se obțin când se utilizează terenuri după plante pentru nutreț verde sau după prășitoare bine întreținute.
I. 6.2. Fertilizarea
Se pot folosi atât fertilizatori organici, cât și îngrășăminte minerale. Gunoiul de grajd se administrează sub arătură, în cantitate de 30-50 t/ ha și carbonatul de calciu (4-5 t/ha), înainte de înfințarea culturii. Fosforul (70 Kg/ha) și potasiul 40-60Kg/ha) se aplică anual toamna, iar azotul primăvara, la intrarea în vegetație (60-80 Kg/ ha).
I. 6. 3. Lucrările solului
Terenul se pregătește de toamna, cu arătură adâncă la 40-70 cm, iar înainte de plantare terenul se lucrează cu grapa.
I. 6. 4. Înmulțirea
Pe parcursul timpului s-au încercat mai multe metode de înmulțire a lavandei, pentru a găsi cele mai accesibile metode, având în vedere productivitatea plantei și costurile financiare.
Lavandula angustifolia Mill. se poate înmulți pe cale sexuată și pe cale vegetativă.
Înmulțirea sexuată se realizează prin semințe. Temperatura optimă de germinație este 18-22 ° C, iar umiditatea solului este de 90%. Însămânțarea se realizează primăvara, în lunile martie-mai, semințele se acoperă puțin sau deloc. Plantele obținute din semințe, direct în sol sunt în număr mic, deoarece puterea de germinație a semințelor este redusă, sunt mai puțin rezistente la ger, produc un număr mai mic de flori și își pot pierde calitățile genetice. Se recomandă cultura prin răsad, pentru că plantele rezultate sunt mai viguroase și lanurile sunt uniforme. Răsadurile pot fi transplantate în lunile septembrie-octombrie, pe rânduri, cu o distanță între plante de 50 cm.
Primele plantații cu lavandă s-au realizat între anii 1870-1875, în Franța, cu plantule obținute din semințe. Ulterior, tot în Franța, lavanda a început să fie înmulțită pe cale vegetativă, prin butășire.
Înmulțirea vegetativă se realizează prin butași și marcote. Butașii se recoltează: primăvara, în lunile aprilie- mai, vara, iunie-august și toamna, în septembrie-octombrie. Cei mai buni butași sunt cei verzi, nelemnificați, recoltați de la plantele tinere. Se mai pot recolta și butași lemnificați, care înrădăcinează mai greu, dar se formează plante mai mari. În perioada de înrădăcinare, butașii se udă zilnic, cu puțină apă, iar la început prin pulverizare. Transplantarea butașilor la locul definitiv se face în lunile aprilie-mai sau septembrie-octombrie, la fel ca răsadul obținut din semințe (Leon S. Muntean, 1990). La plantare butașii se fasonează, reducând sistemul radicular până la 15 cm.
Lavanda se mai poate înmulți tot pe cale vegetativă prin marcotaj. Se înrădăcinează în sol, în șanțuri de 10-12 cm, tulpinile externe, mature, rezultând noi plante.
I. 6. 5. Lucrările de îngrijire
Lavanda nu este o plantă pretențioasă, necesită lucrări de îngrijire asemănătoare cu celelalte plante. În primii trei ani se realizează 4-5 prașile mecanice, pentru a menține terenul fără buruieni. La plantațiile mature se fac 2-3 prașile. Primăvara, înainte de pornirea în vegetație se fac tăieri de regenerare, pentru culturile de 10-15 ani.
Planta are puțini dăunători, nefiind consumată de animale, este o plantă care alungă dăunătorii. Combaterea buruienilor se face pe cale chimică, toamna târziu sau primăvara timpuriu, înainte ca planta să intre în vegetație.
.
I. 6. 6. Recoltarea
Perioada de recoltare este vara, în lunile iunie-iulie, când 75% din flori sunt deschise și toamna, dar producția este la jumătate din cantitate.
Inflorescențele se recoltează manual cu secera, cu tot cu tijă, începând din al treilea an sau mecanic, la plantațiile din al patrulea an. Inflorescențele se sculeg între orele 10-14, în soare plin, pe călură, fără ploaie, vânt, când cantitatea de ulei eteric este ridicată. Uscarea florilor se face în încăperi bine aerisite, lipsite de soare, la temperature mai mici de 30 ° C, timp de 1-4 săptămâni, în funcție de temperatură și umiditate. Dacă inflorescențele sunt destinate producției de ulei volatile, atunci se transport în stare proaspătă la unitățile de prelucrare.
I. 6. 7. Producția
Producția de flori este 2 t/ha la plantele obținute din semințe și 3 t/ha pentru plantele formate din butași, în anii III și IV, iar în anii V- VIII, 5 t/ha la plantele provenite din semințe și 8 t/ha la cele din butași. Prin distilare se obțin 10 l de ulei eteric, la 1 t de flori proaspete (Tiță I., 2008). Cea mai ridicată cantitate de ulei volatil se obține, dacă înflorirea a avut loc la temperaturi ridicate.
Lavandula angustifolia Mill.
I. 7. Indicații terapeutice și utilizare
I.7. 1. Compoziție chimică
Principalul component al florilor de lavandă este uleiul eteric, izolat pentru prima dată în secolul al XVI- lea. În florile proaspete cantitatea de ulei volatil variază între 0,5-1,5 %, iar în cele uscate între 1-3 %. Uleiul de lavandă are miros plăcut și aromat, având în compoziția sa: acetat de linalil (40%), linalool (30%), camfor, lavandulol, cumarine, taninuri, flavonoide, principia amare, acizi organici și minerale.
I.7. 2. Acțiune farmacodinamică
Lavandula angustifolia Mill. are acțiune antiseptică, cicatrizantă, calmantă: combate stările de iritabilitate, oboseala, insomnia, stresul, emotivitatea, instabilitatea emoțională și normalizează funcția cardiacă.
I.7. 3. Fitoterapie
Calitățile terapeutice ale lavandei sunt cunoscute și utilizate de secole. În Franța, pe parcursul mai multor decenii s-a folosit uleiul de lavandă pentru dezinfectarea aerului și pentru prevenirea infecțiilor microbiene. La începutul secolului XX un parfumer a reușit să împiedice cangrena de la mâini, prin clătirea lor cu ulei de levănțică.
Preparatele din lavandă sunt indicate în unele afecțiuni digestive, cum ar fi: tulburările digestive, paraziți intestinali, balonări, colică biliară, principiile amare măresc secreția de bilă și evacuarea ei în duoden, influențând digestia intestinală.
Asupra bolilor sistemului respirator este folosită în tratamentul: bronșitei, astmului bronșic, gripei și pneumoniei.
Lavanda acționează și asupra sistemului cardiovascular, prin scăderea tensiunii arteriale și calmarea palpitațiilor.
Studiile recente arată că lavanda poate să blocheze celulele canceroase de la nivelului ficatului, prostate și glandelor mamare.
I.7.4. Utilizări casnice
În tradiția noastră, femeile atârnau la icoane flori de levănțică, în semn de venerare divină sau așezau printre haine săculeți cu flori de levănțică pentru îndepărtarea moliilor.
În prezent, în Japonia se folosește lavanda în instalațiile de aer condiționat, pentru parfumarea aerului și combaterea oboselii și a stresului.
I.7.5. Apicultură
Lavanda este o plantă meliferă, fiind vizitată de albine și bondari. Mierea de levănțică este aromată și are un miros plăcut.
I.7.6. Proprietăți ornamentale
Lavanda angustifolia Mill. este o plantă decorativă prin flori, fiind cultivată prin parcuri, grădini, în jardiniere și în ghivece. Florile de levănțică se utilizează și la realizarea de buchete și aranjamente florale.
I.7.7. Cosmetică
Uleiul de lavandă este ingredientul principal al cremelor, șampoanelor, parfumurilor, săpunurilor și loțiunilor, datorită mirosului plăcut și principiilor active.
Cremele cu lavandă sunt utilizate pentru tenul bogat în sebum și uscat, au rol antiacneic și cicatrizant.
I.7. 8. Contraindicații
Lavanda este contraindicată la femeile însărcinată, în primele luni de sarcină, în perioada de alăptare, în diabetul zaharat și la copiii mai mici de șase ani, din cauza riscului de spasm laringian.
CAPITOLUL AL II-LEA
METODE NECONVENȚIONALE DE CONSERVARE și
PERPETUARE
II. 1. Cultura in vitro de celule și țesuturi vegetale
Cultura in vitro de celule, țesuturi și organe vegetale constă în cultivarea explantelor, obținute de la planta mamă donatoare, pe un mediu sintetic, rezultând noi plante, care urmează a fi multiplicate.
Culturile in vitro la plante se referă la tehnica micropropagării, care reprezintă înmulțirea miniaturizată a speciilor vegetale și regenerarea materialului vegetal.
Micropropagarea (microînmulțirea sau micromultiplicarea) in vitro a plantelor este o metodă utilizată cu succes în conservarea și perpetuarea resurselor vegetale, pentru că se păstrează nealterat genotipul plantei donatoare.
Micropropagarea are la bază totipotența celulei vegetale din explant, care conține toată informația genetică a plantei donatoare, având posibilitatea de a forma o nouă plantă. Prin această metodă de multiplicare, se obțin in vitro un număr mare de organisme vegetale, care nu pot rezulta prin alte metode de multiplicare vegetativă. Milioane de plante, în special speciile horticole se produc in vitro prin tehnicile de micropropagare. Înseamnă că, micropropagarea s-a dezvoltat ca o alternativă la metodele tradiționale de multiplicare, bazate pe o muncă intensivă și o productivitate limitată. Prin culturile in vitro, plantele pot fi clonate cu ușurință, în special, plantele care produc semințe, plantele horticole, medicinale, aromatice, pomicole și silvice.
Rezultate legate de culturile in vitro la plante au început să apară încă din anul 1922, Knudson a reușit germinarea semințelor de orhidee in vitro, iar Robbins a obținut primul țesut vegetal in vitro.
Bazele culturii in vitro la plante au fost puse de între anii 1952-1964 de către Morel și Martin, prin cultivarea unor explante meristematice. Prima plantă multiplicată in vitro pentru scopuri ornamentale a fost Nephrolepsis exaltata bostoniensis.
Micropropagarea s-a răspandit foarte rapid în intreaga lume, mai ales în țările dezvoltate.
În țara noastră, primele laboratoare de culturi in vitro la plante au apărut în anul 1975, în marile centre universitare.
În realitate interesul pentru cultivarea in vitro a plantelor este tot mai mare și se lucrează în acest domeniu într- un număr mare de centre și laboratoare de cercetare, atât în țară, cât și în străinătate.
II. 2. Laboratorul de culturi in vitro
Laboratorul de culturi in vitro este o încăpere, racordată la rețeaua de de gaze, electricitate, apă curentă și de canalizare. El prezintă două încăperi: camera de creștere, unde cresc și se dezvoltă plantele pentru multiplicare și camera sterilă, unde se realizează sterilizarea, prelevarea și inocularea explantelor în mediul de cultură. Cel mai utilizat mediu de cultură este Murashige–Skoog, care include diferite substanțe chimice, în concentrații variabile, pentru fiecare specie cultivată. În camera de creștere sunt necesare condițiile climatice: temperatura este între 20- 25° C, umiditatea între 50-60 % și lumină albă.
II. 3. Embriogeneza somatică
Multiplicarea in vitro la plante se realizează prin două căi: embriogeneza somatică și organogeneză.
Embriogeneza este procesul prin care se formează embrionul din celula ou (zigotul).
Embriogeneza somatică este procesul prin care se formează embrioni din celulele somatice, dar poate să apară și în natură, spontan la peste 60 de familii de plante. Prin multiplicarea repetată a celulelor somatice se formează embrioni somatici, urmând aceleași etape de dezvoltare ca embrionii normali, sunt identici cu aceștia, având tulpiniță și rădăciniță.
In vitro s-au obținut, pentru prima dată, embrioni somatici la morcov în anul 1958, de către Reinert și Steward, ulterior embriogeneza somatică s-a extins și la plantele de lucernă și unele specii forestiere. După anul 1980, embriogeneza somatică a devenit o metodă facilă de multiplicare vegetativă și de formare a semințelor.
Prin embiogeneza somatică se urmărește multiplicarea plantelor, pornind de la emmbrioni somatici, obținuți din celule somatice de la diferite organe ale plantei sau din embrioni imaturi, extrași din semințe nedezvoltate, care sunt folosiți ca explante in vitro, din care urmează să se dezvolte noi plante.
Embriogeneza somatică se realizează in vitro pe două căi: directă din celulele somatice se dezvoltă embrioni și indirectă, din celulele somatice se formează calusul, din care ulterior se dezvoltă embrionii.
Această metodă este utilizată pentru obținerea de noi plante pe cale vegetativă și semințe, artificial, deoarece permite o multiplicare intensă a plantelor, dar prezintă și dezavantaje: pot apărea anomalii morfologice, fiziologice, genetice și nu se poate aplica pe scară largă la un număr mare de specii.
II. 4. Organogeneza in vitro
Morfogeneza reprezintă diferențierea histologică iar organogeneza se referă la formarea organelor, dar ambele sunt procese fiziologice care se interpătrund și dependente de anumiți factori.
Organogeneza in vitro este procesul de formare a organelor in vitro, fiind mai complexă, necesită unele cerințe : raportul endogen în fitohormoni și conținutul endocelular în nutrienți, ambele fiind dependente de iluminarea plantelor, de temperatura mediului de cultură, de aprovizionarea cu săruri minerale și de unele procese fiziologice. Deci factorul endogen este dominant în obținerea sau în neobținerea organogenezei și că pe lângă acesta prezintă importanță și condițiile de incubare ale inoculilor pe mediul de cultură, dar selectarea explantului constituie factorul crucial în regenerarea plantelor in vitro sau în procesele de morfogeneză (Cachiță C, 2004 ) .
Regenerarea in vitro la plante se realizează pe cele două căi principale: organogeneza și embriogeneza somatică. Ambele sunt dependente de controlul balanței hormonale și fiecare mai poate prezenta o etapă, și anume formarea calusului sau de diferențierea celulară. Dacă se formează calusul, în timpul embriogenezei somatice sau organogenezei, acestea se desfășoară indirect sau direct, în cazul în care nu apare calusul.
În timpul organogenezei se formează rădăcinile, proces numit rizogeneză, se formează mugurii și tulpinile, proces numit caulogeneză.
II. 4. 1. Rizogeneza in vitro
Rizogeneza este cel mai frecvent proces de regenerare în culturile in vitro, prin care se formează rădăcinile, primare sau secundare.
Rizogeneza depinde de anumiți factori endogeni: factorul genetic și regulatorii de creștere, mai ales auxinele, în faza de inițiere a rădăcinilor și factorii exogeni, care împreună condiționează producerea rizogenezei și amplitudinea ei. Factorul genetic, mărimea explantului, vârsta plantei-mamă, starea fiziologică a celulelor sunt factori care influențează evoluția ulterioară a inoculului. Lumina de intensitate mică are o influență pozitivă asupra rizogenezei, iar temperatura optimă este de 27° C.
Formarea rădăcinilor in vitro se realizează în două etape: formarea meristemelor, dependent de auxine și creșterea rădăcinilor, care nu depind de fitohormoni.
Rizogeneza in vitro se poate desfășura la majoritatea plantele, dar diferă de la o specie la alta și de la un soi la altul. Distribuția rădăcinilor in vitro variază, după cum urmează: în calus, rădăcinile se distribuie pe toată suprafața, ca o pâslă, la lăstari și pe pețiolul frunzei, ele se distribuie în partea bazală. Rădăcinile iau naștere la polul radicular al explantului, iar formarea mugurilor (caulogeneza) are loc la polul apical.
La unele unele plante cultivate in vitro, nu poate avea loc rizogeneza, datorită practicării unor subculturi succesive. Se pune problema păstrării sau a redobândirii în caz de pierdere a capacității rizogene, (Cachiță C. D.,1987).
II. 4. 2. Caulogeneza in vitro
Caulogeneza in vitro este procesul de formarea a mugurilor și a tulpinilor la plantele cultivate in vitro. La fel ca rizogeneza, caulogeneza este întâlnită frecvent la culturile in vitro, dar este mai complex, deoarece depinde strict de controlul fitohormonal. Inițierea caulogenezei la nivelul inoculilor cultivați in vitro, este influențată de prezența în mediul de cultură a citochininelor și asocierea acestora cu auxinele.
Caulogeneza se poate desfășura atât direct, fără apariția calusului, cât și indirect, prin formarea calusului, din care ulterior se dezvoltă muguri și tulpinițe. Apariția de mugurași la nivelul calusului depinde de interacțiunea citochininelor cu auxinele. Concentrația fitohor-monilor prezintă importanță, la concentrație mai mare de citochinine se formează un număr mare de mugurași, în schimb la o concentrație foarte mică de citochinine, caulogeneza este mai redusă.
Deși în studiile de specialitate există numeroase informații cu privire la organogeneza in vitro, nu se pot da modele generale de organogeneză pentru toți inoculii cultivați in vitro.
Caulogenă poate varia in vitro în funcție de specie și de tipul de explante utilizate: fragmente de tulpini, pețiol, pedunculi florali și inflorescență. Explantele obținute din embrioni, din plantule sau fragmente prelevate din inflorescențe, prezintă o capacitate caulogenă intensă.
Monocotiledonatele au o capacitatea caulogenă mai moderată, comparativ cu dicotiledonatele. Calusul la monocotiledonate prezintă o aptitudine pentru meristemele radiculare, în defavoarea caulogenezei La graminee caulogeneza in vitro este foarte variabilă, mai ales nivelul calusului, celulele își pot pierde capacitatea caulogenă datorită unor repicări successive, mai ales la grâu. În anumite situații, prin repicări succesive, se obține inducerea caulogenezei, alteori culturile in vitro își pierd capacitatea caulogenă.
La unele specii de plante, explantele prezintă diverse aptitudini organogene: la crizanteme explantele prezintă, atât rizogeneza cât și caulogeneza, rahisul și bobocii tineri de la frezie, recoltați înainte de formarea corolei pot forma tulpinițe și mugurași.
Chiar dacă în literatura de specialitate există numeroase informații referitoare la morfogeneza in vitro, nu se pot da modele generale de organogeneză pentru toți inoculii cultivați in vitro.
II. 5. Factorii care influențeaza culturile in vitro
Culturile in vitro de celule și țesuturi vegetale depind de două tipuri de factori: interni și externi.
Factori interni care influențează multiplicarea in vitro la plante sunt: factorul genetic, vârsta plantei plantei donatoare de explant și starea fiziologică a explantelor.
Dintre factorii externi cu rol în procesul de regenerare in vitro la plante, menționăm: factorii chimici și fizici. Factori chimici implicați în regenerarea in vitro la plante sunt: substanțele anorganice și substanțele organice din mediul de cultură, iar factorii fizici implicați în multiplicarea in vitro a plantelor sunt: intensitatea luminii, temperatura și umiditatea.
Interacțiunea factorilor interni cu cei externi condiționează declanșarea proceselor in vitro la plante.
Un rol foarte important în culturile in vitro, îl are și mediul de cultură, care trebuie să conțină toate elementele necesare creșterii și dezvoltării plantelor.. Astfel, explantele își mențin vitalitatea numai în cazul în care sunt satisfăcute cerințele minimale capabile să asigure supraviețuirea și reluarea funcțiilor vitale.
În literatura de specialitate sunt menționate mai multe medii de cultură, utilizate în funcție de specie și explantele cultivate ca: mediul Knop, Hoagland și Arnon (1938), utilizate inițial, pentru cultivarea unor explante prelevate de la cormofite. Ulterior s-au testat și alte variante de medii de cultură, ca: mediul White (1943 și 1963) utilizat pentru cultivarea in vitro a rădăcinilor excizate, mediul Nitsch (1951)-destinat cultivării”in vitro” a ovarelor, Gautheret (1959 și 1977), Heller (1953) sau Murashige și Skoog (1962. Multe din mediile actuale folosite în creșterea celulelor vegetale in vitro sunt rețete modificate ale mediilor nutritive menționate mai sus.
Mediul de cultură al plantelor in vitro conține: apa bidistilată, substanțe minerale, microelemente și macroelemente, substanțe organice:glucide, vitamine și regulatorii de creștere.
În funcție de specia cultivată in vitro și tipul de explant utilizat sunt necesare anumite concentrații ale componentelor chimice.
Microelementele, sunt necesare în cantități mici, având roluri diferite. Cele mai utilizate microelemente sunt: fier, mangan, zinc, bor, cupru, iod, molibden și cobalt. Fierul se folosește în plante la sinteza pigmenților clorofilieni, în procesele de oxidare și de reducere. Manganul este utilizat sub formă de sulfat de mangan, în procesele enzimatice, în special fotosinteza și respirația. Zincul este folosit sub formă de sulfat de zinc, tot în reacțiile enzimatice. Borul este esențial în biosinteza ligninei, sub formă de acid boric.
Macroelementele sunt prezente în concentrație mai mare, cel puțin 0,1%, având rol în creșterea și dezvoltarea plantelor, cum ar fi: azot, potasiu, fosfor, magneziu, calciu, sulf, oxygen, carbon. Azotul se utilizează sub formă de ioni de azotat și amoniu, fiind necesar sintezei proteice. Concentrațiile mari de ioni de amoniu pot fi toxice pentru plantă. Fosforul este important pentru plantă, deoarece intră în alcătuirea acizilor nucleici. Calciul are rol în sinteza peretelui celular, se poate utiliza sub formă de clorură de calciu. Sulful intră în compoziția unor aminoacizi, cu rol în sinteza proteinelor.
Zaharurile se utilizează ca sursă de carbon, deoarece plantele cultivate in vitro nu sunt foarte autotrofe, din cauza limitării dioxidului de carbon. Se poate folosi zaharoza, glucoza, fructoza, maltoza, galactoza, ca sursă de energie.
În mediile de cultură se folosesc vitaminele: tiamina, acidul nicotinic și piridoxina se adaugă în mediul Murashige-Skoog, iar biotina, acidul ascorbic, acidul folic și tocoferolul, se adaugă mai rar și în concentrații foarte scăzute.
Regulatorii de creștere sunt compuși chimici, utilizați în concentrații mici,care pot produce stimularea sau inhibarea culturilor in vitro la plante.
Existența fitohormonilor a fost bănuită încă de la începutul secolului trecut, ulterior au fost puși în evidență prin numeroase cercetări.
În literatura de specialitate se cunosc cinci mari grupe de fitohormoni: auxinele (AIA, AIB, ANA, etc.), citochininele (BAP, K)), giberelinele, acidul abscisic și etilena. Cele două categorii principale principale de fitohormoni sunt: auxinele și citochininele. Auxinele au fost primii fitohormoni descoperiți în 1934, iar citochininele și giberelinele în 1950.
Regulatorii de creștere sunt substanțe endogene, sintetizate de plante, dar există și fitoregulatori de creștere obținuți prin sinteză chimică, asemănători celor naturali.
Auxinele și citochininele au o acțiune fiziologică asemănătoare: acționează în concentație mică, deoarece în concentrație mare sunt toxici, intervin în procesele de organogeneză, stimulând rizogeneza și caulogeneza și acționează în interacțiune.
Auxinele, atât cele naturale, cât și cele de sinteză au rol în: stimularea metabolismului, alungirea, stimulează diviziunea celulară și inducerea rizogenezei.
Citochininele sunt, de asemenea, fie compuși endogeni, fie substanțe de sinteză, cu rol în: stimularea metabolismului, diviziunea celulară și în caulogeneză.
Auxinele se sintetizează în principal la nivelul frunzelor foarte tinere, iar citochininele sunt sintetizate la nivelul rădăcinilor (Raicu, 1986).
Raportul dintre auxine și citochinine este important în organogeneza in vitro. Dacă raportul dintre cei doi fitohormoni este favorabil auxinelor este stimulată rizogeneza. Dacă raportul este favorabil citochininelor este stimulată caulogeneza. Atunci, când concentrația auxinelor este aceiași cu a citochininelor se formează calusul, din care iau naștere rădăcini, tulpinițe și frunzulițe.
Un factor important în culturile in vitro la plante îl are apa. Pierderile de apă, din mediul de cultură sau din explante, pot conduce la scăderea turgescenței celulelor. În cursul inoculării explantelor sau al incubării lor, trebuie evitate pierderile apă din țesuturi.
Embriogeneză somatică este influențată de factorii endogeni: genotip, vârstă și tipul de explant utilizat și de factorii de mediu: condițiile de cultivare și incubare a materialului.
Principalii factorii care influențează in vitro organogeneza sunt: vârsta și stadiul de dezvoltare a plantei donatoare, temperatura, ph-ul și presiunea osmotică, macroelementele, microelementele regulatorii de creștere și vitaminele din mediul de cultură.
Culturile in vitro la plante reușesc atunci când explantele cresc (celulele lor se multiplică și se pot forma noi organisme), dar trebuie să se țină seama de factorii menționați mai sus.
II. 6. Avantajele și dezavantajele culturilor in vitro
II. 6. 1. Avantajele culturilor in vitro
Metodele de cultivare in vitro la plante prezintă avantaje la unele specii, față de metodele de înmulțire in vivo.
Se pot enumera câteva avantaje ale culturilor in vitro la plante:
Multiplicarea rapidă a unor soiuri valoroase, pornind de la cantități mici de material vegetal, se pot obține într-un an peste un milion de exemplare;
Cultura in vitro se poate iniția cu un număr mic de plante, chiar de la o singură plantă se pot obține un număr foarte mare de explante, pentru formarea de meristeme;
Obținerea de plante sănătoase, fără agenți patogeni, în special virusuri. Cu aplicații practice la: pomii fructiferi, arbuști, plante ornamentale și unele specii medicinale. De exemplu se obțin plante la tutun, lavandă și tomate libere de micoplaseme (Auge și colaboratorii);
Multiplicarea unor specii de plante, care prin metode convenționale de multiplicare prezintă o capacitate redusă de germinare sau la butașii cu creștere lentă;
Producția in vitro la plante se poate desfășura fără întrerupere pe durata întregului an, nefiind necesar efectul sezonier de pepinieră, cu un profit mare de producție și cu un cost mai mic, decât pe cale vegetativă;
Producerea de plante viguroase, bogat ramificate, colorit intens al frunzelor, cu rădăcini bine dezvoltate și creștere accelerată. De exemplu, plantele decorative prin frunze și tulpini, cu o deosebită valoare comercială;
Plantele cultivate in vitro se pot transporta pe distanțe foarte mari, fiind importate și exportate oriunde pe glob;
Obținerea unor noi soiuri de plante, cu calități superioare celor actuale, în timp scurt;
Producerea de soiuri fără altoire, care pot prezenta unelele dezavantaje;
Planificarea producției plantelor in vitro se poate realiza în funcție de cerințele pieții;
Conservarea și păstrarea unui număr mare de plante cultivate in vitro se poate realiza mai mulți ani, deoarece volumul de material vegetal este redus, se permite crearea băncilor de gene (într–un frigider se pot păstra mii de plante);
Munca personalului este deosebit de agreabilă, pentru că se realizează în condiții de igienă și în spații moderne;
Cultivarea plantelor in vitro se poate realiza în spații cu suprafețe reduse. Asfel, se poate valorifica bine spațiul din laborator și se poate reduce consumul de energie, comparativ cu plantele cultivate în seră, iar prețul de producție poate fi diminuat prin automatizarea operațiunilor care de regulă se execută manual. Prețul plantelor cultivate in vitro, depinde de tehnologia adoptată, deoarece se pot obține plante cu un cost mai ridicat, decât prin metodele tradiționale de multiplicare;
Culturile in vitro au aplicabilitate pe scară largă în silvicultură. Datorită defrișărilor, domeniul silvic se confruntă cu dispariția unor specii de plante lemnoase, care prezintă importanță ecologică;
Plantele înmulțite prin micropropagare se prezintă ca material săditor, plantat la ghiveci, ușor de manevrat și valorificat pe tot parcursul anului.
Multiplicarea speciilor valoroase și rare a căror înmulțire vegetativă este dificilă și costisitoare;
Între micropropagare și ameliorarea plantelor există o relație de interdependență care urmărește obținerea de plante rezistente la stresul hidric, dăunători și boli.
II. 6. 1. Dezavantajele culturilor in vitro
Există și câteva impedimente ale culturilor in vitro la plante, care se referă la:
Comportamentul plantelor cultivate in vitro diferă foarte mult de la o specie la alta, iar unele specii nu răspund la culturile in vitro și nu se pot înmulți decât pe căi tradiționale;
Micropropagarea este o metodă costisitoare, deoarece necesită: personal specializat, un laborator dotat cu echipamente corespunzătoare și substanțe chimice (regulatori de creștere) corespunzătoare creșterii și dezvoltării plantelor in vitro. Automatizarea procesului in vitro ar putea reduce costurile de producție, dar se realizează cu dificultate;
Stabilitatea genetică la unele specii cultivate in vitro este scăzută;
Rizogeneza este întârziată la unele specii, iar rădăcinile formate in vitro sunt înlocuite de alte rădăcini, în faza de aclimatizare;
Aclimatizarea se realizează cu dificultate la unele specii in vitro, pot apărea pierderi datorate unor accidente, în timpul transferării lor în sol;
Plantele obținute in vitro pot prezenta o juvenilitate accentuată prin: frunze necaracteristice, lăstari adventivi, fructificare întârziată și prezența spinilor, dar și fenomene fiziologice nedorite, ca necrozarea țesuturilor;
La unele plante cultivate in vitro pot apărea ciuperci patogene, care se pot transmite și la descendenți;
Studiile realizate în domeniul culturilor in vitro la plante au elucidat unele avantaje, dar există și multe necunoscute cu privire la acest domeniu, legate de transmiterea informației genetice nou dobândite și factorii implicați în morfogeneză, la nivel molecular și celular.
II. 7. Importanța micropropagării în vederea conservării și perpetuării resurselor vegetale
Culturile in vitro au numeroase aplicații practice în ameliorarea multor specii de cultură, în ceea ce privește multiplicarea genotipurilor valoroase și conservarea resurselor genetice. În plus variația genetică manifestată de plantele regenerate in vitro poate fi folosită pentru obținerea de genotipuri valoroase.
La nivel mondial se poate observă o diminuare a diversității speciilor vegetale datorită supraexploatării resurselor vegetale, a diferitelor forme de poluare, care au modificat factorii climatici, având un impact negativ asupra ecosistemelor naturale. Din cauza impactului antropic negativ asupra biodiversității vegetale, un număr considerabil de plante sunt pe cale de dispariție, avem interes pentru conservare ex situ, în bănci de gene, sub formă de semințe, polen și organe de înmulțire pe cale asexuată. Aceste metode convenționale de conservare a materialului vegetal, nu oferă siguranță în menținerea varietății plantelor de interes teoretic și practic.
Prin conservarea materialului vegetal sub formă de culturi de celule și țesuturi in vitro, se poate realiza o multiplicare rapidă a acestora, la sfârșitul perioadei de vitroconservare.
Conservarea resurselor vegetale sub formă de culturi in vitro prezintă importanță pentru speciile cu genotipuri valoroase, speciilor rare și a celor periclitate, ceea ce permite menținerea biodiversității vegetale în viitor, deoarece metodele tradiționale de conservare pot fi uneori ineficiente (Cachiță C., 2005). La noi, în țară prin culturile in vitro s-a reușit conservarea unor specii rare cum ar fi : Primula halleri. Această plantă este rar întâlnită la nivelul lanțului carpatic, în Polonia este considerată dispărută, iar în Austria este pe cale de dispariție (Cachiță C., 2006).
În cazul plantelor rare și periclitate, culturile in vitro sunt folosite în conservarea lor, pentru creșterea rapidă a numărului de indivizi, fiind mai dificil de realizat prin metodele tradiționale.
Tehnicile de vitroconservare sunt variate și se bazează pe regenerarea de plante fără alterarea genotipului, care să se poată fi transferate în mediul lor natural, conform cerințelor genomice ale acestora .
Micropropagarea poate fi folosită cu încredere în conservarea resurselor vegetale, deoarece sunt necesare cantități mici de explante: fragmente de lăstari, frunze, flori și embrioni pentru inițierea culturilor in vitro.
Conservarea in vitro prezintă eficiență pe timp îndelungat, nu prezintă riscuri și se poate conserva materialul vegetal în stare diferită de dezvoltare: meristeme, apexuri, embrioni, calusuri. După conservarea materialul vegetal in vitro, el se poate multiplica, pentru reintroducerea în mediul natural.
Resursele vegetale se pot conserva in vitro pe termen scurt, prin blocarea creșterii celulelor se pot conserva pe termen nelimitat, fiind necesare costuri reduse, prin evitarea utilizării pesticidelor, având un impact pozitiv asupra mediului înconjurător.
Conservarea plantelor prin culturi in vitro, prezintă importanță teoretică și practică și nu presupune renunțarea la metodele convenționale de conservare, ci permite realizarea unui echilibru între metodele clasice de conservare și metodele moderne.
CAPITOLUL AL III-LEA
MATERIAL și METODĂ
III. 1. Scopul cercetărilor
Utilizarea metodelor tradiționale de multiplicare la specia Lavandula angustifolia Mill., deși au dat rezultate sunt totuși limitate din cauza modificării structurii genetice.
Având în vedere aceste deziderate s-a considerat utilă abordarea unei cercetări în domeniul biotehnologiilor și al culturilor in vitro la specia Lavandula angustifolia Mill.
Scopul cercetărilor îl constituie studiul comportării in vitro a speciei Lavandula angustifolia Mill. și estimarea posibilităților de micropropagare directă din explante meristematice.
III. 2. Material și metode de cercetare
III. 2. 1. Material biologic
Materialul vegetal studiat în cercetările noastre a fost constituit din plantule de (Foto 1) de Lavandula angustifolia Mill., obținute prin germinarea aseptică a semintelor.
Explantele s-au pregătit pentru inoculare prin sterilizare totală, folosindu-se următorii reactivi chimici: alcool etilic 70% timp de 5 secunde, soluție de hipoclorit de sodiu 3% timp de 10-15 minute și apă distilată sterilă utilizată pentru spălarea repetată a explantelor în scopul îndepărtării substanțelor anterior folosite.
Manipularea materialului biologic, care urmează a fi cultivat în vitro, se face în hote cu aer filtrate, pentru a fi evitată contaminarea ulterioară.
IV. 2. 2. Metode de cercetare
Explantele vegetale (celule, țesuturi, organe) cultivate in vitro, pot fi menținute în viață prin cultivarea pe medii aseptice, cu o compoziție chimică complexă.
Cultivarea in vitro a explantelor vegetale depinde de un mediu de cultură, corespunzător cerințelor vitale ale țesuturilor cultivate. Mediul de cultură folosit a fost mediul Murashige Skoog, a cărei compoziție este prezentată în tabelul 1, suplimentat sau nu cu diferiți regulatori de creștere, în funcție de scopul urmărit. Mediul de cultură Murashige-Skoog are următoarea compoziție chimică: macroelemente, microelemente, zaharoză, vitamine, fitohormoni, în concentrații diferite.
Inițierea culturilor in vitro a avut ca scop, in prima etapă, evaluarea posibilităților de regenerare directă prin folosirea explantelor meristematice (plantule de lavandă). Alegerea bună a explantelor este o condiție esențială a reușitei culturii in vitro.
În cadrul cercetările in vitro s-au utilizat patru variante ale mediului bazal Murashige-Skoog. (tabel 1).
Tabelul 1. Compoziția chimică a mediului Murashige-Skoog (MS-1962)
Pentru diversificarea compoziției mediului Murashige-Skoog s-au utilizat regulatori de creștere, auxine și citochinine în diferite concentrații și combinații, în funcție de scopul urmărit.
Regulatorii de creștere care se pot utiliza sunt produși de plantă sau sunt substanțe chimice de sinteză, care în cantități mici stimulează, inhibă sau modifică procesele fizilogice din plante.
Citochininele: benzil aminopurina (BAP) și kinetina (K) s-au utilizat în concentrație de 1 mg/l pentru inducția caulogenă.
Sau testat patru variante ale mediului M-S (Tabel 2): variantele unu și doi conțin ca citochinină benzil aminopurina (BAP) și auxină acid beta indolil acetic (AIA), iar variantele trei și patru conțin ca citochinină kinetina (K) și ca auxină acidul alfa naftil acetic (ANA). Variantele unu și trei au o balanță hormonală echilibrată, iar doi și patru excedentară, în favoarea citochininei.
Din varianta cinci au lipsit regulatori de creștere (auxinele și citochininele) și s-a utilizat pentru inițierea rizogenezei.
Tabel 2. Medii nutritive pentru cultivarea explantelor meristematice de Lavandula angustifolia Mill.
Auxinele sunt compuși naturali care utilizați în concentrații mici pot stimula creșterea și dezvoltarea plantelor. Rolul auxinelor constă în creșterea și alungirea celulelor, stimulând rizogeneza. Cele mai utilizate auxine sunt: acidul alfanaftil acetic (ANA), naturală și acidul beta indolil acetic (AIA), de sinteză.
Citochininele sunt: benzil aminopurina (BAP) și kinetina (K), naturale sau de sinteză. Ele stimulează procesul de diviziune celulară în țesuturilor meristematice, activitatea celulelor adulte, după Cachiță C., 2000 și procesul de morfogeneză, după Butiuc și colaboratorii, 1996.
CAPITOLUL al IV- lea
REZULTATE și DISCUȚII
IV. 1. Rezultate și discuții
Formarea structurilor interne și externe a organelor vegetale se bazează pe diferențierea celulară, proces controlat genetic, care implică diviziunea celulelor și creșterea lor.
Metodele in vitro se pot utiliza pentru dirijarea proceselor de morfogeneză, cât și pentru regenerare. Regenerarea plantelor în culturile in vitro stă la baza proceselor de morfogeneză și evoluție a plantelor.
Morfogeneza in vitro la plante a fost studiată de Skoog și Miller în 1957, la tutun, prin regenerarea de lăstari și de către Steward și Reinert în 1958, prin obținerea de embrioni adventivi.
Regenerarea plantelor in vitro se realizează pe două căi: organogeneza și embriogeneza somatică, ambele sunt dependente de regulatorii de creștere (fitohormoni). Pentru fiecare modalitate de regenerare mai există ca primă etapă formarea calusului (calusogeneza) sau dediferențierea celulară.
În funcție de formarea sau neformarea calusului la plantele cultivate in vitro, regenerarea se poate realiza: direct, fără formarea calusului, fiind posibilă la nivelul explantelor inoculate pe mediul de cultură și indirect prin formarea calusului. Calusogeneza este procesul prin care celulele specializate ale explantului își pierd specializarea și prin declanșarea diviziunii celulare, ele revin la stadiul meristematic.
Calusul este o formațiune heterogenă, fiind format din celule nediferențiate, care se divid intens, mai ales la dicotiledonate, formând meristemoizi, care sunt grupe de celule care se divid activ. Calusul se poate forma din explante, obținute din: vârfuri vegetative, frunze tinere sau adulte și internoduri, în condiții de sterilitate, după Milică, 1999.
În procesele de organogeneză și embriogeneză, cultura de calus se poate utiliza pentru înmulțirea materialului vegetal.
Regenerarea plantelor in vitro prezintă aplicabilitate practică, comparativ cu alte metode ale ingineriei genetice, care sunt limitate din anumite puncte de vedere.
Prin organogeneză se formează organe, cum ar fi: lăstari sau rădăcini, stimulate de fitohormonii de creștere. Organogeneza se desfășoară în două etape: rizogeneza și caulogeneza.
Rizogeneza este procesul de formare a rădăcinilor, desfășurat în două faze: apariția meristemelor, stimulată de auxine și creșterea rădăcinilor, nefiind influențată de fitohormoni. Rădăcinile se pot forma la toate plantele cultivate in vitro indiferent de explantele cultivate și mediul de cultură utilizat.
Caulogeneza este procesul prin care se formează: muguri, lăstari și tulpinii in vitro, se poate face în paralel cu rizogeneza sau separat. Ulterior plantele rezultate sunt apte pentru a fi transferate in sol. In vitro formarea mugurilor depinde de explantele utilizate și specia cultivată.
Metodele in vitro se pot utiliza la: plantele ornamentale, medicinale, pomi fructiferi, arbuști, valoroase și speciile forestiere, rezolvând problemele legate de multiplicare și conservare pe termen nelimitat. Culturile in vitro se folosesc pentru obținerea de genotipuri valoroase, cu calități practice superioare, de mare interes economic și care nu se găsesc în flora spontană.
Culturile in vitro la plante prezintă interes și pentru alte domenii: agricultură, horticultură și industria farmaceutică, datorită cerințelor ridicate față de alimente și medicamente. Se încearcă obținerea unor substanțe la plante cum ar fi: vitamine, hormoni și alcaloizi, prin metode neconvenționale, dar rezultatele sunt moderate în această direcție. Aceste argumente determină dezvoltarea și practicarea metodelor in vitro la plante.
Lavandula angustifolia Mill. este o specie valoroasă din punct de vedere farmaceutic, datorită conținutului de ulei eteric, care are o acțiune farmacodinamică ridicată: antiseptic local, antispastic, anestezic, carminativ, antiasmatic și stimulent al sistemului nervos.
Având în vedere aceste considerente, s-a urmărit cultivarea in vitro a speciei Lavandula angustifolia Mill., utilizată ulterior pentru conservarea și perpetuarea resurselor vegetale.
S-au parcurs următoarele etape tehnice de multiplicare:
Stabilirea unei culturi de țesuturi vegetale aseptice ce s-a realizat prin obținerea explantelor vegetale din plantule de levănică, rezultate prin germinarea aseptică a semințelor.
Sterilizarea chimică a explantelor și inocularea lor pe mediile de cultură, pentru inițierea caulogenezei (tabel 2).
Etapa de multiplicare propriu-zisă s-a realizat prin creșterea rapidă a explantelor, din care au rezultat noi plante. Explantele au reacționat pozitiv la fitohormoni, în special la BAP.
Inducerea caulogenezei, prin formarea de muguri și tulpini la nivelul inoculilor de lavandă cultivați in vitro s-a datorat prezenței citochininei BAP (benzil aminopurinei) în mediul de cultură. Citochinina BAP a avut un efect caulogen mai pronunțat în cazul variantei a doua a mediului de cultură M-S, unde s-a folosit în concentrație de 1 mg/l și în combinație cu AIA (acidul betaindolil acetic), în concentrație de 0,1 mg/l.
Caulogeneza variază la speciile vegetale cultivate in vitro, fiind dependentă de tipul explantelor utilizate. Prin subculturi succesive se poate obține inducerea caulogenezei sau pierderea ei.
La intervale de 30 de zile, culturile de meristeme au fost transferate periodic, împrospătându-se mediul de cultură (Foto 1).
Foto 1.Dezvoltarea apexului caulinar in vitro
Caulogeneza s-a desfășurat pe parcursul a 30 de zile de la inițierea culturilor, în condiții de lumină (12 ore), întuneric (12 ore) și la o temperatură de 24° C (Foto 2, 3, 4, 5).
Foto 2. Dezvoltarea apexului caulinar in vitro
Foto 3. Caulogeneza in vitro
Foto 4. Caulogeneza in vitro
Foto 5. Plăntuța cultivată in vitro
Formarea rădăcinilor (rizogeneza), respectiv a mugurilor și tulpinilor (caulogeneza) depinde regulatorii de creștere.
Prin realizarea de experiențe de rizogeneză pe tulpini, frunze și muguri s-a observat inducerea
proceselor de rizogeneză. Mugurii de plop prezintă o activitate stimulatoare asupra rizogenezei primăvara și inhibitoare iarna.
Factorul genetic, mărirea explantului, vârsta plantei mamă, donatoare sunt factori care influențează in vitro rizogeneza, mai ales prin practicarea unei subculturi successive.
În cazul suplimentării mediului M-S cu cantități mari de auxine și citochinine s-a constatat apariția fenomenului de vitrozare la Lavandula angustifolia Mill. și la Lavandula vera (după Maftei D., E., 2008).
Pornind de la explante nodale, Andrade a studiat în 1999 efectul fitohormonilor în inițierea rizogenezei și caulogenezei la Lavandula vera.
Astfel, cele două căi principale ale dezvoltării in vitro sunt organogeneza și embriogeneza somatică, ambele reprezentând modalități de regenerare a plantelor întregi, strict dependente de controlul balanței hormonale. În cadrul fiecărei etape, mai poate exista o fază, și anume calusarea sau dediferențierea celulară. Funcție de aceasta, atât organogeneza, cât și embriogeneza somatică se pot desfășura direct sau indirect.
Regenerarea in vitro la specia Lavandula angustifolia Mill. s-a realizat în mod direct, adică la nivelul explantelor inoculate pe mediul de cultură, nefiind necesară formarea calusului.
Calusogeneza este procesul prin care celulele specializate ale explantului își pierd specializarea și revin la stadiul meristematic. Prin urmare, calusul este declanșat de accelerarea diviziunilor celulelor revenite la stadiul meristematic, la scurt timp după izolarea țesuturilor.
Calusul este o masă de celule nediferențiate, care se divid mai rapid la plantele dicotiledonate și mai lent la gimnosperme și monocotiledonate.
Plantele de Lavandula angustifolia Mill. obținute in vitro pe cele patru medii de cultură Murasige-Skoog cu fitohormoni, au fost ulterior cultivate pe mediul M-S lipsit de fitohormoni (varianta nr. 5), în scopul dezvoltării sistemului radicular (Foto 6, 7, 8).
Foto 6. Inițierea rizogenezei
Foto 7. Dezvoltarea sistemului radicular
Foto 8. Aclimatizarea ex vitro
După dezvoltarea rădăcinilor la plantele de Lavandula angustifolia Mill., ele au fost extrase din mediul de cultură și cultivate pe sol steril, realizându-se o bună aclimatizare (foto 8), pentru ca ulterior să fie transferate în mediul natural.
Cultivarea in vitro a speciei Lavandula angustifolia Mill. a fost influențată de următorii factori: mediul de cultură folosit M-S, lumina (12 ore de iluminare zilnică), temperatura (24° C), tipul explantelor utilizate și regulatorii de creștere.
IV. 2. Concluzii
Din rezultatele prezentate se desprind următoarele concluzii ale materialului biologic cultivat in vitro:
IV 2.1. La specia Lavandula angustifolia Mill., explantele cultivate in vitro au rezultat din plantule, obținute la rândul lor din germinarea aseptică a semințelor.
IV.2.2. În cadrul culturii in vitro a lavandei s-a urmărit organogeneza, fiind reprezentată caulogeneză și rizogeneză.
IV.2.3. De asemenea se constată că formarea mugurilor și tulpinilor, adică caulogeneza, la inoculii de lavandă cultivați in vitro s-a desfășurat direct, nefiind necesară formarea calusului.
IV.2.4. Caulogeneza s-a desfășurat pe parcursul a 30 de zile de la inițierea culturilor în condiții optime de iluminare zilnică de 12 ore și la o temperatură de 24 C.
IV.2.5. Din analiza datelor privind influența fitohormonilor asupra caulogenezei, se poate concluziona că citochinina, benzil amino purina (BAP) stimulează procesul de caulogeneză la explantele de lavandă.
IV.2.6. Rezultatele obținute confirmă că, la specia Lavandula angustifolia Mill. prin asocierea citochininei BAP, folosită la o concentrație de 1 mg/l cu auxina acidul beta indolil acetic (AIA), utilizată în concentrație de 0.1 mg/l, efectul caulogen a fost mai intens.
IV.2.7. Se poate afirma, pe baza rezultatelor obținute că rizogeneza la plantele de lavandă cultivate in vitro s-a desfășurat ulterior caulogenezei, prin cultivarea lor întru-un mediu Murasige-Skoog lipsit de hormoni de creștere.
IV.2.8. Faptul ca plantulele de lavandă au fost cultivate in vitro în condiții sterile, aclimatizarea lor ex vitro s-a realizat prin transferarea lor în sol steril, ulterior formării sistemului radicular.
IV.2.9. Rezultatele prezentate confirmă că, la specia Lavandula angustifolia Mill. cultivată in vitro, inițierea caulogenezei s-a desfășurat fără formarea calusului, iar dezvoltarea sistemului radicular nu a fost stimulată de fitohormoni.
TIPURI DE LECȚII. METODE DIDACTICE UTILIZATE ÎN PREDAREA – ÎNVĂȚAREA – EVALUAREA BIOLOGIEI ÎN LICEU
I. 1. Tipuri de lecții la biologie
Lecția este o formă de organizare și desfășurare a activității didactice, care se desfășoară într-o perioadă de timp precis determinată.
Tipul de lecție face referire la modul de concepere și de realizare a activității didactice în funcție de disciplina de predat.
Evenimentele lecției sunt:
a) Organizarea clasei de elevi. Profesorul asigură condițiile necesare pentru buna desfășurare a activității didactice.
b) Verificarea cunoștințelor anterioare. Verificarea și aprecierea cunoștințelor anterioare, necesare pentru însușirea noilor cunoștințe.
c) Captarea atenției. Se stârnește curiozitatea și interesul la elevi pentru noile cunoștințe.
d) Anunțarea temei și a competențelor derivate. Profesorul le comunica elevilor competențele derivate într-o formă accesibilă, prin care se urmărește rezultatele la care ei trebuie să ajungă la finalul activității didactice.
e) Transmiterea noilor cunoștințe și dirijarea învățării. Profesorul folosește metode și mijloace didactice prin care asigură accesibilizarea noilor cunoștințe.
f) Sistematizarea și consolidarea cunoștințelor. Se realizează cu ajutorul feed-back-ului învățării, prin care informația circulă de la elevi la profesori, se asigură reținerea și transferul informației.
Tipurile de lecție la biologie sunt:
lecția de însușire de noi cunoștințe;
lecția mixtă;
lecția de recapitulare, sistematizare și consolidare a cunoștințelor;
lecția de formare de priceperi și deprinderi;
lecția de predare-învățare cu experiment integrat;
lecția de evaluare.
I.1.1. Lecția de însușire de noi cunoștințe (predare-învățare)
Acest tip de lecție are la bază însușirea de noi cunoștințe și urmărește dezvoltarea de atitudini și capacități intelectuale la elevi.
Exemple de lecții de predare-învățare:„Încrengătura Moluște”, clasa a IX-a, „Încrengătura Artropode”, clasa a IX-a, „Ventilația pulmonară și schimburile gazoase respiratorii”, clasa a IX-a, „Bolile sistemului digestive la om”, clasa a X-a, „Compoziția chimică a acizilor nucleici”, clasa a XII-a.
Evenimentele lecției sunt:
organizarea clasei de elevi;
captarea atenției;
anunțarea temei și a competențelor derivate;
transmiterea noilor cunoștințe și dirijarea învățării;
sistematizarea și consolidarea cunoștințelor,
evaluarea;
temă pentru acasă.
I.1.2. Lecția de recapitulare și sistematizare a cunoștințelor
Acestă lecție se planifică la sfârșitul unei unități de învățare, semestrului sau anului școlar. Prin această lecție se urmărește fixarea și consolidarea conținuturilor într-o manieră sistemică.
Exemple de lecții de recapitulare: „Recapitulare – Regnul Monera, Protista, Fungi și Plante”, clasa a IX-a, „Recapitulare-Sensibilitatea și mișcarea la plante și animale”, clasa a X-a, „Recapitulare- Funcțiile de nutriție”, clasa a XI-a.
Evenimentele lecției sunt:
stabilirea planului de recapitulare;
organizarea colectivului de elevi;
captarea atenției;
anunțarea temei și a competențelor derivate;
recapitularea cunoștințelor prin stabilirea unei scheme (sinteze) cu noțiunile esențiale;
analiza rezultatelor și stabilirea concluziilor;
temă pentru acasă.
I.1.3. Lecția mixtă (combinată)
Această lecție este cea mai întâlnită în activitatea didactică. Urmărește realizarea mai multor sarcini: verificarea cunoștințelor anterioare, însușirea de noi cunoștințe și fixarea de noțiuni.
Evenimentele instruirii sunt:
organizarea clase de elevi;
verificarea cunoștințelor anterioare;
captarea și orientarea atenției;
enunțarea temei și a competențelor derivate urmărite;
comunicarea și însușirea noilor cunoștințe;
sistematizarea și consolidarea cunoștințelor;
sarcini de lucru pentru acasă
Exemple de lecții mixte la biologie: „Încrengătura Gimnosperme”, clasa a IX-a, „Nutriția heterotrofă”, clasa a X-a, „Sistemul muscular”, clasa a XI-a și „Sinteza proteinelor”, clasa a XII-a.
I.1.4. Lecția de formare a priceperilor și deprinderilor (lecția de laborator, lecția practică)
Acest tip de lecție urmărește formarea de priceperi și deprinderi practice la elevi, prin familiarizarea lor cu activitatea experimentală.
Exemple de lecții practice la biologie: „Măsurarea tensiunii arteriale și mecanica respirației”, clasa a XI-a, „Determinarea grupelor sanguine”, clasa a X-a, „Observații microscopice a unor celule procariote și eucariote”,clasa a IX-a, „Observații microscopice a unor țesuturi vegetale și animale”, clasa a X-a.
Evenimentele lecției sunt:
organizarea colectivului de elevi;
captarea atenției ;
anunțarea temei și a competențelor derivate;
reactualizarea cunoștințelor anterioare necesare pentru formarea priceperilor și deprinderilor;
realizarea experimentului frontal;
activitate independentă a elevilor pe baza fișelor și de lucru sau prin lucrări practice;
analiza și valorificarea rezultatelor obținute.
I.1.5. Lecția de predare-învățare cu experiment integrat
Acest tip de lecție se bazează pe însușirea de noi cunoștințe și formarea de priceperi și deprinderi practice la elevi.
Exemple de astfel de lecții:
„Ventilația pulmonară”, clasa a XI-a, „Structura celulei procariote” – clasa a IX-a, „Țesuturile vegetale”, clasa a X-a, „Țesuturile animale”, clasa a X-a,
Evenimentele lecție sunt:
organizarea clasei de elevi;
captarea atenției;
anunțarea temei și a competențelor derivate;
reactualizarea cunoștințelor anterioare;
realizarea experimentului demonstrative;
activitate individuală sau pe grupe;
evaluarea performanțelor.
I. 1. 6. Lecția de evaluare (verificare și apreciere)
Lecția de evaluare oferă informații cu privire la nivelul de pregătire al elevilor și urmărește verificarea și aprecierea cunoștințelor prin prisma competențelor. De asemenea, se verifică cuantumul de cunoștințe teroretice (latura formativă) și modul în care elevul poate opera cu aceste cunoștințe teoretice.
În funcție de metodele folosite, lecția poate fi de verificare orală, scrisă sau prin probe practice.
Exemple de lecții de evaluare scrisă: „Excreția, sensibilitatea la plante și animale”, clasa a X-a.
Evenimentele instruirii sunt:
organizarea clasei pentru lecție;
precizarea conținutului care urmează a fi evaluat;
evaluarea propriu-zisă;
aprecierea rezultatelor și elaborarea concluziilor.
II. Metode didactice în predarea-învățarea-evaluarea biologiei în liceu
II. 1. Definiție
Din punct de vedere etimologic, termenul de metodă provine din limba greacă : „metha” însemnă spre, iar „odos” însemnă cale.
Metoda didactică este calea prin care profesorul îi conduce pe elevii spre învățare, prin transmiterea de cunoștințe și dezvoltarea capacităților intelectuale. Profesorul este un pedagog care nu impune informațiile științifice, ci construiește calea spre învățare, practicând o pedagogie diferențiată și individualizată. Pornind de aici, profesorul trebuie să utilizeze metode active și interactive care să determine la elevi apariția conflictului socio-cognitiv.
II. 2. Metode tradiționale
II. 2. 1. Explicația
a) Descrierea metodei
Explicația este o metodă expozitivă, prin care se expun rapid și eficient noi informații pe bază de argumentare rațională, se clarifică concepte, legi, procese etc, ce nu pot fi induse direct. În explicarea proceselor și fenomenelor biologice, explicația poate fi însoțită de : conversație, problematizare, modelare, care în mod direct nu pot fi accesate de elevi.
b) Aplicarea metodei
Fotosinteza la plante nu poate fi explicată elevilor, fără ca aceștia să înțeleagă procesul chimic de desfășurare, cu ajutorul ecuației chimice se precizează rolul: pigmenților asimilatori, luminii, substanțelor anorganice (apă, substanțe minerale, dioxid de carbon), sinteza substanțanlor organice (lipide, proteine, glucide și vitamine) și eliberarea oxigenului. De exemlu, lecția „Nutriția autotrofă la plante, clasa a X-a.
Respirația aerobă poate fi explicată elevilor cu ajutorul ecuației chimice, prin care se specifică elevilor rolul oxigenului în degradarea substanțelor organice, cu obținerea dioxidului de carbon, a apei și a energiei. De exemplu, lecția „Respirația aerobă” clasa a X-a.
Mecanica respirație se poate explica cu ajutorul aparatului Donders, prin care se pune în evidență rolul mușchilor inspiratori (diafragma și mușchii intercostali externi), în timpul inspirației și expirației. De exemplu, lecția „Ventilația pulmonară”, clasa a XI-a.
Păstrarea și transmiterea informației genetice la urmași se datorează AND–ului, care se poate explica elevilor cu ajutorul replicației ADN–ului, având la bază modelul semiconservativ. De exemplu, lecția „Replicația ADN–ului (autocopierea)”, clasa a XII-a.
II.2.2. Descrierea
a) Caracterizarea metodei
Descrierea este o metodă expozitivă, realizată prin comunicare orală, cu rol de a înlesni accesul la cunoaștere, prin prezentarea detaliilor de morfologie, structură și fiziologie. Cu ajutorul acestei metode se pun în evidență unele caractere morfologice la organisme, precum: forma, mărimea, culoarea, aspectul, structura, asemănările și deosebirile.
Descrierea se folosește frecvent la orele de biologie, cu rol în dezvoltarea spiritului de observație, diferențierea între general și particular, între comun și specific.
În cadrul orelor de biologie, la aplicarea acestei metode trebuie să se țină seama de următoarele reguli: se respectă logica internă de organizare a organismului; de exemplu atunci cand se descrie un animal sau o plantă nu se face la întâmplare, se începe cu alcătuirea externă și se continuă cu cea internă, se folosesc imagini, planșe, insectare, atlase, material ierborizat, material proaspăt sau material consevat.
b) Aplicare
În explicarea fotosintezei la plante, se descrie pentru început alcătuirea externă și internă a frunzei. De exemplu, lecția „Nutriția autotrofă, clasa a X-a”.
În cadrul lecției „Circulația la plante”, clasa a X-a se descrie structura internă a tulpinii și a rădăcinii, pentru observarea vaselor lemnoase și a vaselor liberiene.
În cadrul lecției „Celula eucariotă” clasa a IX–a se descriu componentele celulei animale și vegetale și se precizează: componentele celulare comune (membrana celulară, citoplasma și nucleul), organitele citoplasmatice comune (reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi, mitocondriile și ribozomii), organitele citoplasmatice specifice celulei vegetale (plastidele, vacuolele) și organitele citoplasmatice specifice celulei animale (lizozomii și centrozomul).
În cadrul lecției „Ventilația pulmonară”, clasa a XI-a se descrie aparatul Donders, punându-se în evidență asemănarea dintre acesta și cavitatea toracică.
La lecția „Reproducerea sexuată la plante”, clasa a X-a se descrie alcătuirea florii la angiosperme, respectându-se următoarea ordine: peduncul floral, receptacul, înveliș floral (caliciul și corola), partea bărbătescă, numită stamină și partea femeiască a florii, numită pistil. Apoi se descriu funcțiile florii: polenizarea, fecundația, formarea grăuncioarelor cu polen și formarea fructelor și a semințelor.
II.2.3. Conversația
a) Descriere
Conversația este un dialog didactic realizat cu ajutorul întrebărilor și răspunsurilor. După strategia de adresare a profesorului, întrebările utilizate în timpul conversației sunt: frontale (pentru întreaga clasă), directe (pentru un elev), inversate (primită de profesor de la un elev și repusă acestuia printr-o reformulare), returnate (primite de profesor de la un elev și pasate altuia), de revenire (se pun într-un anumit moment al lecției și se răspunde în alt moment) și imperative (prin care se formulează o cerere categorică).
Conversația are două forme principale (după C. Cucoș): conversația euristică sau socratică realizată prin întrebări care îi conduc pe elevi la descoperirea unor date noi și conversația catehetică, care urmărește reproducerea cunoștințelor asimilate anterior.
Sunt mai multe variante de conversații, precum:, introductivă (folosită la începutul activității pentru ai pregăti pe elevi), de reactualizare (urmărește verificarea și evaluarea noțiunilor anterioare), de fixare (se consolidează ideile principale) și conversația finală (utilizată pentru desprinderea concluziilor).
Prin conversația euristică, elevii primesc întrebări deschise, care permit mai multe variante de răspuns, cu posibilitatea dezvoltării creativității și gândirii logice . Întrebările formulate de profesor îi determină pe elevi să analizeze informațiile dobândite, să compare și să formuleze noi ipoteze, stimulând exprimarea liberă și corectă, fără impunerea unor puncte de vedere de către profesor.
Conversația euristică este o metodă interactivă, ce stimulează învățarea prin descoperire, deoarece îi învață pe elevi să formuleze răspunsuri, pornind de la informațiile inițiale, dobândite anterior.
Pentru obținerea unor rezultate favorabile, se ține seama de următoarele reguli:
profesorul formulează întrebări scurte și directe, elevii pot formula și ei întrebări, iar dialogul între profesor și elevii urmărește realizarea competențelor activității didactice.
b) Aplicații
Conversația euristică este o metodă didactică utilizată cu succes la lecțiile de recapitulare, dar și la lecțiile de predare-învățare.
De exemplu la lecția de recapitulare Diversitatea lumii”, clasa a IX-a se poate aplica conversația euristică prin următoarele întrebări: Ce caracteristici comune au organismele vii? De ce bacteriile sunt organisme vii? Ce sunt virusurile? De ce virusurile nu sunt considerate organisme vii? De ce virusurile nu fac parte din nici un regn? Ce asemănări și deosebiri există între genomul viral și genomul bacterian?
De exemplu la lecția mixtă „Artropode”, clasa a IX-a se aplică conversația euristică cu ajutorul întrebărilor: De ce aceste animale se numesc artropode? Ce trăsături comune au artropodele? Care sunt paricularitățile specifice fiecărei grupe de artropode?
De exemplu la lecția de recapitulare „Sensibilitatea la mamifere” se folosește conversația euristică prin următoarele întrebări: De ce sensibilitatea este o funcție de relație? Cum clasificăm organele de simț în funcție de rolul lor? Care este rolul organelor de simț, în realizarea sensibilității la mamifere? Cum participă sistemul nervos în realizarea sensibilității la mamifere? Cine contribuie la formarea imaginii pe retină? Unde sunt situați receptorii auditivi?
De exemplu la lecția de predare-învățare „Nutriția autotrofă – fotosinteza”, clasa a X-a pot apărea următoarele intrebări: În ce constă fotosinteza? Ce rol au pigmenții asimilatori în fotosinteză? Care sunt fazele sau etapele fotosintezei? Cum argumentați importanța fotosintezei pentru viețuitoare?
II.2.4. Învățarea prin descoperire
a) Descriere
Învățarea prin descoperire este o metodă didactică prin care elevul descoperă prin efort intelectual propriu, adevăruri cunoscute, ceea ce alții au descoperit, dar află însușiri necunoscute.
Învățarea prin descoperire are un caracter formativ la elevii, pentru că elevii descoperă singuri, deci sunt motivați să învețe, își dezvoltă curiozitatea, creativitatea și imaginația.
Acestă metodă se aseamănă cu problematizarea, deoarece solicită gândirea creativă, dar se deosebește de problematizare, în care elevii trebuie să rezolve o situație problemă, conflictuală.
Învățarea prin descoperire este de trei tipuri: descoperirea deductivă, descoperirea inductivă și transductivă (prin analogie).
În descoperirea deductivă se pleacă de la general (principii, legi) la particular. Elevii învață pe baza raționamentului deductiv să facă aplicații prin particularizare și individualizare. Se aplică mai ales la clasele de liceu. De exmplu, pornind de la caracterele generale ale amfibienilor, elevii pot stabilii că urodelele (salamandra și tritonul) sunt amfibieni, deși se aseamănă cu șopârlele.
În descoperirea inductivă cunoștințele anterioare sunt particulare, iar cele descoperite sunt generale. Se pornește de la cunoscut la necunoscut.
În descoperirea transductivă, elevii compară diferite structurii anterioare pentru a descoperi însușiri comune.la clasele de liceu se pot face diferite analogii, privind structuri și funcții pe baza cunoștințelor acumulate în gimnaziu. De exemplu deplasarea animalelor se realizează cu organe diferite ca structură, dar cu aceleași funcții.
În practica școlară, învățarea prin descoperire poate fi: dirijată, elevii primesc instrucțiunile de lucru prin fișe de lucru sau caiete de lucrări practice, cu ajutorul cărora ei sunt ghidați pas cu pas până la obținerea rezultatului și nedirijată, elevii au libertatea de acțiune și gândire, iar profesorul supraveghează și controlează.
Etapele învățării prin descoperire sunt: captarea atenției, anunțarea problemei, emiterea ipotezei, rezolvarea problemei, evaluarea rezultatelor și stabilirea concluziilor.
b) Aplicații
De exemplu în cadrul lecției „Înmulțirea asexuată la plante”, clasa a X-a, elevii sunt lăsați să observe, organele vegetative de la unele plante: bulbul (la ceapă, la lalea, la zambilă și la usturoi), rizomul (la stânjenel) și tuberculul (la cartof) cu rol în reproducerea asexuată, fără nici o explicație (descoperire nedirijată). La final se poartă discuții despre activitatea desfășurată.
De exemplu la lecția „Moluște”, clasa a IX-a, elevii sunt grupați în cinci grupe, fiecare grupă are sarcini diferite: grupa numărul 1 trebuie să descopere caracterele generale ale moluștelor și modul de clasificare, grupa numărul 2 are de prezentat particularitățile gasteropodelor (melcilor) și reprezentanții acestora, grupa numărul 3 trebuie să desopere trăsăturile particulare ale lamelibranhiatelor și reprezentanții lor, grupa numărul 4 are de stabilit caracterele particulare ale cefalopodelor și reprezentanții acestora, iar elevii din grupa numărul 5 au de precizat importanța teoretică și practică a moluștelor. Elevii au la dispoziție manualul, fișe de lucru, imagini cu alcătuirea internă a moluștelor și reprezentanții lor și cochilii de melci și scoici. La final se prezintă rezultatele și se completează la tablă schema lecției.
De exemplu în cadrul lecțiilor de biologie se folosește descoperirea prin analogie pentru cunoașterea unor unor fenomene și procese biologice, cum ar fi descoperirea sistemului: nervos, osos, muscular, circulator, digestiv, respirator, excretor și reproducător la om pe baza analogiei cu sistemul: nervos, osos, muscular, circulator, digestiv, respirator, excretor și reproducător al mamiferelor, studiate în clasa a X-a.
De exemplu în cadrul lecțiilor: „Reproducerea sexuată la plante”, clasa a IX-a și „Circulația la plante”, clasa a X-a, elevii sunt dirijați să descopere componentele florii la angiosperme, structura internă a rădăcinii și tulpinii.
De exemplu descoperirea inductivă se poate aplica în cadrul lecției „Pești”, clasa
a IX-a, prin parcurgerea următoarelor etape:
– captarea atenției se realizează prin stabilirea mediului de viață al peștilor;
– punerea problemei se realizează prin întrebarea: Este peștele adaptat mediului său de viață? ;
– ipoteza facultativă, peștele prezintă adaptări doar pentru mediul acvatic;
– rezolvarea problemei prin descoperire, profesorul dirijează frontal activitatea elevilor, prezentând materiale care îi ajută pe elevii să stabilească: particularitățile morfofuncționale ale peștelui, comparativ cu cele ale peștilor caracterele generale ale peștilor și adaptările peștilor la mediul acvatic;
-evaluarea rezultatelor și stabilirea concluziilor, profesorul discută cu elevii adaptările peștilor la mediul acvatic, iar aceștia formulează concluziile.
De exemplu descoperirea deductivă se poate aplica la lecția „Nutriția autotrofă”-evidențierea fotosintezei, clasa a X-a, prin parcurgerea etapelor (după Costică, N., 2008):
-captarea atenției se realizează prin reactualizarea definiției fotosintezei și a ecuației chimice;
– punerea problemei se face prin intrebarea: Este valabilă definiția fotosintezei în diferite condiții de mediu?
– ipoteză facultativă: În orice condiții nutriția plantelor se realizează prin fotosinteză?;
– rezolvarea problemei prin descoperire, elevii sunt grupați în cinci grupe, fiecare grupă realizează un experiment pentru determinarea fotosintezei prin metoda bulelor. Fiecare grupă verifică emiterea bulelor de oxigen în anumite condiții: la temperatură scăzută, la temperatură ridicată, la lumină de slabă intensitate, la lumină puternică și la lumină albastră. Elevii notează în fișele de lucru, numărul de bule de oxigen obținute în cinci;
– evaluarea rezultatelor și stabilirea concluziilor: fiecare grupă a observat emiterea bulelor de oxigen, chiar dacă condițiile de mediu au fost diferite.
II.2.5. Problematizarea
a) Descriere
Problematizarea este o metodă didactică în care se crează o situație problemă (contradictorie, conflictuală), printr-o întrebare problemă, al cărei răspuns este soluția căutată.
Situațiile problemă pot apărea între elementul de noutate și cunoștințele anterioare, cu care se confruntă elevul. Deci, situația problemă este o contradicție neașteptată ce apare în mintea elevului între cunoștințele însușite și noile cunoștințe.
Problematizarea este o metodă care stârnește la elevi interesul pentru cunoaștere, declanșând o stare de curiozitate și uimire, deoarece profesorul îi determină pe elevi să caute, să descopere soluția pentru rezolvarea situației problemă.
Problematizarea cuprinde patru etape: debutul, profesorul descrie situația problemă; investigația se desfășoară prin studierea datelor problemei de către elevi; sinteza se realizează prin căutarea soluțiilor și notarea constatărilor; rezolvarea și evaluarea rezultatelor obținute.
b) Aplicații
La biologie, elevii trebuie să interpreteze anumite procese și fenomene biologice prin corelații: organism-mediu, structură-funcție, ontogenie-filogenie, diversitate-unitate.
Situațiile problemă pot fi prezentate elevilor sub formă de afirmații:
Oamenii care au suferit arsuri pe corp în proporții de 70-80% mor, dar nu din cauza arsurilor, ci din cauza intoxicației. Este posibil?, la lecția „Organele de simț la mamifere, clasa a X-a;
Celebra soprană Maria Callas a înghițit o tenie pentru a slăbi. Credeți că a reușit?, la lecția „Încrengătura Platelminți”, clasa a IX-a;
De multe ori un copil nu seamănă cu niciunul dintre părinți, deși el moștenește jumătate din gene de la tată și jumătate de la mamă. Cum puteți explica?, la lecția „Concepte de ereditate și variabilitate”, clasa a IX-a .
Situațiile problemă pot fi prezentate și sub formă de întrebări:
Cum se face că temperatura corpului la populațiile de culoare nu este mai mare decât a noastră, deși se știe că pigmentarea pielii protejează împotriva radiațiilor ultraviolete, dar favorizează și supraîncălzirea prin reținerea căldurii?, la lecția „Organele de simț la mamifere”, clasa a X-a .
În evoluție parazitismul este un progres sau un regres, la lecția „Încrengătura Patelminți și Încrengătura Nematelminți”.
În cadrul lecției „Mișcarea și sensibilitatea la plante”, clasa a IX-a, situațiile problemă care apar sunt rezolvate (Ion, I. 2001):
De ce rădăcina are geotropism pozitiv și fototropism negativ?
De ce tulpina are geotropism negativ și fototropism pozitiv?
La lecția „Regnul Plantae – Gimnosperme”, clasa a IX-a poate să apară următoarea situație problemă (Ion, I. 2001):
De ce conul femel este o inflorescență, iar conul mascul este o floare?
La lecția „Diviziunea celulară”, clasa a IX-a poate apărea următoarea situație problemă: Cum explicați ca prin mitoză dintr-o celulă diploidă 2n rezultă două celulule diploide (2n), iar prin meioză dintr-o celulă 2n rezultă patru celule haploide (n), care au numărul de cromozomi redus la jumătate.
În cadrul lecției „Grupele sangvine”, clasa a XI-a pot apărea următoarele situații problemă: De ce unele persoane au grupa: 0, A, B sau AB? De ce grupa 0 (I) poate dona la toate grupele și primește doar de la grupa sa? Care este consecința transfuziei cu sânge provenit de la un donator incompatibil din punct de vedere al sistemului AB0? De ce unele persoane au Rh pozitiv, iar altele Rh negativ? Care este consecința transfuziei cu sânge provenit de la un donator incompatibil din punct de vedere al sistemului Rh?
Exemple de situații-problemă (Ianovici, N., 2006) ce pot fi propuse la ora de biologie, sub formă de întrebări:
Este corectă adevărată afirmația, că omul are o inimă dreaptă și una stângă? (la lecția,,Activitatea cardiacă”, clasa a XI-a);
Este posibilă apariția unei rase umane formate din genii și talente? (la lecția
„Concepte de ereditate și variabilitate”, clasa a IX-a);
Considerați oasele ca niște piese scheletice inerte sau vii? (la lecția „Sistemul osos”, clasa a XI-a).
II.2.6. Observarea independentă
a) Descriere
Observarea este o metodă didactică utilizată în studierea, descoperirea și explorarea naturii, prin care elevul vine în contact direct cu fenomenele și procesele biologice, urmărind desfășurarea lor.
În cadrul lecțiilor de biologie, profesorul trebuie să ofere cât mai multe ocazii de a observa, pentru a dezvolta la elevi deprideri de observare.
Observarea îmbracă două forme: dirijată, profesorul stabilește o sarcină sau mai multe sarcini și îndrumă elevii să observe ținta stabilită și nedirijată, care fomează atitudini și deprinderi de lucru la elevii. Rezultatele observării dirijate sunt limitate, deorece se reduc la sarcina stabilită și nu permit dezvoltarea creativității la elevi, comparativ cu cele al observării nedirijate, care oferă la elevi posibilitatea de acțiune și libertatea de a gândi, pentru că fiecare elev observă altceva.
După modul de efectuare, observarea poate fi: de scurtă durată, pe parcursul unei ore de curs (macroscopică și microscopică) și de lungă durată, pe parcursul unei periode de timp (pe parcursul duratei proceselor fizilogice la plante și comportamentul unor specii de animale).
b) Aplicații
Observarea la lecțiile de biologie se realizează pe: organisme vii (plante) organisme nevii (plante ierborizate, animale formolizate), organe vegetale (frunze, tulpini, flori, fructe, semințe), organe animale (inimă, rinichi, ochi), celule și țesuturi vegetale sau animale, planșe, mulaje; cu ajutorul mai multor simțuri (tactil, vizual, auditiv), pe baza experimentelor și pe baza unor fișe de observație.
La lecția „Tipuri de celule procariote și eucariote”, clasa a IX-a se pot realiza observații microscopice asupra unor celule: procariote (bacterii lactice), vegetale (din frunze, rădăcină, tulpină, floare), animale, de la fungi (drojdia de bere) și de la alge.
La lecția „Țesuturi vegetale”, clasa a IX-a se pot realiza observații microscopice asupra țesuturilor definitive: protectoare (rizoderma, epiderma de la tulpină și
frunză), mecanice (colenchimul și sclerenchimul), conducătoare (vasele lemnoase și liberiene din rădăcină și tulpină), secretoare (celulele secretoare din coaja de citrice) și fundamentale (țesutul asimilator bogat în cloroplaste, din mezofilul frunzei și țesutul de depozitare, amiloplastele din tuberculul de cartof).
La lecția „Țesuturi animale”, clasa a X-a se pot realiza observații microscopice asupra țesuturilor: epiteliale (epiderma din piele), conjunctiv fluid (sângele-elementele figurate), muscular (fibre musculare striate și netede), nervos (celule nervoase din măduva spinării).
În cadrul lecțiilor de la clasa a X – a: „Sistemul digestiv la mamifere”, „Sistemul respirator la mamifere”, „Sistemul circulator la mamifere”, „Sistemul excretor la mamifere”, „Sistemul nervos la mamifere” și „Sistemul reproducător la mamifere” se pot realiza observații cu ajutorul: planșelor, mulajelor, materialelor imagistice (film, fotografii, soft educațional).
La lecțiile de la clasa a XI-a: „Analizatorul vizual”, „Analizatorul auditiv” și
„Analizatorul cutanat” se pot realiza observații asupra structurii: globului ocular, urechii și pielii, cu ajutorul mulajelor, a planșelor și a softurilor educaționale.
La lecția de recapitulare „Diversitatea lumii vii”, clasa a IX-a se pot realiza comparații între specia de plantă sau animal observat și alte specii din aceiași clasă și aceiași încrengătură.
La lecția „Moluște”, clasa a IX-a se pot realiza comparații între diferite specii de melci și scoici, pe baza observării unor cochilii.
La lecția „Artropode”, clasa a IX-a se compară arahnidele cu insectele prin observarea unor reprezentanți din aceste clase.
În cadrul lecții „Mișcarea și sensibilitatea la plante”, clasa a X-a se poate realiza o fișă de observație macroscopică de scurtă durată, cu scopul de a urmări nastiile la frunzele unor plante, în timpul zilei.
II. 2. 7. Experimentul
a) Descriere
Experimentul este o metodă de explorare directă a realității, prin care se descoperă, confirmă sau infirmă adevăruri ale științelor naturii. La elevii, experimentul are ca scop dobândirea de judecăți, raționamente, abilități motrice și deprinderi practice, deoarece ei realizează individual sau pe grupe activătăți de cercetare.Prin științele biologice se pot forma pasionați și asidui cercetători, inovatori și experimentatori iscusiți (N. Ianovici, 2006).
La biologie, experimentul presupune provocarea intenționată a unor procese și fenomene în scopul studierii acestora.
În funcție de scopul urmărit, experimentul este de patru tipuri:
experimentul demonstrativ este executat de profesor în fața clasei pentru a înțelege unele procese și fenomene biologice (fotosinteza, respirația și transpirația);
experimentul aplicativ este utilizat pentru verificarea practică a unor cunoștințe teoretice însușite (testarea reflexelor medulare, influența intensității luminii asupra fotosintezei);
experimentul pentru formarea de deprinderi și abilități practice urmărește utilizarea aparaturii de laborator și a instrumentelor (realizarea de preparate microscopice proaspete, observații microscopice);
experimentul de cercetare și descoperire prin care se pleacă de la ipoteze științifice, cu scopul de a dovedi noi adevăruri. Se poate propune elevilor de liceu pasionați de studiul naturii (observarea microscopică a unor protiste dintr-o picătură de apă de baltă).
b) Aplicații
Experimentul se poate utiliza la următoarele lecții de biologie:
– „Ventilația pulmonară și schimburile gazoase respiratorii”, clasa a XI-a se poate pune în evidență rolul diafragmei în timpul respirației cu ajutorul aparatului Donders și rolul pleurei în ventilația pulmonară cu ajutorul a două lame de sticlă, care au între ele o cantitate redusă de lichid;
– „Transformările fizico-chimice ale alimentelor în tubul digestiv”, clasa a XI-a se poate explica rolul amilazei salivare în digestia chimică a glucidelor la nivelul cavității bucale și acțiunea bilei asupra lipidelor;
– „Formarea și eliminarea urinei”, clasa a XI-a se evidențiază compoziția chimică a urinei (cloruri, amoniac, glucoză, proteine și creatinină);
– „Nutriția autotrofă”, clasa a X-a se poate observa fotosinteza la plantele acvatice prin degajarea bulelor de oxigen și consumului de bioxid de carbon;
– „Respirația aerobă”, clasa a X-a se poate observa respirația celulară la plante prin evidențierea consumului de oxigen și de bioxid de carbon;
– „Excreția la plante”, clasa a X-a se evidențiază transpirația și gutația la plante;
– „Sensibilitatea și mișcarea la plante”, clasa a X-a se poate observa fototropismul pozitiv la frunze, geotropismul pozitiv la rădăcini și termonastia la florile de lalele.
II. 2. 8. Modelarea
a) Descriere
Modelarea este o metodă de studiere indirectă a realității din natură, care este bazată pe asemănarea dintre model și sistemul care-l reprezintă.
Acestă metodă permite elevilor accesul în zone în care nu se poate acționa direct asupra obiectului studiat, datorită dimensiunii acestuia sau inaccesibilității.
Modelul didactic reflectă realitatea științifică, chiar dacă uneori este limitat, el ajută la înțelegerea unor procese și fenomene biologice complexe.
În cadrul lecțiilor de biologie se pot utiliza următoarele tipuri de modele: naturale (plante vii, animale conservate, organe vegetale sau animale), artificiale (mulaje, planșe, scheme, filme), simbolice (formule florale, formula dentară, diagrama florală) și flexibile (desene realizate de profesor la tablă și elevi în caiete).
Profesorul de biologie poate fi un model educativ acceptat sau respins de elevii prin: felul de a se exprima, comportament și profesionalism.
b) Aplicare
La lecția „Funcțiile sistemului nervos”, clasa a XI-a se pot studia reflexele medulare monosinaptice, prin realizarea schemei reflexului rotulian la tablă și se pot înțelege cu ușurință căile ascendente ale sensibilității exteroceptiv, prin realizarea schematică a lor.
La lecția „Reproducerea sexuată la plante”, clasa a X-a se pot folosi ca modele naturale diferite flori, fructe și semințe sau se realizează reprezentarea schematică a acestora cu ajutorul desenului.
În cadrul lecțiilor de anatomie și fiziologie umană, la clasa a XI-a se folosesc mulaje cu organe sau sisteme de organe pentru înțelegerea funcțiilor de relație, nutriție și reproducere ale organismului uman.
La lecțiile: „Circulația sângelui la mamifere”, clasa a X-a și „Circulația sângelui la om”, clasa a XI-a se realizeză cu ajutorul desenului schema circulație sângelui la mamifere și om, prin reprezentarea inimii și a vaselor de sânge implicate în circulația sistemică și pulmonară.
La lecția „Excreția la mamifere”, clasa a X-a se reprezintă prin desen sistemul excretor la mamifere, format din rinichi și căi urinare.
În cadrul lecției „Formarea și eliminarea urinei”, clasa a XI-a se realizeză pe baza desenului alcătuirea nefronului și schema celor trei etape ale formării urinei, la nivelul nefronilor.
Pentru a compara celula eucariotă vegetală cu cea animală, de exemplu în lecția
„Celula eucariotă”, clasa a IX-a, se pot utiliza: planșe cu cele două celule, desene sau observații microscopice a unor celule vegetale și animale.
La lecția „Structura ADN-ului”, clasa a XII-a pentru înțelegerea structurii secundare a ADN-ului, elevii pot modela structura bicatenară a ADN-ului pe o planșă, folosind hârtie colorată diferită pentru cele trei componente ale nucleotidei și ață pentru legăturile duble și triple, care se formează între bazele azotate purinice și pirimidinice sau plastilină.
II. 2. 9. Învățarea prin cooperare
a) Descriere
Învățarea prin cooperare este o metodă prin care elevii învață să lucreze împreună și să -și dezvolte abilități de comunicare, colaborare și ajutor reciproc. Elevii pot lucra în perechi, în grupuri mici, pentru a rezolva o sarcină, pentru a explora o temă nouă sau pentru a crea idei noi.
În cadrul grupului, elevii pot avea de realizat aceiași sarcină sau sarcini diferite, dar toți se implică și participă activ în rezolvarea problemei.
Etapele învățării prin cooperare sunt: alegerea conținutului învățării, mărimea grupului
(numărul optim este de patru-cinci membri), stabilirea sarcinilor și modul de lucru, monitorizarea grupului prin oferirea de spijin și explicații, evaluarea rezultatelor obținute și recompensarea rezultatelor fiecărui grup.
Învățarea prin cooperare prezintă următoarele avantaje: stimulează elevii cu nivel scăzut de învățare, se realizeză ușor, motivează elevii, dezvoltă abilități de comunicare și de cooperare, crește responsabilitatea elevilor, facilitează dobândirea de cunoștințe, nu este costisitoare.
b) Aplicații
La biologie, învățarea prin cooperare se poate realiza la lecțiile: mixte, de predare-învățare, practice și de recapitulare.
La lecția mixtă „Artropode”, clasa a IX- a, după verificarea lecției anterioare „Moluște”, elevii sunt împărțiți în cinci grupe și fiecare grupă are sarcini diferite de realizat: prima grupă are de prezentat caracterele generale ale artropodelor și clasificarea lor, a doua grupă trebuie să precizeze caracterele arahnidelor și reprezentanții acestora, a treia grupă are de stabilit particularitățile crustaceelor și reprezentanții acestora, a patra grupă trebuie să descrie miriapodele și să dea exemple din acestea, iar grupa a cincea stabilește caracterele specifice insectelor, clasificarea acestora și reprezentanții lor.
În cadrul lecției de recapitularea „Diversitatea lumii vii-Virusuri – Regnul Monera- Regnul Animal (viermi)”, clasa a IX-a, elevii sunt împărțiți în cinci grupe după cum urmează: prima grupă are de prezentat caracterele generale ale virusurilor și ale regnului Monera, a doua grupă trebuie să caracterizeze regnul Protista, a treia grupă stabilește particularitățile regnului Fungi și clasificarea acestuia, a patra grupă clasifică regnul Plante în cele patru încrengături, în funcție de caracteristicile acestora, iar a cincea grupă descrie regnul Animal și trăsăturile specifice încrengăturilor: spongieri, celenterate și viermi (platelminți, nematelminți și anelide).
La lecția practică „Măsurarea tensiunii arteriale și a pulsului”, clasa a XI- a, elevii sunt împărțiți în patru grupe, a câte patru-cinci elevi, fiecare grupă are de îndelinit sarcini identice: măsurarea tensiunii arteriale cu ajutorul tensiometrului, în condiții de repaus și efort fizic, măsurarea pulsului arterial în repaus și efort fizic, prin apăsarea unei artere pe un plan osos (artera brahială sau carotidă), iar la final interpretarea rezultatelor.
La lecția de predare-învățare cu experiment integrat „Ventilația pulmonară și schimburile gazoase respiratorii”, clasa a XI- a, elevii sunt distribuiți în cinci grupe, fiecare grupă va pune în evidență: rolul diafragmei în timpul ventilației pulmonare cu ajutorul aparatului Donders și rolul pleurei în respirație, prin realizarea unui experiment simplu cu două lame de sticlă, lipite între ele printr-o picătură de lichid.
La lecția de predare-învățare „Bolile sistemului digestiv la om”, clasa a X- a, elevii sunt împărțiți în cinci grupe în funcție de denumirea bolilor sistemului digestiv: gastrita, ulcerul gastro-duodenal, hepatita, apendicita și toxinfecțiile alimentare, fiecare grupă trebuie să stabilească cauzele bolii respective, manifestările și măsurile de prevenire.
La lecția de predare învățare „Tipuri de ARN, structură și funcții”, clasa a XII –a, elevii sunt grupați în patru grupe, în funcție de tipul de ARN, după cum urmează: grupa ARN- viral, grupa ARN mesager, grupa ARN de transport și ARN ribozomal, iar fiecare grupă are de stabilit și prezentat separat : structura, funcțiile și caracteristicile celor patru tipuri de ARN.
II. 3. Metode moderne
II. 3. 1. Brainstorming-ul (furtună în creier, asalt de idei, metoda Osborn, filosofia marelui Da, evaluare amânată)
a) Descriere
Brainstormingul este o metodă de stimulare liberă a creativității și imaginației, inițiată de Osborn. Aceast metodă are la bază două principii: cantitatea generează calitate, pentru a se ajunge la ideile valorase se emit cât mai multe idei și amânarea judecării ideilor, se generează cât mai multe idei, chiar dacă unele sunt greșite, absurd, fără a fi criticate. Brainstormingul este o metodă constructivă, pentru că se stimulează creativitatea elevilor, deoarece ideile pe care le emit sunt influențate de soluțiile celorlalți. Adică, o idee care nu are legătură cu tema în discuție poate fi o sugestie pentru aparția altor idei din partea celorlalți participanți.
Brainstormingul se desfășoară în trei etape:
etapa de pregătire se realizează prin gruparea participanților;
etapa productivă se stabilește tema de lucru, sub forma unei întrebări sau propoziție neterminată, se emit ideile și se notează, fără a fi criticate;
etapa de selecție constă în analiza și valorificarea ideilor emise.
Sesiunea de brainstorming trebiue să respecte câteva reguli: toate ideile sunt cunoștințe, nu se fac critici, elevii sunt încurajați să răspundă, ideea finală este produsul întregului grup.
Avantajele brainstorming-ului: dezvoltă creativitatea, lucrul în echipă, spontaneitatea, se aplică cu ușurință și nu necesită costuri suplimentare.
Dezavantajele brainstorming-ului: oferă doar soluții nu și realizarea efectivă, poate fi obositor și depinde de calitățile moderatorului.
b) Aplicații
De exemplu la lecția „Formarea și eliminarea urinei”, clasa a XI-a, elevii sunt rugați să exprime toate ideile legate de formarea și eliminarea urinei, totul fiind scris pe tablă. La sfârșit profesorul, împreună cu elevii elimină ideile care nu au legătură cu tema lecției și vor păstra ideile valabile.
De exemplu la lecția „Digestia la mamifere”, clasa a X-a, elevii sunt grupați în trei grupe, în funcție de etapele digestiei. Elevii din prima grupă exprimă ideile legate de „Digestia bucală”, cei din grupa a doua emit ideile despre „Digestia gastrică” și cei din grupa a treia generează idei despre tema „Digestia intestinală”. Toate ideile se notează pe tablă sub forma unei scheme. La final se analizeză și se selectează ideile, cele care nu au legătură cu tema, vor fi date la o parte.
II. 3. 2. Metoda 6/3/5 (brainwriting)
a) Descriere
Metoda 6/3/5 este o metodă foarte simplă de stimularea a creativității, asemănătoare brainstormingu-lui, deferența este că se lucrează pe grupe mici. Tehnica se numește 6/3/5pentru că participă șase membrii în grupă, care notează pe o foaie de hârtie, câte trei soluții fiecare, la o problemă dată, timp de cinci minute.
Etapele metodei 6/3/5: formarea grupelor de elevi, enunțarea problemei și explicarea modalităților de lucru, desfășurarea activității și analiza soluțiilor.
Metoda 6/3/5 prezintă următoarele avantaje: dezvoltă activitatea individuală, munca în echipă și încurajează exprimarea elevilor timizi.
Dezavantajele tehnicii 6/3/5 sunt: elevii au timp fix de răspuns și formularea de răspunsuri greșite.
b) Aplicare
La lecția „Poluarea”, clasa a XII-a, se procedează astfel: șase elevi notează într-un tabel, pe o foaie de hârtie, trei idei în cinci minute despre poluare, foile se rotesc, până ce fiecare foaie ajunge pe la fiecare grupă, unde fiecare elev notează o idee, două sau trei, diferite de cele notate anterior. La final se selectează ideile, se clarifică și se stabilesc concluziile.
II. 3. 3. Bula dublă
a)Descriere
Este o metodă de organizare grafică a informațiilor, utilizată pentru gruparea asemănărilor și deosebirilor dintre două organe, organisme, procese și fenomene fizilogice.
Diagrama este alcătuită din două cercuri mari, în care se notează termenii- cheie, legate de cercuri mici prin linii, situate în partea de mijloc, unde se notează asemnănările (punctele comune) și cercuri mici, dispuse în partea laterală, unde se completează deosebirile.
b) Aplicarea
Bula dublă se poate aplica la lecțiile de predare-învățare, sistematizare și evaluare, în activități pe grupe, individuale sau frontale.
De exemplu la lecția „Ventilația pulmonară și schimburile gazoase respiratorii”, clasa a XI-a, se poate utiliza bula dublă pentru a scoate în evidență asemănările și deosebirile dintre cele două etape ale ventilației pulmonare: inspirația și expirația.
De exemplu la lecția „Sistemul nervos- clasificare”, clasa a XI-a, se folosește bula dublă pentru a stabili asemănările și deosebirile dintre sistemul nervos somatic și sistemul nervos vegetativ, care se notează în schemă.
De exemplu la lecția „Celula eucariotă”, clasa a IX-a pentru a preciza componentele celulare comune și specifice celulei vegetale și animale se poate realiza diagrama cu bula dublă.
De exemplu la lecția „Circulația la plante”, clasa a X-a se poate utiliza această diagrama, în care se notează asemănările și deosebirile dintre structura primară a rădăcinii și tulpinii (Costică N., 2008).
II. 3. 4. Metoda cadranelor
a) Descriere
Metoda cadranelor este o modalitate de sistematizare și rezumare a unui conținut informațional, solicitând participarea elevilor pentru înțelegerea lui adecvată.
Această metodă stimulează gândirea, atenția și conștientizeză elevul asupra propriului nivel al cunoștințelor.
Metoda cadranelor se aplică prin trasarea pe tablă a două axe principlale perpendiculare, una orizontală și una verticală, în urma căreia rezultă patru cadrane, în care se notează noțiunile corespunzătoare despre o anumită temă.
b) Aplicare
De exemplu la lecția „Sistemul respirator – Noțiuni elementare de igienă și patologie”, clasa a XI-a, elevii citesc din manual despre afecțiunile sistemului respirator la om și sunt invitați să noteze să noteze informațiile în fiecare cadran după cum urmează:
în cadranul I, elevii notează cele trei afecțiuni ale sistemului respirator la om: gripa, fibroza pulmonară și emfizemul pulmonar;
în cadranul al II-lea se notează cauzele care determină cele trei afecțiuni ale sistemului respirator;
în cadranul al III-lea se notează simptomele bolilor sistemului respirator;
în cadranul al IV-lea se completează modalitățile de prevenire ale afecținilor sistemului respirator.
II. 3. 5. Ciorchinele
a) Descriere
Ciorchinele este o metodă de brainstorming neliniară, ce urmărește găsirea conexiunilor între idei.
Acestă metodă îi încurajează pe elevi să gândescă liber, deoarece ei sunt puși în situația de a stabili conexiuni între elemente.
Ciorchinele se poate utiliza mai ales în etapa de reactualizare a cunoștințelor, dar și în etapa de evocare, respectând pașii: se notează pe tablă un cuvânt cheie sau o propoziție nucleu, de la care pornesc săgeți spre noțiunile care au legătură cu noțiunea centrală, iar la final se comentează întreagă structură cu explicațiile de rigoare.
b) Aplicații
Ciorchinele se poate aplica la lecțiile mixte, de predare- învățare, de recapitulare și de evaluare.
De exemplu la lecția mixtă „Încrengătura Gimnospereme”, clasa a IX-a se poate realiza un ciorchine, pornind de la cuvântul cheie gimnosperme, de la care pornesc următoarele noțiuni (idei): nutriție, reproducere și reprezentanți, conectate prin săgeți cu noțiunea centrală.
La lecția de recapitulare „Diversitatea lumii vii”, clasa IX-a se poate realiza un ciorchine pornind de la noțiunea de bază regn, de la care pornesc săgeți cu următoarele noțiuni: Monera, Protista, Fungi, Plante și Animal. De la fiecare noțiune pleacă săgeți pentru cuvintele: nutriție, reproducere, caractere specifice și reprezentanți.
II. 3. 6. Copacul ideilor
a) Descriere
Copacul ideilor este un organizator grafic în care cuvîntul cheie se notează într-un dreptunghi situat la baza foii, în partea centrală. De la acest dreptunghi pornesc ramificații, asemenea ramurilor uni copac, în vârful cărora se trec toate informațiile despre subiectul respectiv.
Acestă metodă se poate aplica la lecțiile de predare-învățare sau la lecțiile de recapitulare, sistematizare și consolodare.
Copacul ideilor se poate completa frontal, individual, în perechi sau grupe. Dacă se lucrează în grupe, foaia pe care se completează copacul trece de la un membru la altul, pentru ca fiecare să citească ce au scris colegii și să completeze noțiunile corespunzătoare.
b) Aplicare
De exemplu la lecția de predare-învățare „Viermi Platelminți, Nematelminți și Anelide”, clasa a IX-a, se poate realiza un copac al ideilor pornind de la cuvântul viermi, de la care pleacă trei ramificații cu cele trei încrengături de viermi, iar de la acestea pornesc alte ramificații, în care se notează clasele și reprezentanții fiecărei încrengături de viermi.
De exemplu la lecția de recapitulare „Diversitatea lumii vii – Virusuri, Regnul Monera- Viermi”, clasa a IX-a se poate realiza un copac al ideilor plecând de la cuvintele, diversitatea lumii vii, de la care se desprind cinci ramuri, cu cele cinci regnuri: Monera, Protista, Fungi, Plante și Animal, de unde pleacă alte ramificații, în care se notează încrengăturile, clasele și reprezentanții.
II. 3. 7. Expunerea pe tablă
a) Descriere
Acestă metodă se poate realiza în activitatea de predare-învățare, dar și pentru recapitularea cunoștințelor elevilor.
Expunerea pe tablă se realizeză în următoarele etape:
– se împarte clasa în patru-cinci de elevi grupe;
– se discută cu fiecare grupă despre un anumit aspect al lecției;
– fiecare grupă de elevi se documentează cu privire la un subiect;
– elevii din fiecare grupă vor nota pe tablă ideea esențială despre subiectul discutat în cadrul grupei;
– elevii analizează ce a notat fiecare grupă la tablă și completează tabelul.
b) Aplicare
De exemplu la lecția „Moluște”, clasa a IX-a se poate aplica expunerea pe tablă: elevii sunt împărțiți în cinci grupe, unde fiecare grupă trebuie să urmărească căte un aspect al lecției, după cum urmează: prima grupă trebuie să se documenteze și să noteze caracterele generale ale moluștelor, grupa a II-a află și notează caracteristicile gasteropodelor și reprezentanții lor, grupa a III-a trebuie să discute și să completeze caracterele lamelibranhiatelor și reprezentanții acestora, grupa a IV-a are de prezentat caracteristicile cefalopodelor și reprezentanții lor, iar grupa a V-a argumentează importanța moluștelor.Toate noțiunile se notează de elevi la tablă și în caiet, într-un tabel format din cinci coloane, unde fiecare coloană reprezintă câte un aspect al lecției.
II. 3. 8. Metoda Știu – Vreau să știu – Am învățat
a) Descriere
Acestă metodă le permite elevilor să conștientizeze ceea ce știu sau cred că știu despre o anumită temă și totodată a ceea ce nu știu sau nu sunt siguri că știu și doresc să învețe.
Metoda se poate folosi la lecțiile mixte, oferind posibilitatea elevilor de a-și verifica nivelul de cunoștințe și implicându-i conștient în procesul învățării.
Etapele acestei metode sunt:
– profesorul realizează la tablă un tabel format din trei coloane: Știu, Vreau să știu și Am învățat, realizat și de elevi în caiete;
– elevii primesc întrebări despre un anumit subiect sau temă. Ei notează răspunsurile în tabel, la rubrica „Știu”;
– elevii citesc textul despre tema lecției și notează întrebările despre care au îndoieli, pe care le trec în coloana „Vreau să știu”;
– profesorul propune realizarea investigației și fixarea unor cunoștințe referitoare la tema discutată, care reprezintă răspunsurile la întrebările elevilor. După găsirea răspunsurilor, acestea sunt însușite de elevi și notate în cloana „Am învățat”.
– la finalul activității se revine la schemă și elevii decid ceea ce au învățat la lecție.
B) Aplicații
De exemplu se poate aplica metoda „Știu, Vreau să știu și Am învățat” la lecția mixtă
„Formarea și eliminarea urinei”, clasa a XI-a, după cum urmează:
II. 3. 9. Cvintetul
a) Descriere
Cvintetul este o metodă care dezvoltă gândirea, capacitatea de comunicare, de sinteză, de analiză stimulează și de cooperare la elevi.
Etape:
– se alege un cuvânt cheie sau o temă, plecând de la un text, o imagine sau un suport informațional.Cuvântul ales are rol de titlul și reprezintă primul rând al cvintetului:
– se notează două adjective pentru titlul ales;
– pe rândul al treilea se scriu trei verbe;
– se scrie o propoziție formată din patru cuvinte;
– se încheie cu o concluzie pentru tema alesă, care poate fi un verb la gerunziu sau un substantiv.
b) Aplicare
Se poate lucra atât individual, cât și în perechi sau grupuri mici.
De exemplu la lecția „Poluarea”, clasa a XII-a, elevii pot realiza un cvintet pentru cuvântul poluarea:
Poluarea
Nefolositoare, Periculoasă
Murdărește, Distruge, Îmbolnăvește
Dăunează grav mediului înconjurător
Moarte
De exemplu la lecția „Reproducerea sexuată la plante”, clasa a IX-a, elevii pot realiza următorul cvintet pentru cuvântul „Floarea”:
Floarea
Colorată, Delicată
Îndulcește, Înfrumusețează; Parfumează
Asigură înmulțirea la plantei
Viață
La lecția „Glande endocrine – Hipofiza”, clasa a XI-a, elevii realizează următorul cvintet pentru cuvântul „Hipofiza”, după cum urmează:
Hipofiza
Activă, Indispensabilă
Secretă, Creștere, Dezvoltare
Numită și creierul endocrin
Sănătate
II. 3. 10. Metoda cubului
a) Descriere
Metoda cubului permite o abordare complexă a unei teme, a unui subiect sau a unei situații, oferindu-le elevilor șansa de a-șidezvolta competențele din mai multe perspective.
Această metodă se poate aplica în activitățile de predare-învățare, organizate frontal sau pe grupe, în orice moment al lecției.
Etape:
– se confecționează un cub, iar pe fiecare față se notează câte un cuvânt cheie;
– se anunță tema;
– se împarte clasa în șase grupe, fiecare grup trebuie să respecte cerința de pe una din fețele cubului (descrie, compară, asociază, analizează, aplică și argumentează);
– fiecare grup lucrează, iar la final se prezintă produsul realizat;
– se realizează schema la tablă.
b) Aplicare
De exemplu se poate aplica metoda cubului la lecția de predare- învățare „Angiosperme dicotiledonate”, clasa a IX-a. Elevii sunt grupați în șase grupe, fiecare grupă citește textul din manual și respectă cerința corespunzătoare unei fețe a cubului, iar la final se realizeză schema la tablă.
Descrie angiospermele: plante cu sămânța închisă în fruct, ierboase sau lemnoase, arbori sau arbuști, anuale sau perene, majoritatea cu nutriție autotrofă, înmulțire sexuată sau asexuată.
Compară angiospermele cu gimnospermele: angiospermele sunt plante cu sămânța închisă în fruct, cu floarea foarte bine dezvoltată, la care embrionul seminței poate avea două cotiledoane (dicotiledonate) sau un cotiledon (monocotiedonate), iar gimnospermele au sămânța dezvelită și florile grupate în conuri.
Asociază reprezentanți angiospermele dicotiledonate din aceiași familie pe baza caracterelor morfologice: familia Rosaceae are florile pe tipul cinci, iar fructul este fals (măr, măceș, trandafir, căpșun), familia Crucifere are petalele și sepalele dispuse în formă de cruce (varză, ridiche, traista-ciobanului), familia Umbelifere are florile dispuse în inflorescențe numite umbele (morcov, pătrunjel, mărar).
Anlizează floarea la angiospermele dicotledonate: peduncul, receptacul, înveliș floral (corola și caliciul), stamine (androceul) și pistilul (gineceul).
Argumentează-Angiospermele sunt cele mai evoluate plante, deoarece floarea este dezvoltată, pistilul prezintă ovar cu ovule, din care în urma fecundației se formează fructul, iar din ovule semințele, care vor fi închie în fruct.
II. 3. 11. Soarele caracteristicilor
a) Descriere
Acestă metodă se poate utiliza pentru organizarea grafică a informațiilor sau pentru sau pentru sistematizarea unor noțiuni.
Soarele carcteristicilor se poate aplica la lecțiile mixte, de predare-învățare, de recapitulare sau de evaluare.
Etape de realizare:
– se desenează un cerc și în interiorul lui se trasează raze, rezultă mai multe sectoare de cerc;
– în fiecare sector de cerc se trece câte o caracteristică despre tema respectivă;
– se colorează sectoarele de cerc cu o anumită culoare, care grupează informații despre aceiași caracteristică.
b) Aplicare
De exemplu la lecția „Diviziunea celulară indirectă”, clasa a IX-a în etapa de fixare sau de evaluare a activității didactice, se pot reprezenta schematic cele patru faze ale diviziunii mitotice și cele două etape ale diviziunii meiotice, cu cele patru faze corespunzătoare. La tablă se desenează un cerc, care se împarte în trei sectoare: primul sector de cerc reprezintă mitoza, al doilea reprezintă etapa reducțională (meioza I), iar al treilea corespunde etapei ecvaționale (meioza II). În fiecare sector de cerc se trasează câte patru raze, care reprezintă cele patru faze: profaza, metafaza, anafaza și telofaza, cu particularitățile specifice. Elevii completează schema de la tablă în caiet.
III. Proiectarea lecției
III. 1. Etapele proiectării didactice
Proiectarea didactică este necesară pentru realizarea unui demers didactic eficient, care urmărește la elevi creșterea calității instructiv-educative.
În proiectarea lecției, profesorul trebuie să respecte următoarele etape:
– studierea programei școlare;
– stabilirea tipului de lecție, pentru care se face proiectarea;
– formularea competențelor derivate;
– prelucrarea și structurarea conținutului științific;
– alegerea metodelor, a strategiilor și a mijloacelor de învățare;
– stabilește formele activității de învățare;
– fixează instrumentele de evaluare.
Pentru o bună desfășurarea a activității didactice, profesorul este condiționat de : cerințele programei școlare, nivelul și starea psihologică a elevilor, resursele materiale și activitatea anterioară.
IV. Modele de proiecte didactice
Proiectul didactic este un instrument de lucru pentru profesor, deoarece permite o detaliere a activității didactice, oferind o perspectivă de ansamblu și complexă a lecției.
Proiectul didactic cuprinde două părți: datele introductive și scenariul didactic.
Proiect didactic
Profesor : Contaș Anișoara
Data : 07. 11.2015
Clasa : a X-a A, B, C
Aria curiculară : Matematica și Științele naturii
Obiectul : Biologie
Subiectul lecției : Boli ale sistemului digestiv la om
Tipul lecției : predare-învățare (însușirea de noi cunoștințe)
Timp : 1 oră
Scopul lecției : dobândirea de noi cunoștințe asupra bolilor sistemului digestiv, a modului de manifestare și de prevenire.
Competențe specifice :
Culegerea de date din surse variabile de informare/documentare în scopul asimilării de cunoștințe despre structura și funcțiile organismelor .
Aplicarea în viața cotidiană a cunoștințelor despre influența factorilor de mediu asupra funcțiilor organismelor .
Explicarea și aplicarea unor reguli și procedee de protejare a sănătății proprii și a mediului .
Competențe derivate :
C1. Enumerarea principalelor boli ale sistemului respirator la om.
C2. Precizarea cauzelor și manifestărilor bolilor sistemului digestiv.
C3. Dobândirea de informații asupra metodelor de prevenire individuală și în colectivitate.
C4. Identificarea regulilor de igienă care trebuie respectate pentru a preveni îmbolnăvirea sistemului respirator.
Resurse educaționale:
Procedurale: metode și procedee: conversația euristică, observarea, problematizarea, explicația, ciorchinele, învățarea prin descoperire, brainmstorming.
Materiale: manual, fișe de lucru, pliante.
Temporale: 50 min.
Forme de organizare a activității: pe grupe și frontal.
Bibliografie:
Stelică Ene, Gheorghiță Sandu. Biologie, manual pentru clasa a X-a, Editura LVS Crepuscul București, 2005.
Elena Huțanu. Biologie, manual pentru clasele a IX-a și a X-a, Editura didactică și pedagogică, R.A București, 2002.
Desfășurarea activității
Fișă de lucru
Boli ale sistemului digestiv la om
Evitarea consumului de alcool și tutun Igienă alimentară
Evitarea alimentelor prăjite și condimentate Prevenire Igiena apei potabile
Evitarea alimentelor alterate Spălarea mâinilor
Alimente alterate Dureri de stomac
Consumul de medicamente Cauze Gastrita Manifestări Greață și vărsături
Consumul de alcool și tutun Dureri de cap
Aciditate ridicată în stomac Foame dureroasă
Bacterii Cauze Ulcerul Manifestări Leziuni ale mu-
( Helycobacter pylari ) gastro-duodenal coasei stomacului
Factori de stres și duodenului
Grețuri
Virusul A Icter
Virusul B Cauze Hepatita Manifestări Tulburări digestive
Vărsături
Inflamarea apendicelui Dureri în partea
dreaptă a abdo-
menului
Constipație prelungită Cauze Apendicita Manifestări Febră
Sensibilitate a sistemului Greață și vărsături
digestiv
Sensibilitate a sistemului Febră
digestiv Toxiinfecțiile
Alimente alterate Cauze alimentare Manifestări Vărsături
Proiect didactic
Unitatea școlară : C.A.I.A. „Vasile Adamachi” Iași
Profesor : Contaș Anișoara
Data : 28. 04.2015
Clasa : a IX-a A
Aria curiculară : Matematica și Științele naturii
Obiectul : Biologie
Timp : 50 minute
Tema : Încrengătura Moluște
Tipul lecției : mixtă (predare-învățare)
Scopul lecției : Cunoașterea de către elevi a moluștelor, cu privire la adaptarea lor la mediul de viață.
Competențe generale :
Receptarea informațiilor despre lumea vie
Explorarea sistemelor biologice
Utilizarea și construirea de modele și algoritmi în scopul demonstrării principiilor lumii vii
Comunicarea orală și scrisă utilizând corect terminologia specifică biologiei
Transformarea și integrarea cunoștințelor și metodelor de lucru specifice biologiei în contexte noi.
Competențe specifice :
Culegerea de date din surse variate de informare sau documentare despre organizarea lumii vii;
Clasificarea indivizilor biologici pe baza caracterelor generale;
2.1. Utilizarea investigației pentru identificarea unor caractere generale;
2.2. Prelucrarea rezultatelor obținute din investigații și formularea concluziilor;
3.1. Reprezentarea lumii vii pe baza modelelor;
3.2. Argumentarea importanței teoretice și practice a noțiunilor de biodiversitate.
Competențe derivate :
C.1. Precizarea caracterelor generale ale moluștelor;
C.2. Clasificarea corectă a moluștelor;
C.3. Identificarea unor reprezentanți ce aparțin moluștelor;
C.4. Descrierea particularităților morfologice și fiziologice pentru fiecare clasă de moluște;
C.5. Argumentarea importanței moluștelor pentru om și mediu.
Metode și procedee didactice : conversia euristică, observarea, învățarea prin descoperire, expunerea, problematizarea, expunerea la tablă, învățarea prin cooperare.
Forme de organizare a activității : frontală, individuală și pe grupe.
Bibliografie :
Țipilic T., Lițescu S., Paraschiv C.-„Biologie”- manual pentru clasa a IX-a, editura Aramis Print, București
Ene S., Ene L., Tănase O.-„Ghid pentru Bacalaureat de nota 10 (zece) la Biologie, clasele IX-X”, Editura Gimnazium, 2014
Costică N-„Metodica predării biologiei”, Editura Graphys, 2008, Iași.
Desfășurarea activității
Fișă de lucru
Încrengătura Moluște
Proiect didactic
Unitatea școlară : C.A.I.A. „Vasile Adamachi” Iași
Profesor : Contaș Anișoara
Data : 28. 04.2015
Clasa : a IX-a B
Aria curiculară: Matematica și Științele naturii
Obiectul : Biologie
Subiectul lecției : Ventilația pulmonară și schimburile gazoase respiratorii
Tipul lecției : predare-învățare
Timp : 50 minute
Tema : Ventilația pulmonară și schimburile gazoase respiratorii
Tipul lecției : dobândirea de cunoștințe noi, formarea de priceperi și deprinderi practice la elevi.
Scopul : cunoașterea de către elevi a proceselor ce determină ventilația pulmonară și schimburile gazoase respiratorii, în vederea înțelegerii fiziologiei organismului uman.
Competențe generale :
Receptarea informațiilor despre lumea vie;
Explorarea sistemelor biologice;
Utilizarea și construirea de algoritmi în scopul demonstrării principiilor lumii vii;
Comunicarea orală și scrisă, utilizând corect terminologia specifică biologiei;
Transmiterea și integrarea cunoștințelor și metodelor de lucru specifice biologiei în contexte noi.
Competențe specifice:
1.2 Organizarea de date despre lumea vie, selectate din diverse surse de documentare, pentru rezolvarea unor sarcini de lucru variate;
2.1 Utilizarea experimentului și a investigației pentru evidențierea structurii și a funcțiilor organismului uman;
2.2 Prelucrarea rezultatelor obținute din investigații și experimente și formularea concluziilor;
3.1 Reprezentarea funcțiilor organelor și sistemelor de organe la om pe baza modelelor;
4.1 Utilizarea corectă a terminologiei specifice biologiei în diferite situații de comunicare;
4.2 Prezentarea informațiilor folosind diverse metode de comunicare;
5.1 Utilizarea în viața cotidiană a cunoștințelor despre influența factorilor de mediu asupra funcțiilor organismului;
5.2 Realizarea de conexiuni intra, inter și transdisciplinare.
Competențe derivate:
C1. Definirea ventilației pulmonare;
C2. Caracterizarea ventilației pulmonare;
C3. Evidențierea mecanicii respirației cu ajutorul aparatului Donders;
C4. Descrierea etapelor prin care se realizează schimburile gazoase respiratorii;
C5. Enumerarea volumelor ce constituie capacitatea pulmonară.
Metode și procedee didactice: experimentul, observarea, modelarea, conversația, învățarea prin descoperire,demonstrația, bula dublă, explicația.
Materiale și mijloace de învățământ: mulaj, atlase de anatomie, aparat Donders, lame de sticlă, pipetă, fișe de lucru.
Bibliografie:
Roșu I., Istrate C., Ardelean A., – Biologie-manual clasa a XI-a, Editura Corint;
Costică N., Metodica predării biologiei, Editura Graphys, 2008.
Desfășurarea lecției
Schema lecției
Ventilația pulmonară și schimburile gazoase respiratorii
Respirația este funcția prin care se obține energia necesară vieții, prin degradarea substanțelor organice la nivel celular în prezența oxigenului.
I. Ventilația pulmonară
1. Definiție
Ventilația pulmonară reprezintă circulația aerului între plămâni și atmosferă.
Etape
Ventilația pulmonară se realizează în 2 etape: inspirația și expirația.
II. Schimburile gazoase respiratorii
Se realizează în 3 etape:
1. Pulmonară – între alveole și sânge: O2 trece din alveole în sânge, iar CO2 trece din sânge în alveole;
2. Sangvină – reprezintă transportul gazelor respiratorii: O2 și CO2 se transportă prin combinații cu hemoglobina și sub formă dizolvată în plasmă;
3.Celulară (tisulară) – între sânge și celule: O2 trece din sânge în celule,iar CO2 trece din ce lule în sânge.
III. Volume și capacități respiratorii
1. Capacitatea vitală (C.V.) reprezintă volumul maxim de aer eliminat din plămâni: C.V.=V.C.+V.I.R.+V.E.R.
V.C.= volumul curent (500 ml aer)
V.I.R. = volumul inspirator de rezervă (1500 ml aer)
V.E.R. = volumul expirator de rezervă (1500 ml aer)
2. Capacitatea pulmonară totală (C.P.T.) reprezintă volumul maxim de aer din plămâni după o inspirație forțată
C.P.T.=C.V.+V.R.
V.R.=volumul rezidual (1500 ml aer)
Fișă de lucru
Ventilația pulmonară
Activ Proces Pasiv
Mușchii inspiratori Inspirația Mușchii inspiratori Expirația Mușchii inspiratori
se contractă diafragma și se relaxează
intercostalii externi
Cutia toracică și Cutia toracică Cutia toracică și
plămânii își mă- și plămânii plămânii își mic-
resc volumul șorează volumul
O2 intră în Aerul cu O2 CO2 este eliminat
plămâni și CO2 din plămâni
Proiect didactic
Unitatea școlară : C.A.I.A. „Vasile Adamachi” Iași
Profesor : Contaș Anișoara
Data : 28. 04.2015
Clasa : a X-a C
Aria curiculară : Matematica și Științele naturii
Obiectul : Biologie
Subiectul lecției : Recapitulare – Funcțiile de relație
Tipul lecției : Recapitulare, sistematizare și consolidare a cunoștințelor
Timp : 50 minute
Scopul lecției: consolidarea și aprofundarea cunoștințelor referitoare la funcțiile de relație ale plantelor și mamiferelor.
Competențe generale:
Receptarea informațiilor despre lumea vie;
Explorarea sistemelor biologice;
Utilizarea și construirea de modele și algoritmi în scopul demonstrării lumii vii;
Comunicarea orală și scrisă utilizănd corect terminologia specifică biologiei;
Transferarea și integrarea cunoștințelor și metodelor de lucru specifice biologiei în contexte noi.
Competențe specifice:
1.1. Culegerea de date din surse variate de informare sau documentare în scopul asimilării de cunoștințe despre structura și funcțiile organismelor;
1.2. Reprezentarea structurii și funcțiilor organismelor pe baza modelelor;
2.2. Elaborarea și aplicarea unor algoritmi de identificare și rezolvare a problemelor;
3.1. Prezentarea informațiilor folosind diverse surse de comunicare;
4.2. Explicarea și aplicarea unor reguli și procedee de protejare a sănătății proprii și a mediului;
5.2. Realizarea de conexiuni intra, inter și transdisciplinare.
Competențe derivate:
1. Definirea funcțiilor de relație;
2. Descrierea tipurilor de mișcări la plante;
3. Evidențierea organelor de simț ale mamiferelor și importanța lor pentru organism;
4. Caracterizarea defectelor de vedere;
5. Clarificarea sistemului nervos din punct de vedere topografic și funcțional;
6. Enumerarea componentelor sistemului nervos central și funcțiile îndeplinite de acestea;
7. Descrierea unor afecțiuni ale sistemului nervos central la om;
8. Identificarea componentelor sistemului locomotor la mamifere și rolul lor în locomoție.
Resurse procedurale: observația, conversația euristică, învățarea prin descoperire, problematizarea, expunerea.
Resurse materiale: manual, fișe de lucru, prezentare power-point, mulaj cu schelet uman.
Evaluare: orală.
Forme de activitate: frontală, individuală și pe grupe.
Bibliografie: Stelică Ene, Gheorghiță Sandu, Gh. Gămăneci, Biologie, Manual pentru clasa a X-a, Editura LVS Crepuscul, Ploiești, 2005.
Desfășurarea lecției:
Recapitularea – Funcțiile de relație
Proiect didactic
C.A.I.A. „V. Adamachi” Iași
Prof. Contaș Anișoara
Obiectul : Biologie
Clasa a XI-a B
Data : 14-05-2013
Durata : 1 oră
Tema : Măsurarea tensiunii arteriale și a pulsului. Mecanica respirației .
Tipul lecției : formarea deprinderilor practice și consolidarea cunoștințelor teoretice .
Scopul lecției : Dezvoltarea și formarea de priceperi și deprinderi practice la elevi.
Competențe generale :
Receptarea informațiilor despre lumea vie ;
Explorarea sistemelor biologice ;
Utilizarea și construirea de algoritmi în scopul demonstrării principiilor lumii vii ;
Comunicarea orală și scrisă, utilizând corect terminologia specifică biologiei ;
Transmiterea și integrarea cunoștințelor și metodelor de lucru specifice biologiei în contexte noi .
Competențe specifice :
1.2 Organizarea de date despre lumea vie, selectate din diverse surse de documentare, pentru rezolvarea unor sarcini de lucru variate;
2.1 Utilizarea experimentului și a investigației pentru evidențierea structurii și a funcțiilor organismului uman ;
2.2 Prelucrarea rezultatelor obținute din investigații și experimente și formularea concluziilor ;
3.1 Reprezentarea funcțiilor organelor și sistemelor de organe la om pe baza modelelor ;
4.1 Utilizarea corectă a terminologiei specifice biologiei în diferite situații de comunicare ;
5.1 Utilizarea în viața cotidiană a cunoștințelor despre influența factorilor de mediu asupra funcțiilor organismului ;
5.3 Realizarea de conexiuni intra, inter și transdiciplinare .
Competențe derivate
Determinarea tensiunii arteriale ;
Determinarea pulsului sangvin în repaus și în efort fizic ;
Evidențierea mecanicii respirației cu ajutorul aparatului Donders;
Precizarea importanței tensiunii arteriale a pulsului și a respirației pentru sănătatea organismului uman;
Realizarea unor corelații între debitul respirator și debitul cardiac .
Metode și procedee didactice : observația, învățarea prin descoperire, demonstrația, conversația, expunerea, problematizarea, învățarea priin cooperare, modelarea, experimentul .
Mijloace didactice : fișe de lucru, prezentare power-point, tensiometru, stetoscop, aparat Donders, lame de sticlă .
Organizarea activității : frontal, pe grupe, individual .
Desfășurarea lecției :
Proiect didactic
Unitatea școlară : C.A.I.A. „Vasile Adamachi” Iași
Profesor : Contaș Anișoara
Data : 28. 04.2015
Clasa : a X-a D
Aria curiculară : Matematica și Științele naturii
Obiectul : Biologie
Subiectul lecției : Excreția și sensibilitatea la plante și animale
Tipul lecției : Evaluarea cunoștințelor
Timp : 50 minute
Scopul lecției: însușirea și verificarea cunoștințelor despre excreție și sensibilitatea la plante și animale.
Competențe generale :
1. Receptarea informațiilor despre lumea vie ;
2. Explorarea sistemelor biologice ;
3. Utilizarea și construirea de algoritmi în scopul demonstrării principiilor lumii vii ;
4. Comunicarea orală și scrisă, utilizând corect terminologia specifică biologiei ;
5. Transmiterea și integrarea cunoștințelor și metodelor de lucru specifice biologiei în contexte noi .
Competențe specifice:
Culegerea de date din surse variate de informare sau documentare în scopul asimilării de cunoștințe despre structura și funcțiile organismelor;
Recunoașterea organelor și sistemelor de organe vegetale și animale în scopul comparării lor;
2.2. Prelucrarea rezultatelor obținute din investigații și formularea concluziilor;
3.1. Reprezentarea structurii și funcțiilor organismelor pe baza modelelor;
4.1. Utilizarea corectă a terminologiei specifice biologiei în diferite situații de comunicare;
5.2. Explicarea și aplicarea unor reguli și procedee de protejare a sănatății proprii și a mediului.
Competențe derivate:
C1. Enumerarea componentelor sistemului excretor și ale sistemului nervos la mamifere;
C2. Compararea excreției la plante și mamifere;
C3. Recunoașterea componentelor organelor de simț la mamifere;
C4. Precizarea importanței sistemului nervos și a organelor de simț în realizarea funcțiilor de relație la mamifere;
C5. Clasificarea sistemului nervos din punct de vedere fiziologic;
C6. Caracterizarea bolilor sistemului nervos la om.
Metode și procedee didactice: conversația, observația, explicația, expunerea.
Mijloace de învățământ: fișe de evaluare.
Organizarea activității: frontal și individual.
Bibliografie:
1.Ene S., Sandu Gh., Gămăneci Gh., Biologie, Manual clasa a X-a, Editura LVS Crepuscul, 2005;
2.Olteanu S., Voicu C., Tanur I., Manea C., Biologie-Noțiuni teoretice și teste pentru clasele a IX-a și a X-a, Editura Corint Educațional, 2015;
3.Ene S., Ene L., Tănase O., Ghid pentru bacalaureat de nota 10 (zece) la biologie, clasele IX-X, Editura gimnazium, 2014;
4.Costică N.,Metodica predării biologiei, Editura Graphys, 2008, Iași.
Desfășurarea activității
Nume și prenume: Data:
Clasa: a X-a D
Test de evaluare la biologie
Subiectul I
A Completați spațiile libere, astfel încât afirmația să fie corectă. 5 puncte
Sistemul ………………. este alcătuit din ………………….. și căi urinare .
B Dați două exemple de defecte de vedere, precizați pentru fiecare defect de vedere tipul de lentilă cu care se corectează. 10 puncte
C Alegeți varianta corectă 15 puncte
1. La plante, eliminarea apei sub formă de picături se numește:
a) respirație; b) transpirație; c) gutație; d) fotosinteză
2. Aparține diencefalului:
a) hipotalamusul; b) cerebelul; c) trunchiul cerebral; d) măduva spinării
3. La mamifere, urina este eliminată din vezica urinară prin :
a) rinichi; b) uretră; c) uretere; d) colon
4. Urechea medie comunică cu faringele prin:
a) timpan; b) ciocan; c) trompa lui Eustachio; d) scăriță
5. Litiaza urinară este o afecțiune a sistemului:
a) digestiv; b) excretor; c) nervos; d) circulator
D Citiți cu atenție afirmațiile următoare. Dacă afirmația este adevărată, notați în dreptul cifrei corespunzătoare litera A, iar dacă este falsă, notați litera F. Modificați parțial afirmația falsă ca să devină adevărată, fără a folosi negația. 15 puncte
1. Tactismele sunt mișcări la plante ale celulelor mobile .
2. Tunicile globului ocular sunt sclerotica, coroida și cristalinul.
3. Neuronul este unitatea structurală și funcțională a rinichiului.
Subiectul al II- lea
1. Organele de simț împreună cu sistemul nervos au rol în realizarea sensibilității la mamifere.
a) Numiți două organe de simț întâlnite la mamifere; 4 puncte
b) Clasificați sistemul nervos din punct de vedere topografic și fiziologic; 8 puncte
c) Construiți câte un enunț cu următoarele conținuturi: 8 puncte
– Urechea internă
– Cerebelul
2. Sistemul nervos are importanță în realizarea funcțiilor de relație.
a) Definiți actul reflex. 5 puncte
b) Alcătuiți un minieseu intitulat „Boli ale sistemului nervos la om”, folosind informația științifică adecvată. 20 puncte
Respectați următoarele etape:
– enumerarea a șase noțiuni specifice acestei teme;
– construirea unui text coerent, format din trei-patru fraze, folosind corect și în corelație noțiunile enumerate.
Barem de evaluare și notare
Subiectul I
A Se acordă 2,5 puncte pentru fiecare noțiune corectă 2,5x 2p= 5 puncte
B – două exemple de defecte de vedere 2x2p= 4puncte
– numirea a două tipuri de lentile 2x3p= 6 puncte
C Se acordă câte 3puncte pentru fiecare răspuns corect: 1c; 2a; 3b; 4c; 5b;
5x3p= 15puncte
D Se acordă câte 3puncte pentru fiecare răspuns corect: 1 A, 2 F, 3 F 3x3p= 9 puncte
Se acordă câte 3 puncte pentru modificarea corectă a afirmației false 2x3p=6puncte
Subiectul al II- lea
1.
a) Numirea a două organe de simț la mamifere 2 puncte 2x2p= 4 puncte
b) Se acordă câte 2 puncte pentru fiecare răspuns corect 4x2p= 8 puncte
c) Construirea unui enunț 4 puncte 2x4p= 8 puncte
2.
a) Definirea actului reflex 5 puncte 1x5p= 5puncte
b) enumerarea a șase noțiuni 6x2p= 12puncte
construirea textului 4x2p= 8puncte
Proiect didactic
Unitatea școlară: C. A. I. A. „Vasile Adamachi” Iași
Profesor: Contaș Anișoara
Disciplina : Biologie
Clasa: a IX- a B
Data: 28. 04. 2015
Durata : 50 minute
Tema: Recapitulare teză: Diversitatea lumii vii (Virusuri-Viermi)
Tipul lecției : Recapitulare, sistematizare și consolidare a cunoștințelor
Scopul lecției: Consolidarea și aprofundarea cunoștințelor referitoare la diversitatea lumii vii.
Competențe generale:
1. Receptarea informațiilor despre lumea vie;
2. Explorarea sistemelor biologice;
3. Utilizarea și construirea de modele și algoritmi în scopul demonstrării principiilor lumii vii;
4. Comunicarea orală și scrisă utilizând corect terminologia specifică biologiei;
5. Transformarea și integrarea cunoștințelor și metodelor de lucru specifice biologiei în contexte noi.
Competențe specifice:
1.1. Culegerea de date din surse variate de informare sau documentare despre organizarea lumii vii;
1.2. Clasificarea indivizilor biologici pe baza caracterelor generale;
2.1. Utilizarea investigației pentru identificarea unor caractere generale;
2.2. Prelucrarea rezultatelor obținute din investigații și formularea concluziilor;
3.1. Reprezentarea lumii vii pe baza modelelor;
Competențe derivate:
C1. Clasificarea corectă a organismelor vii în cele cinci regnuri;
C2. Precizarea caracterelor generale ale virusurilor, procariotelor, protistelor, plantelor și animalelor;
C3. Identificarea caracterelor de superioritate ale angiospermelor față de gimnosperme și ale gimnospermelor față de ferigi și mușchi;
C4. Recunoașterea unor reprezentanți ce aparțin: protistelor, fungilor, plantelor și animalelor.
Metode și procedee didactice: conversația euristică, observarea, învățarea prin descoperire, expunerea, problematizarea, copacul cu idei, metoda ciorchinelui.
Materiale și mijloace de învățământ: prezentare Power- Point, manual, fișe de lucru, material vegetal.
Forme de organizare a activității: frontală, individuală și pe grupe
Bibliografie:
1. Țipilic T., Lițescu S., Paraschiv C., Biologie manual pentru clasa a IX-a, Editura Aramis Print, București;
2. Ene S., Ene L., Tănase O., Ghid pentru Bacalaureat de nota 10 (zece) la Biologie, clasele IX- X, Editura Gimnazium, 2014;
3. Costică N., Metodica predării biologiei, Editura Graphys, 2008, Iași.
Desfășurarea activității
Fișă de lucru- Diversitatea lumii vii-Virusuri-Viermi
rosaceae graminee
brad dicotiledonate monocotiledonate
nematelminți
gimnosperme angiosperme platelminți anelide
ascomicete
bazidiomicete
viermi
ciuperci licheni
spongieri
pteridofite celenterate
metazoare
fungi briofite tridermice l oomicete metazoare
didermice
alge
sporozoare
alge plante
albastre-verzi
protista animal
bacterii
monera
Regnul
virusuri
Diversitatea lumii
vii
Fișă de lucru
Recapitulare teză – Diversitatea lumii vii (virusuri – viermi)
heterotrofe ierboase lemnoase
miceliu
autotrofe spori pluricelulare
heterotrofe
Unicelulare și autotrofe
Pluricelulare spori
fungi plante
protista
semințe
eucariote
procariote caractere generale pluricelulare
didermice
monera
animale
tridermice
fără nucleu
adevărat unicelulare heterotrofe
sexuată
virusuri
agenți infecțioși fără metabolism fără reproducere
Proiect didactic
Unitatea școlară: C. A. I. A. „Vasile Adamachi” Iași
Profesor: Contaș Anișoara
Disciplina : Biologie
Clasa: a XII- a B
Data: 14. 05. 2015
Durata : 50 minute
Tema: Genetică și ecologie umană
Tipul lecției: evaluarea cunoștințelor
Scopul lecției: dobândirea și verificarea cunoștințelor referitoare la genetică moleculară, genetică umană și ecologie umană.
Competențe generale:
1. Receptarea informațiilor despre lumea vie;
2. Explorarea sistemelor biologice;
3. Utilizarea și construirea de modele și algoritmi în scopul demonstrării principiilor lumii vii;
4. Comunicarea orală și scrisă utilizând corect terminologia specifică biologiei.
5. Transferarea și integrarea cunoștințelor și metodelor de lucru specifice biologiei ăn contexte noi.
Competențe specifice:
1.2.Recunoașterea structurii și funcțiilor materialului genetic;
2.1.Reprezentarea structurii și funcțiilor materialului genetic;
3.1.Elaborarea și aplicarea unor algoritmi de identificare, investigare, experimentare și rezolvare a unor situații problemă;
4.1.Utilizarea adecvată a terminologiei specifice biologiei în diferite situații de comunicare;
5.1.Utilizarea în viața umană a cunoștințelor de genetică și ecologie umană;
5.3.Realizarea de conexiuni intra, inter și transdisciplinare în analizarea și interpretarea unor fenomene și procese specifice lumii vii.
Competențe derivate:
1.Descrierea compoziției chimice a acizilor nucleici;
2.Compararea materialului genetic la virusuri, procariote și eucariote;
3.Recunoașterea complementului cromozomial uman;
4.Enumerarea tipurilor de ARN celular și funcțiile lor;
5.Descrierea etapelor sintezei proteice;
6.Recunoașterea tipurilor de agenți carcinogeni în inducerea cancerului;
7.Utilizarea în viața omului a cunoștințelor de bioetică și ecologie umană.
Metode și procedee didactice: conversația euristică, observația, explicația, expunerea, rezolvarea de probleme.
Mijloace de învățământ: fișe de evaluare.
Evaluare: prin fișe de evaluare.
Organizarea activității: frontal și individual.
Desfășurarea lecției
Nume și prenume: Data
Clasa: a XII-a B
Test de evaluare la biologie
Subiectul I (30 puncte)
A. 4 puncte
Scrieți, pe foaia de examen, noțiunile cu care trebuie să completați spațiile libere din afirmația următoare, astfel încât aceasta să fie corectă.
Genomul bacterian este reprezentat de un singur ……………….de formă ………………….
B. 6 puncte
Numiți tipurile de baze azotate din structura acizilor nucleici, precizați câte un exemplu pentru fiecare tip de bază.
C. 10 puncte
Scrieți, pe foaia de examen litera corespunzătoare răspunsului corect.
1. Heterozomii umani sunt:
a) cromozomi somatici; b) cromozomi sexuali; c) diferiți la femeie d) identici la bărbați.
2. Eroziunea solului poate fi cauzată de:
a) defrișarea pădurilor; b) introducerea de specii noi; c)împădurire; d) combaterea dăunătorilor.
3. Enzimele care catalizează reacția de activare a aminoacizilor în translație sunt:
a) aminoacil-sintetaze; b) ARN-polimeraze; c) ADN-polimeraze; d) peptid-polimeraze.
4. Sinteza ADN-ului se realizează prin:
a) denaturare b) replicație c) transcripție d) translație.
5. Prin transcripție se realizează:
a) formarea moleculelor de ADN; b) replicația după model semiconservativ;
c) copierea informației genetice în ARNm; d) sinteza unei proteine ribozomale.
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.
Radiațiile ionizante sunt agenți carcinogeni fizici.
Fertilizarea in vitro este o metodă de diagnostic prenatal.
Complementul cromozomial uman are 23 de cromozomi.
Subiectul II (30 puncte)
Sinteza proteinelor reprezintă funcția heterocatalitică a materialului genetic.
Numiți 2 tipuri de ARN, precizând pentru fiecare o caracteristică.
Sinteza unei proteine plasmatice este determinată de un fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 1800 nucleotide, 30% dintre acestea contin citozină. Stabiliți următoarele:
– numărul nucleotidelor cu guanină;
– numărul nucleotidelor cu adenină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe);
– numărul legăturilor duble și triple din fragmentul de ADN bicatenar;
– numărul de codoni din catena de ARN mesager sintetizat pri transcripție.
– Scrieți toate etapele necesare rezolvării cerințelor problemei.
Subiectul III (30 puncte)
1. Materialul genetic prezintă o anumită organizareîn funcție de gradul de complexitate al organismelor.
a) Clasificați virusurile în funcție de tipul de acid nucleic conținut;
b) Construiți 2 enunțuri dintre care un enunț fals și unul adevărat. Folosiți în acest scop informații referitoare la următoarele conținuturi:
– Cromatina eucaritelor;
– Carcinogeneza.
2. Alcătuiți un minieseu intitulat „Poluarea ecosistemelor” folosind informația științifică adecvată.
În acest scop respectați următoarele etape:
– enumerarea a șase noțiuni specifice acestei teme;
– construirea cu ajutorul acestora, a unui text coerent, format din maximum trei-patru fraze, folosind corect și în corelație noțiunile enumerate.
Barem de evaluare si de notare
Subiectul I
A
Se acordă 2p. pentru fiecare noțiune corectă 2x2p=4puncte
B
-numirea a două tipuri de baze azotate 2x1p=2puncte
-un exemplu pe fiecare bază azotată 2x2p=4puncte
C
Se acordă câte 2p pentru fiecare răspuns corect:1b; 2a; 3a; 4b; 5c 2x5p=10puncte
D
Se acordă câte 2p. pentru fiecare răspuns corect: 1A; 2F; 3F 3x2p=6puncte
Se acordă 2p. pentru fiecare modificarea corectă a afirmației false. 2x2p=4puncte
Subiectul al II-lea
-numirea celor două tipuri de ARN 2x2p=4puncte
-precizarea unei caracteristici pentru fiecare tip de ARN numit 2x1p=2puncte
–numărul nucleotidelor cu citozină (540) 2p.
-numărul nucleotidelor cu guanină (540) 2p.
-numărul nucleotidelor de guanină și citozină (1080) 2p.
-numărul nucleotidelor de adenină și timină (720) 3p.
-numărul nucleotidelor cu adenină (360) 3p.
-numărul legăturilor duble (360) 3p.
-numărul legăturilor triple (540) 3p.
-numărul nucleotidelor ARNm (900) 2p.
-numărul codonul din ARNm (300) 4p.
Subiectul al III-lea
1.a) clasificarea virusurilor 2x2p=4puncte
b)construirea a două enunțuri 2x3p=6puncte
2.- enumerarea a șase noțiuni specifice 6x2p=12puncte
– pentru coerența textului de maxim trei- patru fraze se acordă 4x2p=8puncte
V. Concluzii
Prin aplicarea metodelor tradiționale și moderne, în activitatea de predare-învățare-evaluare la biologie, rezultă următoarele concluzii:
V.1. În cadrul orelor de biologie, metodele tradiționale urmăresc predarea și transmiterea de cunoștințe fără a-i determina pe elevi să participe activ la lecție;
V.2. Metodele moderne sunt axate pe explorare, cercetare și învățare.
V.3. De asemenea se constată că metodele tradiționale pun accent pe comunicare verbală, comparativ cu cele moderne care se bazează pe comunicare verbală și acțiune;
V.4. Se poate afirma că prin utilizarea metodelor tradiționale la orele de biologie, elevii au o atitudine pasivă de receptare a informațiilor, pe când cele moderne stârnesc curiozitatea elevilor, determinându-i să participe activ la descoperirea informațiilor.
V.5. Folosirea exclusivă a metodelor tradiționale în cadrul lecțiilor de biologie, la evaluarea elevilor, solicită reproducerea informațiilor fără a fi capabili să realizeze corelații între noțiunile noi și cele știute;
V.6. Metodele moderne încurajează gândirea, creativitatea și imaginația elevilor, față de cele tradiționale, care încurajează învățarea mecanică la elevi;
V.7. Metodele tradiționale promovează competiția, iar cele moderne promovează cooperarea între elevi.
BIBLIOGRAFIE
1. Andrei, M., Paraschvoiu, R. M., 2003. Microtehnică botanică, Ed. Niculescu, București
2. Anghel I., 1994. Proceding of the 8-th National Symposium of Industrial Microbiology and Biotehnology, Ed. Univ. Bucharest.
3. Anghel I., Brezeanu A., Cachiță C. D., 1993. Lucrările celui de-al V-lea Simpozion Național de Culturi de Celule și țesuturi Vegetale, Ed. Univ. București.
4. Ardelean A., Cachiță C. D., 1997. Metabolites from plant tissue and cell cultures, in: Actualități și Perspective în Biotehnologiile vegetale (Lucrările celui de-al VI-lea Simpozion Național de Culturi de țesuturi și Celule Vegetale, Băile Felix-Oradea, 1996).
5. Barna, A., Pop I. Coroiu I., 2002. Biologie. Suporturi pentru pregătirea examenului de definitivareîn învățământ- teme de specialitate și metodica predării disciplinei. Ed. Albastră.
6. Brezeanu A., Anghel I., 1993. Progrese și tendințe în domeniul culturilor de celule și țesuturi vegetale, Lucrările celui de-al V-lea Simpozion Național de culturi de Celule și țesuturi Vegetale, București.
7. Bajaj Y., P., S., Furmanowa M., Oeszowska O., 1998. Biotehnology of the Micropropagation of Medicinal and Aromatic Plants, Ed. Springer.
8. Cachiță C., D., 1987. Metode in vitro la plantele de cultură, Ed. Ceres București.
9. Cachiță C. D., 1989. Metode in vitro la plantele de cultură-Baze teoretice și practice, Ed. Ceres, București .
11. Cachiță C. D., 1990. in vitro Explant Cultures, Present and perspective, The IV-th National Symposium on Plant Cell and Tissus Culture, Cluj-napoca.
12. Cachiță C. D., Ardelean A., Crăciun C., 1997. Actualități și perspective în biotehnologiile vegetale, 10-11 iunie 1996, Băile Felix-Oradea, Ed. „Vasile Goldiș” Arad .
13. Cachiță C. D., Deliu C., Rakosy-Tican L., Ardelean A., 2004. Tratat de biotehnologie vegetală, vol.I, Ed. Dacia, Cluj-Napoca .
14. Cerghit I., 2006. Metode de învățământ, Ed. Polirom București.
15. Chu I. E., 1986. Tissue Culture as Plant Production System of Horticultural Crops
Ed. Butterworrths, London .
16. Ciulei I., Grigorescu E., Stănescu U., 1993. Plante medicinale, Fitochimie și Fitoterapie, vol II, Editura Medicală București.
17. Costică N., 2008. Metodica predării biologiei, Ed. Grapys Iași.
18. Cucoș C., 2005. Introducere în pedagogie. Teoria și metodologia evaluării, Ed. Univ. „Al. I. Cuza”, Iași.
19. Cucoș C., 2006. Pedagogie, ediția a II-a , revizuită și adăugită, Ed. Polirom, Iași.
20. Deliu, C., 2000. Morfologia și Anatomia plantelor, Curs, Ediția a II-a . Ed.Univ.
„ Babeș- Bolyai” Cluj- Napoca.
21. Dulama E., M., 2002. Modele, strategii și tehnici didactice activizante cu aplicații în geografie. Ed. Clusium, Cluj- Napoca.
21. Ene S., Tănase O., Ciobanu N., Răducu C., 2012. Ghid pentru bacalaureat de nota zece la biologie, clasele XI- XII, Ed. Gimnasium, Târgoviște.
22. Ene S., Sandu G., Gămăneci G., 2005. Manual biologie, cladsa a X-a, Ed. LVS Crepuscul, Ploiești.
23. Gelardini C., Galeotti N., 1999. Planta medica, Ed. Univ. Firenzze, Italia.
24. Ianovici N., 2006. Didactica biologiei- suport de curs și seminar, Ed. Mirton, Timișoara.
25. Ianovici N., Frenț A. O., 2009. Metode didactice în predare-învățare la biologie, Ed. Mirton, Timișoara.
26. Ion I., Leu U. M., 2001. Metodica predării- învățării biologiei, Ed. Corson, Iași.
27. Ion I., Leu U., Ion C., 2004. Metodica predării-învățării biologiei, Ed. Solaris, Iași, 2004.
28. Ion I., 1981. Metodica predării biologiei. Ed. Univ. „ Al. I. Cuza”, Iași.
29. Ionel R., Istrate C., Ardelean A., 2008. Manual biologie, clasa a XI-a, Ed. Corint, București
29. Jurcone S., Săsărman E., 2004. Tratat de biotehnologie, vol.I, Ed. Tehnică București .
31. Lazăr V., Căprărin D., 2008. Metode didactice utilizate în predarea biologiei, Ed. Arves, Craiova.
30. Maftei D. E., 2008, Studii morfogenetice și biochimice în culturi in vitro și ex vitro la unele plante aromatice, teză de doctorat .
31. Milică C. I., 1999, Biotehnologiile viitorului, Ed. Ion Ionescu de la Brad, Iași.
32. Muntean L. S.., 1990, Plante medicinale și aromatice cultivate in România, Ed. Dacia Cluj_ Napoca.
33. Murashige, T., Skoog, 1962. Arevised medium for growth and bioassays with tobacco tissue culture, Phisologia Plantarum.
34. Onisei T., 1995, Studiul organogenezei și embriogenezeisomatice în culturi in vitro la plante medicinale și aromatice, teză de doctorat.
35. Păun E. și colab., 1986, Tratat de plante medicinale și aromatice cultivate, Ed. Academiei R. S. R., București.
36. Pârvu C., 2003, Enciclopedia plantelor din flora României, vol. II, Ed. Tehnică București .
37. Pârvu C., 2006, Universul plantelor, Ed. Asab, București .
38. Pierik R. L., Ruibing M. A., 1997, Developments in the micropropagation industry in The Netherlands, Plant Tissue Culture and Biotehnology .
39. Purcelan Șt., Cocalcu T., 1966, Cultura arbuștilor ornamentali, Ed. Agrosilvică București .
40. Raicu P., 1990, Biotehnologii moderne, Ed. Tehnică, București .
41. Roșu A., 1999, Elemente de biotehnologii vegetale, Ed. Ametist-92, București .
42. Țipilic T., Lițescu S., Paraschiv C., 2008. Biologie manual pentru clasa a IX-a, Ed. Aramis Print, București;
42. Tiță I., 2008, Botanica farmaceutică, ediția a III-a, Ed. Sitech, Craiova .
43. Ștefan N., 2001, Curs de botanică sistematică, Ed. Universității „Al. I. Cuza” Iași.
44. Ștefan N., Oprea A., 2007, Botanică sistematică, Ed. Univ. „Al. I. Cuza” Iași .
45. Vântu S., 2005, Culturi de celule și țesuturi vegetale în biotehnologie, Ed. Univ. „Al. I. Cuza” Iași .
32. Http://en.wikipedia.org/wiki/Lavandula.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Metode Neconventionale de Conservare Si Perpetuare la Specia Lavandula Angustifolia Mill (ID: 157328)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.